DE2042656C3

DE2042656C3 -

Info

Publication number: DE2042656C3
Application number: DE2042656A
Authority: DE
Inventors: Edward John Haywords Heath Ward; Rodney Portslade Way
Original assignee: Worcester Valve Co Ltd
Current assignee: Worcester Valve Co Ltd
Priority date: 1969-08-28
Filing date: 1970-09-03
Publication date: 1974-11-28
Also published as: BE755353A; IL35157A; SE362934B; FR2059253A5; IL35157A0; DE2042656A1; ES383226A1; DE2042656B2; CA918035A; CH526050A; US3745883A; US3693501A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Rückführung eines einen doppeltwirkenden Servomotor steuernden, einen Ventilschieber od. dgl. aufweisenden Servoventils, das einen in einen Faltenbalg mündenden Steuerdruckeingang aufweist, welcher Faltenbalg mit dem Servoventil kraftschlüssig verbunden ist, und dessen Ventilschieber über eine Feder mit den Übertragungsgliedern der Rückführeinrichtung verbunden ist, welche Feder das Servoventil entgegen der Wirkung des Steuerdrucks im Faltenbalg in Richtung der einen Endstellung des Ventilschiebers vorspannt, wobei zu den Übertragungsgliedern ein Kurvenelement sowie ein mit diesem zusammenarbeitendes Folgeelement zur Rückführung des Ventilschiebers in seine Ausgangsstellung gehört, in der die Druckmittelzufuhr zum Servomotor unterbrochen ist.

Es ist eine Einrichtung dieser Bauart bekannt (britische Patentschrift 1 019 173), bei der sich nachteiligerweise keine Veränderung des Geschwindigkeitsverhältnisses bzw. der Übersetzung der dortigen Einrichtung zum Verstellen des Steuerschiebers erzielen läßt, ohne daß man einen Nocken bzw. Keil ändert bzw. durch einen Keil mit anderem Steigungswinkel ersetzt.

Ferner ist eine ähnliche Einrichtung bekannt (britische Patentschrift 1073 103), bei der die Anfangsspannung einer Feder, deren Vorspannkraft einen Vergleichswert für das ankommende Signal bildet, mittels einer Schraube einstellbar ist, nachdem über eine andere Schraube die Charakteristik der Einrichtung ebenfalls beeinflußt wurde. Zwar ist es theoretisch möglich, die Feder wieder so zu justieren, daß sie erneut ihre ursprüngliche Anfangsspannung wiedererhält. Dies ist jedoch äußerst mühsam und prak-

xo tisch kaum durchführbar, da die Feder zunächst ausgelenkt und hinterher wieder die alte Null-Stellung gefunden werden muß. Hinzu kommt, daß die Bedienung und der Aufbau verhältnismäßig kompliziert sind und die Einrichtung außerdem recht sperrig ist.

Ferner sind drehbare Kurven- bzw. Nockenelemente bekannt (britische Patentschrift 1 023 922).

Es liegt die Aufgabe vor, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Bauart so auszubilden, daß eine Veränderung ihrer Charakteristik vorgenommen werden kann, ohne die Ausgangsstellung (Null-Stellung) des Ventilschiebers zu beeinflussen, wobei auf konstruktive Einfachheit, leichte Bedienbarkeit und Kompaktheit der Einrichtung Wert gelegt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Übertragungsglieder auch zwei entgegengesetzt zueinander schwenkbare Hebel umfassen, von denen der eine das Folgeelement bildet und am anderen Hebel unter Zwischenschaltung eines am anderen Hebel längsverschiebbaren und arretierbaren Gleitstücks angreift, wobei die beiden Hebel in der Ausgangsstellung des Ventilschiebers eine zueinander parallele Lage einnehmen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Einrichtung nach der Erfindung in schematischer Ansicht und

Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine praktische Ausführungsform der Einrichtung nach Fig. 1.

Wie in F i g. 1 dargestellt, ist ein Kurvenelement in Form einer Kurvenscheibe 1 drehbar um eine Achse 2 angeordnet. Die Kurvenscheibe hat ein Pro-ΠΙ mit drei Kurvenflächen 3/1, 3 ß und 3 C. Ein erster Hebel 4 ist um eine Achse 5 drehbar angeordnet und weist als Kurvenabgriff ein Auflagerteil 6 auf, der mit der Kurvenscheibe 1 in einem konstanten Abstand von der Achse 5 in Eingriff steht. Ein zweiler Hebel 7 ist schwenkbar um eine Achse 8 angeordnet., die von der Achse 5 einen festen Abstand hat. Der zweite Hebe! 7 trägt ein längsverschiebbares und arretierbares Gleitstück 9, auf dem ein Auflagerteil

11 angeordnet ist, der auf einer Fläche 4 A auf dem ersten Hebel 4 aufliegt. Die Lage des Gleitstücks 9 auf dem zweiten Hebel 7 ist mit einer Stellschraube

12 einstellbar, so daß der Abstand des Auflagerteils 11 von der Achse 8 verändert werden kann. Das freie Ende des zweiten Hebels 7 ist über eine Vorspanneinrichtung in Form einer Feder 13 mit einem Ventil 15 verbunden.

Das Ventil 15 besitzt eine Steuerstufe 20, die eine Hauptventilstufe 40 betätigt, die ihrerseits die Antriebsstufe 60 eines Kugelventils (nicht dargestellt) antreibt. In einem Zylinder 21 der Steuerstufe 20 gleitet ein Ventilschieber 22. Der Zylinder 21 hat einen Hauptlufteinlaß 23 zwischen Auslaßleitungen 24 und 25 auf der einen Seite und zwei Signalaus-

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gangsleitungen 26 und 27 auf der anderen Seite. Der gen auf die Darstellung in Fig, 1, infolge der Aus- Ventilschieber 22 weist an seinen beiden Enden je- dehnung des Balges 31 nach unten. In der unteren weils einen Bund 28 bzw. 29 auf, die im Zylinder 21 Stellung des Ventilschiebers 22 kommuniziert der gleitend geführt sind. Ein Mittelbund 30 ist so an- Hauptlufteinlaß 23 mit der Leitung 26, so daß der geordnet, daß entweder der Hauptlufteinlaß 23 mit 5 Druck auf die Kolbenfläche 51 wirkt und den Schieder Ausgangsleitung 26 sowie die Ausgangsleitung ber 42 gegen die Kraft der Feder 54 nach unten ver-27 mit der Auslaßleitung 25 oder der Hauptluftein- schiebt, wobei die Luft aus der Kammer 57 über die laß 23 mit der Ausgangsleitung 27 sowie die Aus- Leitung 27 und die Auslaßleitung 25 abströmt. In gangsleitung 26 mit der Auslaßleitung 24 verbunden der unteren Stellung des Schiebers 42 kommuniziert ist, je nachdem welche Stellung der Ventilschieber 22 io die Hauptluftleitung 45 mit der Leitung 43, so daß in dem Zylinder 21 einnimmt. Der Schieber 22 ist der Druck die Kolben 65 und 66 auseinanderdrückt, mit einem Ende mit der Feder 13 und mit seinem an- wobei die Luft aus den Kammern 68Λ und 68 B deren Ende mit einem Faltenbalg 31 verbunden. Das über die Leitung 44 und die Auslaßleätung 47 abinnere des Balges 31 ist mit einem Steueidruckein- strömt. Das Auseinanderbewegen der Kolben 65 und gang in Form eines Luftsignaleingangs 32 verbun- 15 66 bewirkt, daß die Zahnstangen 63 und 64 das den. Der Balg 31 ist so angeordnet, daß Luft aus Zahnrad 62 entgegengesetzt der Drehrichtung des dem Luftsignaleingang 32 den Balg 31 aufpumpen Uhrzeigers drehen.

kann, wodurch der Schieber 22 in dem Zylinder 21 Wenn andererseits die Kraft auf den Ventilschie-

gegen die Kraft der Feder 13 verschoben wird. ber 22 seitens der Druckluft in dem Balg 31 kleiner

In dem Zylinder 41 der Hauptventilstufe 40 befin- 20 ist als die Kraft, die von ό·:τ Feder 13 übertragen

det sich ein Hauptventilschieber 42. Von dom Zylin- wird, dann bewegt sich der Ventilschieber 22 infolge

der 41 führen Hauptluftleitungen 42 und 44 weg, der Kontraktion des Balges 3ϊ nach oben. In der

von denen jede mit ihren ventilseitigen Enden je oberen Stellung des Schiebers kommuniziert der

nach Stellung der Stege 48, 49 und 50 des Schiebers Hauptlufteinlaß 23 mit der Leitung 27, so daß der

42 entweder mit der Hauptluftleitung 45 oder mit 25 riauptluftdruck auf die Kolbenfläche 52 wirkt und

den Auslaßleitungen 46 und 47 verbunden ist. An den Schieber 42 nach oben gegen die Feder 53

beiden Enden des Ventilschiebers 42 sind Kolbenflä- drückt, wobei die Luft aus der Kammer 56 über die

chen 51 und 52 vorgesehen, die Kammern 56 und 57 Leitung 26 und die Auslaßleitung 24 abströmt. In

mitbegrenzen. In die Kammern 56 und 57 münden Jer oberen Stellung des Schiebers 42 kommuniziert

die zwei Fignalausgangsleitungen 26 und 27 aus der 30 die Hauptluftleitung 45 mit der Luftleitung 44, so

Stcuerstufe 20. Zwischen den äußeren Kammerwän- daß der Hauptluftdruck auf die Kolbenflächen 65 B

den und den Flächen 51 und 52 sind zwei Federn 53 und 66 ß wirkt und die Kolben 65 und 66 au!cinan-

und 54 angeordnet, die gegeneinander wirken und der zu drückt. Die Luft aus der Kammer 67 strömt

den Schieber 42 in eine zentrale Null-Stellung drük- über die Leitung 43 und die Auslaßleilung 46 ab.

ken. Eine Feineinstellung der Null-Stellung kann mit 35 Diese Verschiebung der Kolben 65 und 66 bewirkt,

dem einstellbaren Endanschlag 55 erfolgen. daß die Zahnstangen 63 und 64 das Zahnrad 62 in

Die Hauptluftleitungen 43 und 44 führen von der Drehrichtung des Uhrzeigers drehen.
Hauptventilstufe 40 zu der Antriebsstufe 60. Die An- Das Zahnrad 62 und die Kurvenscheibe 1 sind an triebsstufe hat einen Zylinder 61, in dessen Mitte ein derselben Hauptwelle, hier z. B. der Hauptwelle des Zahnrad 62 angeordnet ist, das auf der Welle des 40 Kugelventils befestigt, so daß die Drehung des Zahnschon erwähnten Kugel- oder Kegelventils (nicht rads 62 und damit der Ventilwelle eine gleiche Dredargcstellt) befestigt ist. Mit dem Zahnrad 62 stehen hung der Kurvenscheibe 1 bewirkt. Im Betrieb bean beiden Seiten desselben zwei Zahnstangen 63 und wirkt daher ein hoher Steuerdruck im Luftsignalein-64 in Eingriff, von denen jede an einem Kolben 65 gang 32 eine Drehung des Zahnrads 62 und damit bzw. ϋ6 befestigt ist. Jeder Kolben 65 und 66 hat 45 der Kurvenscheibe 1 entgegengesetzt dem Drehsinn eine innere Kolbenfläche 65 A bzw. 66 A, die zusam- des Uhrzeigers. Demnach wird das Auflagertei! 6 men mit dem Zylinder 61 eine innere Kammer 67 durch die Kurvenfläche 3 A nach oben gedrückt, wobilden. Jeder Kolben hat auch eine äußere Kolben- durch der zweite Hebel 7 sich um die Achse 8 entgefläche 65 B bzw. 66 B, die in dem Zylinder 61 gengesetzt der Drehrichlung des Uhrzeigers dreht. Außenkammern 68/1 bzw. 68 B bilden. Die Haupt- 50 Diese Drehung des zweiten Hebels vergrößert den luftleitung 43 führt von der Hauptventilstufe 40 in Zug der Feder 3, so daß der Ventilschieber 22 sich die Kammer 67. Die Hauptluftleitung 44 teilt sich nach oben bewegt und der Luftstrom durch den und führt von der Ventilstufe zu den beiden äußeren Hauptlufte^;nlaß 23 sowie damit einhergehend die Kammern 68/1 und 68 B. Drehung des Zahnrades 62 abnehiren, bis die Kräfte

Die beschriebene Einrichtung arbeilet in folgender 55 auf beiden Seiten des Ventilschiebcrs 22 gleich sind

Weise: und dieser in seine Null-Stellung zurückkehrt.

Wenn die Kraft auf den Ventilschieber 22, die In gleiuier Weise bewirkt ein niederer Druck im

durch den Luftdruck in dem Balg 31 ausgeübt wird, Luftsignalcingang 32 eine Abnahme des Zuges der

die Kraft aufwiegt, die von der Feder 13 ausgeübt Feder 13, wodurch der Ventilschieber 22 gleichfalls

wird, stellt sich der Ventilschieber 22 in cine be- 60 in seine Null-Stellung zurückkehrt.

stimmte Stellung ein. In der Mittel- oder Null-Stel- Die Beziehung zwischen der Drehung der Kurvcn-

lung trennen die Bunde 28, 29 und 30 den Einlaß 23 scheibe 1 urcl der entsprechenden Lageänderung des

und die Auslaßleitungen 24 und 25 von den Aus- Ventilschiebcs 22 wird durch die Form einer der

gangsleitungen 2f> und 27. Wenn die Kraft, die von Kurvenflächen 3/1, 3 B und 3 C und weiter durch die

der Druckluft in dem Balg 31 auf den Ventilschieber 65 Übersetzung der Bewegung des Auflagerteils 6 durch

22 ausgeübt wird, größer ist als die Kraft, die über die beiden Hebel 4 und 7 hin zur Feder 13 bestimmt,

die Feder 13 auf den Ventilschieber 22 übertragen Jede Kurvenfläche ist so ausgebildet, daß eine

wird, dann bewegt sich dieser Ventilschieber, bezo- ganz bestimmte Beziehung zwischen dem Signalein-

E>angsdnick im Luftsignaleingang32 und der Drehung des Zahnrades 62 (Signalausgang) hergestellt wird. Hierbei wird die Verstärkung natürlich so eingestellt, daß der gesamte Signaldruckbereich mit dem gesamten Bereich des Kugelventilbetriebs übereinstimmt, und diese Einstellung kann erfolgen, ohne daß die Nulleinstellung des Ventilschiebers 22 der Steuertufe 20 beeinflußt wird, da die beiden Hebel 4,7 in der Ausgangsstellung des Ventilschiebers 22 eine zueinander parallele Lage einnehmen. Die Mittel 34 zur Nulleinstellung des Ventilschiebers 22 sind an dem einen Ende des Balges angeordnet. Der Endanschlag 55 wird verwendet, um eine symmetrische Empfindlichkeitseinstellung des Schiebers 42 der Hauptventilstufe zu erhalten.

F i g. 2 zeigt das Nockenstcuersystem in einem Gehäuse 17 in Form einer Einheit mit der Steuerstufe

S 20. Die entsprechenden Teile sind mit denselben Bezugszeichen wie in Fig. 11 bezeichnet. Man kann sehen, daß sowohl die Bereichseinstellung als auch die Nullstellungen von außerhalb des Gehäuses 17 eingestellt werden können.

ίο Der Ventilschieber dcir Steuerstufe 20 kann z. B. auch als Drehschieber ausgebildet sein. In diesem Fall ist zwischen der Feder 13 und dem Ventilschieber eine Kurbel eingeschaltet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung für die Rückführung eines einen doppeltwirkenden Servomotor steuernden, einen Ventilschieber od. dgl. aufweisenden Servoventils, das einen in einen Faltenbalg mündenden Steuerdruckeingang aufweist, welcher Faltenbalg mit dem Servoventil kraftschlüssig verbunden ist, und dessen Ventilschieber über eine Feder mit den Übertragungsgliedern der Rückführeinrichtung verbunden ist, welche Feder das Servoventil entgegen der Wirkung des Steuerdrucks im Faltenbalg in Richtung der einen Endstellung des Ventilschiebers vorspannt, wobei zu den Übertragungsgliedern ein Kurvenelement sowie ein mit diesem zusammenarbeitendes Folgeelement zur Rückführung des Venlilschiebers in seine Ausgangsstellung gehört, in der die Druckmittelzufuhr zum Servomotor unterbrochen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsglieder auch zwei entgegengesetzt zueinander schwenkbare Hebel (4, 7) umfassen, von denen der eine (4) das Folgeelement bildet und am anderen Hebel (7) unter Zwischenschaltung eines am anderen Hebel (7) längsverschiebbaren und arretierbaren Gleitstücks (9) angreift, wobei die beiden Hebel (4, 7) in der Ausgangsstellung des Ventilschiebers (22) eine zueinander parallele Lage einnehniesi.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zur Verstellung und Arretierung des Gleitstücks (9) eine Stellschraube (12) vorgesehen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenelement eine Kurvenscheibe (1) mit mehreren Kurvenflächen (3 A, 3 B, 3 C) ist.