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Relais mit mehreren durch Impulse verformbaren Elementen Die Erfindung
betrifft ein Relais mit mehreren durch Impulse verformbaren Elementen, von denen
nur das erste ortsfest angebracht ist, während sich das nächste und die folgenden
auf der dem Impuls nachgebenden Seite des ersten Elementes aufbauen. Bei bekannten
Relais dieser Art sind die verformbaren Elemente übereinandergelagert, um eine möglichst
große Beeinflussung durch das elastische System zu erreichen. Im Gegensatze dazu
wird nach vorliegender Erfindung bezweckt, auf einfache `'eise das Relais von verschiedenen
zu regelnden Größen abhängig zu machen, zu welchem Behufe erfindungsgemäß auf die
verschiedenen Elemente verschieden geartete Impulse einwirken. Bei einem solchen
Relais nehmen die von den Impulsen beeinflußten Elemente sehr wenig Raum ein, was
die Schaffung eines billigen und trotzdem empfindlichen sowie leicht einstellbaren
Relais erleichtert.
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Insbesondere da, wo es sich darum handelt, ungleiche Impulse voneinander
zu subtrahieren, läßt sich die bauliche Ausbildung des neuartigen Reglers sehr vereinfachen,
wenn die verformbaren Elemente in an sich bekannter Weise als in entgegengesetztem
Sinne gewundene Röhrenfedern ausgebildet werden.
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Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
beispielsweise und schematisch in Verbindung mit nach dem Strahlsteuerprinzip arbeitenden
Relais veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. i ein Relais mit zwei gleichachsig angeordneten,
je mit einer durch Impulse verformbaren Membran versehenen Elementen, Fig. 2 ein
Relais mit zwei verformbaren Röhrenfedern, die in entgegengesetztem Sinne gewunden
sind, und Fig. 3 ein Relais mit ebenfalls zwei Röhrenfedern, die in gleichem Sinne
gewunden sind. In Fig. i bezeichnen i und :z zwei gleichachsig angeordnete Elemente,
von denen ersteres mit einer biegsamen Membran il und das zweite mit einer biegsamen
Membran 21 versehen ist. Das Element i ist an eine Leitung q. angeschlossen, in
welcher die Impulse auftreten, die das Element i beeinflussen sollen. Die Leitung
q. ist fest im Raume angeordnet, so daß auch das an derselben befestigte Element
i einen fest im Raume angeordneten Punkt aufweist. Das Element 2 baut sich auf der
nachgebenden Seite il des ersten Elementes i auf, und die nachgebende Seite 21 des
zweiten Elementes trägt eine Schneide z2. Das Innere des Elementes 2 ist über eine
biegsame Leitung z3 an eine Leitung 24 angeschlossen, so daß in letzterer auftretende
Impulse ein Bewegen der Membran 21 bewirken können. Auf die zwei Elemente i, 2 wirken
somit verschieden geartete Impulse -ein. 6 bezeichnet einen Hebel,
der
auf einer Schneide 5 eines feststehenden Trägers 3 drehbar gelagert ist und welcher
sich auch auf der Schneide 22 abstützt. Auf den Hebel 6 wirkt eine Feder io ein,
deren Spannung mittels einer Schraube iol verändert werden kann. Mit dem Hebel 6
ist ein messerförmig ausgebildeter Ablenkkörper 7 starr verbunden. 8, g sind zwei
feststehende Düsen, die einander in gleicher Achse gegenüberliegen. Die Düse 8 stellt
hier eine Auslaßdüse und die Düse g eine Empfängerdüse dar. Eine nicht dargestellte
Fördervorrichtung drückt eine Flüssigkeit, beispielsweise Öl, durch die Düse 8,
aus der sie in Form eines Strahles austritt. Der Ablenkkörper 7 ist so am Hebel
6 angebracht, daß er, von geringen Winkeländerungen beim Ausschwingen des Hebels
6 abgesehen, im wesentlichen senkrecht zu einer Ebene steht, in der die gemeinsame
Achse der Düsen 8, g sowie die Drehachse des Steuerhebels 6 liegen. Der hinter der
Empfängerdüse g herrschende, von der Menge der in dieselbe eintretenden Stral-lflüssigkeit
abhängende Staudruck wird auf eine nicht gezeigte Vorrichtung, beispielsweise einen
hydraulischen Servomotor, übertragen, die irgendeinen Regelungs-, Schaltvorgang
o. dgl. hervorrufen kann.
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Die Bewegung der Schneide 22 entspricht der Summe der Verformungen
der Membranen 11, 21, da sich diese Verformungen infolge der beschriebenen
Lagerungsart der Elemente i und 2 addieren.
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Erforderlichenfalls können auch mehr als zwei Elemente mit je einer
verformbaren Membran gleichachsig angeordnet werden, wobei das erste Element wiederum
einen fest im Raume angeordneten Punkt aufzuweisen hat, während sich das nächste
und die folgenden wiederum auf der dem Impuls nachgebenden Seite des ersten Elementes
aufbauen, derart, daß die verschiedenen Impulszunahmen entsprechenden Verformungen
der einzelnen Elemente sich addieren. Mit Ausnahme des ersten fest abgestützten
Elementes ist dafür zu sorgen, daß die Impulse auf die Elemente über biegsame Glieder,
beispielsweise biegsame Röhren, einwirken.
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Anstatt nur eine Seite der Elemente i, 2 verformbar auszubilden, können
auch mehrere Seiten, insbesondere deren Boden, als Membranen ausgebildet sein.
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Das in Fig.2 veranschaulichte Relais weist ebenfalls zwei durch Impulse
verformbare Elemente i, 2 auf, die jedoch in diesem Falle in an sich bekannter Weise
als Röhrenfedern ausgebildet sind. Die Röhrenfeder i ist mit einem fest im Raume
angeordneten Körper 12 verbunden, an den eine Leitung q. angeschlossen ist. Die
Röhrenfeder 2, welche in entgegengesetztem Sinne wie die Feder i gewunden ist, stützt
sich am einen Ende bei 2o auf der Röhrenfeder i ab, und am anderen Ende trägt sie
einen Hebel 6, der, in derselben Weise wie der Hebel 6 der Fig. i, einen Ablenkkörper
7 trägt, welcher zum Eintauchen in einen von einer Auslaßdüse 8 nach einer Empfängerdüse
g gehenden Strahl bestimmt ist. m bezeichnet einen an irgendeine Leitung, beispielsweise
die Dampfauslaßleitung einer Turbine, angebauten Ventilkörper, welcher den Abfluß
aus einem Raum i2 beherrscht. Der Ventilkörper ii steht mit einem Kolben 13 in Wirkungsverbindung,
auf den eine Feder 1q. einwirkt. Mit dem Kolben 13 ist eine Feder 15 starr verbunden,
die ihrerseits am oberen Ende an einem Kolben 16 befestigt ist. Der oberhalb des
Kolbens 16 befindliche Raum ist mit Flüssigkeit gefüllt, und er steht über ein einstellbares
Drosselglied 17 mit einem Flüssigkeitsbehälter 18 in Verbindung. Der oberhalb des
Kolbens 16 befindliche, mit Flüssigkeit gefüllte Raum ist durch eine biegsame Leitung
23 auch mit dem Inneren der Röhrenfeder 2 verbunden, während die weiter oben erwähnte
Leitung q. von dem Raum 12 des Ventils ausgeht. Der hinter der Empfängerdüse g herrschende
Staudruck pflanzt sich über eine Leitung 22 in den Raum unterhalb des Kolbens 13
fort. Durch eine Leitung ig kann die am Kolben 13 vorbeileckende Flüssigkeit abfließen.
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Die Wirkungsweise dieses Relais ist folgende: Nimmt der Druck vor
dem Ventilkörper ii aus irgendeinem Grunde z. B. zu, so muß, um auf den Soll-Zustand
zurückzukommen, mehr Medium aus dem Raum 12 abfließen können, also der Ventilkörper
ii angehoben werden. Dies geschieht selbsttätig wie folgt: Die Druckzunahme im Raume
i2 pflanzt sich über die Leitung q. in die Röhrenfeder i fort, so daß sich' diese
etwas mehr streckt, also abrollt. Sie nimmt dabei die bei 2o mit ihr verbundene
Röhrenfeder 2 mit, so daß der Ablenkkörper 7 etwas aus dem Strahl herausbewegt wird.
Die Folge davon ist eine Vergrößerung des Staudruckes in der Düse g, welcher sich
über die Leitung 22 in den Raum unterhalb des Kolbens 13 fortpflanzt. Das hat eine
Aufwärtsbewegung des Kolbens 13 und somit auch des Ventilkörpers ii zur Folge. Dabei
wird die Feder 15 etwas komprimiert, was ein geringes Ausweichen des Kolbens 16
nach oben bedingt, so daß etwas Flüssigkeit durch die Leitung 23 in die Röhrenfeder
2 gedrückt wird. Dies bedingt ein Strecken der Röhrenfeder 2, d. h. ein Abrollen
derselben in bezug auf den Verbindungspunkt 2o, so daß jetzt der Ablenkkörper 7
wieder etwas mehr in den Strahl hineingedrückt und der Staudruck in der Düse g infolgedessen
vermindert wird, so daß sich die Aufwärtsbewegung des Körpers 13 verzögert.
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Ist der Kolben 13 zum Stillstand gekommen, so bewegt sich der Kolben
16 unter dem Einflusse
der Feder 15 so lange nach oben, bis die
Feder 15 vollständig entspannt ist. Die über dem Kolben 16 befindliche Flüssigkeit
wird dabei durch das Drosselglied 17 in den Behälter 18 gedrängt, und der Druck
in der Leitung 23 sowie derjenige in der Röhrenfeder 2 sinkt wieder auf den ursprünglichen
Betrag zurück, welcher durch die Höhe des Flüssigkeitsstandes im Behälter 18 gegeben
ist. Der Ablenkkörper 7 bewegt sich dabei langsam aus dem Strahle heraus, so daß
die Rückführung, die bei der ersten Bewegung des Kolbens 13 eingeleitet wurde, langsam
abklingt.
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Bei dem Relais nach Fig. 2 entspricht sowohl einer Drucksteigerung
in der Röhrenfeder i als auch einer Drucksteigerung in der Röhrenfeder 2 ein bestimmter
Weg des Ablenkkörpers 7. Da bei der Drucksteigerung in der Feder i der Ablenkkörper
7 austaucht, bei einer Drucksteigerung in der Röhrenfeder :z hingegen eintaucht,
werden die Wirkungen der Drücke auf die Federn i, :z voneinander subtrahiert.
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Wird aus irgendeinem Grunde der Kolben 16 nach unten bewegt, so tritt
in der Röhrenfeder 2 ein Unterdruck, d. h. ein negativer Druck, auf. Die entstehende
Verformung der Röhrenfeder 2 wird dann zur Verformung der Feder i addiert, so daß
sich die Bewegung des Ablenkkörpers 7 in diesem Falle aus der Addition der von den
Federn i und 2 hervorgerufenen Ablenkungen zusammensetzt. Dem Wechsel des Vorzeichens
des Druckes in der Röhrenfeder 2 entspricht somit je nachdem eine Addition oder
eine Subtraktion der Bewegungen des Ablenkkörpers 7, so daß von einer algebraischen
Addition gesprochen werden kann. Die Ausführungsform nach Fig.3 unterscheidet sich
von derjenigen nach Fig.2 dadurch, daß die Röhrenfeder :z in gleichem Sinne weitergewunden
ist wie die Röhrenfeder i. Dadurch wird erreicht, daß bei einer Druckzunahme in
diesen verschiedenen Impulsen ausgesetzten Röhrenfedern 1, 2 dieselben sich im gleichen
Sinne abrollen. .Die Auslenkungen des Ablenkkörpers 7, hervorgerufen durch die beiden
Drücke, summieren sich daher, solange die Drücke gleiches Vorzeichen haben.
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Auf die Röhrenfeder 2 können sowohl bei einem Relais nach Fig. 2 als
auch bei einem solchen nach Fig. 3 noch weitere Röhrenfedern abgestützt werden.
In allen Fällen ist dabei der Hebel 6 mit dem Ablenkkörper 7 mit der letzten Röhrenfeder
des Systems zu verbinden.