DE1523530C - Oscillator for generating pneumatic pulses - Google Patents

Description

absolut konstant gehalten werden. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Oszillators ist, daß in Anpassung an die jeweiligen Erfordernisse zahlreiche Ausführungsformen denkbar sind und Einsatzmöglichkeiten bestehen.be kept absolutely constant. Another advantage of the oscillator according to the invention is that in Adaptation to the respective requirements numerous embodiments are conceivable and possible uses exist.

Besonders vorteilhaft ist die Kopplung eines Stimmgabeloszillators nach der Erfindung mit einer der bekannten pneumatischen Strömungsverstärker, indem die erzeugten Druckimpulse mindestens einem der Steuerkanäle des Verstärkers zugeführt werden. Eine solche Kombination ermöglicht, die Druckimpulse mehreren voneinander getrennten Schaltungseinheiten bzw. Stationen zuzuführen sowie die Anregung der Stimmgabel und die Aufrechterhaltung ihres Schwingungszustandes durch Rückkopplung zu betreiben. ■The coupling of a tuning fork oscillator according to the invention with a is particularly advantageous the known pneumatic flow amplifier, by the pressure pulses generated at least one of the control channels of the amplifier. Such a combination enables the pressure pulses several separate circuit units or stations and the Stimulating the tuning fork and maintaining its vibrational state through feedback operate. ■

Unter Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Druckmediums ist es am einfachsten, einem nach der Erfindung ausgeführten Oszillator durch pneumatische Kräfte anzuregen; die Anregung der Stimmgabel kann aber selbstverständlich auch in der bekannten Weise auf elektromagnetischem Wege erfolgen. Using the available print medium, it is easiest to do one after the Invention executed oscillator to stimulate by pneumatic forces; the stimulation of the tuning fork but can of course also take place in the known manner by electromagnetic means.

Zahlreiche Oszillatoranordnungen nach der Erfindung sind möglich, und einige bevorzugte Ausführungen sind an Hand der Zeichnungen im folgenden beschrieben. Besondere erfinderische Merkmale dieser vorteilhaften Anordnungen sind in den Unter*- ansprächen enthalten. Es zeigt **~Numerous oscillator arrangements in accordance with the invention are possible and some preferred embodiments are described below with reference to the drawings. Special inventive features of these advantageous arrangements are contained in the sub-claims. It shows ** ~

F i g. 1 die Vorderansicht einer ersten Ausführungsform eines Stimmgabeloszillators,F i g. 1 is a front view of a first embodiment a tuning fork oscillator,

F i g. 2 eine Teilseitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 1,F i g. Fig. 2 is a partial side view of the embodiment according to Fig. 1,

Fig. 3 eine abgewandelte Anordnung der einen Zinke der Stimmgabel ähnlich der Ausführungsform gemäß Fig. 1,Fig. 3 shows a modified arrangement of one prong of the tuning fork similar to the embodiment according to Fig. 1,

Fig. 4 ein Blockschaltbild ,.eines pneumatisch arbeitenden Zeitsteuerungsringes, in dem der Oszillator gemäß Fig. 1 angewendet ist,4 is a block diagram, one pneumatic working timing ring, in which the oscillator according to Fig. 1 is applied,

F i g. 5 die diagrammatische Darstellung der einzelnen Impulse, über der Zeit zur Erläuterung der Arbeitsweise des Zeitsteuerungsringes gemäß F i g. 4,F i g. 5 shows the diagrammatic representation of the individual impulses over time to explain the Operation of the timing ring according to FIG. 4,

F i g. 6 eine zweite Ausführungsform eines mit einem Strömungsverstärker gekoppelten Stimmgabeloszillators, 'F i g. 6 shows a second embodiment of a tuning fork oscillator coupled to a flow amplifier, '

F i g. 7 eine dritte . Ausführungsform eines mit einem Strömungsverstärker gekoppelten Stimmgabeloszillators mit abstimmbaren Luftzuführungsleitungen, F i g. 7 a third. Embodiment of a with a tuning fork oscillator coupled to a flow amplifier with tunable air supply lines,

F i g. 8 eine weitere Ausführungsform eines pneumatischen Oszillators durch Kombination einer Stimmgabel mit einem Helmholtz-Resonator undF i g. 8 shows a further embodiment of a pneumatic oscillator by combining one Tuning fork with a Helmholtz resonator and

F i g. 9 eine weitere Ausführungsform für den pneumatisch arbeitenden Stimmgabeloszillator.F i g. 9 shows a further embodiment for the pneumatically operating tuning fork oscillator.

Die in Fig. 1 gezeigte Stimmgabel 10 hat zwei Zinken 10 a und 10 b. Zur Anregung der Stimmgabel 10 ist im Ende der Zinke 10a eine axiale öffnung 12 vorgesehen und mit einer zur Außenseite der Zinke gerichteten Queröffnung 14 verbunden. Durch eine enge Leitung 16 wird ein unter Druck stehendes Medium, z. B. Druckluft, zugeführt. Die Mündung der Leitung 16 ist als Düse ausgebildet mit einem Durchmesser von etwa 0,4 mm und etwa koaxial zur öffnung 12 angeordnet, jedoch etwa zur Außenseite der Zinke 10 a versetzt.The tuning fork 10 shown in Fig. 1 has two prongs 10 a and 10 b. To excite the tuning fork 10, an axial opening 12 is provided in the end of the prong 10a and is connected to a transverse opening 14 directed towards the outside of the prong. A pressurized medium, e.g. B. compressed air is supplied. The mouth of the line 16 is designed as a nozzle with a diameter of approximately 0.4 mm and is arranged approximately coaxially to the opening 12, but offset approximately to the outside of the prong 10a.

Wird der auf die^! öffnung 12 gerichtete Druckstrahl wirksam, so wird die Stimmgabel 10 in Schwingungen versetzt; das Anregen der Stimmgabel 10 aus dem Ruhezustand kann aber auch durch_: mechanisches Anschlagen oder auf elektromagnetischem Wege ausgeführt werden. . ·.■....■■Will the on ^! opening 12 directed pressure jet effective, the tuning fork 10 is set in vibration; however, the excitation of the tuning fork 10 from the resting state can also be carried out by _: mechanical striking or electromagnetic means. . ·. ■ .... ■■

Ist die Stimmgabel 10 angeregt, so bleibt sie im Schwingungszustand, solange durch die Leitung 16 das Druckmedium zugeführt wird. Dabei gelangt das zugeführte Gas — es sei im folgenden angenommen, daß Luft verwendet wird — durch die axiale öffnung 12 und durch die öffnung 14; dieser Vorgang wirdIf the tuning fork 10 is excited, it remains in the state of oscillation as long as it is passed through the line 16 the print medium is fed. In the process, the supplied gas arrives - it is assumed in the following that that air is used - through the axial opening 12 and through the opening 14; this process will

ίο durch die oszillierende Bewegung der Zinke 10 a relativ zur Leitung 16 geregelt, und die jeweils auf die Zinke wirksame Kraft ist eine ungerade und annähernd lineare Funktion der jeweiligen augenblicklichen Stellung der Zinke. Diese Kraft hält die Stimmgabel in ständiger Erregung bei ihrer Eigenschwingung.. ίο by the oscillating movement of the tine 10 a regulated relative to the line 16, and the force acting on the prong is an odd and approximately linear function of the current position of the tine. This force holds the Tuning fork in constant excitement with its natural oscillation ..

Zur Anwendung für zeitlich genau gesteuerte Druckimpulse kann gemäß Fig. 1 und 2 die Zinke 10 b der Stimmgabel 10 mit einem Sperrflügel 18 ver-For use for precisely timed pressure pulses, according to FIGS. 1 and 2, the prong 10 b of the tuning fork 10 can be equipped with a locking wing 18.

ao sehen werden, der ein Langloch 20 aufweist. Der Sperrflügel 18 ist in der Richtung der Schwingungsbewegung der Zinke 10 ft angeordnet und liegt zwischen zwei axial zueinander ausgerichteten Leitungen 21 und 22, so daß er mittels der Schwingungsbewegungen der Zinke 10 b den Durchgang der Luftströmung zwischen diesen periodisch zu unterbricht. Das Langloch 20 ist so angeordnet, daß die Mündungenao, which has an elongated hole 20. The blocking vane 18 is arranged in the direction of the vibratory movement of the tine 10 ft and lies between two axially aligned lines 21 and 22, so that it periodically interrupts the passage of the air flow between them by means of the vibratory movements of the tine 10 b. The elongated hole 20 is arranged so that the mouths

~. der Leitungen 22 und 21 teilweise überdeckt sind,- - ■ wenn die Zinke 10 δ in ihrer Ruhelage ist. ^.-.'„ ;~. the lines 22 and 21 are partially covered, - - ■ when the prong 10 δ is in its rest position. ^ .-. '";

Wird nun komprimierte Luft durch die "Leitung 16 zugeführt, beispielsweise unter einein Druck von etwa 0,1 at, so wird, wie beschrieben, die Stimmgabel im Zustand ständiger Schwingung gehalten. Dabei wird der Durchgang der Luft aus der Leitung 16 durch die öffnungen 12 und 14 im wesentlichen durch die Bewegung der öffnung 12 relativ zur Leitung 16 gesteuert, indem sie wechselweise in und außer Ausrichtung mit der Düse der Leitung 16 gelangt. Die Stimmgabel 10 bleibt dadurch in Schwingung mit ihrer Eigenfrequenz. Mit der Bewegung der Zinke 10 b wird nun auch der Sperrflügel 18 zwischen den Leitungen 21 und 22 hin- und herbewegt, so daß das Langloch 20 die Strömung von der als Eingang betrachteten Leitung 21 zur Ausgangsleitung 22 periodisch steuert, so daß aus der Leitung 22 genau gesteuerte Ausgangsimpulse kommen. Diese können zur Betätigung pneumatischer bzw. hydraulischer logischer Schaltungseinrichtungen verwendet werden. Durch Neigen der Achse der Leitung 16 relativ zur Achse der zur öffnung 12 führenden Bohrung, und zwar vorzugsweise in Richtung der Queröffnung 14, wie in F i g. 3 gezeigt, wird- die Arbeitsweise wesentlich verbessert, indem das Aufrechterhalten der Stimmgabelschwingungen mit geringerem Druck der zugeführten Luft möglich ist. In einer Versuchsanordnung wurde eine Stimmgabel mit Zinken von rund 50 mm Länge und einer Eigenfrequenz von 100 Hz mit einem Druck von 0,035 at betrieben und wirkte als Oszillator für die in der Ausgangsleitung 22 befindliche Strömung. Die öffnung der Leitung 16 sowie die öffnungen 12 und 14 waren mit Durchmessern von 0,254 mm bemessen. Durch die festliegende Eigenfrequenz der Stimmgabel 10 ist bei einer solchen Anordnung die genaue Einhaltung der Oszillatorfrequenz gewährleistet.If compressed air is now fed through the line 16, for example under a pressure of about 0.1 atm, the tuning fork is kept in a state of constant oscillation, as described is and, 14 is controlled substantially by the movement of the opening 12 relative to the line 16 by alternately comes into and out of alignment with the nozzle of the conduit 16. the tuning fork 10 thereby remains in vibration at its natural frequency. with the movement of pin 10 b now the blocking vane 18 is moved back and forth between the lines 21 and 22 so that the elongated hole 20 periodically controls the flow from the line 21, which is regarded as the input, to the output line 22, so that precisely controlled output pulses come from the line 22 Actuation of pneumatic or hydraulic logic circuit devices can be used The bore leading ur opening 12, preferably in the direction of the transverse opening 14, as in FIG. 3, the mode of operation is significantly improved in that the tuning fork vibrations can be maintained with a lower pressure of the supplied air. In a test arrangement, a tuning fork with prongs about 50 mm long and a natural frequency of 100 Hz was operated at a pressure of 0.035 atm and acted as an oscillator for the flow in the outlet line 22. The opening of the line 16 and the openings 12 and 14 had a diameter of 0.254 mm. The fixed natural frequency of the tuning fork 10 ensures that the oscillator frequency is precisely maintained in such an arrangement.

Eine Anwendung des in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten pneumatischen Oszillators ist in F i g. 4 schematisch dargestellt! und zwar an Hand der periodi-One application of the pneumatic oscillator shown in FIGS. 1, 2 and 3 is shown in FIG. 4 schematically shown! on the basis of the periodic

sehen Betätigung eines pneumatischen Schalters 24. Dieser Schalter hat einen an eine Druckquelle angeschlossenen Einlaßkanal 26, der mittels zweier divergierender Kanäle mit zwei Ausgangsöffnungensee actuation of a pneumatic switch 24. This switch has one connected to a pressure source Inlet channel 26, which by means of two diverging channels with two outlet openings

27 und 28 verbunden ist. Außerdem führen zu der Abzweigung zwei im rechten Winkel zum Einlaß-' kanal 26 angeordnete Steuerkanäle 30 und 32. Die Ausgangsleitung 22 eines pneumatischen Stimmgabel-Oszillators 10 gemäß Fig. 1 ist mit dem Steuerkanal 32 verbunden, und der zweite Steuerkanal 30 hat Verbindung zur Außenluft. Die durch den Eingangs-. kanal 26 zugeführte Strömung kann durch diese Anordnung abwechselnd zu den Ausgangsöffnungen 27 und 28 geleitet werden. Diese führen zu einer pneumatischen UND-Schaltung 34, wobei die Ausgangs- »5 öffnung 27 direkt mit dem einen Eingang der UND-Schaltung 34 verbunden ist und die Ausgangsöffnung27 and 28 is connected. In addition, two at right angles lead to the junction to the inlet ' Channel 26 arranged control channels 30 and 32. The output line 22 of a pneumatic tuning fork oscillator 10 according to FIG. 1 is connected to the control channel 32, and the second control channel 30 has Connection to the outside air. The through the entrance. channel 26 supplied flow can through this arrangement are alternately directed to the outlet openings 27 and 28. These lead to a pneumatic one AND circuit 34, the output opening 27 directly to one input of the AND circuit 34 is connected and the exit port

28 über eine pneumatische Verzögerungseinrichtung 36-1 mit dem anderen Eingang der UND-Schaltung. Die Verzögerungseinrichtung kann beispielsweise ao eine Leitungsverlängerung enthalten, welche die ankommenden Druckimpulse um etwa eine Millisekunde verzögert.28 via a pneumatic delay device 36-1 with the other input of the AND circuit. The delay device can, for example, ao contain a line extension, which the incoming pressure pulses by about one millisecond delayed.

An den Ausgang der UND-Schaltung ist ein pneumatischer Schalter 24-1 angeschlossen, der dem Schalter 24 entspricht und dessen Ausgang als Impulsausgangsleitung Tl bezeichnet ist. Von derJLeitung Tl führt eine Leitung 40 über eine w&ftere Verzögerungseinrichtung 36-2 zu einem weiteren Schalter 24-2, der analog zu den Schaltern 24 und 24-1 ausgebildet ist und dessen Ausgang als Impulsausgangsleitung Γ2 bezeichnet ist. Von dieser wiederum führt eine Leitung 44 über eine weitere Verzögerungseinrichtung 36-3 zu einem Schalter 24-3, der den vorher erläuterten Schaltern 24, 24-1 und 24-2 entspricht. Der Ausgang des Schalters 24-3 bildet die dritte Impulsausgangsleitung T 3.At the output of the AND circuit, a pneumatic switch 24-1 is connected, which corresponds to the switch 24 and whose output is referred to as the pulse output line T1. DerJLeitung of Tl a line 40 via a w & ftere delay means 36-2 to another switch 24-2, which is formed similarly to the switches 24 and 24-1 and the output of which is referred to as a pulse output line Γ2. From this, in turn, a line 44 leads via a further delay device 36-3 to a switch 24-3, which corresponds to the switches 24, 24-1 and 24-2 explained above. The output of switch 24-3 forms the third pulse output line T 3.

Nun wird die Arbeitsweise der Schaltung gemäß F i g. 4 beschrieben. Wenn der Stimmgabeloszillator 10 durch die Leitung 22 zum Steuerkanal 32 pneumatische Impulse sendet, wird der Schalter 24 ständig umgeschaltet von der Ausgangsöffnung 27 zu 28 und zurück. Die Impulse aus der Ausgangsöffnung 28 werden in der Verzögerungseinrichtung 36-1 so verzögert, daß sie in Koinzidenz mit den Ausgangsimpulsen von der Ausgangsöffnung 27 zur UND-Schaltung 34 gelangen. Diese gibt einen Druckimpuls an den Schalter 24-1 ab, sooft ein Impuls am Ausgang 27 erscheint, und liefert dann einen Druckimpuls in die Impulsausgangsleitung Tl. The operation of the circuit according to FIG. 4 described. When the tuning fork oscillator 10 sends pneumatic pulses through the line 22 to the control channel 32, the switch 24 is continuously switched from the output opening 27 to 28 and back. The pulses from the output opening 28 are delayed in the delay device 36-1 in such a way that they arrive at the AND circuit 34 in coincidence with the output pulses from the output opening 27. This outputs a pressure pulse to the switch 24-1 whenever a pulse appears at the output 27, and then supplies a pressure pulse to the pulse output line T1.

In F i g. 5 stellt die erste Kurve A den Druckverlauf an der Ausgangsöffnung 27 dar, die zweite Kurve ~Ä den Zustand an der Ausgangsöffnung 28 und die dritte Kurve ~Ä_d den verzögerten Ausgangsimpuls von der Verzögerungseinrichtung 36-1. Die Koinzidenz zwischen dem Ausgangsimpuls A und dem Ausgangsimpuls Ä~_d bewirkt einen kurzen Ausgangsimpuls Tl, der durch die vierte Kurve Tl dargestellt ist. Die Verzögerungseinrichtung 36-2 verzögert diesen Impuls Tl und erzeugt den zweiten Impuls T 2 als Ausgangsimpuls des Schalters 24-2, während die nächste Verzögerungseinrichtung 36-3 den Schalter 24-3 betätigt, um den dritten Ausgangsimpuls T 3 zu erzeugen. Es entstehen somit eine Vielzahl von in zeitlicher Aufeinanderfolge genau gesteuerten Druckimpulsen, wie durch die Kurven Tl, Tl und 73 in Fig. 5 deutlich wird.In Fig. 5, the first curve A represents the pressure profile at the outlet opening 27, the second curve ~ Ä the state at the outlet opening 28 and the third curve ~ Ä _d the delayed output pulse from the delay device 36-1. The coincidence between the output pulse A and the output pulse A ~ _d causes a short output pulse T1, which is shown by the fourth curve T1 . The delay device 36-2 delays this pulse T1 and generates the second pulse T 2 as the output pulse of the switch 24-2, while the next delay device 36-3 actuates the switch 24-3 in order to generate the third output pulse T 3. A large number of pressure pulses precisely controlled in chronological succession thus arise, as is clear from the curves T1, T1 and 73 in FIG.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 wird das Druckmedium durch eine Leitung 50 in einen Block 51 geleitet, in dessen Aussparung 52 das Ende der Zinke 10 a der Stimmgabel ragt. In dem Block 51 befinden sich außerdem zwei verhältnismäßig enge Kanäle 53 und 54, die einerseits an die Leitung 50 angeschlosssen sind, wodurch der Druck zu den an den gegenüberliegenden Seiten der Zinke 10 α angeordneten, quer verlaufenden Kammern 56 und 57 gelangt; diese sind an ihren zueinander gekehrten Enden mittels kleiner Düsen 59 und 60 mit der Aussparung 52 verbunden, nur die Düsen sind unmittelbar auf die Zinke 10 a gerichtet.In a further embodiment according to FIG. 6, the pressure medium is passed through a line 50 into a block 51, in the recess 52 of which the end of the prong 10 a of the tuning fork protrudes. In the block 51 there are also two relatively narrow channels 53 and 54, which are connected on the one hand to the line 50, whereby the pressure reaches the transverse chambers 56 and 57 arranged on the opposite sides of the tine 10 α; these are connected to the recess 52 at their ends facing each other by means of small nozzles 59 and 60, only the nozzles are directed directly at the prong 10a.

Die Zinke 10 b ragt in eine entsprechende Aussparung 85 eines weiteren Blockes 84, der — ähnlich wie. Block 51 — zwei querliegende Kammern 86 und 87 aufweist, die über Düsen 88 und 90 mit der Aussparung 52 verbunden sind, wobei die Düsen mit geringem Abstand zur Zinke 10 b münden. Durch Kanäle 91 und 92 und daran angeschlossene Leitungen 93 und 94 sind die Kammern 86 und 87 mit den Ausgangsöffnungen 76 und 78 eines pneumatischen Schalters 70 verbunden. Leitungen 62 und 64 führen von der-Außenseite des Blockes 51 in die Kammern 56 und 57 und -übertragen die dort erzeugten Druckimpulse zu den Steuerkanälen 66 und 68 des Druck"-schalters 70, dessen Einlaßkanal 72 durch eine Leistung 74 mit der Druckleitung 50 verbunden - ist; durch diese Anordnung werden den Ausgangsöffnungen 76 und 78 unter der Steuerung der^an die Steuerkanäle 66 und 68 angelegten Steuerimpulse Druckimpulse zugeführt.The prong 10 b protrudes into a corresponding recess 85 of a further block 84, which - similar to. Block 51 - has two transverse chambers 86 and 87 which are connected to the recess 52 via nozzles 88 and 90, the nozzles opening at a small distance from the prong 10b. The chambers 86 and 87 are connected to the outlet openings 76 and 78 of a pneumatic switch 70 through channels 91 and 92 and lines 93 and 94 connected to them. Lines 62 and 64 lead from the outside of the block 51 into the chambers 56 and 57 and transmit the pressure pulses generated there to the control channels 66 and 68 of the pressure switch 70, the inlet channel 72 of which is connected to the pressure line 50 by a power 74 By this arrangement, pressure pulses are applied to the output ports 76 and 78 under the control of the control pulses applied to the control channels 66 and 68.

Diese Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Aus der Leitung 50 gelangt Druckluft zum Einlaßkanal 72 des Schalters 70, so daß zunächst ein Drucksignal an einer der Ausgangsöffnungen 76 und 78 verfügbar ist. das auf die Zinke 10 b der Stimmgabel 10 einwirkt. Die Bewegung der Zinke 10 b löst einen entsprechenden Ausschlag der Zinke 10a aus, und dabei wird die von der Leitung 50 zugeführte Strömung in einer der Kammern 56 oder 57 abgeschaltet, während sie in der anderen aufrechterhalten bleibt. Dadurch ändern sich entsprechend die Druckverhältnisse in den Steuerkanälen 66, 68, und die Strömung im Schalter 70 wird von der einen zur anderen Ausgangsöffnung 76 bzw. 78 umgeschaltet. Die Verbindung der Steuerkanäle 66 und 68 mit den Ausgängen der Kammern 56 und 57 und die Steuerung der Bewegung der Zinken 10a und 10 b durch die über die Leitungen 93 und 94' zum Block 84 übertragenen Druckimpulse bewirken eine Rückkopplung. Der Schalter 70 wirkt dabei als Servo-Element, indem die Druckimpulse in den Kammern 56 und 57 durch den als Verstärker ausgebildeten Schalter 70 verstärkt und über den Block 84 wieder an die Stimmgabel 10 angelegt werden. Dadurch wird zwangläufig das genaue Arbeiten des durch die Stimmgabel 10 gesteuerten Druckoszillators aufrechterhalten. This device works as follows: Compressed air reaches the inlet channel 72 of the switch 70 from the line 50, so that a pressure signal is initially available at one of the output openings 76 and 78. which acts on the prong 10 b of the tuning fork 10. The movement of the tine 10b triggers a corresponding deflection of the tine 10a, and the flow supplied by the line 50 is switched off in one of the chambers 56 or 57 while it is maintained in the other. As a result, the pressure conditions in the control channels 66, 68 change accordingly, and the flow in the switch 70 is switched from one to the other outlet opening 76 or 78. The connection of the control channels 66 and 68 with the outlets of the chambers 56 and 57 and the control of the movement of the prongs 10a and 10b by the pressure pulses transmitted via the lines 93 and 94 'to the block 84 cause a feedback. The switch 70 acts as a servo element in that the pressure pulses in the chambers 56 and 57 are amplified by the switch 70 designed as an amplifier and reapplied to the tuning fork 10 via the block 84. As a result, the precise operation of the pressure oscillator controlled by the tuning fork 10 is inevitably maintained.

Die Ausgänge aus den Ausgangsöffnungen 76 und 78 können zusätzlich zu der Druckimpulsabgabe über die Leitungen 93 und 94 zur Erzielung des Rückkopplungseffektes auch zur Bestätigung einer pneumatischen logischen Schaltung ausgenützt werden. Auch kann man die Blöcke 51 und 84 an Stelle an den beiden Zinken an einer einzelnen Zinke anordnen. Im idealen Fall eilen die Antriebsimpulse vom Block 84 der vom Block 51 abgefühlten Bewegung der Zinke um ein Viertel der EigenfrequenzThe outputs from the output ports 76 and 78 can in addition to the pressure pulse delivery via the lines 93 and 94 to achieve the feedback effect also to confirm a pneumatic logic circuit can be used. Blocks 51 and 84 can also be used in place arrange on the two prongs on a single prong. In the ideal case, the drive pulses rush from block 84 the movement of the tine sensed by block 51 by a quarter of the natural frequency

der Stimmgabel nach. Dadurch ist die Erregungskraft phasengleich mit dem Zinkenausschlag, und die Stimmgabel erfährt den maximalen Krafteingang. Diese Verzögerung wird durch die Schaltzeit des Verstärkerschalters 70 und durch die Länge der Verbindungsleitungen erzielt.the tuning fork. As a result, the excitation force is in phase with the tine deflection, and the Tuning fork experiences maximum force input. This delay is determined by the switching time of the Amplifier switch 70 and the length of the connecting lines achieved.

Nach der in Fig. 7 gezeigten Anordnung kann die Stimmgabel 10 auch durch Anlagen von Druck über zwei teleskopartig ausgebildete Zweigleitungen 102 und 104 angeregt werden, die von einer gemeinsamen Druckleitung 100 gespeist und in ihrer Länge verstellbar sind, und zwar mittels eines Gleitsitzes zwischen den Innenwänden der Zweigleitungen 104 und 102 und den Außenwänden der anschließenden Leitungen 106 und 108. Die Leitungen 106, 108 sind an ihrem unteren Ende einwärts gebogen und dort mit Düsen 110 und 111 abgeschlossen, die von beiden Seiten auf das Ende der Zinke 10 α der Stimmgabel 10 gerichtet sind. Nahe den unteren Enden der Leitungen 106 und 108 zweigen Druckentnahmeleitungen 112 und 114 ab, die über Leitungen 116 und 118 eine Verbindung zu den Steuerkanälen 120 bzw. 122 eines pneumatischen Verstärkers 124 herstellen, dessen Eingangskanal 126 mit .einer Druckquelle und über divergierende Ausgangskanäle 127 und 128 mit Ausgangsöffnungen 130 und 132 verbunden ist.According to the arrangement shown in FIG. 7, the tuning fork 10 can also be excited by applying pressure via two telescopic branch lines 102 and 104, which are fed by a common pressure line 100 and adjustable in length by means of a sliding fit between the inner walls of the branch lines 104 and 102 and the outer walls of the adjoining lines 106 and 108. The lines 106, 108 are bent inwards at their lower end and are terminated there with nozzles 110 and 111, which point from both sides onto the end of the prong 10 α of the tuning fork 10 are directed. Pressure sampling lines 112 and 114 branch off near the lower ends of lines 106 and 108, which establish a connection via lines 116 and 118 to the control channels 120 and 122, respectively, of a pneumatic amplifier 124, the input channel 126 of which is connected to a pressure source and via diverging output channels 127 and 128 is connected to output ports 130 and 132.

Zur, Erläuterung der Wirkungsweise dieser Anoednung ist zunächst auf den Zweck der Teleskopausbildung der Leitungen 102, 106, 104 und 108 hinzuweisen. Da die Länge der Luftsäule jn der Leitung zwischen den Düsen 110, 111 beidseitig der Zinke 10 α gleich dem Produkt c · ρ ist, worin c die Schallgeschwindigkeit und ρ die Eigenperiode der Stimmgabel 10 ist, kann durch die gezeigte Anordnung ohne weiteres der Reso'nanzzustand eingestellt werden, bei dem die Schwingungen der Luftsäule in den Leitungsteilen 102 bis 108 mit der Eigenfrequenz der Stimmgabel 10 übereinstimmen. Dadurch gelangen abwechselnd Druckimpulse an die entgegengesetzten Seiten der Zinke 10 a, um diese in den Schwingungszustand mit ihrer Eigenfrequenz zu versetzen und in dieser zu halten. Die Druckentnahmeleitungen 112 oder 114 an den Leitungen 106 und 108 führen diese Druckimpulse mit der Schwingungsfrequenz der Stimmgabel 10 zum Verstärker 124, der sie verstärkt an den Ausgangsöffnungen 130 bzw. 132 an logische Schalteinrichtungen abgibt. Selbstverständlich können prinzipiell die Druckentnahmeleitungen auch an der anderen Zinke 10b angeordnet werden, jedoch würde der Aufwand dadurch erhöht. Die Amplitude der Schwingung kann durch geringe Verstellung des Luftsäulenresonators gesteuert werden, so daß dessen Eigenfrequenz geringfügig von der Stimmgabel abweicht.In order to explain the mode of operation of this arrangement, the purpose of the telescope design of the lines 102, 106, 104 and 108 should first be pointed out. Since the length of the air column in the line between the nozzles 110, 111 on both sides of the prong 10 α is equal to the product c ρ , where c is the speed of sound and ρ is the natural period of the tuning fork 10, the arrangement shown allows the reso ' nance state can be set in which the vibrations of the air column in the line parts 102 to 108 with the natural frequency of the tuning fork 10 match. As a result, pressure pulses alternately reach the opposite sides of the prong 10 a, in order to put them into the oscillation state with their natural frequency and to keep them in this. The pressure sampling lines 112 or 114 on the lines 106 and 108 lead these pressure pulses with the oscillation frequency of the tuning fork 10 to the amplifier 124, which outputs them amplified at the output openings 130 and 132 to logic switching devices. Of course, the pressure sampling lines can in principle also be arranged on the other prong 10b, but this would increase the effort. The amplitude of the oscillation can be controlled by slightly adjusting the air column resonator so that its natural frequency deviates slightly from the tuning fork.

In der Anordnung nach F i g. 8 wird die Anregung der Stimmgabel 10 durch Verwendung eines HeImholtz-Resonators bewirkt. Der dargestellte Helmholtz-Resonator hat zwei durch einen relativ weiten Verbindungskanal 138 verbundene Kammern 134 und 136. Die Kammer 134 ist mittels einer Leitung 140 mit einer Druckquclle verbunden, und in der Kammer 136 befindet sich ein zur Änderung des Volumens Vl der Kammer 136 mittels einer Schraube 144 justierbarer Kolben 142. In die Kammer 134 münden Leitungen 146 und 148, an deren, entgegengesetzten Enden Düsen 150 und 152 so angeordnet sind, daß sie hinsichtlich der Zinken 10 a bzw. 10 b der Stimmgabel 10 einstellbar sind. An den Kammern 134 und 136 sind weiterhin Auslaßkanäle 154 und 156 angeordnet, die zur Betätigung von logiscften Schalteinheiten Druckimpulse liefern.In the arrangement according to FIG. 8, the tuning fork 10 is excited by using a HeImholtz resonator. The Helmholtz resonator shown has two chambers 134 and 136 connected by a relatively wide connecting channel 138. The chamber 134 is connected to a pressure source by means of a line 140, and in the chamber 136 there is a pressure source for changing the volume V1 of the chamber 136 by means of a Screw 144 adjustable piston 142. Lines 146 and 148 open into the chamber 134, at the opposite ends of which nozzles 150 and 152 are arranged so that they can be adjusted with respect to the prongs 10 a and 10 b of the tuning fork 10, respectively. On the chambers 134 and 136 outlet channels 154 and 156 are also arranged, which supply pressure pulses for the actuation of logic switching units.

Wird über die Leitung 140 der Kammer 134 Druck ίο zugeführt, so treten zwischen den Kammern 134 und 136 Schwingungen nach der folgenden Gleichung auf:If pressure ίο is supplied to chamber 134 via line 140, then between chambers 134 and 136 oscillations according to the following equation:

Vl +Vl.Vl + Vl.

π (<f+π/72) F1-F2π (<f + π / 72) F1-F2

In dieser Gleichung ist:In this equation:

c die Schallgeschwindigkeit in der Luft, c is the speed of sound in the air,

ao r der Radius des Verbindungskanals 138,ao r is the radius of the connecting channel 138,

V1 das Volumen der Kammer 134, V 1 is the volume of chamber 134,

Vl das Volumen der justierbaren Kammer 136, Vl is the volume of the adjustable chamber 136,

d die Länge des Verbindungskanals 138 und d is the length of the connecting channel 138 and

/„ die Eigenfrequenz des Helmholtz-Resonators./ "The natural frequency of the Helmholtz resonator.

Durch die Einstellbarkeit von Vl können also die . ""Eigenfrequenzen der Stimmgabel 10 und des Helm-. holtz-Resonators aufeinander abgestimmt wejderi. Die Stimmgabel 10 in der in F i g. 9 gezeigten Anordnung wird durch zwei justierbare Düsen 160 und 162 angeregt, die beiderseits der entgegengesetzten Seiten der Zinken 10 a und 10 b angeordnet und durch Leitungen 164 und 166 über eine Verbindungsleitung 170 verbunden sind, die einen etwas größeren Querschnitt als die Leitungen 164 und 166 und ein begrenztes Volumen aufweist. Durch einen relativ engen, drosselnden Kanal 172 wird Druck aus einer mit einer Druckquelle· verbundenen Leitung 174 zugeführt. Unterhalb der Düse 162 zweigt von der Leitung 166 eine Ausgangsleitung 176 ab und überträgt die benötigten oszillierenden Drucksignale zum Verbraucher. Die Kombination der engen Kanäle 164 und 166, der Düsen 160 und 162 und des größeren Volumens der Verbindungsleitung 170 ergibt eine Phasenverzögerung zwischen der jeweiligen Stellung der Zinken 10 a, 10 b der Stimmgabel 10 und der auf diese "durch den Strömungsaustritt aus der Düse austretenden Impulse. Diese Phasenverzögerung bewirkt die auf die Stimmgabel wirksame Kraft zur Anregung und Aufrechterhaltung der Schwin-The adjustability of Vl can therefore. "" Natural frequencies of the tuning fork 10 and the helmet. Holtz resonators matched to each other wejderi. The tuning fork 10 in the FIG. 9 is excited by two adjustable nozzles 160 and 162, which are arranged on either side of the opposite sides of the prongs 10 a and 10 b and connected by lines 164 and 166 via a connecting line 170, which has a slightly larger cross-section than the lines 164 and 166 and has a limited volume. Pressure from a line 174 connected to a pressure source is supplied through a relatively narrow, throttling channel 172. Below the nozzle 162, an output line 176 branches off from the line 166 and transmits the required oscillating pressure signals to the consumer. The combination of the narrow channels 164 and 166, the nozzles 160 and 162 and the larger volume of the connecting line 170 results in a phase delay between the respective position of the prongs 10 a, 10 b of the tuning fork 10 and the one emerging from the nozzle through the flow outlet This phase delay causes the force acting on the tuning fork to stimulate and maintain the vibration

• gungen. .• worked. .

Wird durch die Leitung 174 den Düsen 160 und 162 Druck zugeführt, so bewirkt die Asymmetrie in dem Drucksystem die Erzeugung von Schwingungen der Stimmgabel 10 mit einer mit der Eigenfrequenz der Stimmgabel übereinstimmenden Frequenz. Die Schwingungsbewegungen der Zinken 10 a und 10 b steuern periodisch den Druck des Mediums vor den Düsen 160 und 162 und erzeugen begrenzte Druckstöße in den Leitungen 164 und 166, so daß auf diese Weise aus der Leitung 166 mittels der Ausgangsleitung 176 gesteuerte Druckimpulse entnommen werden können.If pressure is fed to the nozzles 160 and 162 through the line 174, the asymmetry in the pressure system causes the tuning fork 10 to vibrate at a frequency that corresponds to the natural frequency of the tuning fork. The vibratory movements of the prongs 10 a and 10 b periodically control the pressure of the medium in front of the nozzles 160 and 162 and generate limited pressure surges in the lines 164 and 166, so that in this way controlled pressure pulses can be taken from the line 166 by means of the output line 176 .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

309 600 Ί 89309 600 Ί 89

Claims (7)

■ : ι ■ ■■■■■■; 2 ■ ■ nähme der erzeugten Druckimpulse von den Patentansprüche: ·.. Zweigleitungen (106, 108) abzweigt. 8. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch ge-■: ι ■ ■■■■■■; 2 ■ ■ would take the generated pressure pulses from the claims: · .. branch lines (106, 108) branches off. 8. oscillator according to claim 1, characterized in that 1. Oszillator zur Erzeugung pneumatischer kennzeichnet, daß die Stimmgabel (10) über je Impulse vorbestimmter konstanter Frequenz mit- 5 eine den Zinken (10 a, 106) benachbarte, zueintels einer Stimmgabel, dadurch gekenn- ander oder entgegengesetzt angeordnete Düse zeichnet, daß eine Zinke (10α bzw. 10 f>) der (150, 152) mit der Kammer (134) konstanten Stimmgabel (10) zur Anregung und Aufrecht- Volumens eines Helmholtz-Resonators (134 bis erhaltung des Schwingungszustandes mit einem 144) verbunden ist.1. Oscillator for generating pneumatic indicates that the tuning fork (10) over each pulse of a predetermined constant frequency with the prongs (10 a, 106) adjacent, zueintels a tuning fork, characterized by marked or oppositely arranged nozzle that a Prong (10 α or 10 f>) of (150, 152) with the chamber (134) constant tuning fork (10) for the excitation and upright volume of a Helmholtz resonator (134 to maintain the vibration state with a 144) is connected. pneumatische Energie ständig zuführenden Sy- io 9. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch gestern (16; 88, 90) zusammenwirkt, während die kennzeichnet, daß zwei je einer der Zinken (10 α, andere Zinke (10b bzw. 10a) der Stimmgabel 10ft) der Stimmgabel (10) benachbart zueinander zur Umwandlung der Gabelschwingungen in und/oder entgegengesetzt angeordnete Düsen pneumatische Impulse in an sich bekannter Weise (160, 162) über je eine relativ enge Leitung (164, auf ein pneumatisches Signalübertragungssystem 15 166) und eine gemeinsame Verbindungsleitung (21, 22, 24; 62, 64, 70) steuernd wirksam ist. (170) größeren Querschnitts miteinander verbun-pneumatic energy constantly supplying Sy- io 9. oscillator according to claim 1, characterized yesterday (16; 88, 90) cooperates, while the indicates that two each one of the prongs (10 α, other prongs (10 b or 10 a) of the tuning fork 10ft) of the tuning fork (10) adjacent to each other for converting the fork vibrations into and / or oppositely arranged nozzles pneumatic pulses in a manner known per se (160, 162) each via a relatively narrow line (164, to a pneumatic signal transmission system 15 166) and one common connecting line (21, 22, 24; 62, 64, 70) is effective controlling. (170) larger cross-section connected to each other 2. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch ge- den sind und daß die Verbindungsleitung (170) kennzeichnet, daß die eine Zinke (10 a) der ihrerseits über einen Drosselkanal (172) an die Stimmgabel (10) eine einer stirnseitig angeord- Druckleitung (174) angeschlossen ist.2. Oscillator according to claim 1, characterized in that the connecting line (170) indicates that the one prong (10 a) which in turn via a throttle channel (172) to the tuning fork (10) has a pressure line arranged at the end ( 174) is connected. neten, ständig eine Druckströmung zuführenden 20neten, constantly supplying a pressure flow 20 Leitung (16) gegenüberliegende axiale öffnung Line (16) opposite axial opening (12) aufweist, die im Ruhezustand der Gabel(12), which in the resting state of the fork (10) gegen die Leitung (16) leicht versetzt ist und Die Erfindung betrifft einen Oszillator zur Erzeu- '(10) is slightly offset from the line (16) and the invention relates to an oscillator for generating ' Verbindung zu einer entgegen der Richtung der gung pneumatischer Impulse vorbestimmter, kon-Connection to a predetermined, con- Versetzung wirksamen Queröffnung (14) hat. 35 stanter Frequenz mittels einer Stimmgabel, wie sieDisplacement effective transverse opening (14) has. 35 constant frequency by means of a tuning fork like her 3. Oszillator nach Anspruch 2, dadurch ge- insbesondere für pneuinatische logische Schaltung»-· ' kennzeichnet, daß die ständig eine Druckströ- anordnungen benötigt werden. * """" muiig zuführende Leitung (16) zur Stiffiseite der Den pneumatisch bzw. hydraulisch^är'bei'tenden Zinke (10 a) geneigt angeordnet ist. logischen Schaltungsanordnungen kommt wegen ihrer3. Oscillator according to claim 2, characterized in particular for pneumatic logic circuit »- · ' indicates that the constant pressure flow arrangements are required. * "" "" Muiig supply line (16) to the stiff side of the pneumatic or hydraulic lines Prong (10 a) is inclined. Logical circuit arrangements come because of their 4. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch ge- 30 Wirtschaftlichkeit, ihrer zuverlässigen Arbeitsweise kennzeichnet, daß an der zweiten, pneumatische und ihrer vielseitigen Einsatzmöglichkeiten wach-Impulse erzeugenden Zinke (10 b) ein zwischen sende Bedeutung zu. Während aber für elektronische den Mündungen zweier koaxialer Leitungen (21, Geräte und Schaltungen verschiedene Oszillatoraus- 22) des pneumatischen Systems befindlicher führungen seit langem bekannt sind, fehlte es bisher an Sperrflügel (18) befestigt ist, dessen Langloch 35 geeigneten preiswerten Erzeugern für pneumatische (20) im Ruhezustand der Stimmgabel (10) die Schwingungen in denjenigen Frequenzbereichen, in Mündungen nur teilweise überdeckt. denen pneumatische Niederdrucksysteme zu arbeiten4. Oscillator according to claim 1, characterized ge 30 economic efficiency, its reliable mode of operation indicates that on the second, pneumatic and its versatile application tine (10 b) generating an intermediate send meaning to. However, while electronic guides located at the mouths of two coaxial lines (21, devices and circuits ) of the pneumatic system have been known for a long time, until now there has been no locking wing (18) attached, the elongated hole 35 of which is suitable inexpensive generators for pneumatic ( 20) when the tuning fork (10) is at rest, the vibrations in those frequency ranges are only partially covered in mouths. which pneumatic low pressure systems work 5. Oszillator nach den Ansprüchen 1 bis 4, vermögen.5. Oscillator according to claims 1 to 4, capable. gekennzeichnet durch die Kopplung mit einem Ein Oszillator zur Erzeugung pneumatischer Impneumatischen Strömungsverstärker (24; 70), wo- 40 pulse ist bereits aus dem IBM Technical Disclosure bei die erzeugten Druckimpulse mindestens einem Bulletin, Dezember 1962, S. 58 und 59, bekanntder Steuerkanäle (32; 66, 68) des Verstärkers geworden. In dieser Literaturstelle wird die Anregung (24; 70) zugeführt werden. . . einer Zunge oder einer Stimmgabel auf elektro-characterized by the coupling with an oscillator for generating pneumatic impneumatic flow amplifiers (24; 70), 40 pulse is already known from the IBM Technical Disclosure for the pressure pulses generated in at least one bulletin, December 1962, pp. 58 and 59, the control channels ( 32; 66, 68) of the amplifier. In this reference, the excitation (24; 70) will be supplied. . . a tongue or a tuning fork on electro- 6. Oszillator nach den Ansprüchen 1 und 5, magnetische Weise beschrieben. Das vibrierende ( dadurch gekennzeichnet, daß den Zinken (10 a, 45 Ende der Zunge oder der Stimmgabelzinken unter-106) der Stimmgabel (10) je beiderseits benach- bricht bzw. moduliert dabei einen Luftstrom. Zu bart je ein Paar als Düsen (59, 60; 88, 90) aus- diesem Zweck sind bei der Stimmgabel die beiden gebildete Mündungen zugeordnet sind, wobei die Zinken hohl ausgeführt.6. Oscillator according to claims 1 and 5, described in a magnetic manner. The vibrating (characterized in that the prongs (10 a, 45 end of the tongue or the tuning fork prongs below -106) of the tuning fork (10) adjoin on both sides or modulates a stream of air. A pair of nozzles (59 , 60; 88, 90) for this purpose, the two formed mouths are assigned to the tuning fork, the prongs being hollow. der zur Anregung und Aufrechterhaltung der Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Gabelschwingungen dienenden Zinke (10 b) zu- 50 Verwendung einer Stimmgabel einen Druckimpulsgeordneten Düsen (88, 90) einzeln über Kam- erzeuger zu schaffen, der ohne die Notwendigkeit mern (86, 87) an die beiden Ausgänge (76, 78) eines elektrischen Oszillators zur Anregung der des pneumatischen Strömungsverstärkers (70) an- Stimmgabel in der Lage ist, die Druckimpulse nur geschlossen sind, während die der impulsabgeben- unter Verwendung pneumatischer Mittel direkt zu den Zinke (10a) zugeordneten Düsen (59, 60) 55 erzeugen und auf einer festgelegten konstanten Freüber Kammern (56, 57) sowohl an die Steuer- quenz zu halten.The invention is based on the object of creating a pressure pulse-controlled nozzle (88, 90) individually by means of cam generators, which are used under fork vibrations (10 b) to generate a pressure pulse-controlled nozzle (88, 90) without the need for a tuning fork , 87) to the two outputs (76, 78) of an electrical oscillator to excite the tuning fork of the pneumatic flow amplifier (70), the pressure pulses are only closed, while those of the pulse emitting directly to the Prong (10a) generate nozzles (59, 60) 55 and keep chambers (56, 57) both at the control sequence at a fixed constant frequency. kanäle (66, 68) des Strömungsverstärkers (70) als Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurchchannels (66, 68) of the flow amplifier (70) as this object is achieved according to the invention auch an die Druckzufuhrleitung (50) angeschlos- gelöst worden, daß eine Zinke der Stimmgabel zurhas also been connected to the pressure supply line (50) so that a prong of the tuning fork is used sen sind. Anregung und Aufrechterhaltung des Schwingungs-sen are. Stimulation and maintenance of the vibration 7. Oszillator nach Anspruch 1, dadurch ge- 60 zustandes mit einem pneumatische Energie ständig kennzeichnet, daß beiderseits eines Zinken (10 α) zuführenden System zusammenwirkt, während die der Stimmgabel (10) zwei als Düsen (110, 111) andere Zinke der Stimmgabel zur Umwandlung der ausgebildete Mündungen angeordnet sind, die Gabelschwingungen in pneumatische Impulse in an über .teleskopartig verstellbare Zweigleitungen sich bekannter Weise auf ein pneumatisches Signal- (102, 104, 106, 108) an ein pneumatische Ener- 65 übertragungssystem steuernd wirksam ist.7. Oscillator according to claim 1, characterized ge 60 state with a pneumatic energy constantly indicates that both sides of a prong (10 α) supplying system cooperates, while the tuning fork (10) has two other prongs than nozzles (110, 111) of the tuning fork to convert the formed mouths are arranged, the fork vibrations in pneumatic impulses in a. telescope-like adjustable branch lines in a known manner on a pneumatic signal (102, 104, 106, 108) to a pneumatic energy transmission system is effective. gie ständig zuführendes System (100) angeschlos- Mit einem Oszillator nach der Erfindung könnengie constantly feeding system (100) connected with an oscillator according to the invention sen sind, und daß nahe den Düsen (110, 111) pneumatische Impulse in der Größenordnung vonare sen, and that near the nozzles (110, 111) pneumatic pulses of the order of magnitude of je eine Druckentnahmeleitung (112,114) zur Ent- 100 Hz mit äußerst geringem Aufwand erzeugt undone pressure sampling line (112, 114) for Ent- 100 Hz is generated and with extremely little effort