DE2358474C3 - Pneumatischer Druckgeber - Google Patents

Description

oder Einstellung von Hand, gekennzeichnet durch eines zweiarmigen Hebels (37) angelenkt .'st, dessen

die Vereinigung folgender Merkmale: langer Hebeiarm ein kreissegmentförmiges Ende

ίο (38) aufweist, dessen Stirnfläche mit einem von Hand

a) Auf einer gemeinsamen Grundplatte (1) ist ein . ^bctätigbaren Reibrad (21) kuppelbar ist. mit Kraftvergleich über eine Meßfeder (5) arbeitender Balgsystem angeordnet mit einem,

vom Eingangsdruck (pe) beaufschlagten ersten . _n. _{c r} , u-uur-Balg Kdesfen beweglicher Balgboden (3) mit ^IS _ ^Dl? ^Er.^nndun? ^bczich* ^s.^lc.^{h auF} ™^cn pneumatischen dem einen Ende der Meßfeder (5) verbunden Druckgeber, mit umschaltbarer Steuerung des Aus-. gangsdrucks seiner Leistungsstufe mittels eines vcrän-

b) Mittels einer Stelleinrichtung (15) ist der Balg- derlichcn Eingangsdrucks oder eines mechanisch boden (3) in jede Lage verstell- und dort fest ^speicherten Steuersignals oder Emstcl lung vor, Hand st^:libar μ In der pneumatischen Steuer- und Rcgeltechnik

c) Eto vom Ausgangsdruck beaufschlagter zweiter ^¹¹⁰" Druckgeber in ihrer einfachsten Form dazu, den Balg (101 dessen Balgboden (11) mit dem ande- ^Dmck. ^c'ⁿ.^{er Zulu t£})^{uellc auf c}'^nc"^vo" "^and einstellbaren Ende der Meßfeder (5) in kraftschlüssiger rcn. niedrigeren konstanten Druck zu reduzieren. Der Verbindung steht, steuert ein Ventilsystem (12) mechanische Aulbau derartiger Druckgeber gleicht im zur wechselweisen Verbindung des Aus- *⁵ »«gemeinen.den von pneumatischen Allcrnat.vver.stargangsdruckraums mit der Atmosphäre oder ^kcrn· ^{wobci an}f^{llc des den E}'ⁿf ⁿf^druc*

einer Zuluftquelle (p_z) nach dem Alternativ- ^Kraft omsetzendcn Elements (Federbalg. Membran)

. . "^ cmc von Hand verstellbare Mcßfeder tritt.

" "* Bei der in der Praxis oft eingesetzten Hand-Autonia-

30 tik-Umschaltung von Regelkreisen ist es zur Erzielung

2. Druckgeber nach Anspruch 1, gekennzeichnet des geforderten stoßfreien Übergangs notwendig, den durch eine Schraubenfeder (6) als Mcßfcdcr (5). Ausgangsdruck des für die Handsteuerung vorgcschcdcrcn Federspannung und Federhärte einstellbar ist nen Druckgebers an den Ausgangsdruck des bei und die mit ihrer Mittelac'nC senkrecht zu den automatischem Betrieb wirksamen Reglers anzuglci-Mittclachscn der Bälge (2, 10) und oberhalb 35 eh cn. Zu diesem Zwecke ist bei einer bekannten derselben angeordnet ist. wobei ihre Enden an den Einrichtung (DE-AS 15 23 573) vorgesehen, die Einstcleincn Hebelarmen (4', 14') von einander gegenüber- lung des Druckgebers während des automatischen liegenden Winkclhebeln (4,14) befestigt sind, deren Rcglerbetriebs dem Reglerausgangsdruck folgen zu andere Hebelarme (4". 14") mit den Balgbödcn (3, lassen, so daß bei Umschaltung auf Handbetrieb der II) verbunden sind. 40 Übergang stoßfrei erfolgt. Die Umschaltung bewirkt

3. Druckgeber nach Anspruch 2, dadurch gleichzeitig eine mechanische Speicherung des Eingckcnnzcichnet, daß als Stelleinrichtung (15) der auf gangssignals durch eine Stelleinrichtung, die das den ersten Balg (2) wirkende Winkclhcbcl (4) einen bewegliche Element in seiner Lage festhält und Fortsatz (9) aufweist, mit einer Reibfläche (18), die gleichzeitig eine Einstellung von Hand erlaubt. Nachmit einem auf einer Wippe (22) gelagerten, 4s teilig ist der dazu nötige Aufwand an Bauelementen sclbstsperrenden Reibrad (21) kuppelbar ist. und ihre Anordnung an verschiedenen Orten.

4. Druckgeber nach Anspruch 3, dadurch gekenn- Bei einer anderen bekannten Rcgelungsanlagc mit zeichnet, daß das Reibrad (21) mittels eines auf die stoßfreiem Übergang zwischen zwei Betriebsarten Wippe (22) wirkenden, mit einem Drucksignal (ps) (DE-AS 19 44011) weist die den Ausgangsdruck betätigten Membranantriebs (26) zeitweilig oder so liefernden Leistungsverstärker steuernde Nachführcinmittels einer Stellschraube (27) ständig einkuppelbar richtung ein Düse-Prallplatte-System auf, welches ist. mittels eines vom Reglerausgangssignal beaufschlagten

5. Druckgeber nach Anspruch 3, dadurch gekenn- Balgs druckabhängig oder mechanisch von Hand zeichnet, daß die Reibfläche (18) von einer einstellbar ist. Infolge der zur vollen Aussteuerung krcisscgmentförmigen Innenkante (17) einer fen- 55 ausreichenden und notwendigen sehr kleinen Abstandsstcrarligcn Ausnehmung (16) in den Fortsatz (9) änderung zwischen Düse und Prallplatte ist eine relativ gebildet ist, wobci die an die Reibfläche anstoßenden große mechanische Übersetzung nötig, um die erfordcr-Kanton als Begrenzungsanschläge dienen. liehe Fcincinstcllbarkcit von Hand zu gewährleisten.

6. Druckgeber nach Anspruch I, dadurch gekenn- Dies bedingt jedoch Einhaltung von engen Toleranzen zeichnet, daß die Meßfeder (5) aus zwei parallel in 60 bei der Fertigung sowie konstruktive Maßnahmen um Halterungen (31,32) eingespannten Blattfedern (30) tcinpcrattirbedingtc Längenänderungen der Teile der besteht, wobci die eine Halterung (31) fest mit dem mechanischen Einstelleinrichtung zu vermeiden oder zu Balgboden (3) des ersten Balgs (2) und die andere kompensieren.

Halterung über eine Federwippe (33) mit dem Ähnliches gilt für eine andere bekannte Einrichtung Balgboden (II) des zweiten Balgs(10)in Verbindung 65 zum Hand-Automatikbctricb von Reglern (DE-AS

steht. 13 03 418), bei der ebenfalls ein Düse-Prallplattc-Sysiem

7. Druckgeber nach Anspruch 2 oder 6, verwendet ist und welche einen mechanisch aufwcndidadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung gen Aufbmi mit einer Vielzahl von Schaltern aufweist.

Ein weiterer bekannter Druckgeber ist in der österreichischen Patentschrift 261408 dargestellt. Er weist im wesentlichen pneumatische 1 ; l-Verstärker auf, bei welchen die Einstellung von Hand mittels eines pneumatisch-hydraulischen Systems bewerkstelligt wird, dieses System dient auch zur Erzielung einer Speicherwirkung, Da bei diesem Druckgeber eine direkte mechanische Einstellmöglichkeit fehlt, ist er nur in Verbindung mit Reglern bzw. Regelsystemen /ii verwenden.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, einen als Gerät universell einsetzbaren Druckgeber mit großer Luftleistung für verschiedene Betriebsarten zu schaffen, der die Nachteile der bekannten Druckgeber nicht aufweist. Anzustreben ist eine kompakte Bauweise und ein mechanisch einfacher Aufbau unter weitgehender Verwendung von Baugruppen der eingangs beschriebenen einfachen Druckgeber.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Vereinigung der kennzeichnenden Merkmale nach Anspruch 1.

Der erste Balg wirkt dabei als Druck-Weg-Umformer mit relativ großem Hub. wodurch bei Handbetrieb eine feine und genaue Einstellbarkeit mit Hilfe der Stelleinrichtung gewährleistet ist Ober die Bewegung des ersten Balgs, sei es von dem in ihm wirkenden Druck oder mittels der mechanischen Stelleinrichtung, wird die Meßfeder gespannt, so daß beim zweiten Balg ein Kraftvcrglcich stattfindet, bei dem die vom Ausgangsdruck erzeugte Kraft gegen die Kraft der Meßfcdcr ausgewogen wird und dabei mit minimalen Wegen das Ventilsystem des Alternativverstärkers steuert. Der zweite Balg mit dem Ventilsystem kann als komplette Baugruppe von handelsüblichen, von Hand einstellbaren Druckgebern übernommen werden.

Ausführungsbeispiele des crfindungsgcmäßcn Druckgcbers werden an Hand der F i g. 1 bis 5 im folgenden erläutert:

Eine bevorzugte Ausführungsform ist in den F i g. I bis 3 in verschiedenen Ansichten dargestellt

In der Schnittzeichnung nach Fig. 1 ist der wesentliche Aufbau des über die Meßfeder gekoppelten Balgsystcms zu erkennen.

Auf einer Grundplatte I ist der erste Balg 2 befestigt, der über eine Bohrung in der Grundplatte I mit dem Eingangsdruck ρε beaufschlagt ist Der neben dem ersten Balg 2 angeordnete zweite Balg 10. in dessen Inneren der Ausgangsdruck pA herrscht, steuert in bekannter Weise ein Venlilsystcm 12. das nach dem Altcrnativprinzip den vom Ausgangsdruck pA beaufschlagten Innenraum des Balgs über ein Ventil tn dem beweglichen Balgboden 11 mit der Atmosphäre oder Ober ein anderes Ventil in der Trägerplatte 1 mit der Zuluftquclle des Drucks pzverbindet

Oberhalb der beiden Bälge 2 und 10 ist als Meßfcdcr 5 eine Schraubenfeder 6 so angebracht, daß ihre Miitcluchse senkrecht zu den Mittelachsen der Bälge 2 und 10 steht Ihre Enden sind an den einen Hebelarmen 4' und 14' zweier einander gegenüberliegender Winkelhebcl 4 und 14 befestigt, deren andere Hebelarme 4", 14" mit den Balgböden 3 und 11 der Bälge 2 und 10 verbunden sind. Das am Hebelarm 4' des Winkclhcbcls 4 gelagerte Ende der Schraubenfeder 6 ist zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses dort verschicblich gelagert. Die Lagerung des anderen Endes der Schraubenfeder 6 im Hebelarm 14' des Winkclhehels 14 weist cinn Hinrichtung 7 zur Einstellung der Icderehiiraklerislik mittels eines Abgriffs der f'cclcrvviiulungcn und /ur Einstellung des Nullpunkts durch Verändern der Federspannung auf, Der dem ersten Balg 2 zugeordnete Winkelhebel 4 ist um die in einer Wange der Grundplatte I gelagerten Achse 20 schwenkbar. Da infolge des Kraftvergleichs zwischen Balg 10 und der Meßfeder 5 der Winkelhebel 14 nur minimale Bewegungen ausführt, ist zu seiner reibungsfreien Lagerung ein Federband 19 vorgesehen, so daß eine auf Reibung beruhende Hysterese nicht auftritt.

Durch den im ersten Balg 2 wirkenden Eingangsdruck pe wird über den Winkelhebel 4 die Schraubenfeder 6 gespannt, so daß der Ausgangsdruck /m jeder Druckänderung des Eingangsdrucks ρε folgt

Arbeitet der Druckgeber mit einem Regler zusammen, so ist der Eingangsdruck ρε während des automatischen Betriebs dem vom Regler abgegebenen Stelldruck proportional.

Um beim Umschalten auf Handbetrieb oder bei Ausfall des Reglers die zuletzt innegehabte Stellung des Balgbodf ns 3 des ersten Balgs 2 zu speichern, ist die Stelleinrichtung 15 vorgesehen, die -;n den F i g. 2 und 3 in Verbindung mit dem Druckgeber dargestellt ist.

Der auf den ersten Balg 2 wirkende Winkelhebel 4 weist einen Fortsatz 9 auf, der sich seitwärts der Bälge 2 und 10 erstreckt und der in einer Ebene parallel zu den Mittrtachsen der Bälge die Drehung um die Achse 20 des Winkelhcbels 4 mitmacht. Der Fortsatz 9 weist an seinem freien Ende eine fensterartige Ausnehmung 16 auf. deren der Achse 20 gegenüberliegende Innenkante 17 als krcisscgmcntförmige Reibfläche 18 ausgebildet ist, die mit einem Reibrad 21 in kraftschlüssige Verbindung gebracht werden kann. Das Reibrad 21 ist Teil eines selbstsperrenden oder gebremsten Getriebes 24, welches auf einer um den Drehpunkt 23 schwenkbaren Wippe 22 befestigt und über die Drehachse 25 von Hand antreibbar ist Mittels eines auf die Wippe 22 wirkenden, von einem Drucksignal beaufschlagten Membranantriebs 26 wird das Reibrad 21 mit der Reibfläche 18 in Eingriff gebracht. Soll der Druckgeber über längere Zeit von Hand eingestellt werden, kann die Wippe 22 mittels der Stellschraube 27 in der eingerückten Stellung fixiert werden. Da das Reibrad 21 innerhalb der fensterartigen Ausnehmung 16 angeordnet ist. dienen die an die Reibfläche 18 anstoßenden Kanten der fensterartigen Ausnehmung 16 gleichzeitig als Begrenzungsanschläge.

Die Funktion ist folgende: Wird der Druckgeber mit Hilfe des vom Regler oder von anderer Stelle herrührenden variablen Eingangsdrucks ρε gesteuert, ist die Stelleinrichtung 15 ausgekuppelt Wird auf Handsteuerung umgeschaltet, so hält die eingekuppelte Stelleinrichtung die Stellung des Balgbodens 3 des ersten Balgs 2 und damit den im Moment des U«*ischaltcns herrschenden Eingangsdruck ρε speichernd fest Die Meßfeder 5 und damit der Ausgangsdruck pA kann nvnmehr durch Drehen der Welle 25 von Hand verstellt werden. Um die mechanische Beanspruchung zu verringern, wird zweckmäßig während des Steuerbetriebs von Hand der erste Balg 2 mit dem Ausgangsdrucl. pA beaufschlagt

Eine andere, relativ schmal bauende Ausführungsform i3t in F i g. 4 dargestellt. Auf der Grundpfatte 1 sind wieder die beiden Bälge 2 und 10 in relativ großem Abstand angeordnet. Die Meßfeder 5 besteht hier aus zwei parallelen, in Halterungen 31 und 32 eingespannten Blattfedern 30. tj'iü Halterung 31 ist mit dem Balgboden .3 des ersten Balgs 2 verbunden, welcher von dem Eingangsdruck ρε beaufschlagt wird. Die Halterung 32 steht in Verbindung mit einer Federwippe 33. die an

dem Balgbodcn 11 des zweiten Balgs 10 angreift, der auch das Vcntilsystem 12 enthält. Der besondere Vorteil der Verwendung der Blattfedern 30 als Meßfeder 5 ist darin zu sehen, daß der erste Balg 2 in guter Näherung gerade geführt wird, es treten keine Verformungen des Balgs durch eine Winkelbcwegung auf. auch bei grollen Balgliingcn tritt eine Knickgefahr nicht auf. Daraus ergibt sich eine gute Linearität und eine hohe Genauigkeit im Nachlaufbctricb. Da die Wippe 11 bei dein Kraftverglcich keine wesentliche Bewegung ausführen muß. kann auch hier die reibiingsfreie Lagerung der Wippe mit Hilfe eines Federballes 19 vorteilhaft angewendet werden. Die Stelleinrichtung Π besteht hier aus einem parallel zur Mittelachse ties eisten Balgs 2 geführten und mit dessen Balgboden 3 ij verbundenen Stange 34, die mittels einer einrückbaren Klcnimrolle 35 mit einem von Hand betätigbaren Reibrad 21 kuppelbar ist. Die Klemmrolle 35 sitzt an einem Ende eines Winkelhebels 36, der entweder mit I Ulfe eines Mcmbrananlriebs 26 von einem Drucksignal psoder mit Hilfe der Stellschraube 27 einschwenkbar ist. F i g. 5 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach F i g. 4 bei der zur Verbesserung der F.instcllmögliehkeil die Stange 34 der .Stelleinrichtung 15 an den kurzen Hebelarm eines zweiarmigen Hebels 17 angclenkt ist. dessen langer Hebelarm ein krcissegmeni förmiges finde 38 aufweist, dessen Stirnfläche als Reibfläche 18 mit einem von I land betätigbaren einrückbarer! Reibrad 21 kuppelbar ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

(15) eine parallel zur Mittelachse des ersten Balgs (2)

Patentansprüche; geführte und mit dessen Balgboden (3) verbundene

Stange (34) aufweist, die mittels einer einröckbaren

U Pneumatischer Druckgeber mit umschaltbarer Klemmrolle (35) mit einem von Hand betätigbaren

Steuerung des Ausgangsdrucks seiner Leistungs- 5 Reibrad (21) kuppelbar ist,

stufe mittels eines veränderlichen Eingangdrucks 8, Druckgeber nach Anspruch 7, dadurch gekenn-

oder eines mechanisch gespeicherten Steuersignals zeichnet, daß die Stange (34) am kurzen Hebelarm