DE1525988A1 - Fluidbetriebene Schaltung - Google Patents

Description

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27OI Fourth Avenue South
Minneapolis, Minn., USA

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Fluidbetriebene Schaltung

Die Erfindung bezieht sich auf reine, χluidbetriebene Schaltungen und befaßt sich insbesondere mit einer bistabilen Anordnung dieser Art. In letzter Zeit findet eine neue Technologie zunehmend Eingang in die Steuer- und Regeitechnik, weicne sich sogenannter reiner Fluidsysteme bedient. Hierunter soil eine Anordnung verstanden werden, bei welcher das Messen irgendwelcher Größen, die Verstärkung und Kompei.sation hi eraus abgeleiteter Si.gnale und die Betätigung irge^dwexcner Stellglieder durch reine Fluidanordnungen erfolgt, also Geräte welche mit Ausnahme des strömenden Mediums keine weiteren, bewegten Teile aufweise.-·. Wenn im folgenden von einem reinen Fluidsystem oder -gerät die Rede ist, so soll dies bedeuten, daid außer dem strömenden Medium keine beweglichen Teile vorhanden sind.

In Fluid-Steuersystemen, beispielsweise zur Werkzeugmaschinen-Steuerung, hat die digitale Arbeitsweise uzw. die Verwendung der Pulsbreitenmodulation deutliche Vorteile gegenüber der Analogtechnik. Die meisten digitalen oder mit Pulsmodulation arbeitenden, reinen Fluid-Steuersysteme benötigen bistabile Fluidanordnungen. Bekannte Anordnungen dieser Art führen jedocxi ernste Fehler in das Steuersystem ein, die durch zufällige Änderungen des dynamischen Umschaltschwell-

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BAD ORSOiNAL

wertes des Gerätes verursacht werden. Unter dem Uinscha.ltwert eines bistabilen Gerätes wird der Differenzdruek verstanden, dem ein aus einem Versorgungskanal austretender Pluidstrom ausgesetzt werden muß, um das Gerät vom einen in einen anderen Zustand umzuschalten, beispielsweise von demjenigen, in dem der Strom durch eine erste Ausgangsieitung fließt, in denjenigen, in welchem der Strom durch eine zweite Aus gangs leitung fließt. Die gelegentlichen Änderuris/eii des Urnschaltschwellwertes übersteigen bei bekannter., oi staoi i.en Fluidgeräteri vielfach ^>0%. Aufgaoe der Erfindung ist es, diese Änderungen, deren Ursachen noch nicht genau geklärt sind, zu vermindern.

Die Erfindung betrifft demnach eine bistabile,fluidbetrieoene Schaltung mit einem ersten und einem nachgeschaiteten, bistaoilen zweiten Pluidverstärker und ist dadurch gekennzeichnet, daß vom Ausgang des oistabilen Pluidverstärkers eine Rückkopplung zu einer Steuerleitung des ersten Fiuidverstärkers vorgesehen ist, welche Änderungen des Schaltzustandes des bistabilen Pluidverstärkers entgegenwirkt. Hierdurch wird eine Stabilisierung der bistaDilen fluidbetriebenen Schaltung erreicht. Der erste Pluidverstärker kann entweder ein oistabiler oder ein Proportionalverstärker sein. Er kann beispielsweise ein erstes Paar von Steuerleitungen aufweisen, an weiches zwei Rückkopplungsleitungen angeschlossen sind, sowie ein zweites Paar von Steuerleitungen, welche an den Verstärkereingang angeschlossen sind.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind die genannten Eingänge an von den Ausgängen des bistabilen Pluidverstärkers kommende Rückkopplungsleitungen angeschlossen und erzeugen eine negative Rückkopplung.

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Weitere Merkmaie der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsoeispiele erläutert. Hierin zeigt

Figur 1 schematisch den Aufbau einer ersten Ausführungsform und

Figur 2 die Anwendung dieser bistabilen Schaltung in Verbindung mit einer negativen Rückkopplung in einem fluidoetrieoenen Oszillator.

In Figur 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein bistabiler-Fluidverstärker herkömmlicher Bauart bezeichnet, welcher eine Fiuid-Zufuhrleitung 11, eine Steueranordnung 12 und einen Ausgang aufweist. Die Steueranordnung umfaßt zwei Steuerleitungen und 15, kann jedoch auch zusätzliche Steuerieitungen enthalten. Auch der Ausgang 13 enthält zwei Ausgangsleitungen 17 und Auch hier könnten zusätzliche Ausgangsleitungen vorgesehen sein.

Das gestrichelt eingezeichnete Kästchen 20 umschließt einen Fluid-Proportionalverstärker herkömmlicher Bauart. Er enthält eine Fiuidzuführung 21, eine Steueranordnung 22 sowie einen Ausgang 23· Die Steueranordnung 22 umfaiat ein erstes Paar von Steuerieitunken 24 und 25 sowie ein zweites Paar Steuerleitunge.: 2o und 27. Ss konnte jedoch auch eine andere Anzahl von έ Steuerxei tungspaaren vorgesehen sein. Der Ausgang 2j5 umfaßt zwei Aus^angsieitungen 28 und 29· Aber auch hier können zusätzliche Ausgänge vorgesehen sein.

Eine Verbindungsanordnung 30 verbindet den Ausgang 23 des Proport:onalverstärkers 20 mit der Steuervorrichtung 12 des L.ista:~ilen Verstärkers 10. Die Veroindungsanordnung enthält eine Leitung jjl, we.ehe die Ausgangsleitung 28 an die Steuerieitung l4 ansen^i eßt,sowie eine Leitung J>2, welche die Ausgangs zeitung 2S mit der Steuerieitung 15 verbindet. Auf diese

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Weise sind der Proportionalverstärker 20 und der bistabile Verstärker 10 hintereinander geschaltet.· Weitere Verstärker können vor- oder nachgeschaltet sein.

Eine Rückkopplungsvorrichtung 40 verbindet den Ausgang IJ des bistabilen Verstärkers 10 mit dem Steuereingang 2J des ProportionalVerstärkers 20. Die Rückkopplungsanordnung enthält eine erste und zweite positive Rückkopplungsschleife 40 bzw. 4l. Die positive Rückkopplungsschleife 4l verbindet die Ausgangsleitung 17 des bistabilen Verstärkers 10 mit der Steuerleitung 26 des Proportionalverstärkers 20. Die zweite positive Rückkopplungsschleife 42 führt von der Ausgangsleitung l8 des bistabilen Verstärkers 10 an die Steuerleitung 27 des Proportionalverstärkers 20. In jeder der beiden Rückkopplungsschleifen 4l und 42 ist ein Strömungswiderstand 4j5 bzw. 44 in Form einer Drosselstelle vorgesehen, um einen geeigneten Druckab- , fall zwischen dem Ausgang 13 und dem Eingang 22 zu erzeugen. Solche besondere Fluidwiderstände können entfallen, wenn die Abmessungen der Rückkopplungsleitungen 4l und 42 entsprechend gewählt werden. Die Zusammenschaltung der beiden Verstärker 10 und 20 mit den Verbindungsanordnungen ^O und der Rückkopplungsanordnung 4o bildet eine bistabile fluidbetriebene Schaltung 55, die in Figur 1 durch eine gestrichelte Umrahmung hervorgehoben ist. Diese Schaltung weist einen vom bistabilen Verstärker 10 gespeisten Signalausgang 50 auf, dessen eine Ausgangsleitung an den Ausgang 17 und dessen andere Ausgangsleitung 52 an den Ausgang l8 des Verstärkers 10 angeschlossen ist. Ferner ist ein Signaleingang 6o vorgesehen, der aus zwei Eingangsleitungen 6l und 62 besteht, welche an die Steuerleitungen 24 und 25 angeschlossen sind.

In der nachfolgenden Beschreibung der Arbeitsweise der in Figur 1 dargestellten Fluidschaltung werden bestimmte v/erte des Betriebsdruckes angegeben. Diese können jedoch von Gerät zu Gerät unterschiedlich sein. Die Anordnung soll im vorliegenden Fall beispielsweise einen praktisch konstanten Umschalt-

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schwellwert in Form eines Differenzdruckes von 38,1 mmQS aufweisen, eine möglichst geringe Änderung dieses Umschaltwertes und eine praktisch konstante Eingangsimpedanz haben. Es läßt sich zei-gen, daß bei bekannten Fluidverstärkern, beispielsweise dem Verstärker 10 allein,der Augenblickswert des Umschaltpegels vom konstruktiv vorgegebenen Wert um j50 oder mehr Prozent abweichen kann. Die Ursachen hierfür sind noch nicht vollständig erforscht, und es ist bisher unmöglich gewesen, einen bistabilen Pluidverstärker aufzubauen, dessen Schaltpegeländerungen auf einen annehmbaren Wert reduziert sind. Diese Tatsache stand bisher vielen Anwendungen reiner Fluidsteuersysteme entgegen. Außerdem ändert sich bei bekannten, bistabilen Fluid- ä verstärkern die Eingangsimpedanz, wodurch die Arbeitsweise der die Eingangssignale liefernden Geräte nachteilig beeinflußt wird.

Der Verstärker 10 hat einen normalen Schaltpegel von 38,1 mmQS und eine Änderung des dynamischen Schaltpegels von 12,7· mmQS. Theoretisch wird also ein Differenzdruck von ^8,1 mmQS zwischen den Steuerleitungen 14 und 15 benötigt, um den Eingang des bistabilen Verstärkers 10 umzuschalten. Im Betrieb jedoch schaltet dieser gelegentlich bei Differenzdrücken im Bereich zwischen 25,4 und 50,8 mmQS. Darüber hinaus bieten die Steuerleitungen l4 und 15 dem die Eingangssignale liefernden Gerät ungleiche Impedanzen dar. I

Diese unerwünschten Eigenschaften werden gemäß der Erfindung vermindert bzw. beseitigt durch das Zusammenwirken eines Proportionalverstärkers 20 und einer Rückkopplung 4o in Verbindung mit dem bistabilen Verstärker 10. Das Ausgangssignal des Proportionalverstärkers 20 ist, wie schon der Name sagt, dem Eingangssignal proportional. De-r Verstärker 20 kann beispielsweise eine Druckverstärkung von 10 haben, d.h. der Differenzdruck an den Ausgangsleitungen 2J ist zehnmal größer

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der

als/Di.fferenzdruck an den Steuer leitungen 20. Es sei angenommen, daß der bistabile Verstärker 10 einen Verstärkungsfaktor 5 hat, so daß ein Druck von Il4 mmQS jeweils in derjenigen Ausgangsleitung 17 oder 18 vorhanden ist, durcn die das Medium fließt. Die Fluidwiderstände 4 J und 44- in den Rückkopplungskanälen 41 und 42 sind derart oemessen, da.s oeim Fließen eines Pluidstromes in der Ausgangsieitung 17 oder 18 ein Drucksignal von 3^>3 mmQS an die entsprechende Steuerleitung 26 bzw. 27 zurückgeführt wird.

Die Versorgungsleitungen 11 und 21 sind an eine geeignete Druckmittelquelle, z.B. Druckluft, angeschlossen, und durch sie fließt das Druckmittel in das Gerät. Das Medium kann kompressibel sein, z.B. Luft, oder praktisch inkompressibel, z.B. Wasser oder eine andere Flüssigkeit. Nimmt man an, daß das Medium im Verstärker 10 zunächst von der Eingangsleitung kommend über die Ausgangsleitung 17 abfließt, wie dies in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet ist, so herrscht auf der Ausgangsleitung 17 ein Druck von Ii4 mmQS« Durch die andere Ausgangsleitung l8 fließt kein Medium, so daß dort der Druck Null herrscht. Ein Teil des durch die Ausgangsleitung 17 fließenden Mediums wird über die positive Rückkopplungsschleife 4l an die Steuerleitung 26 des Proportionalverstärkers 20 zurückgeführt. In der Leitung 26 herrscht zu dieser Zeit ein Druck von 3^j3 mmQS. In der anderen Rückkopplungsleitung 42 fließt nichts, so daß auch der Druck an der Steuerleitung 27 Null ist. Der Differenzdruck zwischen den Steuerleitungen 26 und reicht aus, um den gesamten Fluidstrom von der Versorgungsleitung 21 in die Ausgangsleitung 29 und von dort in die Verbindungsleitung 32 zu leiten, an welche die Steuerleitung 15 des Verstärkers 10 angeschlossen ist. In der anderen Steuerleitung 14 ist kein Strom vorhanden. Demzufolge ist der Ausgangsstrom des Proportionalverstärkers 20 bestrebt, den gerade vorhandenen Flußzustand im bistabilen Verstärker 10 aufrechtzuerhalten, d.h. in den Kanal 17 zu leiten Die positive Rückkopplung führt also zu einer Stabilisierung des gerade

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vorhandenen Schaltzustandes des bistabilen Verstärkers 10.

Zur Umscna.-tung des Ausgangssignals des Verstärkers 10 muß dessen Eingang 60 ein Eingangssignal zugeführt werden. Wenn der Verstärker 10 mit einem Differenzdruck von J58,1 mmQS an den Steuerleitungen 14 und 15 umschaltet, so genügt ein Differenzdruck von 3»8l mmQS am Eingang 22, der, wie bereits erwähnt, zwei Paare von Steuerleitungen 24, 25, 26 und 27 umfaßt. Der Grund hierfür liegt im Verstärkungsfaktor 10 des Proportionalverstärkers 20. Wenn deshalb ein Eingangssignal von 38,1 mmQS auf der Eingangsleitung 62 herrscht und die andere Eingangsleitung 6i drucklos ist, wird das von der Versorgungsleitung 21 einströmende Medium von der Ausgangsleitung 29 weg zur Ausgangsleitung 28 hin abgelenkt. Da der Differenzdruck an den Leitungen 24 und 25 in Hohe von 3>8,1 mmQS den vorhandenen Differenzdruck an den Leitungen 26 und 27 von 34,5 mmQS um 5,8 mmQS übersteigt, wird der Druck in der Leitung 28 zehnmal so groß sein wie der in der Leitung 29. Dies hat zur Folge, daß der Druck in der Leitung l4 des Verstärkers den Druck in der Leitung 15 um J8,l mmQS übersteigt und den bistabilen Verstärker umschaltet, so daß der Ausgangsstrom nunmehr durch den Kanal l8 fließt. Ein Teil dieses Stromes wird über die RUckkoppiungsleitung 42 an die Steuerieitung 27 zurückgeführt und erzeugt einen Druck von 3^*3 mmQS. Die bistabile Schaltung verharrt deshalb so lange in diesem neuen Schaltzustand, bis ein Differenzdruck von 38,1 mmQS an die Leitungen 24 und 25 gelegt wird, beispielsweise durch Eingabe dieses Druckes über die Leitung 6l bei gleichzeitiger Wegnahme des Druckes von der Leitung 62.

Es sei angenommen, daß der augenblickliche Schaltpegei des cistaoilen Verstärkers 10 auf einen Wert von 50,8 mmQS ansteigt. Betrachtet man den Verstärker 10 allein, so bedeutet dies ein Zunehmen des Schaltpegels um ~5J>%. Bei Betrachtung der

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gesamten Schaltung 55 «jedoch ist die prozentuale Änderung gegeben durch den Anteil der Druckdifferenz, welche an den Leitungen 24 und 25 zum Umschalten des Verstärkers 10 benötigt wird, wesentlich kleiner. Die Änderung von 12,7 mmQS im Schaltpegel des Verstärkers 10 erfordert eine Änderung des Eingangssignals von nur 1,27 mmQS am Eingang des Proportionalverstärkers 20, weil dieser einen Verstärkungsgrad 10 hat.

Außerdem hat die Änderung des Schaltpegels des Verstärkers 10 von 58,1 auf 50,8 mmQS nur einen vernachlässigbar kleinen Einfluß auf den Druckpegel auf den Ausgangsleitungen 17 und l8.

ψ Demzufolge wird nach wie vor ein Signal von 34,3 mmQS an den Proportionalverstärker 20 zurückgeführt. Nimmt man an, daß das Medium durch den Ausgang 17 des Verstärkers 10 fließt, so liefert die Rückkopplungsschleife 4l bei einer Änderung des Schaltpegels auf 50,8 mmQS ein Signal von 34,3 mmQS an die Steuer- * leitung 26. Der Druck auf der Leitung 27 ist Null. Zur Umschaltung des Verstärkers 10 muß ein Differenzdruck von 5,08 mmQS an den Steuerleitungen 22 herrschen, damit ein Differenzdruck von 50,8 mmQS an der Steueranordnung 12 entsteht. Das zum Umschalten benötigte Signal auf der Leitung 62 trägt dann 39,4 mmQS, nämlich 34,3 + 5,O8 mmQS. Dies entspricht einer Zunahme von 1,27 mmQS bezogen auf das erforderliche Umschalt-

^ signal, wenn der Schaltpegel des Verstärkers 10 bei 38,-L mmQS liegt. Das ist also eine Änderung von nur 3,3$ im Vergleich zu den benötigten 33$, wenn nur der Verstärker 10 allein benutzt wird.

Es soll hervorgehoben werden, daß sowohl ein Vorverstärker als auch eine Rückkopplung erforderlich sind, um eine wesentliche Verminderung der prozentualen Änderung des Schaltpegels zu erreichen. Der Einsatz eines Proportionalverstärkers aliein ohne Rückkopplung verringert zwar die absolute Größe der Änderung des Schaltpegels aber nicht die prozentuale Änderung. In dem erläuterten Beispiel erfordert die Änderung des Schalt-•pegels des Verstärkers 10 um 12,7 mmQS eine Änderung von nur

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1,27 mmQS im Proportionalverstärker 20. Jedoch ist der Nennwert des Eingangssignals nur 3,8l mmQS, so daß die hierauf bezogene Änderung immer noch ~5$% beträgt. Durch Verwendung der Rückkopplung 4θ hingegen im Zusammenwirken mit dem Verstärker wird, wie oben beschrieben, sowohl die prozentuale Änderung des augenblicklichen Schaltpegels als auch die absolute Gruße verringert. Durch das Zurückführen eines Teils des Ausgangssignals zum Proportionalverstärker 20 wird der Eingangssignalpegel des Verstärkers 20 erhöht. Das führt insgesamt im vorliegenden Beispiel zu einer Verminderung der prozentualen Änderung von ~5$% auf J>,J>%. Darüber hinaus tritt praktisch keine Änderung der Eingangsimpedanz der Leitungen 6l und 62. {

An Stelle des im Ausführungsbeispiel beschriebenen Proportionalverstärkers kann auch ein bistabiler Verstärker mit dem Verstärker 20'in Reihe geschaltet sein.

Wie erwähnt,arbeitet die Schaltung 55 als bistabiler Fluidverstärker und kann in verschiedenen Flüid-Steueranlagen oder -schaltungen eingesetzt werden. Die Anwendung dieser Schaltung in einem Oszillator wird nachfolgend anhand von Figur 2 beschrieben. Dies stellt jedoch nur eine der zahlreichen Anwendungsmögiichkeiten dieses Schaltungsbausteines dar. Die stabilisierende Wirkung der Erfindung verbessert auch bei anderen Anwendungsarten die Arbeitsweise von Fluidverstärkern beträchfelieh und gestattet vielfach überhaupt erst die Anwendung 'von Fluid-Systemen. In Figur 2 sind diejenigen Elemente, die schon in Figur 1 erscheinen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die axigegebenen Druckwerte sollen wiederum nur als Beispiele angesehen werden.

Der in Figur 2 dargestellte Oszillator ist ein sogenannter Dreieckwellen-Generator. Der Schaltungsbaustein 55 mit dem bistabilen Verstärker 10, dem Proportionalverstärker 20, den Verbindungsmitteln J50 und der Rückkopplung 40 entspricht genau der Schaltung gemäß Figur 1 und wird deshalb nicht erneut im

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einzelnen besehrieben. Der Verstärker 20 ist derart abgewandelt, daß die Druckverstärkung der Steuerleitungen 24 und auf den Wert 30 erhöht ist, während die Verstärkung der Leitungen 26 und 27 wiederum 10 beträgt. Ansonsten unterscheidet si ch der Verstärker 20 nur durch den Anschluß seiner gangsleitungen von der Schaltung gemäß Figur 1. Eine negative Rückkopplungsleitung 71 verbindet die Ausgangsleitung 17 des bistabilen Verstärkers 10 mit der Steuerleitung 25 des Proportionalverstärkers 20.

In die Rückkopplungsschleife 71 sind ein Fluidwiderstand 73 und eine Fluidkapazität 7^ in. Reihe liegend eingeschaltet. Eine entsprechende negative Rückkopplungsschleife 72 ist zwischen der Ausgangsleitung l8 des Verstärkers 10 und der

Steuerleitung 24 des Verstärkers 20 vorgesehen und enthält einen Fluidwiderstand 75 und eine Fluidkapazität 76.

Der Verstärker 10 weist einen Signalausgang 80 auf, der zwei Ausgangsleitungen 8l und 82 umfaßt. Die Leitung 8l ist in Strömungsrichtung hinter dem Fluidwiderstand 73 und der Fluidkapazität 7^ an die Rückkopplungsschleife 71 angeschlossen, während die Ausgangsleitung 82 an entsprechender Stelle des Rückkopplungskanals J2 liegt. Es können auch weitere Signalausgänge vorgesehen sein.

Im Betrieb arbeitet die Schaltung nach Figur 2 als Dreieckwellen-Generator. Die Fluidversorgungsleitungen 11 und 21 sind wiederum an eine geeignete Druckmittelquelle angeschlossen, von welcher beispielsweise Druckluft in das Gerät strömt. In dem durch die Pfeile gekennzeichneten Anfangszustand fließt das Medium von der Leitung 11 zum Ausgangskanal 17 des Verstärkers 10. Hierdurch kann in der Leitung 17 beispielsweise ein Druck von 114 mmQS entstehen. Ein Teil des Mediums fließt über die positive Rückkopplungsschleife 4l zur Steuerleitung des Proportionalverstärkers 20 zurück. Der Widerstand 43 in

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der Rückkopplungsschleife 4l ist derart bemessen, daß in der Leitung 26 ein Druck von 3^*3 mmQS herrscht. In der Ausgangsleitung lS ist kein Fluidstrom vorhanden, so daß der Druck hierin und in der Steuerleitung 27 Null ist. Der Differenzdruck von 3^*3 mmQS zwischen den Leitungen 26 und 27 reicht aus, um den gesamten Druckmittelstrom von dem Zufuhrkanal 21 in die Ausgangsleitung 29 abzulenken, die über die Leitung 32 mit der Steuerleitung 15 verbunden ist, so daß der Fluidstrom über die Ausgangsleitung 17 aufrechterhalten wird.

Ein weiterer Teil des durch die Leitung 17 fließenden Mediums strömt über die negative Rückkopplungsschleife 71 zum Steuerkanal 25 des Proportionalverstärkers 20. In dieser Rückkopplungsschleife erzeugen der Fluidwiderstand 7p und die Fluidkapazität 74 eine Dreieckwelle als Eingangssignal an der Lei tung 25 mit einem Nennwert von 38,1 mmQS. Im eingeschwungenen Zustand ändert sich der Druck in der Rückkopplungsleitung 71 vom genannten Nennwert ausgehend periodisch um - 6,35 mmQS. Im Anfangszustand ist kein Druckmittelstrom in der Ausgangsleitung l8 vorhanden, so daß auf der Leitung 24 der Druck Null herrscht. Demzufolge erzeugt die zwischen den Leitungen 24 und 25 herrschende Druckdifferenz ein Signal, welches den Druckmittelstrom von der Versorgungsleitung 21 in die Ausgangsleitung 28 abzulenken Destrebt ist. Von dort gelangt das Druckmittel über die Leitung 31 zur Steuerleitung 14. Der Druck in der Leitung versucht den von der Versorgungsleitung 11 kommenden Druckmittelstrom von der Ausgangsleitung 17 weg in die Ausgangsleitung l8 hin abzulenken.

Nimmt man an, daß der Verstärker 10 einen Schaltpegel von 38,1 mmQS und der Verstärker 20 einen Verstärkungsfaktor von 10 hat, so schaltet der Verstärker 10 um, sobald die Druckdifferenz an den Steuerleitungen 22 gerade 3*8l mmQS beträgt. Erst wenn das in der Steuerleitung 25 auftretende Signal den Druck in der Leitung 26 um diesen Betrag überschreitet, wird der Verstärker 10 umgeschaltet. Dann wird der gesamte Druck-

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mittelstrom von der Versorgungsleitung 12 von der Leitung 17 weg in die Leitung 18 abgeleitet. Die Rückkopplungsschleifen 42 und 72 arbeiten in entsprechender Weise wie die Rückkopplungsschleifen 4l und 71 und bewirken, daß der Verstärker 10 zurückgeschaltet wird und das Druckmittel sodann wieder durch die Ausgangsleitung 17 fließt. Auf diese Weise wird der Verstärker 10 fortlaufend hin- und hergeschaltet und der Druckmittelstrom fließt abwechselnd durch die Leitungen 17 und l8.

Die RUckkopplungsschleifen 41 und Jl wirken also in entgegengesetzter Weise auf die Schaltung ein. Während die positive Rückkopplung 4l, d.h. eine Rückkopplung, bei der der zurück- W geführte Energieteil dieselbe Wirkungsrichtung hat wie die Energie des Eingangssignals, der Stabilisierung des gerade vorhandenen Schaltzustandes dient, führt die negative Rückkopplung 71) d.h. eine Rückkopplung, bei der die vom Ausgang zum Eingang zurückgeführte Energie der ursprünglich vorhan- ' denen Eingangsenergie entgegengerichtet ist, zu einer Instabilität, d.h. zum Umschalten des bistabilen Verstärkers. Die Verhältnisse liegen also gerade umgekehrt wie bei Elektronenrohrenverstärkern, wo eine positive Rückkopplung oder Mitkopplung zur Schwingungsanfachung dient, während eine Stabilisierung des Verstärkers mit einer negativen Rückkopplung oder Gegenkopplung erzielbar ist.

Entsprechendes gilt natürlich für die beiden anderen Rückkopplungsschleifen 42 und 72.

Der Signalausgang 80 wird durch das Ausgangssignal des bistabilen Verstärkers 10 gesteuert. Da die Ausgangsleitungen 8l und 82 in Strömungsrichtung hinter dem Pluidwiderstand und der Pluidkapaztität angeordnet sind, entstehen auf diesen Ausgangsleitungen Dreieckwellen.

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Die Änderungen des Schaltpegels bekannter, bistabiler, reiner Fluidverstärker würden, wenn sie in einem ähnlichen Verstärker eingesetzt würden, dazu führen, daß sich die Pulsdauer und -amplitude ändert und damit Fehler entstünden, sobald diese beiden Großen für die zu übertragende Information maßgebend sind. Die Erfindung vermeidet dies durch die Verwendung eines Proportional-Pluidverstärkers und einer RUckkopplungsschaltung in Verbindung mit einem an sich bekannten, bistabilen Fluidverstärker. In der beschriebenen Anwendung auf einen Dreieckwellen-Generator führt dies zu Ausgangsschwingungen mit praktisch konstanter Schwingungsdauer und -amplitude. Durch geeignete Ausbildung der RUckkopplungsschleifen und ent- -

sprechenden Anschluß der Ausgangsieitungen lassen sich auch ™ andere Impulsformen erzeugen.

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Claims (9)

Patentansprüche

1. Bistabile, fluidbetriebene Schaltung mit einem ersten und einem nachgeschalteten, bistaoilen zweiten Fluidverstärker, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ausgang (13) des oistabilen Pluidverstärkers (xO) eine Rückkopplung (4o) zu einem Steuereingang (22) des ersten Pluidverstärkers (20) vorgesehen ist, welche Änderungen des Schaltzustandes des bistabilen Pluidverstärkers entgegenwirkt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verstärker (20) ein Proportionalverstärker ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verstärker (1O) zwei Ausgangsleitungen (17, l8) aufweist, zwischen denen ein Fluidstrom geschaltet wird, und daß zwei Rückkopplungskanäle (41, 42) vorgesehen sind, von denen jeder jeweils die eine bzw. die andere Ausgangsleitung mit der einen bzw. der anderen Steuerieitung (26, 27) des ersten Fluidverstärkers (20) verbindet.

4. Anordnung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Rückkopplungskanäle (4l, 42) einen Pluidwiderstand (43, 44), z.B. in Form einer Drosselstelle, enthält.

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5· Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzei c h η e t, daß der erste Pluidverstärker (20) mit weiteren Steuerleitungen (24, 25) versehen ist, an welche Signaleingangsleitungen (6l, 62) angeschlossen sind.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5* dadurch gekennzei chnet, daß der erste und der zweite Pluidverstärker unmittelbar hintereinander geschaltet und die Ausgangsleitungen (28, 29) des ersten Verstärkers (20) an die Steuerleitungen (14, 15) des zweiten Verstärkers (1O) angeschlossen sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ausgang (15) des zweiten Verstärkers (10) eine zusätzliche, negative Rückkopplung (71, 72) zu Steuerleitungen (24, 25) des ersten Verstärkers (20) vorgesehen ist.

8. Anordnung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß in die zusätzlichen Rückkopplungsschleifen (^Jl, 72) die Reihenschaltung eines Fluidwiderstandes (7J5, 75) mit einer Pluidkapazitat (74, 76) eingeschaltet ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignalleitungen (8l, 82) in Strömungsrichtung hinter der Reihenschaltung von Pluidwiderstand und Piuidkapazität (73 bis 76) an die zusätzlichen Rückkopplungsschieifen (71» 72) angeschlossen sind.

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