DE2159877A1

DE2159877A1 - Drucksteuereinrichtung

Info

Publication number: DE2159877A1
Application number: DE19712159877
Authority: DE
Inventors: Ryoichi Kitamura Nonaki Katsuta Nagumo (Japan) M G05d 9 04 42T2 9-04 2161540 ATIl 12 71
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1970-12-04
Filing date: 1971-12-02
Publication date: 1972-07-13
Also published as: US3727625A; JPS5537001B1

Description

2 1 5 9 R 7 7

DR. O. DlTTMANN K. L. SCHIFF DR. A. ν. FÜNBR DIPL. ING. P. StRBHL

8 MÜNCHEN 90 MARIAHILFPLATZ 2*8

DA-4588

Be Schreibung zu der Patentanmeldung

der Firma

HITACHI, LTD.

1-5-1, Marunouchi,

Chiyoda-ku, Tokyo / Japan

betreffend

Drucksteuereinrichtung
Priorität: 4. Dezember 1970, Japan, Nr. 106 806

Die Brfinduiig betrifft eine wahlweise von Hand betätigbare oder selbsttätig arbeitende Drucksteuereinrichtung zum Zuführen eines gewünschten Strömungsmitteldruckes an eine Vorrichtung und insbesondere eine Drucksteuereinrichtung mit einer einen gemessenen Druck führenden Ittickkopplungsleitung und einem selbsttätigen Betrieb, der für ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen dem Rückkopplungsdruck und einem Bezugsdruckwert bei stationärem automatischen Betrieb sorgt.

Es dürfte bekannt sein, eine Strömungsmitteldruck-Steuereinrichtung vorzusehen, die sowohl von Hand als auch automatisch gesteuert werden kann, wobei vier Strömungsmittelbalge zusammenwirkon, um den Betrieb einer Klappendüse zu steuern.

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Der Ausgangszufuhrdruck wird an einen Balg zugeführt, ein eingestellter Bezugsdruck wird an einen zweiten Balg zugeführt, ein gemessener Rückkopplungs-Strömungsinitteldruck von der gesteuerten Vorrichtung wird an einen dritten Balg zugeführt und der Ausgangsströmungsmitteldruck der Steuereinrichtung wird an den vierten Balg unter Zwischenschaltung einer Verzögerungseinrichtung zugeführt. Der Rückdruck in der Klappendüse wird verstärkt und als Ausgangsdruck für den automatischen Betrieb abgegeben, und während Handsteuerung gibt ein von Hand betätigbares Drosselventil den Ausgangs-Zufuhrströ-

ι mungsmitteldruck ab.

Eine verhältnismäßig komplizierte Rechenvorrichtung hält den Ausgangs-Zufuhrdruck während des Umschaltens von Handsteuerung auf automatischen Betrieb im wesentlichen konstant dadurch, daß sie bemessene Druckdifferenzen addiert oder subtrahiert. Diese komplizierte Einrichtung hat die Nachteile hoher Anschaffungskosten und ¥artungskosten sowie die anderen bekann-

■ ten Probleme, die mit insgesamt komplexen Steuerungen verknüpft sind.

Die Komplexität der genannten Einrichtungen wird erfindungsgemäß vermieden, während gleichzeitig für einen im wesentlichen konstanten Zufuhrströmungsmittel-Ausgangsdruck während des Umschaltens von Handsteuerung auf automatischen Betrieb ge-

: sorgt wird. Die Kraft- oder Verschiebungs-Übertrager oder -Balge der vorliegenden Erfindung sind respektive an den Ausgangs-Zuf uhr Strömungsmitte Id ruck, einen Bezugs-Strömungsmitteldruck, einen gemessenen Rückkopplungs-Ströraungsmitteldruck von der

^: gesteuerten Vorrichtung und einen ausgewählten Strömungsmitteldruck angeschlossen, so daß sie zwei Klappendüsen in entgegengesetztem Sinne beaufschlagen, d. h. während der Strömungsmitteldruck bei einer Veränderung in der einen Klappendüse steigt, fällt der Strömungsmitteldruck während derselben Veränderung in der anderen Xlappendüse. Bei Hand steuerung ist der Ausgan^ö-^ufuhrströmuncsuritto !druck unter dor L;tmarung einer von Hand einstellbaren Strümungsiuittel-Drossel, und

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der abgetastete Strömungsmitteldruck der einen Klappendüse wird verstärkt und als Strömungsmitteldruck für den vierten Übertrager zugeführt, der einen ausgewählten Strömungsmitteldruck führt, und während dem automatischen Betrieb wird der abgetastete Strömungsmitteldruck der anderen Klappendüse zur Zufuhr als Ausgangsströmungsmitteldruck verstärkt und ferner durch eine Verzögerung als ausgewählter Strömungsmitteldruck für den vierten Übertrager geliefert.

Im Hinblick auf eine bevorzugte Ausführungsform kann die Erfindung wie folgt zusammengefasst werden. Bs wird eine wahlweise von Hand betätigbare oder selbsttätig arbeitende Drucksteuereinrichtung zum Zuführen eines gewünschten Strömungstnitteldruckes an eine Vorrichtung geschaffen, die eine einen gemessenen Strömungsmitteldruck führende Rückkopplungsleitung hat, wobei der automatische Betrieb den Rückkopplungsdruck und einen Bezugsdruckwert in der stationären automatischen Betriebsweise gleichmacht oder auf andere Weise in Beziehung setzt. Die Verbesserung besteht darin, daß der Betrieb von Handsteuerung auf automatischen Betrieb umgeschaltet werden kann, ohne daß eine augenblickliche Änderung in dem Zufuhr— strömungsmitteldruck iia Augenblick der Umschaltung auftritt, obwohl der Rückkopplungsströmungsmitteldruck während der Handsteuerung sich von dem Bezugs-Strümungstnitteldruclcwert unterscheidet. Kraft- oder Auslenkungs-Ausgangswerte von durch Strömungsmittel gespeisten Übertragern werden selbsttätig durch in entgegengesetztem Sinn wirkende Klappendüsen verglichen, wobei der Zufuhrströmungsmitteldruck, der Rückkopplungs-Strötaungsrnitteldruck, der Bezu~s -Strömungsniit te Ια ruck und ein ausgewählter Strömungsmitteldruck an die entsprechenden der vier Übertrager zugeführt werden. Während des automatischen Betriebes ist der ausgewählte Übertrager-Strömungsmitteldruck gleich dem Zufuhr-Strömungsmitteldruck unter Zwischenschaltung einer Verzögerung, und der Ausgang der einen itlapipendüse wird verstärkt, um den Zufuhr-Stroiunngsmitteldruck zu schaffen. ¥ährend der Handsteuerung ist der

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ausgewählte Übertrager-Strömungstnitteldruck der verstärkte Ausgang der anderen Klappendüse, und der Zufuhr-Strömungsmittldruck wird von Hand gesteuert.

Ausführuhgsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der bei- ; liegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: i

Fig. 1 eine etwas schematische Darstellung einer erfindungs- ! gemäßen Strömungsuittel-Regulierungseinriehtung, bei

der die Kraftausgangsgrößen der verschiedenen Balgen { oder Übertrager verglichen werden; und

Fig. 2 eine ähnliche Einrichtung wie Fig. 1, wobei jedoch die Verscliiebungs-AusgangsgrÖßen der Balge oder Übertrager verglichen werden.

Bei der erfindungsgetnäßen Einrichtung tvird vorzugsweise Luft als Strömungsmittel verwendet. Die Einrichtung wird daher im

Zusammenhang mit Luft als Strömungsmittel beschrieben, obwohl zu beachten ist, daß auch ein flüssiges Strömungsmittel, beispielsweise Steueröl, oder ein Gas und eine Flüssigkeit ver-ί wendet werden können, wobei nur geringfügige Abwandlungen vorzusehen sind, die dem Durchschnittsfachtnann in der Technik der Strömungsmittel-Steuereinrichtungen bekannt sind. Da Steuer- '. einrichtungen dieses allgemeinen Typs bekannt sind, wird auch die spezielle Vorrichtung, der die Strömungsmittel-Ausgangs-' größe zugeführt wird, nicht im einzelnen beschrieben. Es gibt : viele Anwendungsfälle, bei denen es bei einer Handsteuerung erwünscht ist, den abgegebenen Strömungsmitteldruck über einen erheblichen Druckbereich, zu verändern, und bei denen es zu an-.: deren Zeiten-erwünscht ist, einen verhältnismäßig konstanten Strömungsmitteldruck, vorzugsweise automatisch, zu liefern. Bei solchen Einrichtungen ist es sehr erwünscht, den Übergang von der Handbetätigung auf selbsttätige Steuerung ohne eine augenblickliche Änderung in dem Abjabc- oder Ausgancs-Strömungsmitteldruck der Strömungsniittel-Regulierungseinrichtung

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oder der Steuereinrichtung zu ermöglichen, obwohl der Strömungsmitteldruck, der durch den Handbetrieb unmittelbar vor dem Umschalten geliefert wird, sich erheblich von dem Strö- ' mungsmitteldruck unterscheidet, der unter den konstanten Be- ■, dingungen des automatischen Betriebs geliefert würde, was ^: sich als Druckdifferential zwischen dem Rückkopplungsströmungsmitteldruck, wie er an einem bestimmten Punkt in der gesteuer- ^: ten Vorrich-tung gemessen wird.und einem Bezugs- oder Konstant-Strömungsmitteldruck darstellen würde, der als Bezugsgröße während des automatischen Betriebes verwendet wird. ■ «· . j

Während des Handbetriebes der pneumatischen Regulierungsein- j richtung wird Luft durch die Einlassleitung 1 eines Gebläses j

2 zugeführt und vorzugsweise von der Atmosphäre nach dem Durch-i tritt durch geeignete Filter oder dergleichen angesaugt. Der i unter Druck gesetzte Ausgang des Gebläses 2 wird durch eine ' Leitung 3 ^an ein variables Drosselventil 4 zugeführt, das ! den Druck der Luft in einer kontinuierlichen ¥eise über einen

erheblichen, erwünschten Bereich unter der Betätigung des .

Handgriffes 5, der von einem Bedienungsmann betätigt werden ; kann, reduziert. Der eingestellte Druckausgang des variablen Drosselventiles 4 wird durch eine Leitung 6 an ein Umschaltventil 7 zugeführt, das in seiner Stellung für den automatischen Betrieb gezeigt ist. Wenn das Ventil 7 in der Stellung für Handbetrieb ist, ist die Leitung 6 direkt und ausschließlich mit der Zwischenleitung. 8 verbunden, um den eingestellten Luftdruck direkt an die Ausgangsleitung 9 abzugeben, die den eingestellten Luftdruck direkt an die zu steuernde oder zu ^! versorgende Vorrichtung abgibt. Die restlichen Teile der pneumatischen Regulieruncseinrichtung haben, obwohl sie ! wie im folgenden beschrieben arbeiten, keine Auswirkung auf den Luftdruck in der Ausgangsleitung 9t Während des automa- ;

! tischen Betriebes sind alle Ventile wie in Fig. 1 einge- i stellt und Luft wird aus der Atmosphäre nach einer Filterung odor dergleichen durch die Leitung 10 in ein Gobiäse 11 gezogen, v/o sio unter Druck geso J::t und unter Druck durch die Leitung 12 an ein den Druck oinatellendes Steuerventil 13 ,

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; abgegeben wird, das noch im einzelnen beschrieben wird. Nachdem der Druck wie gewünscht selbsttätig durch das Steuerventil 13 eingestellt ist, wird der eingestellte Druck durch eine Leitung Ik₁ ein Ventil 15, eine Leitung i6, ein Ventil 7» durch die Zwischenleitung 3 und durch die Ausgangsleitung 9 geschickt, die zu der Vorrichtung führt, die mit der unter dem selbsttätig eingestellten Druck stehenden Luft gesteuert oder versorgt werden soll. ^:

Der Ausgangs- oder Speise-Luftdruck in den Leitungen S und 9 wird auch durch eine Leitung 17 an einen abgedichteten Balg M '18 abgegeben, um den Balg 18 entsprechend auszudehnen und eine Kraft auf den von ihm beauf scb.la.gten Ausgleichshebel 19 auszuüben, der schwenkbar bei 20 an einem ortsfesten Träger 21 montiert ist. Der Ausgangs- oder Zufuhrdruck in den Leitungen 8 und 9 wird ferner durch die Leitung 17, eine Zweigleitung 22, ; : ein Ventil 23, eine Leitung 24, eine Drossel 25 mit feststehender Öffnung, eine Leitung 26, einen Buffertank 27, eine Leitung 28 und eine Leitung 29 an den abgedichteten Balg 30 abgegeben,

; um den Balg auszudehnen, um die entsprechende Kraft auf den von

ihm beaufschlagten Ausgleichshebel 19 auf der zu dem Balg 18 gegenüberliegenden Seite der Schwenkböfestigung 20 zu erzeugen. Es ist zu ersehen, daß unter gleichbleibenden Bedingungen, A d.h. wenn der Tank 27 mit Luft unter einem Druck gefüllt worden

\ ist, der im wesentlichen gleich dem Druck in den Leitungen 8 und 9 ist, keine Luftströmung durch die Drossel 25 stattfindet, so daß kein Drosseleffekt auftritt. Die Kräfte, die von den Balgen 18 und 30 erzeugt werden, die unter gleichem Ab-

\ stand von der Schwenkbefestigung 20 angeordnet sind, heben sich'gegenseitig auf, so daß der Ausgleichshebel 19 in der gezeigten, mittleren Normalstellung bleibt. Die Druckluft in den

; Leitungen 28 und 29 füllt die Leitung 31» strömt jedoch wegen '■ des Sperreffektes des Ventiles 15 nicht aus der Leitung 31 ab.

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Um den Betrieb des Steuerventiles 13 zu steuern, wird der ; Luftdruck an einem geeigneten Punkt in der Vorrichtung, die : betätigt oder gesteuert wird, gemessen und durch die Rückkopplungsleitung 32 zum Füllen des Balges 33 zurückgeführt, um eine
entsprechende Kraft zu erzeugen, die auf den beaufschlagten ; Ausgleichshebel 19 ausgeübt wird. Zu Vergleichszwecken wird
ein Bezugs- oder Konstant-Luftdruck, der durch eine beliebige
herkömmliche Einrichtung (nicht gezeigt) geliefert werden kann, j

durch eine Leitung 34 zugeführt, um den Balg 35 zu füllen und j eine entsprechende Kraft auf den beaufschlagten Ausgleichshebel j 19 auszuüben, die das Bestreben hat, die von dem Balg 33 aus- · geübte Kraft auszugleichen, da die Balge 33 und 35 auf gegen- ■ überliegenden Seiten und unter gleichen Abständen von der
Schwenkbefestigung 20 angeordnet sind. Unter gleichbleibenden ; Bedingungen für einen automatischen Betrieb gleichen sich die !

von den Balgen 33 und 35 erzeugten Kräften gegenseitig aus, j

ι so daß der Ausgleichshebel 19 in seiner Normalstellung bleibt, ί

Die Lage des Ausgleichshebels 19 steuert den Rückdruck auf
eine Klappendüse 36, um einen Steuerdruck zur Betätigung
des Steuerventils 13 zu erzeugen. Die unter Druck gesetzte
Zufuhrluft in der Leitung 12 wird durch eine Drossel 37 mit fester Mündung durchgelassen, um ihren Druck zu reduzieren und
die unter dem reduzierten Druck stehende Luft durch eine Leitung 38, eine Leitung 39» ein Ventil kO, eine Leitung 41 und
die Düse 36 zuzuführen. Da immer Luft durch die Klappendüse
36 zur Atmosphäre oder zur Umgebung durchtritt, fließt immer
Luft durch die Drossel 37, so daß die Luft in der Leitung ^1
immer unter einem reduzierten Druck gegenüber der Luft in
der Leitung 12 steht. Nur ein kleines Luftvolumen tritt durch
die Klappendüse 36 im Vergleich zu der durch die Ausgangs-"leitung 9 hindurchtretenden Luft, und die Kraft der durch die
Düse 36 hindurchtretenden Luft gegen den Ausgleichshebel 19
ist vernachlässigbar und kann kompensiert werden. Wie bei
Klappendlisen bekannt ist, wächst der Rückdruck in der Leitung k"i wenn sich der Ausgleichshebel 19 auf das Ausgangs-

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ende der Düse "}6 zu bewegt, und der Rückdruck in der Leitung 4i fällt ab, wenn der Ausgleichshebel 19 sich, von dein-Ausgangsende dex Düse 36 wegbewegt. Dieser Rückdruck in der Leitung 4i wird durch das Ventil 4θ und die Leitung 39 zu einer ausdehnbaren Kammer zurückgeführt, die durch eine bewegliche Membran oder einen Kolben 42 in dem Steuerventil 13 gebildet wird. Bei einem erhöhten Rückdruck bewegt sich die Membran oder der Kolben 42 nach unten (Blickrichtung wie in Fig. 1), um den beweglichen, konischen Ventilabschnitt 43 durch die Antriebsverbindung der Zwischenstange 44 entsprechend nach unten zu ! bewegen. Vorzugsweise bewegt sich die Stange 44 in einem j Dichtungsring hin und her, so daß die ausdehnbare Kammer auf j der unteren Seite der Membran oder des Kolbens 42 gegenüber dem ^! den beweglichen Ventilabschnitt 43 umgebenden Strömungsmittel abgedichtet ist und diese untere Kammer entlüftet werden kann. : Ferner kann die Membran oder der Kolben 42 durch eine Feder : nach oben gedrückt sein. Es ist daher zu ersehen, daß bei einer Bewegung des Ausgleichshebels 19 zu der Düse 36 hin der Rückdruck in der Leitung 4i steigt, um den Kolben 42 nach unten anzutreiben und das Drosselventil, das durch das bewegliche Ventilglied 43 gebildet wird, weiter zu öffnen, um die Strömung und den Druck des Strömungsmittels auf der stromab liegenden Seite des Ventils I3 zu erhöhen, das durch die Leitung 14, das Ventil 15t durch die Leitung 16, das Ventil 7j die Leitung 8 und die Ausgangsleitung 9 zu der zu steuernden Vorrichtung -zugeführt wird. Folglich wird durch eine Bewegung des Ausgleichshebels 19 von der Düse 36 weg der Rückdruck reduziert, und in der oben angegebenen l/eise die Strömung und der Druck der Luft in der Ausgangsleitung 9 reduziert. Auf diese ¥eise wird der Düsenrückdruck durch das Steuerventil I3 verstärkt, und ein : beliebiger, herkömmlicher Strömungsmittelverstärker oder ein _; verstärkendes Strömungsmittelventil kann vorgesehen sein.

Wenn der Rückkopplungsdruck sich in der Leitung 32 bei der automatischen Steuerung ändert, ändert sich die Lage des Ausgleichshebels 19 entsprechend, so daß eine entsprechende

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Änderung in dem Riickdruck in der Leitung 4i erzeugt wird, der durch, das Ventil 13 verstärkt wird, um den Druck und die Strömung in der Ausgangsleitung 9 entsprechend zu steuern. Die durch, die Drossel 25 und den Tank 27 geschaffene Verzögerung wirkt in dem Sinn, daß Instabilitäten in der Steuerung vermieden und ein gleichmäßiger Betrieb erreicht wird. ;

Obwohl angegeben wurde, daß die Balge 30 und 18 gleich weit von der Schwenkbefestigung 20 und ebenfalls die Balge 33 und -35 unter gleichen Abständen von der Schwenkbefestigung 20 entfernt sind , ist dieser Abstand nicht kritisch, da verschiedene Ausgleichsmaßnahmen in der Schaltung getroffen werden können, beispielsweise bei dem Federdruck der in dem Steuerventil 13 vor- _; gesehenen Feder. Ferner kann auch die relative Anordnung der Balge 30 und 18 oder der Balge 33 und 35 vertauscht werden.

Der Betrieb bei vollständig automatischer Steuerung wurde oben beschrieben. Der Betrieb des automatischen Abschnittes der Regulierungseinrichtung während der Handsteuerung wird im folgenden beschrieben, wobei dieser Betrieb, wie bereits erwähnt wurde, keine Auswirkung auf den von Hand eingestellten Ausgangsdruck in der Leitung 9 hat.

Während der Handsteuerung wird jedes der Ventile 7» 15 ι ^O, von der in Fig. 1 gezeigten Lage umgeschaltet, und die Ventile sind mechanisch,wie dargestellt, miteinander verbunden, damit sie bei der Umschaltung von Handsteuerung auf automatischen Betrieb gleichzeitig bewegt werden. Wie vorher wird der Luftdruck in der Ausgangsleitung 9 durch die Leitung 17 dem Balg 18 zugeführt. Die Zweigleitung 22 wird jedoch in ihrer Strömung durch das Ventil 23 unterbrochen, das geschlossen ist. \!±e im automatischen Betrieb wird ein bemessener Luftdruck durch die Rüclckopplungsleitung 32 auf den Balg 33 gegeben, und der Bezugsluftdruck wird durch die Leitung 3^ dem Balg 35 zugeführt. Der verstärkte Luftdruck von dem Steuerventil 13 wird jedoch durch das Ventil 15 in die Leitung 31 eingespeist und durch

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die Leitung 29 dem Balg 30 zugeführt. Das Ventil 15 sperrt jeglichen Durchgang-von Strömungsmittel von dem Steuerventil 13 zu der Leitung 16. !fahrend dem Handbetrieb ist das Ventil hO in solch einer Stellung, daß es einen gedrosselten Leck-Luftstrom von der Leitung 38, durch die Leitung 39, durch d.ie Leitung 45 und eine Klappendüse ho zuführt. Zur gleichen

■ Zeit verhindert das Ventil 40 eine Strömungsmittelverbindung

\ mit der Klappendüse 36. Die Klappendüse h6 arbeitet identisch wie die Klappendüs'e 36, jedoch im entgegengesetzten Sinn, d.h. eine Drehbewegung des Ausgleichshebels 19 in einer Richtung, die bei automatischem Betrieb einen Anstieg in dem Rückdruck j in der Leitung hl, die die Düse 36 versorgt, erzeugen würde, erzeugt bei Handbetrieb einen Abfall in dem Rückdruck in der Leitung h$, die die Düse h6 versorgt. In der oben beschriebenen T/eise wird diese Änderung in dem Rückdruck in der Leitung 45 durch das Steuerventil 13 verstärkt und der Leitung 14 -zvl-. geführt. Wie beschrieben, wird dieser verstärkte Rückdruck : von dem Steuerventil 13 durch die Leitung 14, das Ventil 15, die Leitung 3"· und die Leitung 29 dem Balg .30 zugeführt. Mit Abwandlungen in dem Aufbau ist beabsichtigt, daß die Düse h6 in der Stellung 46' und die Düse 36 in der Stellung 36'

■ angeordnet sein kann, ohne die Betriebsweise zu ändern.

. Bei einer Umschaltung vom Handbetrieb auf automatischen Betrieb würden selbstverständlich keine Schwierigkeiten auftreten, wenn die Bedingungen so wären, daß der Ausgangsluftdruck in der Leitung 9 für Handbetrieb der gleiche wie der durch den gleich bleibenden automatischen Betrieb erzeugte Druck wäre. Daher bezieht sich die folgende Beschreibung auf die üblicher Situation, bei der die beiden Drucke unterschiedlich sind und bei der die gewöhnlichen herkömmlichen Arten von Regulierungseinrichtungen eine augenblickliche Änderung oder einen Druckstoß in der Leitung 9 während des Umschaltens erzeugen würden. Unter der Annahme, daß die verschiedenen eingestellten Kenngrößen in der Regulierung-So inrichtun^ ao sind, daß unter den gleichförmigen Bedingungen dos auto..:;, ι isohen 1J3-

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trietjes der Druck in den Balgen 33 und 35 ^^eT gleiche ist, wird der UmschaltVorgang im Zusammenhang damit beschrieben, daß von dem Handbetrieb ausgegangen wird, bei dem der Druck in den Balgen 33 und 35 verschieden ist. Das heißt, daß der gemessene Rückkopplungsdruck in der Leitung 32 erheblich verschieden von dem Bezugsdruck in der Leitung "}h bei dem Handbetrieb unmittelbar vor dem Umschalten vom Handbetrieb auf den automatischen Be-.trieb ist.

Da es das erwünschte Resultat der vorliegenden Erfindung ist, daß beim Umschalten, der Druck in der Ausgangsleitung 9 sich nicht ändert, folgt, daß der Druck in dem Balg 18 sich nicht ändert und daß in entsprechender Weise seine Kraft auf den Hebel 19 sich nicht ändert. Auf ähnliche ¥eise ändert sich der bemessene Druck in der RückkoppIungsieitung 32 nicht, da der Ausgangsdruck in der Leitung 9 sich nicht ändert, und entsprechend ändert sich der Druck in dem Balg 33 nicht, und die Kraft, die von dem Balg 33 auf den Ausgleichshebel 19 ausgeübt wird, ändert sich nicht während des UmschaltVorganges. Da der Druck in der Leitung "}k ein konstanter Bezugswert ist, ändert sich der Druck in dem Balg 35 zu keinem Zeitpunkt, und folglich ändert sich auch entsprechend sein auf den Ausgleichshebel 19 ausgeübter Druck zu keinem Zeitpunkt. Da ferner beim Umschalten von Handbetrieb auf automatischen Betrieb das Ventil 15 bezüglich der Leitung 31 geschlossen ist, und der Buffertank 27 zusammen mit der Drossel 25 eine Verzögerung für jegliche Änderung im Druck in der Leitung 29 und dem Balg 30 erzeugt, ändert sich auch die von dem Balg 30 gegen den Ausgleichshebel 19 ausgeübte Kraft während des Umschaltens nicht.

. Wenn bei Handbetrieb der Druck in der Ausgangsleitung 9 •entsprechend der Druck in-der Rückkopplungsleitung 32 geringer ist als der Druck, der durch eine gleichbleibende automatische Steuerung abgegeben würde, wäre der Druck in den Balgen 18 und 33 entsprechend geringer, ^T..^rodurch ein größerer als der normale Zwischenraum zwischen dem Ausgleichshebel 19

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und der Düse 46 erzeugt würde, ein kleinerer als der normale Zwischenraum zwischen der Düse 36 und dem Ausgleichshebel 19 erzeugt, ein Rückdruck in der Leitung 45 geschaffen, der kleiner als der gleichmäßige automatische Rückdruck in der- Leitung 45 wäre, und ein Druck in der Leitung 31 und dem Balg 40 erzeugt würde, wie er durch das Steuerventil 13 unter dem Rückdruck der Leitung 45 bestimmt ist, der entsprechend geringer als der Ausgangsdruck des Steuerventiles I3 unter dem gleichbleibenden automatischen Betrieb wäre. Die verschiedenen festgelegten Kennwerte der Vorrichtung sind so, daß dieser Ausgangsdruck des Steuerventiles 13 während des Handbetriebes im wesentlichen der gleiche wie der Ausgangsdruck in der Leitung 9 ist, so daß, wenn die Ventile 7 und 15 sich von ihrer Handbetriebs-Stellung in ihre Automatik-Stellung (Fig. 1) bewegen, der Ausgangsdruck des Steuerventiles 13 direkt der Ausgangsleitung 9 zugeführt und der hangesteuerte Druck in der Leitung 6 in seiner Verbindung mit der Ausgangsleitung 9 unterbrochen wird und daß keine abrupte Änderung in dem Ausgangsdruck in der Leitung 9 auftritt. Da das Ventil 4o beim Umschalten ebenfalls betätigt wird, um die Zufuhr der Drossel-Luftströmung von der Düsenleitung 45 auf die Düsenleitung 4i umzuschalten, steigt der dem Steuerventil zugeführte Rückdruck bei diesem besonderen Beispiel des Betriebes an, um den Ausgangsdruck des Steuerventiles 13 entsprechend zu erhöhen und um damit zu beginnen, den Ausgangsdruck in der Leitung 9 und den Rückkopplungsdruck in der Leitung 32 glatt und kontinuierlich auf die ¥erte zu erhöhen, die sie bei einer gleichbleibenden, automatischen Steuerung haben sollten. Die Gleichmäßigkeit dieses Anstieges des automatischen Druckes wird durch den direkten Anstieg des Druckes in dem Balg 1o und den verzögerten Anstieg des Druckes in dem Balg 30 verbessert, was durch die direkte Verbindungsleitung 17 und die verzögerte Verbindung durch die Drossel 25 und den Tank 27 respektive verwirklicht wird.

Bs ist daher zu ersehen, daß während des Handbetriebes die crfindungsgemäße !einrichtung folgende Formel erfüllt:

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: P ₌ P _ _ Kf P - P λ

30 18 * 35 33 ·'■

wobei

P„_o = Druck in dem Balg 30. .

P₁O = Druck in dem Balg 18, d. h. Ausgangsdruck in der Ausgangsleitung 9· ^:

.i P „ = Druck in dem Balg 35, d. h. Bezugs- oder Festdruck in der ' Leitung 3k.
Druck in dei
Rückkopplungsleitung 32.

: P„„ = Druck in dem Balg 33» d. h. der bemessene Druck in der

Während des Handbetriebes ist der Druck P₁O gleich, dem von Hand eingestellten Druck oder P , , so daß sich ergibt: .

^P30 ^{β P}MAN - ^K(^P35 - ^P ₃₃) Handbetrieb j

Unter automatischer Steuerung erfüllt die erfindungsgemäße Einrichtung die folgende Gleichung: |

P₁₈ = P₃₀ + K (P - - P) Automatischer Betrieb

Auf Grund der verzögerten Wirkung des Tanks 27 und der Drossel 25 ändert sich der Druck in dem Balg 30 während des Umschaltens nicht 1 so daß der Druck P„_o der Gleichung für automatischen Betrieb gleich dem entsprechenden Druck in der vorhergehenden Gleichung für Handbetrieb ist, so daß die Gleichung für automatische Steuerung durch Substitution beim Zeitpunkt des Umschaltens lautet:

^P18 = ^PMAN - ^K(^P35 - ^P33^{} + K(P}35- ^P33^} = Ρ...-_T Umschaltung

MAN

In dem Augenblick, wenn die Handsteuerung auf automatische Steuerung umgeschaltet wird, wird daher der Aus£;atvjsdruck

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des Steuerventiles gleich, dem Ausgang von dem handgesteuerten
Druckminderventil, unabhängig-davon, ob ein Unterschied zwischen dem gemessenen Druck in der Leitung 32 und dem Bezugsdruck in der Leitung 3^ vorhanden ist oder nicht.

In dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel tragen die BIetnente,-die in Aufbau und Funktion identisch mit den im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Elementen sind, dieselben Bezugszahlen wie in Fig. 1. Der grundlegende Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen ist der, daß der Ausgleichshebel 19' allein durch Schwenkverbindungen 4-7, 48 mit Gelenken gelagert ist, die antriebsmäßig mit den jeweiligen Balgen 18^f, 30', 33'f 35' verbunden sind. Das entgegengesetzte Ende des Ausgleichshebels 19' erstreckt sich frei zwischen den entgegengesetzt gerichteten Düsen 36*, 46', um als gemeinsame Klappe für diese zu wirken. Der Betrieb ist der gleiche wie der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene Betrieb und wird aus diesem
Grund nicht beschrieben.

Es ist daher zu ersehen, daß die erfindungsgemäße Regulierungseinrichtung eine unbegrenzte Handeinstellung des Ausgangsdruckes in dem gewünschten Bereich, eine automatische Einsteuerung des Ausgangsdruckes, wie er durch einen Bezugswert bestimmt ist,
und das Umschalten von Handsteuerung auf automatischen Betrieb unter allen Betriebsumständeti ermöglicht, ohne daß der Ausgangsdruck abrupt geändert wird, so daß das Umschalten im Effekt
stoßfrei vor sich geht.

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Claims

PATENTANSPRUCH

Wahlweise von Hand betätigbare oder selbsttätig arbeitende Drucks te uereinr.icb.tu ng zum Zuführen eines gewünschten Strötnungsmitteldruckes an eine Vorrichtung mit einer einen gemessenen Druck führenden Rückkopplungsleitung und einem selbsttätigen Betrieb, der für ein vorbestimmtes Verhältnis zwischen dem Rückkopplungsdruck und einem Bezugsdruckwert bei stationärem automatischen Betrieb sorgt, gekennzeichnet durch eine Ausgangs-Strömungsmittelleitung (9>9*)» zum' Zuführen eines Strömungsmitteldruckes an die Vorrichtung, einen ersten Übertrager (35i35')» der auf den Bezugs-Strömungsmitteldruck zur Erzeugung eines Ausgangs anspricht, einen zweiten Übertrager (33j33')» der auf den Rückkopplungs-Strömungsmitteldruck zur Erzeugung eines Ausgangs anspricht, einen dritten Übertrager (18,18·), der auf den Strömungsmitteldruck in der Ausgangs-Strömungsmittelleitung (9»9^f) zur Erzeugung eines Ausgangs anspricht, einen vierten Übertrager (30,3O¹)* der auf einen ausgewählten ^;

Strömungsmitteldruck zur Erzeugung eines Ausgangs anspricht, ' eine Einrichtung (19,36,46^!;19«,36»,46'), die die Ausgänge des ersten, zweiten, dritten und vierten Übertragers vergleicht und einen ersten Ausgangs-Strömungsmitteldruck erzeugt, der mit einem Anstieg in den Ausgängen in einem der ersten und zweiten Übertrager ansteigt, mit einem Anstieg· in den Ausgängen in einem der dritten und vierten Übertrager ansteigt, mit einem Abfall in den Ausgängen in dem anderen der ersten und zweiten Übertrager abfällt und mit einem Abfall in den Ausgängen in dem anderen der dritten und vierten Übertrager abfällt gemäß einer Betriebsweise, wobei die Vergleichereinrichtung (19,36,46;I9¹,36',46«) die Ausgänge des ersten, zweiten, dritten und vierten Übertragers vergleicht, um einen zweiten Vergleichs-Ausgangsströmungsmitteldruck zu erzeugen, der mit einem Anstieg in den Ausijänccn in dem anderen der ersten und zweiten übertrager r».!>steigt, mit einem Anstieg in den Ausgängen in dem anderen

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BAD OBiGiNAL

der dritten und vierten Übertrager ansteigt, mit einem Abfall in den Ausgängen .in dem einen der ersten und zweiten Übertrager abfällt und mit einem Abfall in den Ausgängen des einen der dritten und vierten Übertrager abfällt gemäß einer zweiten Betriebsweise, eine Einrichtung (2,4,2',4^f) sum Erzeugen eines von Hand gesteuerten, einstellbaren Strömungsmitteldruckes, und durch einsEiincichtung, die den ersten Vergleichs-Ausgangsströmungsmitteldruck auf den vierten Übertrager (30,3O¹) und den von Hand gesteuerten Strömungsmitteldruck auf die Ausgangsströmungsmittelleitung (9> 9') für den Handbetrieb schaltet, und den zweiten Vergleichs-Ausgangsströmungsinitteldruck auf die Ausgangsströmungsmittelleitung (9>9^!) und den Strömungsmitteldruck von der Ausgangsströmungsmittelleitung (9,9') ^aui" den vierten Übertrager (30,30·) für den automatischen Betrieb schaltet, wobei die Verbesserung darin besteht, daß der Betrieb von Handbetrieb auf automatischen Betrieb umgeschaltet werden, kann, ohne daß eine Änderung in dem Zufuhrströmungsmittcldruck im Augenblick der Umschaltung auftritt, obwohl der Zufuhr-Strömungsmitteldruck während des Handbetriebes sich von dem Viert unterscheidet, den der Zufuhr-Strömungsmitteldruck unter einem stationären automatischen Betrieb annehmen würde.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Übertrager ein Balg (18,30,33,35,1S·,30·,33',35 ' ) ist, der in einer Richtung in Abhängigkeit von einem Anstieg in dem Strömungsmitteldruck in seinem Inneren ausdehnbar ist.
3· Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Druckänderung-Verzögerungs-Einrichtung (25,27,25' ,27' ), die in dem Ströuiungsmittelkreis Kviscltcn der Ausgangs-Ströuiungsuittelleitiing (9,9') und <lo:n vierten ubortrajov (30,3O¹) nur box automatischer jiotricb an^corchio i ist.

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4. Einrichtung nach. Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichereinrichtung eine erste Strömungsmitteldüse (46,46»), eine zweite Ströraungsmitteldüse (36,36·) und ein Klappenelement ( 1 9i "· 9 * ) aufweist, das durch jeden der Übertrager (18,30,33,35,18«,30·,33',35') zu der ersten Düse (46,46·) und von der zweiten Düse (36,36·) weg in einer Richtung und zu der zweiten Düse (36,36·) und von der ersten Düse (46,46·) weg in der anderen Richtung getrieben wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die Strömungsmittel nur an die erste Düse (46,46^{) zuführt und den Rückdruck der ersten Düse (46,46·) verstärkt, um den ersten Vergleichs-Ausgangsströmungstnitte!druck gemäß der einen Betriebsweise zu erzeugen,und die Strömungsmittel unter Druck nur durch die zweite Düse (36?36·) zuführt und den Rückdruck der zweiten Düse (36_?3ό^β) verstärkt, um den zweiten Vergleichs-Ausgangsströmungsmitteldruck gemäß der zweiten Betriebsweise zu erzeugen.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungseinrichtung ein einziges Steuerventil (13, 13') ist, das mit dem Strömungsmittel unter dem au steuernden Druck und dem Rückdruck von einer der Düsen (36,46,36% 46') gespeist wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichereinrichtung ein einziges Ventil (4O,4o^f) mit einem einzigen Ventildurchgang aufweist, um die unter niedrigem Druck stehende Zufufxrluft zwischen den Düsen umzuschalten und wahlweise eine der Düsen (36,46,36·,46') mit dem Steuerventil (13,13') zur Zufuhr von Rückdruck verb~inden.

S. "wahlweise von Hand betätigbare oder selbsttätig arbeitende Drucksteuereinrichtung zum Zuführen eines gewünschten Strömunßsmitteldruckes an eine Vorrichtung, gekennzeichnet

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- is.- 2 ί b9877

durch eine Ausgangeströmungsmitte!-Druckleitung {9,9*), eine Einrichtung (2,4,2',Jj-') zum Zuführen von Strömungsmittel unter von Hand eingestelltem Druck, eine Einrichtung zum Vergleichen eines Druckes, der in einer Beziehung zu dem in der Ausgangsleitung-herrschenden Druck steht, mit einen Bezugswert, um zwei Steuersignale zu erzeugen, die sich in ihren Kennwerten entgegengesetzt zueinander in Abhängigkeit von einer Änderung in dem korrelierten Strömungsmitteldruck ändern, eine einzige, selbsttätige Einrichtung (13»13')» die wahlweise auf eines der Signale anspricht, um einen ersten korrelierten Strömungsmitteldruckausgang zu erzeugen, und alternativ auf das andere der Signale anspricht, um einen zweiten, korrelierten Strömungsmitteldruckausgang zu erzeugen, und eine Schaltungseinrichtung mit einer Stellung, um den von Hand eingestellten Strömungsmittelausgang der Ausgangsströmungsmittel-Druckleitung {9i9^l) zuzuführen, um nur das erste Signal an die selbsttätige Einrichtung (13,13')_ zuzuführen und den ersten korrelierten Strömungsmittelausgang von einer Verbindung mit der Ausgangsleitung (9j9') zu blockieren, und mit einer zweiten Stellung, den von Hand eingestellten Strömungsmittelausgang bezüglich der Ausgangsströmungsmittel-Druckleitung (9»9^!) zu blockieren, nur das zweite Signal an die selbsttätige Einrichtung (13» I3¹) zuzuführen und den Ausgang der selbsttätigen Einrichtung (13,13*) an die Ausgangsleitung (9,9*) abzugeben, wobei die Verbesserung darin besteht, daß der Betrieb von dem Handbetrieb auf den automatischen Betrieb umschaltbar ist, ohne daß eine Änderung in dem ZufuhrströmungsmitteIdruck im Moment der Umschaltung auftritt, obwohl der Zufuhrströmungsmitteldruck während des Handbetriebes sich von dem Wert unterscheidet, den der Zufuhrströmungsmitteldruck bei dem stationären, selbsttätigen Betrieb haben würde.

Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Einrichtung ein einziges Steuerventil (13,13·)- ist.

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