DE1673592A1

DE1673592A1 - Regel- und Steuergeraet

Info

Publication number: DE1673592A1
Application number: DE19671673592
Authority: DE
Inventors: Otto Maichle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-09-05
Filing date: 1967-09-05
Publication date: 1971-08-05

Description

'_'egel und "teuergerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein "egel-und °teuergerät.

'olche _^=erz:te bestehen im wesentlichen aus einer P°eßeinrichtung,

die einen Kraftschalter bzw. Verstärker bet:itigt. Vor allen Din-

gen in der 2neumatik werden diese Geräte eingesetzt. Es können

aber auch andere 7edien als Luft fijr die Geräte sowohl für das

Eingangssignal, als auch für das -uc¢angssignal gebraucht werden.

"'as den Verstärker anbetrifft, so unterscheidet man direkt wir-

kende und vor4zesteuerte. Vorgesteuerte Verst:rker, bei denen

mindestens 2 `"ysteme hintereinander geschaltet sind und die auch

a1@3 -7@tuteil einen direkt wirkenden Verst:Irker beinhalten, weisen

Gehr '3auteile auf als direkt wirkende, nei-men leicht zum 9chwin-

gen und sind töranf _illiger, so daß man bestrebt Ist, Geräte mit

direkt wirkendem VerstUrker einzusetzen. Hinderlich dabei ist

aber der Umstand, daß Geräte mit direkt wirkendem Verstärker

eine gerin¢ere Ansprechempfindlichkeit mit einem größeren p-Be-

reich aufweisen.

Die bekannten `epel-und 'teuergeräte mit direkt wirkendem Verstärker benötigen, wenn Verstärker und Veßeinrichtung in einer Achse liegen und kein aufwendiges, massenträges Joch für die Betätigung der Feder der r`eßeinrichtung oder die '3etätigung des Verit_'rkers verwendet werden soll, an der Meßeinrichtung mindestens 2 7embranen, eine größere als Hauptmembrane und eine klei- nere als Durchflhrungsmembrane. Nur die Differenzkraft zwischen beiden Membranen dient der '3etätigung der Feder bzw. des Verstärkers. Fiär eine bestimmte Differenzkraft bzw. letätigungsgraft muB also die Hauptmembrane relativ groß sein, weil die Durchführungsmembrane f17.iehenmäßig darin enthalten ist.

liegen dagegen bei solchen Geräten mit direkt wirkendem Ver-

stärker 11"eßeinriahtung und Xraftschalter nicht in einer Achse,

so werden zusätzliche Teile, z.13. Hebel und Gestänge mit Dreh-

punkten benötigt, welche unerwiinrchte Reibung, lose und. "chräg-

stellung verursachen.

Pegel-und '7teuergeräte, an welchen die beschriebenen Nachteile

auftreten, sind z.B. 9tellungsrenler, '"telltzngsferngeber, reD-

uniformer, 7eßwandler, @tberwachungsgeräte, Umkehrrelais u.dgl.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten ?`lachteile zu vermeiden und bei einem Gerät mit gleicher Achse für r"eßeinrichtung und Verstärker durch Verwendung von nur einer Membrane fizr die r"eßeinrichtung die '?etriebasicherheit, Anspreehempfindlichkeit und Arbeitsgenauigkeit durch Einsparung einer Durchführungsmembrane zu erhöhen, die T'.Vsteresis zu verkleinern, bei gleicber °teuermembrankraft infolTe der kleineren Membrane die Augenmaße zu verringern und das Gerät hierdurch und durch eine bessere Anordnungsmöglichkeit kompakter zu gestalten. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die dem auf eine °_teuermembrane einwirkenden Eingangssignaldruck das Gleichgewicht haltende Feder als Drehfeder ausgebildet, seitlich vom Meßgerät angebracht ist und srit ihrem einen Ende so an der Achse zwischen r°eßgerät und Verstärker eingreift, daß die Federkraft in Richtung der gemeinsamen Achse von Meßgerät und Verstärker wirkt. Hesonders gute Verhältnisse werden erzielt, wenn man gemäß zwei weiteren Ausbildungen der Erfindung eine Zugfeder innerhalb des Eingangssignaldruckraumes an der cteuermembrane anbringt, die in der '-teuermembranachse verläuft. Der gInstige Einfluß dieser Zugfeder wird noch verbessert, wenn die Zugfeder an einem in der Steuermembranaehse verlaufenden Hebelarm angreift. Es sei noch erwähnt, daß diese ?oder nach der Erfindung Zapfen hat und an einer Arretierung angreift.
Eine sehr gute Funktion des Gerätes erhält man, wenn nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung das zwischen Meßgerät und Verstärker eingreifende Ende der Drehfeder an der Auflagestelle gabelförmig ausgebildet ist oder man in eine Öffnung an dem zwisehen-Membranteller und Sitz befindlichen Zwischenstück ein Ende der Drehfeder eingreifen läßt.

Die Funktiondsieherheit des Gerätes wird noch weiter erhöht, wenn ein Sitz zugleich als Bewegungsbegrenzung für ein Yederende ausgebildet ist.

Atff der Zeichnung ist ein "iusfi5hrungsbeisniel der Erfindung

-chematisch dargestellt. Fs zeigen

Figur 1 _ ein Regel-und `'teuer¢erät als pneumatischer

°tellungsregler, wie er rit einem druckluftbetä-

tigten ""eiebranstellventil zusamrenarbeitet,

Figur 2 das zwischen 'teuerwerbrane und Verstärker einreifende aabelfcrmiae Ende einer Drehfeder an der Auflagestelle in Draufsicht und Figur 3 ebenso in Draufsicht das in eine Lffnung an dem zwischen Veffbranteller und °itz befindlichen Zwischenstück eingreifende Fnde einer Drehfeder. Der Fingangssignaldruck gelangt -ber die Anschlußleitung 1 in den Fingangssignaldruckraum 2 und beaufschlagt die 'teuermembrane 3, die auch als `ellrohr ausgebildet sein kann, wodurch sich die eteuerwerbrane 3 s=rmt Yembranteller 4 und °itz 5 nach oben bewegt. 'Tierbei wird die Drehfeder 6 gespannt und der Verstärker 7 bet,::tigt. Dadurch gelangt Hilfsdruckmittel aus dem Verstärker 7 über die Zeitung 8 in den Druckraum 9 eines r`embranstellventils. Das Hilfsdruckrittel wird dem Verstärker i-ber die Anschlußleitung 16 zugeführt. Der geit der 9tellventilspindel verbundene `?äckführhebel 11 wird so lange nach unten bewegt und spannt die Drehfeder 6 so stark, bis Gleichgewicht zwischen der "teuermenbrankraft und der gurre der Kräfte von Drehfeder 6 und Feder 12 besteht. Feder 12 ist dabei so ausgelegt bzw. vorgespannt, daß ihre Kraft kleiner ist als die kleinste r"embrankraft, welche bei dem Arbeitsbereich des Gerätes vorliegt. Der umgekehrte Vorgang setzt sein, wenn im Eingangssignaldruckraum 2 der Druck verkleinert wird; Die "-teuermembrane 3, r'embranteller 4 und eitz 5 beweinen sich nach unten und der Verstärker 7 läBt T,ilfsdruckffittel Biber die Zeitung 8 aus Druckraum 9 entweichen. Itellventilsnindel und 'L@ekfehrhebel 11 bewegen sich nach oben und die Drehfeder 6 wird entspannt bis ein neuer Gleichgewichtszustand zwischen der 1-'-teuermembrankraft und der "umtue der Kräfte von Drehfeder 6 und Feder 12 besteht. ^inngemäß ist auch die `irkungsweise des ^tellungsrer#lers, wenn durch Kräfte im Innern des 'tellventils-die "tellventilspindel n^ch oben oder unten verschoben wird.

Hendelt es sich bei dem Verrt;;'.rker 7 z.'3. um einen pneumatischen und lä.ßt man, wie bekannt, einen kleinen febenstrom vom Hilfsdruckmittelraum Uber den Ausgangssi-naldruckraum an die iytmosphüre strömen, so erreicht man höchste Ansorechemnfindlichkeit auf der Verst;:.rkerseite bei geringsten HöhenverZinderungen des citzes 5, indem der Umsteuerfehler in einen t3ereich verschoben wird-, wo er die Ansprechempfindlichkeit bei der Gleichgewichtslage nicht beeintrC:chtigt. Diese Ansprechempfindlichkeit bat jedoch nur einen "'ert, wenn das "Te?aerät mit seiner Ansnrecherrofindlichkeit in der gleichen ^rölenordnuna liegt.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der auf dem ein reßgerät einwirkenden Eingan¢ssignaidruck das Gleichgewicht haltenden Feder als Drehfeder 6, seitlich vom r?eßgerät, die mit ihrem einen Ende so an der Achse-zwischen Yeßgerät und Verstärker 7 eingreift, daß die Federkraft in "ichtung der gemeinsamen Achse von Veßgerät und Verstärker wirkt, wird die bisher notwendige Durchführungswembrane im Einpangssignaldruckraum eingespart, welche notwendig war, urr die dem Eingangssignaldruck das Bleichgewicht haltende Feder. mit der "fickf>?hrung ßzberhaupt bzw. dem 1ückführhebel 11 in Verbindung bringen zu können. Der "vegfall der Durchführungsmembrane infolge dieser Anordnung einer Drehfeder bringt in mehrmacher Hinsicht Vorteile: Die Talkarbeit, welche vom Eingangssignaldrueä iiberwunden werden muß, wird um den Anteil der Durchführungsmembrane kleiner, außerdem wird aber durch den `Wegfall der Durchführungsmembrane bei gleicher rteuermembrankraft auch die Steuermembrane im Durchmesser kleiner und somit auch deren Ialkarbeit. Das Gerät erreicht dadurch neben einer diesbeziiglichen Vereinfachung bzw. Verbilligung eine erhöhte Anspreehempfindlichkeit, arbeitet wesentlich genauer und infolge des kleineren Eingangssignaldruckraumes auch schneller als die bisher bekannten Geräte. Außerdem wird aber der Stellungsregler durch den "tegfall der Durchfiihrungsmembrane selbst betriebssicherer und in seiner Ubriaen rauweise auch vorteilhafter. nach der DurchfUhrungsmembrane fol--t bei bekannten Ausführungen eine zylindrische "chraubenzugfeder, welche izber ein Kupplungsstück und ein "tahlband sowie Tiber einen _°egmenthebel, um die Feder in der r'embranachse zu hal-

ten, mit 'liickfiihrungswelle,.13, nd "izckfü hrhebel 11 in Verbindung

ZuSC,Y#iz,k n

steht. Diese störanfälli Teile kommen alle in -egfall, so daß

sich eine wesentlich betriebssichere, einfachere und kompaktere lsuweise ergibt. Durch die erfindungs--mäße Anordnung einer Zugfeder 12 innerhalb des Eingangssignaldruckraumes 2 an der Steuermembrane 3 in der °teuermembranachse steht der "itz 5 immer senkrecht zu der Achse des Verst=ärkers 7. Das ist von großem Vorteil, wenn z.'3. die Betätigungsstelle 7a des Verstärkers als Düse ausgebildet ist, weil dann die D@[email protected] planparallel zu dem °itz 5 verläuft und Kippbewegungen von °teuermembrane 3 einschließlich Vembranteller 4 und fitz 5 unmöglich sind. Greift eine Zugfeder 12 an einem in der "tevermembranachse verlaufenden Hebelarm 13 an, so werden die geschilderten günstigen Eigenschaften der Zugfeder 12 noch verbessert. Zwecks einfacher Montage, Einstellung und Drehsicherung weist die Zugfeder 12 Zapfen 14 auf und greift an die Arretierung 15 an. Eine zylindrische c'chraubenfeder läßt sich wohl in einen Gewindebolzen einschrauben. Dies ist aber im Geräteinnern bezüglich der Gangzahl unkontrollierbar, wenn sich zugleich an beiden Enden der Feder ein Gewindebolzen als Aufnehmer befindet. Greift dagegen erfindungsgemäß ein Zapfen 14 an der Arretierung 15 an, so entfallen diese Schwierigkeiten. Des weiteren läßt sich ein Gewindebolzen nicht mehr aus einer zylindrischen Schraubenfeder herausschrauben, weil sieh die Feder zuzieht. Auch diese Schwierigkeiten werden behoben, wenn man nach der Erfindung verfährt und die Feder 12 Zapfen 14 aufweist, an welchen die Feder beim Herausschrauben arretiert wird. gei dem erfindungsgemäßen Gerät kann sogar die rohraube 16 von außen aus der Feder 12 heraus-und hineingeschraubt werden, ohne daß die Feder 12 ihre Stellung zu dem als S'ohraube,ausgebildeten Hebe1.13 ändert. Das an der Achse zwischen n"eßgerät und Verst2.rker eingreifende Ende der Drehfeder 6a ist nach der Erfindung (Fip.2) gabelförmig ,ausgebildet und liegt linienfctrmig und zentrisch zur Geräteachse auf, so daß die Federkraft in "ichtung der gemeinsamen Achse von P"elgerät und Verstärker wirkt. Ebenso ist die Kraftwirkung des einen Endes der Drehfeder, wenn dieses Ende nach Fig.3 in eine Öffnung an dem zwischen Verbranteller 4 und "itz 5 befindlichen Zwischenstück eingreift. Hierbei ist au9erdem auch eine punktförmige Auflage in der Geräteachse rcglich.

UM bei unbefugter 3etätigung des Gerätes das-Federende 6a in der

richtigen rage zu halten, ist ein `-_"itz 5 zugleich als '3ewegungs-

begrenzung für PederendeSa ausgebildet.

Für andere Aufgaben kann das '?egel-und -teuergerät z.1. ohne

@'ickfUhrung ausgeführt und der Hebel 11 und damit die Drehfeder 6

fest eingestellt werden. '3ei Über-bzw.r,Inter!--chreitung des einge-

stellten Eingangssignals erhöht der Verstrker 7 das Ausgangs-

signal bzw. er verkleinert das Ausgangssignal. In dieser Form,

als Druckrelais, 13ßt sich das Gerät auch als Hauteil für eine

Druckregelung einsetzen. -

Claims

a t e n t a n s p r ü c h e 7.. 7enel-und "teuernerät in direkt wirkender Ausführung, bestehend aus r@eßger-,it und Verstärker, bei welchem die Achse von @"eßaerwt und Verstärker gemeinsam ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dem auf ein ""eßgerät einwirkenden Eingangssignal das Gleichgewicht haltende Feder -als Drehfeder (6) ausgebildet, seitlich vom'P'eßgerät angebracht ist und mit ihrem einen Ende (6a.) so an der Achse zwischen r"ePgerät und Verstärker (7) eingreift, daß die Federkraft in °ichtung der gemeinsamen Achse von ""e!?ger;it und Verstärker wirkt. "egel-und °teuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zugfeder (12) innerhalb des Eingangssignaldruckraumes (2) an der "teuermerbrane@' angebracht ist und in der "teuermembranachse verläuft. 3. "egel-und "teuergerät nach den Anspriichen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zugfeder (12) an einem in der 3teuerwembranachse verlaufenden Hebelarm (13) angreift. 4. "egel-und Iteuergerät nach den Ansoriichen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zugfeder (12) Zapfen (14) hat und an Arretierung (15) angreift. 5. ^egel-und °teuergerät nach den Ansprächen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen e"eßgerät und Verstärker (T) eingreifende Ende (6a) der Drehfeder an der Auflagestelle gabelförmig ausgebildet ist (Fig.2). C. Reael-und ='teuergerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Öffnung an dem zwischen RRembranteller (4) und Sitz (5) befindliche Zwischenstück ein Ende der Drehfeder (6a) eingreift (Fig.3). 7. Regel-und "teuergerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sitz (5) zugleich als Bewegungsbegrenzung für ein Federende (6a) Busgebildet ist.