DE2914741B1 - Vorrichtung zur Steuerung von Arbeitsgeraeten - Google Patents

Vorrichtung zur Steuerung von Arbeitsgeraeten

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Description

a) die Quelle zur Erzeugung des Druckunterschieds eine Unterdruckquelle darstellt, die einen pulsierenden Unterdruck erzeugt, der zugleich der Kammer (6) zugeführt wird, wodurch der Stößel (2) mit Hilfe einer Druckfeder (5) in eine zurückgezogene Position bringbar ist,
b) die beiden Deckplatten als die gesamte Steuerscheibe (7) bedeckende Deckscheiben (8,9) ausgebildet sind,
c) die Bohrungen (20, 21) und Kanäle (24, 24') in der Steuerscheibe (7) so angebracht sind, daß mit Ausnahme der Nullstellung der Steuerscheibe (7) die genannte Luftkanalverbindung (14, 20, 21, 24, 24', 17) hergestellt ist, während
d) in der Nullstellung der Steuerscheibe (7) die Zuführleitung (14) in der einen Qeckscheibe (8) durch eine Abdichtungsfläche (25') der Steuerscheibe (7) abgesperrt sowie die Leitung (17) zur Einrichtung zur Auslösung der Arbeitstakte über eine Öffnung (23) in der Steuerscheibe (7) durch die äußere Atmosphäre belüftet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kammer (6) über eine Verbindungsleitung (28) die Luftkanalverbindungen (16,24, 24', 20, 21, 14) hergestellt sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (6) in der Nullstellung der Vorrichtung über einen Kanal (27) in der Achse (10) und Ausnehmungen (26) in der vorderen Abdichtungsfläche (25) der Steuerscheibe (7) sowie Luftkanalverbindungen (16, 28) mit der äußeren Atmosphäre belüftet wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Anordnung von mehreren gleichen Vorrichtungen der in der Deckscheibe (8) angeordnete Kanal (15) über den Anschluß (Z) mit einer unter pulsierendem Unterdruck stehenden Zentralleitung (31) in Verbindung steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (17) in der Z-Stellung der Vorrichtung über Luftkanalverbindungen (22, 15) mit einer Unterdruckquelle und die Kammer (6) über Luftkanalverbindungen (28,16,26, 27) mit der Atmosphäre in Verbindung steht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Z-Stellung geschalteten Vorrichtungen über eine einzige mit diesen über eine Zentralleitung (31) in Verbindung stehende Vorrichtung steuerbar sind.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung von Arbeitsgeräten für die Durchführung einer einstellbaren Anzahl von zeitlich aufeinanderfolgenden gleichen Arbeitstakten mit Hilfe pneumatischer Impulse, insbesondere zur Steuerung von Futterzuteilern in Melkständen, bei der die pneumatischen Impulse einer im Vorrichtungsgehäuse enthaltenen Kammer zugeführt werden, in der ein zur Kammer abdichtend geführter Stößel angeordnet ist, der eine einstellbare, mit mehreren Ausnehmungen an ihrem Rand versehene Steuerscheibe betätigt, die zwischen einer vorderen und einer hinteren Deckplatte angeordnet ist und Bohrungen aufweist, die dann, wenn
sie mit öffnungen in den beiden Deckplatten fluchten, eine Luftkanalverbindung zwischen einer einen Druckunterschied zum atmosphärischen Druck herstellenden Quelle und einer Einrichtung zur Auslösung der Arbeitstakte herstellen.
Eine derartige Vorrichtung zur Steuerung von Arbeitsgeräten ist z.B. aus der DE-OS 20 56 960 bekannt, jedoch dient die in dieser Druckschrift beschriebene Vorrichtung zur Steuerung einer Waschmaschine, wobei zur Steuerung des Flottenniveaus eine aus fluidischen Elementen bestehende Steuerschaltung vorgesehen ist.
Die Steuerung von Futterzuteilern, z.B. Zellenschleusen in Melkständen, erfolgte bisher vorwiegend über elektrisch/elektronische Steuergeräte, wobei die Zellenschleusen den Kühen während des Melkens Futter zuteilen und dieses Futter als normale Kraftfutterzugabe oder als Lockmittel dient.
Im ersten Fall bekommt jede Kuh je nach Milchleistung individuell eine entsprechende Futtermenge zugeteilt. Im zweiten Fall bekommen alle Tiere die gleiche geringe Menge an Futter, wobei dieses Futter die Tiere an ihre Melkplätze locken soll.
Zur Dosierung des Futters werden die Kammern der Zellenschleuse jeweils um ein bestimmtes Winkelmaß verstellt, so daß sich die einzelnen Kammern stets vollkommen entleeren und so jeweils eine bestimmte Menge an Futter (Portionen) den Tieren zugeteilt wird. Je nach Anzahl der Verstellungen erhalten die Tiere eine entsprechende Gesamtfuttermenge.
Die Betätigung des Zuteilers, in diesem Fall der Zellenschleuse, kann von Hand oder maschinell erfolgen oder auch automatisch mit der Voreinstellung der gewünschten Zahl der Portionen.
Bei der automatischen Zuteilung muß ein Antrieb vorgesehen werden, der ein Verstellen der Zellenschleuse bewirkt. Zudem muß die Anzahl der Verstellungen (Portionen) gesteuert werden. An dieser Stelle wird eine Steuerung eingesetzt, die auf eine Servo-Einrichtung oder direkt auf das Arbeitsgerät wirkt, z. B. auf einen pneumatisch arbeitenden Zylinder mit Kolben.
Die bisher verwendeten elektrisch/elektronischen Steuergeräte sind jedoch gegenüber Umwelteinflüssen,
ORIGINAL INSPECTED
wie Feuchtigkeit und aggressive Medien, sehr empfindlich. Außerdem sind diese Geräte im Aufbau kompliziert, und für eine einfache Fehlerbeseitigung ist schon ein umfassendes Fachwissen erforderlich, was bei den Betreibern dieser Anlagen in den meisten Fällen nicht vorhanden ist. Zudem muß für jeden Futterzuteiler eine Steuerung installiert und jede Steuerung für jedes Tier gesondert eingestellt werden. Letzteres gilt auch für bekannte pneumatische Steuerungen, die mit Druckluft arbeiten. Da Druckluft aber normalerweise bei den Betreibern in Melkanlagen nicht vorhanden ist, sind diese ungeeignet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung von Arbeitsgeräten, insbesondere von Futterzuteilern in Melkständen, zu schaffen, welche gegen äußere Einflüsse weitgehendst unempfindlich ist und den Gegebenheiten der Melkstände angepaßt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Quelle zur Erzeugung des Druckunterschieds eine Unterdruckquelle darstellt, die einen pulsierenden Unterdruck erzeugt, der zugleich der Kammer zugeführt wird, wodurch der Stößel mit Hilfe einer Druckfeder in eine zurückgezogene Position bringbar ist,
die beiden Deckplatten als die gesamte Steuerscheibe bedeckende Deckscheiben ausgebildet sind,
die Bohrungen und Kanäle in der Steuerscheibe so angebracht sind, daß mit Ausnahme der Nullstellung der Steuerscheibe die gesamte Luftkanalverbindung hergestellt ist, während in der Nullstellung der Steuerscheibe die Zuführleitung in der einen Deckscheibe durch eine Abdichtungsfläche der Steuerscheibe abgesperrt sowie die Leitung zur Einrichtung zur Auslösung der Arbeitstakte über eine Öffnung in der Steuerscheibe durch die äußere Atmosphäre belüftet wird.
Weitere Merkmale sind in den Unteransprüchen und in der Beschreibung angegeben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung unter Verwendung des in Melkanlagen vorhandenen Unterdruckes gestattet es, eine beliebige Anzahl von Steuerimpulsen automatisch auf ein oder mehrere Arbeitsgeräte zu übertragen, wobei die Vorrichtung einfach im Aufbau und in der Handhabung ist sowie die Mangel üblicher, insbesondere elektrisch/elektronischer Geräte, nicht aufweist.
Es ist zwar aus der US-PS 29 61 833 schon ein durch einen Unterdruck regelbares Steuerorgan bekannt, das jedoch zur Regelung der Heizung und Kühlung des Fahrgastraumes eines Kraftfahrzeuges dient und für die Steuerung von Futterautomaten mittels eines pulsierenden Unterdruckes nicht geeignet ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Gegenstandes Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 eine explodierte Darstellung der Vorrichtung,
F i g. 2 eine perspektivische Darstellung der zusammengebauten Vorrichtung im teilweisen Schnitt,
F i g. 3 die Schaltungsanordnung von mehreren Vorrichtungen in einem Blockschaltbild,
Fig.4 die Anordnung der Vorrichtung in einem schematisch dargestellten Melkstand mit Futterzuteilern.
Die F i g. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Steuerung von Arbeitsgeräten in explodierter Darstellung, bestehend aus einem Gehäuse 1, in dem ein Stößel 2, mit einer Membrane 3 verbunden, angeordnet ist, wobei die Membrane im Gehäuse mittels eines Deckels 4 befestigt ist. Der Stößel wird einerseits durch eine im Gehäuse angeordnete Druckfeder 5 und andererseits durch einen über den Anschluß I\ dem geschlossenen Raum 6 zuführbaren Unterdruck betätigt. ίο Der Stößel 2 wirkt auf eine Steuerscheibe 7, die zwischen einer hinteren und einer vorderen Deckscheibe 8, 9 angeordnet und mit seiner Achse 10 in den Deckscheiben drehbar gelagert ist. Die Deckscheiben ihrerseits werden durch einen vorderen und hinteren Verbindungssteg 11, 11', die mit dem Gehäuse 1 fest verbunden sind, und eine Haltefeder 12 zusammengehalten. Der hintere Verbindungssteg 11' ist mit einer Lasche 13 zur Befestigung der Vorrichtung, z.B. in einem Steuergerät, versehen.
Die hintere Deckscheibe 8 ist mit Anschlüssen B und Z sowie Kanälen 14,15 versehen und steht mit der vorderen Deckscheibe 9, die mit Anschlüssen h und A sowie den Kanälen 16, 17 versehen ist, über Kanäle und Bohrungen in der Steuerscheibe 7 in Verbindung. Die Steuerscheibe ist mit einer auf der Welle 10 befestigten Stellscheibe 18 in der Vorrichtung einstellbar und besitzt auf ihrem Umfang eine beliebige Anzahl von Aussparungen 19, in die der Stößel eingreifen kann. Im vorliegenden Beispiel sind 12 Aussparungen vorgesehen, die 12 Einstellungen der Steuerscheibe ermöglichen.
Die Einstellung zwischen 1 — 10 ergibt die gewünschte Anzahl von Arbeitstakten, im vorgenannten Beispiel die gewünschte Anzahl von Futterportionen, die O-Stellung bezeichnet die Ruhestellung und Z eine Zentralstellung. Markierungen 1 — 10, 0 und Z sind auf der Stellscheibe 18 angebracht und mit den Aussparungen an der Steuerscheibe deckungsgleich angeordnet. In der Steuerscheibe 7 sind durchgehende Verbindungen 20,21 und 22 vorgesehen sowie auf der Vorderseite eine Öffnung 23 und auf der Vorder- und Rückseite gleiche Kanäle 24, 24'. Ebenso sind auf der Vorder- und Rückseite gleiche Abdichtungsflächen 25, 25' vorgesehen, wobei die vordere Fläche 25 mit einer Ausnehmung 26 versehen ist, die mit einem Kanal 27 in der Achse 10 zur Atmosphäre in Verbindung steht, deren Funktionen in der nachfolgenden Arbeitsweise der Vorrichtung näher beschrieben werden.
Die Fig.2 zeigt eine perspektivische Darstellung der zusammengebauten Vorrichtung, in der die An-Schlüsse h und I\ über eine Verbindungsleitung 28 miteinander verbunden sind. Zur Inbetriebnahme der Vorrichtung ist der Anschluß B an eine pulsierende Unterdruckleitung angeschlossen, die z. B. auf 5 see Vakuum und 5 see atmosphärischen Druck, geregelt über einen Impulsgeber, eingestellt ist. Der Anschluß A ist mit einem zu steuernden Arbeitsgerät verbunden und der Anschluß Z mit einer Zentralleitung für den Anschluß weiterer Vorrichtungen, auf die noch eingegangen wird.
Arbeitsweise der Vorrichtung
Die Steuerscheibe 7 wird mit Hilfe der auf der Welle befestigten und mit Markierungen (1 — 10, 0, Z) versehenen Stellscheibe 18 in eine beliebige Stellung von 1 — 10 gebracht. Im Beispiel ist in den F i g. 1,2 die Stellung 1, gleich ein Arbeitstakt am Arbeitsgerät oder eine Futterportion in Verbindung mit einem Futterzuteiler, eingestellt, wobei die 1 auf der Stellscheibe mit einer
Markierung 29 auf der vorderen Deckscheibe 9 in Dekkung gebracht wird.
In sämtlichen Einstellungen von 1—10 sind die Anschlüsse A, B, I2 und Z innerhalb der Vorrichtung über Kanäle 14,15 in der Deckscheibe 8 und Kanälen 24,24' sowie Verbindungen 20, 21 in der Steuerscheibe und den Kanälen 16, 17 in der Deckscheibe 9 miteinander verbunden. Außerdem ist I2 mit I\ über Verbindungsleitung 28 verbunden. Die Verbindung 22 ist in diesen Stellungen verschlossen.
In einer mit dem Anschluß B verbundenen pulsierenden Unterdruckleitung wird z. B. in der ersten Taktphase 5 see Unterdruck aufgebaut, dieser Unterdruck evakuiert über den Anschluß A im Arbeitsgerät, z. B. die Kammer eines Arbeitszylinders, wobei hier ein Kolben bewegt wird, der seinerseits eine Bewegung oder einen Arbeitstakt auf eine Zellenschleuse auslöst und damit einem zugeordneten Futterzuteiler eine Portion Futter zuteilt Zugleich wird über den Anschluß I2, Verbindungsleitung 28 und Anschluß I\ die Kammer 6 der Vorrichtung evakuiert, wobei der Stößel 2 entgegen der Kraft der Druckfeder 5 aus seiner Ruhestellung (F i g. 1) in die hintere Endstellung (F i g. 2) bewegt wird. Da zugleich die Kanäle 24, 24' in der Steuerscheibe 7, die zwischen den beiden Deckscheiben 8,9 angeordnet ist, evakuiert sind, wird die Steuerscheibe durch den auf den beiden Deckscheiben liegenden äußeren atmosphärischen Druck festgespannt und verbleibt in ihrer Lage, wenn der Stößel sich in die hintere Endstellung bewegt.
Die Unterdruckleitung wird über Anschluß B in der zweiten Taktphase 5 see mit atmosphärischer Luft beaufschlagt Über den Anschluß B werden die Anschlüsse A und h und somit das Arbeitsgerät, z. B. ein Arbeitszylinder, und die Kammer 6 belüftet, gleichzeitig wird die Anpreßkraft von der hinteren und vorderen Deckscheibe auf die Steuerscheibe aufgehoben. Der Stößel 2 wird durch die vorgespannte Feder 5 in die andere Endlage gedrückt wobei er in eine Aussparung 19 der Steuerscheibe 7 eingreift und diese um den Betrag einer Teilung weiterbewegt. Hierbei wird die Steuerscheibe von Stellung 1 in Stellung 0 gebracht. In dieser Stellung 0 können keine pneumatischen Impulse von der Vorrichtung zur Kammer 6 und über A zum Arbeitsgerät gelangen, da B bzw. der Kanal 14 von der hinteren Abdichtungsfläche 25' der Steuerscheibe abgesperrt und der Anschluß A über eine Öffnung 23 und der Anschluß I2 über einen Kanal 27 in der Achse 10 und Ausnehmungen 26 in der Steuerscheibe durch die äußere Atmosphäre belüftet werden. Bei mehreren gewünschten Arbeitstakten bzw. Futterportionen läuft der Arbeitsprozeß in der beschriebenen Weise mehrmals ab.
Da in den Melkständen normalerweise mehrere Futterzuteiler vorgesehen sind und jedem Futterzuteiler eine Vorrichtung zur Steuerung derselben zugeordnet ist sind diese Vorrichtungen zu einer Einheit (F i g. 3) zusammengefaßt und z.B. in einem gemeinsamen Steuergerät 30 (F i g. 4) angeordnet.
Bei einer Anordnung von mehreren Vorrichtungen sind diese untereinander mit den Anschlüssen Z an eine Zentralleitung 31 angeschlossen. Die Anschlüsse B sind mit einer pulsierenden Unterdruckleitung 32 mit eingebauter Vakuumpumpe 33 und Pulsator 34 über Anschlüsse 35,35', 35" und die Anschlüsse A über Leitungen 36,36', 36" mit den Arbeitsgeräten 37,37', 37" verbunden. Wenn die zweite und dritte Vorrichtung in die Stellung Z gebracht wird, können diese sowie weitere nicht gezeigte Vorrichtungen in der zuvor beschriebenen Schaltung, jeweils angeschlossen an Arbeitsgeräten 37,37", durch eine einzige vorgeschaltete, z. B. die erste Vorrichtung, die auf eine Stellung von 1 — 10 eingestellt wird, gesteuert werden. Läuft jetzt ein pneumatischer Impuls durch die erste Vorrichtung, wird diese, wie zuvor beschrieben, evakuiert und das erste Arbeitsgerät 37 betätigt Gleichzeitig erfolgt eine Evakuierung über den Anschluß Z der ersten Vorrichtung sowie die Zentralleitung 31 und Anschlüsse Z der weiteren Vorrichtungen jeweils über Kanal 15 in der hinteren Deckscheibe 8 und Verbindung 22 in der Steuerscheibe 7 auf den Anschluß A, von dem dann die Evakuierung des zweiten und dritten Arbeitsgerätes 37', 37" erfolgt.
Der Stößel 2 wird in dieser Schaltung in der zweiten und dritten Vorrichtung und evtl. weiteren nachgeschalteten Vorrichtungen nicht betätigt, da in der Z-Stellung der Anschluß I2 zur Unterdruckleitung durch die Abdichtungsfläche 25 abgesperrt ist und über Kanal 27 in der Achse 10 und Ausnehmungen 26 in der Steuerscheibe von der Atmosphäre her belüftet wird.
Stehen eine oder mehrere Vorrichtungen in Stellung 0, gelangt kein Impuls zum dazugehörigen Arbeitsgerät Die F i g. 4 zeigt einen Melkstand, beispielsweise mit drei Futterzuteilern 38,38', 38" und einem Steuergerät 30 mit drei eingebauten Vorrichtungen, wobei die Vorrichtungen mit Hilfe eines in der Leitung 32 anstehenden Unterdruckes jeweils ein mit dieser Vorrichtung verbundenes Arbeitsgerät 37,37', 37", z. B. pneumatisch betätigte Arbeitszylinder mit vorgeschaltetem Steuerventil, das an eine Unterdruckleitung 41 angeschlossen ist, betätigt das seinerseits eine oberhalb des Futterzuteilers 38, 38', 38" angeordnete Zellenschleuse 39, 39', 39" in Tätigkeit setzt
In der Unterdruckleitung 32 ist eine Vakuumpumpe 33 und ein Impulsgeber 34 angeordnet.
Durch die Anordnung eines Absperrventils 40 in der Unterdruckleitung 32 vor dem Steuergerät 30 ist eine
so zentrale Abschaltung des Steuergerätes zwecks Einstellung der einzelnen Vorrichtungen im Steuergerät möglich.
Diese Vorrichtung kann natürlich auch für andere ähnliche Arbeitsvorgänge benutzt werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Steuerung von Arbeitsgeräten für die Durchführung einer einstellbaren Anzahl von zeitlich aufeinanderfolgenden gleichen Arbeitstakten mit Hilfe pneumatischer Impulse, insbesondere zur Steuerung von Futterzuteilern in Melkständen, bei der die pneumatischen Impulse einer im Vorrichtungsgehäuse enthaltenen Kammer zugeführt werden, in der ein zur Kammer abdichtend geführter Stößel angeordnet ist, der eine einstellbare, mit mehreren Ausnehmungen an ihrem Rand versehene Steuerscheibe betätigt, die zwischen einer vorderen und einer hinteren Deckplatte angeordnet ist und Bohrungen aufweist, die dann, wenn sie mit öffnungen in den beiden Deckplatten fluchten, eine Luftkanalverbindung zwischen einer einen Druckunterschied zum atmosphärischen Druck herstellenden Quelle und einer Einrichtung zur Auslösung der Arbeitstakte herstellen, dadurch gekennzeichnet, daß
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