DE3624231A1 - Verfahren zur anzeige einer magnetventilbetaetigung und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Anzeige einer Magnetventilbetätigung nach dem Gattungs­ begriff des Patentanspruches 1 sowie auf eine Schaltungs­ anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Elektromagnetisch betätigte Ventile werden in großem Umfang zur Steuerung von Fluiden verwendet. Die Steuerung erfolgt im allgemeinen durch einen mit einer Düse zusammenwirkenden Ventilteller, wobei der Ventilteller mit einem Anker eines Elektromagneten verbunden ist. Normalerweise wird im strom­ losen Zustand des Elektromagneten der Ventilteller samt Anker durch eine Feder gegen die Düse gedrückt, so daß das Ventil geschlossen ist. Wird ein Strom durch die Spule des Elektromagneten geschickt, so wird ein Magnetfeld aufge­ baut, das den beweglichen Anker mit dem Ventilteller gegen die Kraft der Feder anzieht und auf diese Weise das Ventil öffnet. Wenn der Strom durch die Spule unterbrochen wird, so baut sich das Magnetfeld ab und die Feder drückt den Ventilteller wieder gegen die Düse, so daß das Ventil ge­ schlossen ist. Um den Zustand des Ventils nach außen hin anzuzeigen, ist es bekannt, den Erregungszustand der Spule beispielsweise durch eine an die Erregerspannung ange­ schlossene lichtemittierende Diode anzuzeigen. Diese leuchtet dann auf, wenn ein Strom durch die Spule fließt. Der Strom durch die Spule ist aber lediglich ein Indiz für die Magnet­ ventilbetätigung, da der Magnetanker festkleben oder klemmen kann.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem nicht nur die Erregung der Magnetspule, sondern effektiv die Magnetankerbetätigung angezeigt werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie einer Schaltungsanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Anhand eines in den Figuren der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispieles sei im folgenden die Er­ findung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2a-2c Spannungs- und Stromverläufe an bzw. durch die Magnetspule; und

Fig. 3a-3e verschiedene Signale innerhalb der Schaltung gemäß Fig. 1.

Gemäß Fig. 1 ist eine Magnetspule L über einen Schalter S an eine Spannungsquelle U _B anschließbar. Der Magnetspule L ist eine Freilaufdiode D in bekannter Weise parallelge­ schaltet. An die Magnetspule L, die den Anker und den Ventil­ teller eines nicht dargestellten Elektromagnetventils be­ tätigt, ist ein Differenzierglied R, C angeschlossen, wobei der Widerstand R in Reihe zu der Magnetspule L und der Kondensator C an den durch die Magnetspule L und den Wider­ stand R gebildeten Spannungsteilerpunkt angeschlossen ist.

Der Ausgang des Differenziergliedes R, C ist einerseits an einen ersten Komparator K 1 angeschlossen, der das differen­ ierte Signal mit einer negativen Referenzspannung U _{ref 1} vergleicht und beim Übersteigen dieser Referenzspannung einen ersten Impuls erzeugt. Andererseits ist der Ausgang des Differenziergliedes R, C an einen zweiten Komparator K 2 angeschlossen, der das differenzierte Signal mit einer positiven Referenzspannung U _{ref 2} vergleicht und beim Über­ steigen dieser Referenzspannung einen zweiten Impuls er­ zeugt.

An die Ausgänge der beiden Komparatoren K 1, K 2 ist ein Flip-Flop FF angeschlossen, wobei der Ausgang des ersten Komparators K 1 an den Setzeingang S und der Ausgang des zweiten Komparators K 2 an den Rückstelleingang des Flip- Flops FF angeschlossen ist. Das Flip-Flop FF wird nur ge­ setzt und zurückgestellt, wenn bei Erregung und Entregung der Magnetspule L tatsächlich eine Magnetankerbewegung er­ folgt.

Aus den Fig. 2a bis 2c ist erkennbar, daß beim Anlegen einer Spannung U an die Magnetspule L gemäß Fig. 2a der Strom durch die Magnetspule L bei feststehendem Magnet­ anker einen exponentiell ungestört ansteigenden Verlauf gemäß Fig. 2b aufweist und bei bewegtem Magnetanker dem Strom induzierte Spitzen gemäß Fig. 2c überlagert sind. Gleiches gilt bei einer Entregung der Magnetspule L, d. h. beim Abschalten der Spannung hinsichtlich des exponentiell abfallenden Verlaufes des Stromes.

Gemäß den Fig. 3a bis 3e sind die an die Magnetspule L angelegte Spannung, die durch Differentiation des Spulen­ stromes sich ergebende Spannung am Ausgang des Differenzier­ gliedes RC, die an den Ausgängen der Komparatoren K 1 und K 2 sich ergebenden Impulse und die am Ausgang Q des Flip-Flops FF sich ergebende Anzeigespannung dargestellt. Man erkennt, daß nur im Falle einer Magnetankerbetätigung durch Differentiation Spannungsspitzen entstehen, die bei Über­ schreiten eines durch die Referenzspannungen vorgegebenen Schwellwertes durch die Komparatoren in Impulse umgeformt werden, welche zum Setzen und Rückstellen des Flip-Flops FF verwendet werden. Zieht der Magnetanker nicht an oder fällt er nicht ab, so wird das Flip-Flop FF nicht gesetzt oder nicht zurückgestellt, woraufhin auf eine Fehlbetätigung des Magnetventils geschlossen werden kann.

Claims (4)

1. Verfahren zur Anzeige einer Magnetventilbetätigung durch Erfassung des durch die Magnetspule fließenden Stromes, gekennzeichnet durch eine Differentia­ tion des Stromes und Feststellung der durch den bewegten Magnetanker in der Spule induzierten Spannungsspitzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sowohl die beim Anzug als auch beim Abfall des Magnetankers induzierten Spannungsspitzen erfaßt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die detektierten Spannungsspitzen einer Schwellwertbewertung und Impulsformung unterzogen werden und zum Setzen und Rückstellen einer bistabilen Anzeigeeinrichtung verwendet werden.

4. Schaltungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein an die Spule (L) des Magnetventils ange­ schlossenes Differenzierglied (RC) und zwei zueinander parallelgeschaltete und an das Differenzierglied (RC) ange­ schlossene Komparatoren (K 1, K 2), deren Ausgänge auf den Setz- (S) und Rückstelleingang (R) eines Flip-Flops (FF) ge­ führt sind.