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. Analogwertspeicher
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Speichern von dargestellten Analogwerten.
Einrichtungen dieser Art sind bekannt aus "Control Engineering" August 1965, Seiten 97-99. Bei den dort beschriebenen pneumatischen Analogwertspeichern isteinReduzierventil ineinemDruckluftstrom angeordnet, dessen Einstellung von einer Turbine verstellbar ist. Der Ausgangsdruck des Reduzierventils wird mittels eines Druckvergleichers mit einem zu speichernden Druck verglichen. Bei einer Druckdifferenz zwischen dem zu speichernden Druck und demAusgangsdruck des Reduzierventils wird die Turbine durch Hilfsluftströme in der einen oder der andern Richtung angeblasen und damit wird der Ausgangsdruck des Reduzierventils entsprechend verändert. Wenn die Hilfsluftströme abgesperrt werden, dann bleibt die Einstellung des Reduzierventils und der entsprechende Ausgangsdruck bestehen, so dass eine Speicherung des Druckes erfolgt.
Diese Anordnung ist relativ kompliziert, weil sie eine Nachlaufsteuerung erfordert, durch die die Einstellung des Reduzierventils mechanisch verändert wird. Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen möglichst einfachen und ohne Nachlaufsteuerung arbeitenden Druck- Analogwert- speicher zu schaffen.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der zu speichernde Eingangsdruck über eine absperrbare Leitung statisch auf einen druckmittelgefüllten ersten Druckraum übertragbar ist, der teilweise von einer federnd nachgiebigen Wandung und teilweise von einer Trennwand begrenzt ist, die Druck ohne Rückstellkraft überträgt und auf der andern Seite von dem Ausgangsdruck eines druckgeregeltenDruckmittel- stromes beaufschlagt ist, und dass ein Druckregler vorgesehen ist, durch den der Ausgangsdruck des Druckmittelstromes in Abhängigkeit vom Hub der Trennwand auf den Druck im ersten Druckraum regelbar ist.
Bei dieser Anordnung ist keine mechanische Einstellung oder Nachführung erforderlich. Die Speicherung erfolgt einfach dadurch, dass das Druckmittel im ersten Druckraum auf einen dem zu speichernden Wert entsprechenden Druck gebracht wird. Die federnde Wandung gibt dann soweit nach, dass die Federkraft dem zu speichernden Druck entspricht. Dieser Druck wird dann statisch gehalten, wenn anschliessend der erste Druckraum abgesperrt wird.
Der so gespeicherte Druck wirkt nunauch auf die druckübertragende Trennwand, wo er dem Ausgangsdruck die Waage hält. Der Ausgangsdruck wird durch die Steuerung des Druckmittelstromes so geregelt, dass die Trennwand in Ruhe bleibt, der Ausgangsdruck also gleich dem gespeicherten Druck ist.
Man erhält somit bei der erfindungsgemässen Einrichtung einen ständigen Druckmittelstrom, dessen Ausgangsdruck demjenigen Druck entspricht, der vor dem Absperren des ersten Druckraumes auf diesen gegeben worden war. Dieser Druckwert wird also gespeichert.
Der Druck im ersten Druckraum kann dadurch erzeugt werden, dass ein druckmittelgefüllter zweiter Druckraum durch eine einen Druck ohne Rückstellkraft übertragende, von einem Eingangsdruck beschlagte Trennwand abgeschlossen ist.
Zwischen dem ersten und dem zweiten Druckraum ist dann eine wahlweise absperrbare Verbindung vorgesehen.
Solange die Verbindung geöffnet ist, wirkt die Anordnung in der Weise, dass der Eingangsdruck im
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Verhältnis 1 : 1 auf den Ausgangsdruck abgebildet wird. Es kann also beispielsweise ein statischer Druck auf der Eingangsseite ohne Druckmittelverbrauch in den Ausgangsdruck eines ständigen Druckmittelstromes umgesetzt werden. Wenn die Verbindung abgesperrt wird, dann bleibt der Ausgangsdruck auf den zuletzt vorhandenen Wert.
Die Verbindung zwischen den Druckräumen kann eine Laminardrossel enthalten. Das macht es möglich, den gespeicherten Wert stetig zu verändern, wenn die Verbindung der Druckräume über die Drossel freigegeben und als Eingangsdruck entweder Atmosphärendruck oder der Druck einer Druckmittelquelle (Zuluft) gewählt wird, je nachdem, ob der Speicherwert verringert oder erhöht werden soll.
Die erfindungsgemässe Einrichtung kann vielfältige Anwendung bei pneumatischen Analogrechnern oder bei Reglern finden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung im Schnitt dargestellt und im folgenden beschrieben :
Ein Gehäuse 1 wird durch eine Zwischenwand 2 in zwei gleichachsige flache Kammern 3, 4 von kreisförmigem Querschnitt unterteilt. Die obere Kammer 3 ist ihrerseits durch eine druckübertra- gendeTrennwandinGestalt einer schlappenMembran 17 in zwei Räume unterteilt. Der obere Raum 3a ist über eine Leitung 5 an einen Eingangsdruck angeschlossen. Der untere Raum 3b der oberen Gehäusekammer 3 ist mit einer Flüssigkeit gefüllt und bildet den zweiten Druckraum.
Die untere Kammer 4 des Gehäuses 1 enthält eine federnde Metallmembran 6, die mit konzentrischen Wellen versehen ist und sich nach Massgabe des darauf wirkenden Druckes durchbiegt. Unterhalb dieser Membran 6 liegt eine schlappe Membran 7. Zwischen der federnden Metallmembran 6 und der schlappen Membran 7 wird der "erste Druckraum" 8 im Sinne der Erfindung gebildet. Die Metallmembran 6 bildet die federnd nachgiebige Wandung und die schlappe Membran 7 bildet die druckübertragende Trennwand dieses ersten Druckraumes 8.
Der erste Druckraum 8 ist mit dem zweiten Druckraum 3b über eine nicht gezeigte Laminardrossel und ein Ventil 9 verbunden. Das Ventil 9 kann von einem Druckmittelschalter 10 wahlweise geöffnet oder geschlossen werden. Unter der Membran 7 ist in der Kammer 4 des Gehäuses 1 ein Raum 11 gebildet, in den eine Zuluftleitung 12 mit einer Drosselstelle 13 mündet und von der eine Ausgangsleitung 14 abgeht. Zentral unter der schlappen Membran 7 ist am Boden des Gehäuses 1 ein Ventilsitz 15 mit einem Auslass 16 vorgesehen.
Die Membran 7 bildet mit dem Ventilsitz 15 einen drosselnden RingspaIt Wenn die Membran 7 angehoben wird und derRingspalt sich vergrössert, wird einAuslass parallel zur Ausgangsleitung 14 freigegeben. Der Druck im Raum 11 und damit der Ausgangsdruck in der Leitung 14 sinkt. Bewegt sich die Membran 7 nach unten, wird der Auslass 16 gedrosselt und der Ausgangsdruck steigt.
Die beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt :
Durch die schlappe Membran 17 wird der Eingangsdruck im Raum 3a auf die Flüssigkeit im Raum 3b (zweiter Druckraum) übertragen. Dieser Druck pflanzt sich bei geöffnetem Ventil 9 in den ersten Druckraum 8 fort und bewirkt eine entsprechende Deformation der Metallmembran 6. Der gleiche Druck wirkt auch auf die schlappe Membran 7. Wenn etwa der Ausgangsdruck im Raum 11 geringer ist als der im Raum 8 wirksame Eingangsdruck, dann bewegt sich die Membran 7 nach unten, drosselt den Auslass 16 und erhöht damit den Ausgangsdruck so lange, bis auf beiden Seiten der Membran der gleiche Druck herrscht. Bei dieser Betriebsweise wird also der Eingangsdruck im Verhältnis 1 : 1 auf den Ausgangsdruck abgebildet.
Es kann aber ausgangsseitig durchaus Druckmittel verbraucht werden, während es sich eingangsseitig um einen rein statischen Druck ohne Druckmittelverbrauch handeln kann.
Wenn nun z. B. durch einen Steuerdruck auf den Schalter 10 das Ventil 9 abgesperrt wird"dann wird der in diesem Augenblick bestehende Druck im Raum 8 konserviert. Dieser Druck bleibt auf die Membran 7 wirksam und wird demgemäss weiterhin als Ausgangsdruck eingeregelt. Die Erfindung gestattet es also, einen im Zeitpunkt der Absperrung des Ventils 9 bestehenden Eingangsdruck (wenn man zunächst von der Wirkung der Laminardrossel absieht) zu speichern und ständig als Ausgangsdruck eines Druckmittel-, vorzugsweise Luftstromes zur Verfügung zu halten. Das wird mit relativ einfachen Mitteln ohne komplizierte Nachlaufsteuerung erreicht, wie sie bei der vorbekannten Anordnung erforderlich ist.
Die Laminardrossel gestattet es, einen gespeicherten Wert stetig zu verändern. Zu diesem Zweck kann beispielsweise der Eingang 5 mit der Atmosphäre verbunden werden. Wird dann das Ventil 9 geöffnet, so sucht sich der jetzt bestehende Druckunterschied zwischen dem ersten Druckraum 8 und dem zweiten Druckraum 3b auszugleichen.
Es fliesst Flüssigkeit über die Laminardrossel, so dass der geregelte Ausgangsdruck stetig absinkt. Beim Erreichen eines gewünschten Druckes kann dann das Ventil 9 wieder abgesperrt werden. Entsprechend
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kann man zur Erhöhung des gespeicherten Druckes Zuluft, also erhöhten Druck, auf den Eingang 5 ge- ben und dann das Ventil 9 öffnen, bis der gewünschte Wert erreicht ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Speichern von als Druck dargestellten Analogwerten, dadurch gekenn- zeichnet, dass der zu speichernde Eingangsdruck über eine absperrbare Leitung statisch auf einen druckmittelgefüllten ersten Druckraum (8) übertragbar ist, der teilweise von einer federnd nachgiebigen
Wandung (6) und teilweise von einer Trennwand (7) begrenzt ist, die Druck ohne Rückstellkraft überträgt und auf der andern Seite von dem Ausgangsdruck eines druckgeregelten Druckmittelstromes beaufschlagt ist, und dass ein Druckregler (12-16) vorgesehen ist, durch den der Ausgangsdruck des Druckmittelstromes in Abhängigkeit vom Hub der Trennwand (7) auf den Druck im ersten Druckraum (8) regelbar ist.