DE2552322C2

DE2552322C2 - Verzögerungsvorrichtung für Pneumatiksysteme

Info

Publication number: DE2552322C2
Application number: DE2552322A
Authority: DE
Inventors: Felix Rueil-Malmaison Lameyre
Original assignee: La Telemecanique Electrique SA
Current assignee: Telemecanique SA
Priority date: 1974-11-22
Filing date: 1975-11-21
Publication date: 1985-03-21
Also published as: SE413110B; FR2292141B1; DE2552322A1; SE7511152L; GB1499160A; FR2292141A1; JPS5162293A; US4018249A; JPS5721722B2

Description

8. Verzögerungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende vom Mantel (12) des Kolbens gebildet ist, daß das Element (61). in dem das zweite Ende (45) gleitet, aus dem am zweiten Boden (46) befestigten Teil des Zylinders (13) besteht und daß die öffnung (51) vom Zwischenraum zwischen eiern unteren Ende des Mantels und dem zweiten Boden, Tiit dem die Belüftungsöffnung (19) verbunden ist, gebildet ist.

Die Erfindung betrifft eine Verzögerungsvorrichtung für Pneumatiksysteme zur Erzeugung eines von der jeweiligen Stellung eines ausgangsseitigen Ventils abhängigen Ausgangssignals, mit einer von einem Steuerdruck beaufschlagbaren Stcuerfluidleitung, die mit einer in Reihe mit einer Drosselbohrung geschalteten Einrichtung zur Betätigung des Ventils, mit einer Einrichtung zum Spannen eines Verzögerungsorgans sowie mit einer eine kalibrierte Ausflußöffnung bildenden Steueröffnung verbindbar ist. wobei das Verzögerungsorgan eine der Steueröffnung gegenüberliegende Verschlußscheibe umfaßt, die mit einsetzendem Steuerdruck zur Freigabe der Steueröffnung von dieser zunächst beabstandet ist und nach einer mit einstellbarer Verzögerung verlaufenden Entspannungsbewegung des Verzögerungsorgans diese Steueröffnung wieder verschließt.

Bei einer aus der DE-PS 16 50 450 bekannten Verzögerungsvorrichtung der eingangs genannten Art ist die Steueröffnung durch eine nach eingestellter Verzögerungszeil stationäre Düse gebildet, von der die Verschluöschcibc mit abfallendem Steuerdruck unter Einwirkung der Spanneinrichtung auf das Verzögernngsorgan wieder wegbewegt wird. Während das rein mccha-

nisch arbeitende Verzögerungsorgan durch die Spannvorrichtung wieder gespannt wird, wird gleichzeitig die Verschlußscheibe von der Steueröffnung in eine von dieser entfernte Ruhe- bzw. Ausgangslage überführt. Eine Variation der Verzögerungszeiten erfolgt durch eine Änderung des in der Ruhestellung gegebenen Abstandes zwischen der Düse und der Verschlußscheibe. Nachdem die bei einsetzendem Steuerdruck der Düse zugeführte und bei abfallendem Steuerdruck von dieser weggeführte Ysrschlußseheibe auf einer teilkreisförmigen Bahn bewegt wird, ist zur Einstellung der Zeitkonsiante vorgesehen, daß die die Steueröffnung bildende Düse ebenfalls längs einer Teilkreisbahn verstellbar ist. Bei dieser bekannten Vorrichtung dient der Steuerdruck gleichzeitig zur Betätigung der Spannvorrichtung für das Verzögerungsorgan und der Vorrichtung zur Umschaltung des Ventils sowie zur Übertragung und Erzeugung des Ausgangsdrucksignals.

Abgesehen davon, daß aufgrund der teilkreisförmigen Zustellbewegung der Verschlußscheibe und der zur Einstellung der Verzögerungszeit entsprechend zu versieiienden Düse zunächst erhebliche Probleme im Zusammenhang mit einem dichten Abschluß i!er Steueröffnung bei vorliegendem Steuerdruck auftreten können, ist bei dieser bekannten Vorrichtung insbesondere auch als nachteilig anzusehen, daß die Steueröffnung im Ruhezustand der Verzögerungsvorrichtung völlig freiliegt und diese Öffnung somit in besonderem Maße der Gefahr einer Verschmutzung und zumindest teilweisen Verstopfung ausgesetzt ist. Im Ruhezustand der Verzögerungsvorrichtung, d. h. bei fehlendem Steuerdruck, weist die Verschlußscheibe nämlich stets einen vorgegebenen Abstand von der die Steueröffnung bildenden Düse auf. Nachdem die Steueröffnung während des Ruhezustands von keinerlei Druck beaufschlagt ist, ist die Gefahr einer Verschmutzung dieser Steueröffnung durch Fremdkörper, die aus den Werkräumen, in denen die Vorrichtung eingesetzt wird, stammen, besonders groß.

Bereits durch eine teilweise Verstopfung der Steueröffnung können sich nun deren Kenngrößen, die für die Funktionsfähigkeit und Genauigkeit der Vorrichtung entscheidend sind, wesentlich ändern. So kann beispielsweise eine teilweise Verstopfung der Düse bzw. der Steueröffnung dazu führen, daß bei ansteigendem Steuerdruck das ausgangsscitige Ventil zu früh, d. h. vor einem Verschließen der Steueröffnung durch die dem Vcr/.ögerungsorgan zugeordnete Verschltißschcibe, umschaltet.

Nachteilig bei dieser im Aufbau relativ komplizierten Verzögerungsvorrichtung ist ferner, daß das rein mechanisch arbeitende Verzögerungsorgan und die eigentlichen pneumatischen Stcucrungssysteme dieser Vorrichtung von unterschiedlicher Technik sind und der Steuerdruck gleichzeitig eine Vielzahl unterschiedlicher Funktionen erfüllen muß.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Verzögerungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei einfachem und kompaktem Aufbau insbesondere auch bei äußerer Schmutzeinwirkung stets einen zuverlässigen Betrieb gewährleistet.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einrichtung zum Spannen des Verzögerungsorgans ein die Steueröffnung aufweisendes bewegliches Element ist, daß das bewegliche Element zum Spannen des Vcrzögerungscrgans in Richtung einer ersten End· stellung vorbelastet und in dieser ersten Endstellung mit seiner Steueröffnung :;tcis elastisch gegen die Verschlußscheibe gehalten ist, und daß das bewegliche Element vom Steuerdruck in Richtung einer zweiten Endstellung vom Verzögerungsorgan und dessen Verschlußscheibe weg beaufschlagt ist, in der bei noch nicht entspanntem Verzögerungsorgan die Steueröffnung einen vorgegebenen Abstand zu der Verschlußscheibe aufweist und bei der das Steuerfluid sowohl der Vorrichtung zur Betätigung des Ventils als auch der Steueröffnung zugeführt ist.

to Aufgrund dieser Ausbildung wird erreicht, daß die Steueröffnung auch in der Ruhestellung der Verzögerungsvorrichtung, d. h. bei fehlendem Steuerdruck, durch die dem Verzögerungsorgan zugeordnete Verschlußscheibe dicht verschlossen ist. Hierdurch kann nun auch in der besonders kritischen Phase, d. h. nämlich dann, wenn die Steueröffnung nicht vom Steuerdruck beaufschlagt ist, keinerlei Schmutz in diese Steueröffnung eintreten. Da nämlich das die Spanneinrichtung für das Verzögerungsorgan bildende bewegliche Element in Richtung einer ersten Endstellung vorbelastet und auch in dieser ersten Endstellung rr» seiner Steueröffnung stets elastisch gegen die VerschluSscheibe gehalten ist, wird die Steueröffnung bei abfallendem Steuerdruck stets in eine solche Ruhestellung überführt, in der sie durch die Verschlußplatte zuverlässig verschlossen und somit vor eindringendem Schmutz geschützt jst. Mit sich aufbauendem Steuerdruck wird das bewegliche Element in seine zweite Endstellung überführt, in der die Steueröffnung zunächst einen vorgegebenen Abstand

jo von der Verschlußscheibe aufweist. Während dieser Bewegung der Steueröffnung von der Verschlußscheibe weg ist diese Steueröffnung jedoch dem Steuerdruck ausgesetzt, so daß bereits in den Bereich der Steueröffnung eintretender Schmutz vom ausströmenden Fluid

J5 vor der Öffnung ferngehalten wird.

Das die Steueröffnung aufweisende bewegliche Element erfüllt somit mehrere Funktionen in einem. So dient dieses in seine erste Endstellung vorbelastete bewegliche Element sowohl zum Spannen des Verzögerungsorgans als auch zur Sicherstellung eines dichten Verschlusses der Steueröffnung in der kritischen Phase bei fehlendem Steuerdruck. Darüber hinaus können über dieses bewegliche Element problemlos auch die in den einzelnen Stellungen gewünschten pneumatischen Verbindungen zwischen den zusammenwirkenden Einrichtungen der Verzögerungsvorrichtung bereitgestellt werden. So kann dieses bewegliche Element in seiner zweiten Endstellung, in der es vom Steuerdruck beaufschlagt ist, beispielsweise sicherstellen, daß das Steuerfluid in dieser zweiten Endstellung des beweglichen Elements ausschließlich der Vorrichtung zur Betätigung des Ventils und der Steueröffnung zugeführt wird, während in einer anderen Stellung des beweglichen Eienier's problemlos beispielsweise auch eine Verbindung der Vorrichtung zur Betätigung des Ventils mit der Atmosphäre möglich ist.

So ist in vielen praktischen Anwendungsfällen oft erwünscht, daß ein Zurückschalten des ausgangsseitigen Ventils unmittelbar nach Abfallen des Steuerdrucks er folgen soll. Dies kann auf besonders einfache Weise nun beispielsweise dadurch erreicht werden, daß das die Steueröffnung aufweisende bewegliche Element in jeder Stellung, die nicht seiner zweiten Eüdstellung entspricht, die Vorrichtung zur Betätigung des ausgangs-

M scitigen Ventils mit der Atmosphäre verbindet. Gleichzeilig kann damit en eicht werden, daß mit der Überführung des beweglichen Elements in seine zweite Endsiellung sich der auf das ausgangsseitige Ventil wirkende

Druck praktisch noch nicht erhöht und ein ausreichender Anstieg des das Ventil beaufschlagenden Druckes erst dann erfolgt, wenn in der zweiten Endsicllung des beweglichen Elements die Steueröffnung nach Ablauf der Verzögerungszeit durch die zur Steueröffnung hingeführte Verschlußscheibe des Verzögerungsorgans dicht verschlossen wird.

Wesentlich ist, daß die für die Funktionsfähigkeit der Verzögerungsvorrichtung aufgrund der erforderlichen genauen Kalibrierung kritische Steueröffnung stets nur dann von der Verschlußscheibe des Verzögerungsorgans freigegeben ist. wenn sie vom Steuerdruck beaufschlagt isi und eventuell in den Bereich der Steueröffnung eintretender Schmutz vom ausströmenden Fluid zuverlässig beseitigt wird. Sowohl während des Spannvorgangs des Verzögerungsorgans unmittelbar nach abfallendem Steuerdruck sowie in der ersten Endstellung des beweglichen Elements bei fehlendem Steuerdruck ist die Steueröffnung stets dicht von der Versehiußscheibe verschlossen, so daß auch in diesen kritischen Phasen keinerlei Schmutz in die Steueröffnung eintreten kann und somit die funktionswichtigen Kenndaten dieser Steueröffnung unverändert bleiben.

Eine vorteilhafte Ausführungsvariante der Verzögerungsvorrichtung besteht darin, daß die Vorrichtung zur Betätigung des Ventils eine durch eine verformbare Membran begrenzte Kompressionskammer umfaßt, daß das Ventil ein zweifaches, vom durch die Membranbewegungen außerhalb der Kompressionskammer erzeugten Druck bcujfschlagtes Ventil ist und daß das Ventil in einer Endstellung eine Ausgangsleitung mit einer BelUftungsöffnung und in der anderen Endstcllung die Ausgangsleitung mit einer einen ständigen Druck erhaltenden Leitung verbindet.

Dadurch, daß der das Ausgangssignal erzeugende Druck in einem vom Steuerdruckkreis getrennten System bereitgestellt wird, ergibt sich CiTiC weitere Erhöhung der Zuverlässigkeit und Sicherheit der Verzögerungsvorrichtung. An den Steuerdruck sind nunmehr nämlich nur noch gezielte Anforderungen zu stellen, die völlig unabhängig von denen des Ausgangsdruckkreises sind. Besondere und aufwendige Maßnahmen /ur Erzielung mehrerer unterschiedlicher Funktionen mit einem einzigen Druck können dadurch entfallen. Mit der vorgenommenen Trennung der beiden Druckkreise kann insbesondere auch einfacher sichergestellt werden, daß mit abfallendem Steuerdruck das Ausgangsdrucksignal ohne Verzögerung verschwindet, was in vielen praktischen Anwendungsfällen gefordert ist.

Die Vorrichtung zur Betätigung des Ventils weist ferner zweckmäßigerweise eine erste öffnung auf. die in der ersten Endstellung des beweglichen Elements in eine BelUftungsöffnung ausmündet und mit einer mit der Steueröffnung verbundenen, zweiten öffnung gekoppelt ist, wenn das die Steueröffnung und die /weite Öffnung tragende bewegliche Element durch Einwirkung des Steuerdrucks in seine zweite Endstellung gelangt ist.

Indem die Vorrichtung zur Betätigung des Ventils über die erste Öffnung erst im letzten Momcni der Überführung des beweglichen Elements in seine zweite Endstellung mit der Steueröffnung verbunden wird, ist die Betätigungsvorrichtung für das Ventil bis zu diesem Zeitpunkt mit der Belüftungsöffnung in Verbindung. Der geringe Druck, der sich in der zweiten Endstellung des beweglichen Elements in der Vorrichtung zur Betätigung des Ventils aufbaut, reicht für eine Umschaltung des Ventils noch nicht aus. Die endgültige Umschaltung des Ventils erfolgt erst bei einem Verschluß der Steueröffnung durch die Verschlußplalte des Vcrzögerungsorgans. Die Überführung des beweglichen Elements in seine zweite Endstcllung durch die Beaufschlagung durch den Steuerdruck geht äußerst schnell vonstatten, da bis zur Erreichung der zweiten F.ndstcliung über die BelUftungsöffnung eine Verbindung mit der Atmosphäre besteht und ein die Bewegung behindernder Druckanstieg somit nicht gegeben ist. Ferner erfolgt unmittelbar nach Beginn der Zustcllbewegung des beweglichen

ίο Elements in die Ruhestellung, nämlich seine erste Endslcllung, eine Entkopplung der Vorrichtung zur Betätigung des Ventils von der Steueröffnung und eine Verbindung mit der Belüftungsöffnung, so daß das Ausgangsdrucksignal unmittelbar nach Abfall des Stcucrsi-

Ii gnals verschwindet.

Zweckmäßigerweise besitzt das bewegliche Element eine mit der zweiten öffnung und der Steueröffnung verbundene dritte öffnung, die mindestens während eines Tciis des Hubes ues beweglichen Elc-menis rnü dem Steuerdruck in Verbindung ist.

Diese dritte Öffnung kann die Drosselbohrung bilden, die zwischen der Einrichtung zur Betätigung des Ventils und der vom Steuerdruck beaufschlagten Steuerfluidlcitung liegt. Diese dritte öffnung muß in diesem Falle somit zumindest in der zweiten F.ndstcliung des beweglichen Elements mit dem Steuerdruck verbunden sein.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante boicht das bewegliche Element aus einem Kolben, der sich in einem Zylinder bewegt und ein zentrales Rohr umfaßt, dessen erstes Ende einen ersten Boden des mit dem Steuerdruck verbundenen Zylinders durchquert und die Steueröffnung trägi. während das bezüglich des Kolbens dem ersten Ende entgegengesetzte, zweite Ende die zweite öffnung trägt, die auf einen zweiten Boden des Zylinders zu gerichtet ist, wobei der zweite Boden mit der BelUftungsöffnung verbunden ist ö

Das Verzögerungsorgan besteht vorteilhafterweise aus einem verformbaren Balg, der eine Feder enthält, deren Ausdehnungsgeschwindigkeit durch einen gekrümmten Drossclkanal einstellbar ist, dessen Länge mittels eines Stellknopfes veränderbar ist. wobei alle diese Organe konzentrisch zu einer Symmetrieachse angeordnet sind, die mit der Achse des beweglichen EIements und des zweifachen Ventils zusammenfällt.

Nachdem auch das eigentliche Verzögerungsorgan pneumatisch arbeitet, ergibt sich für die Verzögerungsvorrichtung insbesondere eine einheitliche Technik, was nicht nur die Funktionssicherheit der Vorrichtung crhöht, sondern auch gegebenenfalls erforderliche Justierungen. Reparaturen und dcrgl. erleichtert Die für die einzelnen Funktionen benutzten beweglichen Elemente können hierbei Rotationskörper sein, deren Herstellungskosten gering sind und die einfach in Formen oder auf der Drehbank hergestellt werden können. Durch die Wahl einer gemeinsamen Symmetrieachse erhält man die erforderlichen Fluchtgenauigkeiten.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsvarianic der Verzögerungsvorrichtung ist vorgesehen.

w) daß das zweite Ende in einem Element gleitet, das an dem zweiten Boden des Zylinders befestigt ist und eine mit der Belüftungsöffnung verbundene öffnung besitzt, die in der zweiten Endstellung des beweglichen Elements im wesentlichen verschlossen ist.

o5 Eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsvariante ist dadurch gegeben, daß das zweite Ende vom Mantel des Kolbens gebildet ist, daß das Element, in dem das zweite Ende gleitet aus dem am zweiten Boden

befestigten Teil des Zylinders besteht und daß die öffnung vom Zwischenraum /wischen dem unteren linde des Mantels und dem zweiten Boden, mit dem die Bcliiflungsöffnung verbunden ist, gebildet ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Aiisfühiungsbcispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt

I'ig. I eine teilweise geschnittene Darstellung einer Ver.-r gerungsvorrichtung in ihrer Ruhestellung,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Darstellung der Verzögerungsvorrichtung nach Fig. I zu dem Zeitpunkt, zu dem ein Steuerdruck angelegt ν i'rd,

l-'ig. 3 eine teilweise geschnittene Darstellung einer Alisführungsvariante der Verzögerungsvorrichtung in der Arbeitsstellung,

F i g. 4 eine abgewandelte Ausfiihrungsform der Verzögerungsvorrichtung nach I·' i g. 3, und

I·' i g. 5 einen Schnitt nach der Linie Y- V'in F i g. 4.

Die in den Fig. 1,2 und 3dargestellte Verzögcrungsi richtung urnfaüi einer. Körper JGO, i\sr zwei Grtsp-

pen I und 3 von Organen enthält. Die Gruppe 1 hat die Aufgabe, ein Verzögerungsorgun 20 der Verzögerungsvorrichtung zu spannen und die für die einzelnen Bctriebsphasen erforderlichen pneumatischen Verbindungen herzustellen. Die Gruppe 3 hat die Aufgabe, die gewünschte pneumalische Umschaltung auszuführen.

Auf dem Körper 100 ist leicht abnehmbar die vom Verzögerungsorgan 20 gebildete dritte Gruppe von Organen angeordnet.

Das Verzögerungsorgan 20 umfaßt einen verformbaren Balg 23, der bestrebt ist, unter der Einwirkung einer im ,nneren angeordneten als Druckfeder ausgebildeten Feder 24 sein maximales Volumen anzunehmen. Diese Feder wirkt auf den beweglichen Boden des Balges über ein Ventil 29 ein, das eine Verlängerung 28 besitzt, die ;sm Boden hervorsteht. Die Verlängerung 28 trägt ihrerseits eine Verschlußscheibe 21. Wenn der Balg entspannt ist, übertrag! sich eine auf die Verschlußscheibe 21 nach oben ausgeübte Kraft auf das Ventil 29, so daß dieses sich öffnet und ein schnelles Eindringen der Luft in das Innere des Balges gestaltet, so daß die Komprimierung des Balges sehr schnell vor sich gehen kann.

Wenn dagegen der Balg komprimiert ist und seine Ausdehnung jedoch möglich isl (F i g. 2), so ist das Ventil 29 geschlossen und die Luft kann nur über einen Kreis eintreten, der nacheinander aus einem ersten, in einen Stellknopf 22 vorgesehenen Kanal 27, einem kreisförmigen Kanalabschnitt, der einen Drossclkanal 25 veränderlicher Länge bildet, und einem zweiten Kanal 26 besteht, der das Innere des Balges mit dem Drosselkanal 25 verbindet.

Der Kanal 27 kann sich bei der Zeiteinstellung gegenüber dem Drosselkanal 25 bewegen, so daß jeder Winkelstellung des Stellknopfes eine andere Drosselkreislänge und damit eine andere Ausdehnungsgeschwindigkeit des Balges 23 entspricht. Das dargestellte System besitzt geringe Abmessungen und arbeitet vollständig pneumatisch, so daß die Betriebsschwankungen, denen es ausgesetzt sein kann, von derselben Art sind wie die, die in der übrigen Verzögerungsvorrichtung auftreten können. Das bewegliche Verzögerungsorgan 20 ist so beschaffen und bezüglich dem Körper 100 so angeordnet, daß es je nach den gewünschten Verzögerungsbereichen bequem ausgelauscht werden kann.

Der Körper 100der Verzögerungsvorrichtung besitzt eine Steuerfluidleitung 40, die einerseits über ein Filter mit einem Steuerfluideingang E und andererseits mit einem ersten Boden 44 eines Zylinders 13 verbunden isl.

dessen /weiter Boden 46 über eine Belüftungsöffnung 19 mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Der zweite Boden 46 des Zylinders steht über cineerste öffnung 43 mit einer Kompressionskammer 42 in Verbindung.
■; Bei dem in den Fig. I und 2 gezeigten Ausführungsbcispicl ist die Kompressionskammer 42 durch eine verformbare Membran 31 abgegrenzt und ist mit der Steuerfluidleiiung 40 über einen Kanal 49 verbunden, der eine Drosselbohrung 41 mit genau definierten Abmes-

i« sungen besitzt.

Der obere erste Boden 44 des Zylinders 13 weist ferner eine zylindrische öffnung 50 auf. die zu dem Zylinder koaxial ist und einen Dichtring besitzt.

Im Inneren des Zylinders ist als bewegliches Element

\^ri ein Kolben 10 angeordnet, dessen Mantel 12 den Kolben in seiner Bewegung führt. Der zentrale Teil des Kolbens weist ein konzentrisches Rohr 14 auf. das auf der Seite einer oberen Fläche 17 des Kolbens durch ein ein erstes Ende 4 bildendes zylindrisches Teil verlängert

2¹·' isl, iiü.s \'.\ der z^w!indrischcn öffnung 50 dicht pipit?! Auf der Suite des unteren /weiten Bodens 46 des Zylinders weist das Rohr eine ein zweites F.nde 5 bildende Verlängerung auf.

Die Enden 4, 5 des Rohrs 14 besitzen einerseits eine kalibrierte Steueröffnung 11, die gegenüber der oben beschriebenen Verschlußscheibe 21 angeordnet ist, und

andererseits eine zweite öffnung 16, die sich gegenüber

einer ersten öffnung 43 befindet.

Zwischen dem zweiten Boden 46 des Zylinders 13 und einer unteren Fläche 18 des Kolbens 10 ist eine Feder 15 angeordnet, die bestrebt ist, den Kolben nach oben zu drücken und die Steueröffnung 11 in die in Fig. I mit a bezeichnete erste Endstellung zu bringen.

Wenn der Kolben 10 bei Auftreten des Steuerdrucksi-

J5 gnals in die in F i g. 2 gezeigte Stellung gelangt, liegt die zweite öffnung 16 an dem zweiten Boden 46 des Zylinders 13 an und stellt dank einer Dichtung eine dichte Verbindung mit der ersten öffnung 43 her.
Die Gruppe bzw. Einheit 3 von Organen dient dazu.

eine pneumatische Verbindung herzustellen, indem sie eine Ausgangsleitung 5 entweder mit einer Belüftungsöffnung 32 oder mit einer einen konstanten Druck F liefernden Druckquelle verbindet. Diese Umschaltung wird durch ein zweifaches Ventil 30 vorgenommen, das eine erste Sitz- und Ventileinheit 33,34, die bestrebt ist. sich unter der Wirkung des Druckes Pzu schließen, und eine zweite, mit der ersten verbundene Sitz· und Ventilcinheit 35, 36 besitzt, die offen ist. wenn die erste geschlossen ist und umgekehrt. Die Ausgangsleitung S ist mit einem inneren Volumen 37 verbunden, das sich zwischen den beiden Sitzen befindet und zu dem zweifachen Ventil konzentrisch ist. Das Ventil besitzt die Form eines Rotationskörpers und wird nicht radial durch eine siändige Reibung geführt.

Wenn der Druck P angelegt wird und das zweifache Ventil sich in der oberen Stellung befindet, gelangt ein Schubkopf 38 des Ventils in die Nähe der der Kompressionskammer 42 entgegengesetzten Fläche 39 der Membran31.

Die Verzögerungsvorrichtung ist einerseits mit einer einen konstanten Druck P liefernden Quelle verbunden, die an eine öffnung angeschlossen ist, und andererseits mit einer an eine andere öffnung angeschlossenen Leitung, in der zu einem gewissen Zeitpunkt ein Steuer-

b5 druck Eauflrilt.

Die Verzögerungsvorrichtung hat die Aufgabe, nach einem einstellbaren Zeitraum je nach Auftreten des Steuersignals am Ende der Ausgangsleitung 5 für einen

weiter nicht zu erläuternden Zweck ein Ausgangssignal zu liefern.

Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Bei Fehlen des Steuerdrucks, jedoch bei Auftreten des ständigen Drucks P befindet sich die Vorrichtung in der in l·' i g. 1 gezeigten Ruhestellung.

Der Kolben 10 befindet sich in seiner oberen ersten Endstellung a ui:d die Steueröffnung U ist somit durch die Verschlußscheibe 21 geschlossen. Dieser Zustand wird dadurch erreicht, daß die von der Feder 15 entwikkelte Kraft größer als die in entgegengesetzter Richtung durch die Feder 24 des Verzögerungsorgans ausgeübte Kraft ist.

Da die Gruppe 3 von Organen ausschließlich dem Druck Pausgesetzt ist, befindet sie sich in dem Zustand, in dem das zweifache Ventil 30 die Ausgangsleitung S mit der Belüftungsöffnung 32 verbindet.

Wenn der Steuerdruck Ein der Steuerfluidleitung 40 auftritt, wird der Kolben durch den s'üf sc'.nc obere F^r!üche 17 einwirkenden Druck nach unten geschoben und gelangt in die in F i g. 2 gezeigte zweite Endstcllung b, nachdem er einen feststehenden Weg gleich einem vorgegebenen Abstand d durchlaufen hat. In diesem Moment liegt die zweite öffnung 16 an dem zweiten Boden 46 an und der Steuerdruck E breitet sich nach Durchquerung der Drosselbohrung 41 über den Kanal 49 und die erste öffnung 43 und das Rohr 14 aus, um sich in einem Fluidausfluß durch die Steueröffnung 11 zu äußern, die in Abhängigkeit von dem Wert des Steuerdruckes Eund der Abmessung der Drosselbohrung kalibriert ist. Da die Verbindung der beiden öffnungen 16 und 43 erst im letzten Moment des Abwärtshubes des Kolbens stattfindet, ist die Kompressionskammer 42 bis zu dem Zeitpunkt, an dem diese Verbindung stattfindet, über die Belüftungsöffnung 19 mit der Atmosphäre verbunden. Der geringe Druck, der anschließend in dieser Kammer infolge des kalibrierten Ausflusses auftritt, reicht nicht aus, um eine wesentliche Verformung der Membran 31 zu bewirken. Die Abwärtsbewegung des Kolbens geht äußerst schnell vor sich, da die untere Fläche 18 des Kolbens mit der Belüftungsöffnung 19 verbunden ist.

Zu dem Zeitpunkt, zu dem sich die Steueröffnung U von der Verschlußscheibe 21 trennt, verformt sich der Balg 23 des Verzögerungsorgans und bewegt die Verschlußscheibe 21 mit einer Geschwindigkeit nach unten, die von der Winkelstellung des Stellknopfes 22 abhängt. Wenn die Verschlußscheibe 21 sich über eine Strecke von gleich d bewegt hat und die in F i g. 2 in unterbrochenen Linien gezeichnete Stellung erreicht hat, wird die Steueröffnung 11 durch sie verschlossen und der Druck im Inneren der Kompressionskammer 42 steigt schnell an. Bei einem gewissen Wert dieses Druckes verformt sich die Membran 31 nach unten und drückt den Schubkopf 38 des zweifachen Ventils 30 zurück und bewirkt die Verbindung der Ausgangsleitung 5 mit dem bei P angelegten ständigen Druck. Diese pneumatische Umschaltung wird mit einer gewissen Verzögerung bezüglich des Zeitpunkts vorgenommen, an dem der Steuerdruck Ein der Steuerfluidleitung 40 aufgetreten ist.

Sobald der Steuerdruck E verschwindet, verschwindet der in der Kompressionskammer 42 herrschende Druck sofort, und zwar einerseits weil die erste öffnung 43 mit der Atmosphäre verbunden ist, sobald der Kolben 10 seine Aufwärtsbewegung beginnt, und andererseits weil die sehr schnell vor sich gehende Abwärtsbewegung des Kolbens 10 einen leichten Saugeffekt bewirkt, durch den die Membran 31 angesaugt wird.

Die VcrschlieQung des Ventils 30 geht somit äußerst schnull vor sich, d« die Rückbewegung der Membran in ihre Ruhestellung ebenfalls sehr schnell ist.

Die Vorrichturlg nimmt somit wieder die in Fig. 1 gezeigte Ruhestellung ein.

Bei dieser Anordnung können nur die öffnungen 16 und 43 Staub ausgesetzt sein. Ihre Abmessungen und ihre Lage machen eine Verstopfung sehr unwahrscheinlich.

Bei der in F i g. 3 gezeigten Abwandlung sind Organe mit gleicher Funktion mit denselben Bezugszahlen wie in Fig. I und 2 versehen. Der Boden des Zylinders besitzt hierbei einen zylindrischen Körper 47. in welchem ein zylindrisches Teil als zweites Ende 45 des Rohrs 14 gleitet, das mit der unteren Verlängerung des in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel beschriebenen Kolbens vergleichbar ist. Ein Element 61, nämlich das Innere dieses zylindrischen Körpers 47 stellt somit einen inii dsr erster, öffnung 43 und der Kon?prc*si<"iskammer 42 der F i g. 1 und 2 vergleichbaren Kanal dar, während die zweite öffnung 16 des Rohrs 14 seinerseits der öffnung 16 der F i g. I und 2 entspricht.

Die Kompressionskiimmcr 42 dagegen ist nicht auf dieselbe Weise mit der Steuerfluidleitung 40 verbunden, sondern über den in der Mitte des Rohrs 14 vorhandenen Kanal und über eine als Drosselbohrung ausgebildete dritte öffnung 48, die in der oberen Verlängerung d. h. dem ersten Ende 4 vorgesehen ist und in den oberen Bereich des Zylinders ausmündet, der wie im vor-

jo hergehenden Fall mit der Steuerfluidleitung 40 verbunden ist.

Diese dritte öffnung 48, die als Drosselbohrung dient, kann in verschiedenen Höhen angeordnet sein, und zwar in Nähe der oberen Fläche 17 des Kolbens oder weiter entfernt. In beiden Fällen muß gewährleistet werden, daß die plötzliche Abwärtsbewegung des Kolbens 10 nicht einen ungewünschten Überdruck in der Kompressionskammer 42 erzeugt. Dies kann entweder durch eine geeignete Kalibrierung der Steueröffnung 11

•to oder durch eine in dem zylindrischen Körper 47 vorgesehene, mit der Bclüflungsöffnung 19 verbundene öffnung 51 erreicht werden, die praktisch verschlossen wird, wenn der Kolben in seiner unteren Stellung ist. Auch hier findet die Verbindung der Stcuerfluidleilung 40 mit der Steueröffnung 11 und der Kompressionskammer in der zweiten Endstcllung des Kolbens statt.

Die Arbeitsweise ist praktisch dieselbe wie die des vorhergehenden Ausführungsbcispiels, wobei jedoch zu bemerken ist, daß bei Verschwinden des Steuerdruckes E die Saugwirkung und infolgedessen die Umschaltgcschwindigkeit des Ventils noch höher als in dem vorhergehenden Beispiel ist. Ein anderer Vorteil besteht darin, daß die dritte öffnung 48 und die Steueröffnung Ii, deren Abmessungen genau proportioniert sein müssen, an ein und demselben Teil vorgesehen sind und daß der Schutz der Öffnungen gegen Staub noch verbessert wird.

Eine Änderung dieser Abwandlung kann darin bestehen, daß der Mantel 12 die Aufgabe des zweiten Endes 45 des Rohres 14 übernimmt. Der zylindrische Körper 47 wird hierbei von dem Zylinder 13 gebildet, der an den zweiten Boden 46 anschließt, der weiterhin die erste öffnung 43 besitzt. Die ßclüflungslcilung 19 gestaltet auch hier die Entleerung des Zylinders, wenn sich der Kolben. JO zu seiner Stellung b nach unten bewegt, und zwar bis zu dem Zeitpunkt, zu dem sich der Mantel dem zweiten Boden 46 nähert oder diesen berührt.
Bei allen dargestellten Ausführungsformen sind die

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für jcifc Funktion benutzten beweglichen Elemente Rotationskörper, deren Herstellungskosten gering sind und die einfach in Formen oder auf der Drehbank hergestellt w.rdcn können. Die erforderlichen Fluchigenauigkeitcn erhält man durch die Wahl einer gemeinsa- ^r> inen Symmetrieachse XX'. Nur bei den Leitungen für den l'liiideiniritt und -austritt, die keiner besonderen Beanspruchung unterliegen, ist diese Symmetrie nicht eingehallen.

Bei Vcr/.ögerungsvorriehtungen, die für eine pneumalische Automatik benutzt werden, interessiert man sich im allgemeinen nur für die Erzeugung eines Auxgangssignals, das bezüglich des Auftretens des Steuersignals verzögert ist. Es kann jedoch auch eine Umschaltver/ogcrung gewünscht werden, die sich nach dem Vcr- ir> schwinden des Steuersignals richtet.

Die in Fig.4 gezeigte Abwandlung der Verzögerungsvorrichtung nach F i g. 3 gestattet auf äußerst einfache Weise die Erzeugung einer Verzögerung des Ausgjngssignalä bezüglich der Unterbrechung des Slcuerdrucks.

Wenn dii.- gewünschte Verzögerung feststehend ist, genügt es, auf der öffnung 51 ein sehr einfaches Ventil, beispielsweise eine elastische Lamelle 52 anzuordnen (F i g. 5), das nur eine langsame Entkomprimierung der rs Komprcssionskammer 42 über die Steueröffnung 11 und die als Drosselbohrung ausgebildete dritte öffnung 48 gestattet, ohne daß der Austritt der in der Leitung enthaltenen Luft bei der Abwärtsbewegung des Kolbens gehindert wird. Wenn man eine Verstellung dieser jo Verzögerung durch eine manuelle Betätigung von außen wünscht, kann eine Ausführungsform benutzt werden, bei der je nach der Winkelstellung des Kolbens mehr oder weniger lange Nuten die mehr oder weniger schnelle Herstellung der Verbindung zwischen der Kompressionskammer 42 und der öffnung 51 gestatten.

Es ist grundsätzlich auch möglich, daß das Aufziehen der Feder des Verzögerungsorgans entweder durch den Druck eines Fluids mit einem geeigneten Druck, das unter dem Kolben wirkt, oder durch magnetische oder elektromagnetische Einrichtungen erreicht wird.

Die Verzögerungsvorrichtung umfaßt somit im wesentlichen einen Fühler mit Strömungsmittciausflüß, der zwei verschiedene Endstcllungen einnehmen kann: in der ersten Endstellung bei Fehlen des Steuerdrucks legt er seine Öffnung an ein pneumatisch verzögertes Organ an, das ihn gespannt hält, und in der zweiten Stellung entfernt er sich von dem Organ um eine gewisse Slrekke, bevor er von diesem wieder eingeholt wird. Diese Verzögerungsvorrichtung kann in Systemen zur pneumalischen automatischen Steuerung benutzt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verzögerungsvorrichtung für Pneumatiksysteme zur Erzeugung eines von der jeweiligen Stellung s eines ausgangsseitigen Ventils abhängigen Ausgangssignals, mit einer von einem Steuerdruck beaufschlagbaren Steuerfluidleitung, die mit einer in Reihe mit einer Drosselbohrung geschalteten Einrichtung zur Betätigung des Ventils, mit einer Einrichtung zum Spanner, eines Verzögerungsorgans sowie mit einer eine kalibrierte Abflußöffnung bildenden Steueröffnung verbindbar ist, wobei das Verzögerungsorgan eine der Steueröffnung gegenüberliegende Verschlußscheibe umfaßt, die mit einsetzendem Steuerdruck zur Freigabe der Steueröffnung von dieser zunächst beabstandet ist und nach einer mit einstellbarer Verzögerung verlaufenden Entspannung;bewegung des Verzögerungsorgans diese Steueröffnung wieder verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Spannen des Verzögerungsorgans (20) ein die Steueröffnung (11) aufweisendes bewegliches Element (10) ist, daß das bewegliche Element zum Spannen des Verzögerungsorgans (20) in Richtung einer ersten Endstellung (a) vorbelastet und in dieser ersten Endstellung mit seiner Steueröffnung (11) stets elastisch gegen die Verschlußscheibe (21) gehalten ist, und daß das bewegliche Element (10) vom Steuerdruck (E) in Pachtung einer zweiten Endstellung (b) vom Verzögerungsorgan (20) und dessen Verschlußscheibe (21) weg beaufschlagt ist, in der bei noch nicht entspanntem Verz6gerungsorgan die Steueröffnung (11) einen vorgegebenen Abstand (d) zu der Verschlußscheibe (21) aufweist, und bei der das Steueriluid sowohl der Vorrichtung (42, 43, 31) zur Betätigung des Ventils (30) als auch der Steueröffnung (11) zugeführt ist.

2. Verzögerungsvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Betätigung des Ventils (30) eine durch eine verformbare Membran (31) begrenzte Kompressionskammer (42) umfaßt, daß das Ventil ein zweifaches, vom durch die Membranbewegungen außerhalb- der Kompressionskammer erzeugten Druck beaufschlagtes Ventil ist und daß das Ventil in einer Endstellung eine Ausgangsleitung (S) mit einer Belüftungsöffnung (32) und in der anderen Endstellung die Ausgangsleitung (S) mit einer einen ständigen Druck (/^erhaltenden Leitung verbindet.

3. Verzögerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Betätigung des Ventils (30) ferner eine erste öffnung (43) aufweist, die in der ersten Endstellung (a) des beweglichen Elements (10) in eine Belüftungsöffnung (19) ausmündet und mit einer mit der Steueröffnung (11) verbundenen, zweiten Öffnung (16) gekoppelt ist, wenn das die Steueröffnung (!1) und die zweite öffnung (16) tragende, bewegliche Element (10) durch Einwirkung des Steuerdrucks (E) eo in seine zweite Endstellung (Zugelangt ist.

4. Verzögerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Element (10) eine mit der /.weilen öffnung (16) und der Steueröffnung (11) verbundene dritte öffnung (48) besitzt, die zumindest während eines Teils des Hubes des beweglichen KIcmcnts mit dem Steuerdruck (E)'m Verbindung ist.

5. Verzögerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Element aus einem Kolben (10) besteht, der sich in einem Zylinder (13) bewegt und ein zentrales Rohr (14) umfaßt, dessen erstes Ende (4) einen ersten Boden (44) des mit dem Steuerdruck (Zf^ verbundenen Zylinders durchquert und die Steueröffnung (11) trägt, während das bezüglich de·; Kolbens dem ersten Ende entgegengesetzte, zweite Ende (5,45) die zweite öffnung (16) trägt, die auf einen zweiten Boden (46) des Zylinders zu gerichtet ist. wobei der zweite Boden mit der Belüftungsöffnung (19) verbunden ist und die erste öffnung (43) trägt.

6. Verzögerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsorgan (20) aus einem verformbaren Balg (23) besteht, der eine Feder (24) enthält, deren Ausdehnungsgeschwindigkeit durch einen gekrümmten Drosselkanal (25) einstellbar ist, dessen Länge mittels eines Stellkopfes (22) veränderbar ist, und daß alle diese Organe konzentrisch zu einer Symmetrieachse (XX') angeordnet sind, die mit der Achse des beweglichen Elements (10) und des zweifachen Ventils (30) zusammenfällt

7. Verzögerungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansr-rüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (45) in einem Element (61) gleitet, das an dem zweiten Boden (46) des Zylinders befestigt ist und eine mit der Belüftungsöffnung (B) verbundene öffnung (51) besitzt, die in der zweiten Endstcllung (b) des beweglichen Elements (10) im wesentlichen verschlossen ist.