DE2347887C2 - Pneumatischer Drehzahlwandler - Google Patents

Description

F i g. 2 eine beispielsweise Ausführungsform der ro-

35 tierenden Scheibe in Seitenansicht und

Fig. 3 eine für die praktische Anwendung geeignete

Die Erfindung bezieht sich auf einen pneumatischen Bauart des Drehzahlwandlers mit Druckregler und Si-Drehzahlwandler nach dem Oberbegriff des Patentan- gnalverstärker im axialen Mittelschwtt
Spruches 1. Gemäß Fig. 1 besitzt der Drehzahlwandler eine Ein Drehzahlwandler dieser Bauart ist aus der Zeit- 40 Scheibe 1, die auf einer mit der zu messenden Drehzahl schrift »automatik«, 14. Jahrgang, H. 10, Oktober 1969, rotierenden Welle 2 befestigt ist Auf den beiden Seiten S. 378, 379 bekannt Dabei handelt es sich jedoch ii/ der rotierenden Scheibe 1 sind in Umfangsrichtung verbeiden beschriebenen Ausführungsformen um eine teilt zwei Düsenpaare angeordnet, und zwar eine EinZweipunktregelung. Es wird nur dann ein Signal erhal- gangsstrahldüse 3 mit einer ihr zugeordneten Eingangsten, wenn der überwachte Drehzahlbereich über- oder 45 fangdüse 4 sowie eine Ausgangsstrahldüse 5 mit einer unterschritten wird. zugeordneten Ausgangsfangdüse 6. Die Eingangsfang-Außerdem sind mechanisch-pneumatische Wandler düse 4 steht über einen Schlauch 7, der einen Ströbekannt, die ein mechanisches Drehmoment in ein ana- mungskanal bildet, läit der Ausgangsstrahldüse 5 in Verloges pneumatisches Ausgangssignal umwandeln. Diese bindung. Die beiden Düsenpaare sind auf demselben bestehen aus einer durch ein pneumatisches Druckmit- 50 Teilkreis der Scheibe 1 angeordnet, auf dem in der tel gespeisten Düse, deren Austrittsquerschnitt durch Scheibe 1 ein Ausschnitt 8 ausgespart ist Wenn sich der einen vor der Düse angeordneten, vom Drehmoment Ausschnitt 8 im Bereich der Düsenpaare befindet, gibt und von einer Federkraft beaufschlagten Steuerkörper er den sonst durch die Scheibe 1 versperrten Weg zwigesteuert wird. Der vor der Düse in der Druckmittelzu- sehen der Strahldüse 3,5 und der zugehörigen Fangdüse P leitung, in die eine Drossel eingebaut ist, herrschende 55 4,6 frei.

ϊ| Druck wird dadurch in Abhängigkeit vom Drehmoment Der Eingangsstrahldüse 3 wird über eine Eingangslei-

ft-J verändert und bildet das Ausgangssignal. Zur Messung tung 9 ein pneumatisches Druckmittel mit konstantem

\^; oder Überwachung der Drehzahl muß diese zuerst mit Druck zugeführt, so daß aus der Strahldüse 3 ein gegen

f ί Hilfe einer elektronischen Einrichtung oder über einen die Fangdüse 4 gerichteter kontinuierlicher Strahl aus-

^r ΐ Wirbelstrom-Drehzahlgeber in ein der Drehzahl pro- so tritt. Sobald der Ausschnitt 8 in der rotierenden Seheibe

portionales Drehmoment umgewandelt werden. Insbe- 1 in den Bereich dieses Strahles gelangt, fängt die Fang-

'< :\ sondere auch aufgrund dieses Umweges sind diese be- düse 4 einen Impuls auf, der etwa mit Schallgeschwin-

;:' kannten Wandler aufwendig und störungsanfällig. digkeit durch den Schlauch 7 zur Ausgangsstrahldüse 5

;' Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die be- weitergeleitet wird und aus dieser austritt. Wenn die

; kannten pneumatischen Drehzahlwandler nach dem 65 Scheibe 1 mit solcher Drehzahl rotiert, daß sich der

.: Oberbegriff des Anspruches 1 so zu verbessern, daß ein Ausschnitt 8 oder ein anderer in der Scheibe 1 vorgese-

J der Drehzahlgröße analoges pneumatisches Ausgangs- hener Ausschnitt gerade dann vor der Ausgangsstrahl-

; signal erhalten wird. düse 5 befindet, wenn aus dieser ein Impuls austritt.

gelangt der volle Impuls in die Ausgangsfangdüse 6, so daß am Ausgang derselben über eine Signalleitung 10 ein Ausgangssignal maximaler Größe im Verhältnis zum zugeführten Eingangsdruck abgenommen werden kann. Wenn sich die Drehzahl der Scheibe 1 ändert, gelangt der Ausschnitt 8 entweder vor dem Impuls oder verspätet zur Ausgangsstrahldüse 5, so daß nur ein Teil des Impulses durch die Scheibe 1 hindurchgehen und von der Ausgangsfangdüse 6 aufgefangen werden kann. Das durch die Signalleitung 10 abgehende Ausgangssi- ίο gnal weist dann eine dementsprechend kleinere Größe auf. Dadurch ist ein proportionaler Zusammenhang zwischen der über die Welle 2 der Scheibe 1 zugeführten Drehzahl und dem an der Ausgangsfangdüse 6 abgenommenen Ausgangssignal gegeben.

Die in F i g. 2 dargestellte Scheibe 1 ist auf drei Teilkreisen mit Ausschnitten versehen. Auf dem größten Teilkreis sind drei, jeweils über einen Winkel von 60° durchgehende Ausschnitte 8 am Scheibenumfang angeordnet, zwischen denen sich Stege 11 gleicher Umf angsbreite befinden. Die Ranken zwischen den Ausschnitten 8 und den Stegen 11 verlaufen in radialer Richtung. Auf dem mittleren Teilkreis befinden sich vier schSitzförmige Ausschnitte 8' mit dazwischenliegenden, gleich breiten Stegen 11', wogegen die Ausschnitte 8" auf dem innersten Teilkreis aus kreisförmigen Löchern bestehen, zwischen denen Stege 11" vorgesehen sind. Die Anzahl der Ausschnitte und deren Formgebung kann beliebig gewählt werden, in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen, insbesondere vom gewünschten Drehzahlbereich. Beispielsweise kann der Umfang der Scheibe 1 zahnkranzartig mit einer Mehrzahl aufeinanderfolgender Ausschnitte ο und Stege ί ί versehen sein. Durch Verwendung verschiedener Scheiben, die eine unterschiedliche Anzahl von Ausschnitten aufweisen, kann der Drehzahlwandler an einen gewünschten Drehzahlbereich angepaßt werden. Wenn hingegen eine Scheibe 1 gemäß F i g. 2 mit auf mehreren Teilkreisen angeordneten Ausschnitten verwendet wird, kann die Anpassung an den gewünschten Drehzahlbereich durch radia-Ie Verschiebung der Düsenpaare 3, 4 und 5, 6 in den Bereich eines anderen Teilkreises der Scheibe 1 erfolgen.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 besteht aus einem Gehäuse 12, in dem die Welle 2 mit der rotierenden Scheibe 1 gelagert ist und das einen durch einen Deckel 13 abgeschlossenen Ringraum 14 aufweist, in welchem der Schlauch 7 in der erforderlichen Anzahl von Windungen untergebracht b». An seiner anderen Stirnseite weist das Gehäuse 12 einen Hohlraum IS auf, in dem die rotierende Scheibe 1 lieg; und der durch einen Deckel 16 abgeschlossen ist. Im Deckel 16 befinden sich die Eingangsstrahldüse 3 und die Ausgangsfangdüse 6. Auf der anderen Seite der Scheibe 1 sind im Gehäuse 12 die Eingangsfangdüse 4 und die Ausgangsstrahldüse 5 angeordnet. An der Außenseite des Deckels 16 sind mit diesem ein Druckregler 17 und ein Signalverstärker 18 zusammengebaut. Der Druckregler 17 besteht aus einer durch Federn 19 beiasteten Membrane 20, die ein in die Eingangsleitung 9 eingeschaltetes Kugelventil 21 steuert. Der Signalverstärker 18 besitzt eine Membrane 22, die ein den Eingang zur Signalleitung 10 steuerndes Kugelventil 23 betätigt. Ferner ist die Eingangsleitung 9 über einen gestrichelt eingezeichneten Kanal 24, in den eine Drossel eingebaut ist, mit der Signalleitung 10 verbunden. Ein weiterer Kanal 25 führt von der Ausgangsfangdüse 6 durch den Druckregler 17 hindurch in den Druckraum auf einer Seite der Membrane 22. von deren anderer Seite eine Entlüftungsbohrung 26 ins Freie mündet Schließlich ist zwischen dem Druckregler t7 und dem Signalverstärker 18 ein Drosselkanal 27 vorgesehen, der über den Kanal 25 eine Verbindung zwischen der Ausgangsfangdüse 6 und der Eingangsstrahldüse 3 herstellt

Die Wirkungsweise des Drehzahlwandlers nach F i g. 3 stimmt prinzipiell mit jener der Ausführung nach F i g. 1 überein. Das durch die Eingangsleitung 9 zugeführte Druckmittel wird mit einem durch den Druckregler 17 konstant gehaltenen Druck der Eingangsstrahldüse 3 zugeführt Der aus dieser kontinuierlich austretende Strahl wird durch die rotierende Scheibe 1 mit den Ausschnitten 8 zerhackt Die dabei entstehenden Impulse strömen durch den Schlauch 7 zur Ausgangsstrahldüse 5 und werden in Abhängigkeit von der Drehzahl der Scheibe 1 ganz oder teilweise an die Ausgangsfangdüse 6 weitergegeben. Aufgrund der durch den Drosselkanal 27 hergestellten Verbindung mit der die Eingangsstrahldüse 3 speisenden Eingangsleitun,^ 3 strömt aus der Ausgangsfangdüse 6 dauernd Druckm'-ttel aus. Diese Druckmittelausströmung wird durch die aus der Ausgangsstrahldüse 5 austretenden und durch die Scheibe 1 hindurchgehenden Impulse gesteuert Dadurch wird der im Dn?ckraum des Signalverstärkers 18 herrschende Druck in Abhängigkeit von den aufgefangenen Impulsen und damit von der Drehzahl der Scheibe 1 verändert, wodurch die Membrane 22 betätigt wird, die ihrerseits das Kugelventil 23 steuert In der Signalleiumg 10 entsteht dadurch ein der Drehzahl der rotierenden Weile proportionales, verstärktes pneumatisches Ausgangssignai.

Abweichend vom Ausführungsbeispiei kann das Ausgangssignal auch unmittelbar an der Ausgangsfangdüse 6 abgenommen werden. Auch die Druckmittelzuführung kann unmittelbar zur Eingangsstrahidüse 3 erfoigen, wenn ein konstanter Eingangsdruck zur Verfügung steht Es können dann sowohl der Druckregler 17 als auch der Signalverstärker 18 wegfallen. Der Drosselkanal 27 ist gleichfalls nicht unbedingt erforderlich und bewirkt lediglich, daß aus der Ausgangsfangdüse 6 dauernd ein kleiner Luftstrom austritt, so daß eine Verstopfung derselben durch Fremdkörper vermieden wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Die Erfindungsaufgabe wird durch die im kennzeich- Patentansprüche: nenden Teil des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung

1. Pneumatischer Drehzahlwandler zum Umwan- wird erreicht, daß auch aus der Ausgangsfangdüse daudeln einer Drehzahlgröße in ein analoges pneumati- 5 ernd Druckmittel austritt und die aus der Ausgangssches Ausgangssignal, mit einer mit der zu messen- strahldüse austretenden Impulse diesen Druckmittelden Drehzahl umlaufenden Scheibe, in der im Ab- austritt steuern. Auf Grund der Drossel, die in den stand von der Drehachse wenigstens ein Ausschnitt Druckmittelzuführungskanal eingebaut ist, karn hinter ausgespart ist, in dessen radialem Bereich auf den der Ausgangsfangdüse ein Ausgangssignal abgenombeiden Seiten der Scheibe einander gegenüberlie- io men werden, das der Drehzahl entsprechend moduliert gend eine Eingangsstrahldüse mit zugeordneter Ein- ist und sich somit analog zur Drehzahl ändert. Ein weitegangsfangdüse sowie eine Ausgangsstrahldüse mit rer Vorteil der erfmdungsgemäßen Anordnung besteht zugeordneter Ausgangsfangdüse angeordnet sind. darin, daß auf Grand des aus der Ausgangsfangdüse wobei die Eingangsfangdüse mit der Ausgangs- dauernd austretenden Druckmittels verhindert wird, strahldüse über einen vorzugsweise von einem 15 daß diese Düse ganz oder teilweise durch Verunreini-Schlauch oder Rohr gebildeten Strömungskanal in gungen verstopft wird, was eine Verringerung der Meß-Verbindung steht, dadurch gekennzeich- genauigkeit zur Folge haben würde.

net, daß die Ausgangsfangdüse (6) durch einen Weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstan-

Drosselkanal (27) mit einer Druckmittelzuführung, des ergeben sich aus den Unteransprächen. Durch die

vorzugswwe mit der die EiDgangistrahfdüse (3) 20 Vorschaltung eines Druckreglers wird sichergestellt,

speisenden Eingangsleitung (9), in Verbindung steht daß das Druckmittel mit dem gewünschten Eingangs-

2. Drehzahlwandler nach Anspruch 1, dadurch ge- druck zugeführt wird. Durch den Zusammenbau eines kennzeichnet, daß der Druckmittelzuführung, vor- der Eingangsstrahldüse vorgeschalteten Druckreglers zugsweise der Eingangsstrahldüse (3), ein Druckreg- und eines der Ausgangsfangdüse nachgeschalteten ler (17) vorgeschaltet ist 25 pneumatischen Signalverstärkers mit dem Wandlerge-

3. Drehzahlwandler nach Anspruch 1 oder 2, da- häuse zu einer Bay^inheit wird ein kompaktes Gerät durch gekennzeichnet, daß ein der Eingangsstrahl- erhalten, bei dem gesonderte Leitungsverbindungen düse (3) vorgeschalteter Druckregler (17) und ein überflüssig sind.

der Ausgangsfangdüse (6) nachgeschalteter pneu- Der erfindungsgemäße Drehzahlwandler wird nach-

matischer Signalverstärker (18) mit dem Wandlerge- 30 folgend anhand vor; Ausführungsbeispielen näher erläu-

häuse (12) «.u einer Baueinheit zusammengebaut tert, die in der Zeichnung dargestellt sind Es zeigt

sind. F i g. 1 eine schematische Prinzipdarsteliung des