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Pneumatisch-mechanischer Umformer
Die Erfindung bezieht sich auf einen pneumatisch-mechanischen Umformer mit einem Mess- und einem Stellglied, die beide mit einem Verstärker mit Düse und Prallplatte verbunden sind, und mit einer Rückführfeder. Geräte dieserr Art dienen der Anzeige und Registrierung von Signalgrössen in
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Ausser verschiedenen pneumatischen Steuereinrichtungen, z. B. einem Drucktei1er (deutsche Patentschrift Nr. 1138966) oder einer Vorrichtung zum Erzeugen eines von zwei Eingangssignalen abhängigen Ausgangssignals (brit. Patentschrift Nr. 780, 879), in welchen eine Düse eingebaut ist, die einer Platte gegenüberliegt, ist ein pneumatisch-mechanischer Umformer bekanntgeworden, bei dem das Stellglied als Langhubmembrane ausgebildet und über Metallbänder mit einer Welle verbunden ist. Als Messglied dieses Umformers dient eine Membrandose. Der bewegliche Boden dieser Dose steht über einen übertragungshebel mit einem Verstärker mit Düse und Prallplatte in Verbindung.
Als Prallplatte dient das eine Ende des übertragungshebels, an dem eine Rückführfeder angreift, die über ein Metallband mit der erwähnten Welle verbunden ist.
Die erstgenannten beiden Geräte, deren Ausgangsgrössen übrigens ebenfalls Drucksignale sind, weisen einen ihrer Bestimmung entsprechenden komplizierten und mechanisch aufwendigen Aufbau auf.
Dies gilt auch für den bekannten Umformer, der eine relativ verwickelte Konstruktion einschliesslich einer Hebelübersetzung aufweist und viel Raum in Anspruch nimmt.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines pneumatisch-mechanischen Umformers, der bei einfachem Aufbau und kleinen Abmessungen eine hohe Übertragungsgenauigkeit besitzt und demnach von den Mängeln der bekannten Geräte frei ist. Dieses Ziel lässt sich mit einem pneumatisch-mechanischen Umformer der eingangs umrissenen Art erreichen, bei dem erfindungsgemäss das Messglied und die Verstärkerdüse auf dem beweglichen Boden des Stellgliedes angeordnet sind und bei dem die Rückführfeder mit dem beweglichen, als Prallplatte des Verstärkers herangezogenen Boden des Messgliedes verbunden ist.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind.
In den Zeichnungen zeigt im Längsschnitt Fig. 1 einen erfindungsgemässen pneumatisch-mechanischen Umformer mit einem Stellglied in Form einer Langhubmembran und einer Membrandose als Messglied, Fig. 2 eine andere Ausführungsform mit einem als Faltenbalg ausgebildeten Messglied und Fig. 3 eine weitere Ausführungsform, bei welcher das Stell- und das Messglied in Form je eines Faltenbalges ausgeführt sind.
Der in Fig. 1 dargestellte Umformer ist in einem Gehäuse-l-untergebracht. Sein Stellglied ist eine ringförmige, mit ihrer Aussenkante zwischen dem Gehäuse-l-und einem Gehäusedeckel - und mit ihrer Innenkante in einem Teller-4-eingespannte Membrane-2-.
Die Membran --2-- teilt den vom Gehäuse umschlossenen Raum in eine Kammer-8-und eine
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Kammer-22--. Auf dem beweglichen Membranteller --4-- ist ein als Membrandose --5-gestaltetes Messglied und eine Düse-6-angeordnet. Die letztere steht über einen Kanal-7-mit der Kammer--8-in Verbindung, die über einen Anschlussstutzen-10-mit eingebauter Drossel - an eine Luftquelle angeschlossen ist. Der Innenraum-11-der Membrandose-5-ist über eine flexible Leitung --12-- mit einem Anschluss --13-- für die Eingangsdruckleitung verbunden.
Der bewegliche Boden --14-- der Membrandose --5-- dient als Prallplatte für die Düse - und ist mit einer Rückführfeder --15-- belastet. Das andere Federende ist auf einen Gewindedorn --16-- aufgeschraubt, der an einem das andere Ende des Gehäuses verschliessenden Deckel --17-- befestigt ist. Zwischen dem Deckel --17-- und dem Dom-16-ist ein elastischer Dichtungsring --18-- und zwischen Deckel-17-und Gehäuse-l-ein elastischer Dichtungsring --19-- eingelegt. Die beiden Dichtungsringe sind z. B. aus Gummi hergestellt. Eine zwischen Deckel --17-- und beweglichem Teller--4--der Langhubmembrane--2--
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Umformers ist über einen Kanal --23-- entweder mit Aussenluft oder mit einer Quelle konstanten Druckes verbunden.
Bei der Variante nach Fig. 2 ist das Messglied als Faltenbalg --24-- und das Stellglied als
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diesen eine Kugel --25-- vorgesehen. Der Faltenbalg --24-- ist am beweglichen Teller --4-- der Langhubmembrane --2-- befestigt und sein beweglicher Boden --26-- dient als Prallplatte des Verstärkers.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsvariante. Bei dieser Ausführung ist auch das Stellglied als Faltenbalg --27-- gestaltet. Auf dem beweglichen Boden --28-- sitzt das Messglied, das ebenfalls ein Faltenbalg --24-- ist. Der bewegliche Boden --29-- des Faltenbalges --24-- dient als Prallplatte des Verstärkers.
Der beschriebene Umformer wirkt wie folgt :
Im Betriebszustand ist der Anschlussstutzen --10-- (Fig. 1) mit der Luftquelle und der Anschluss --13-- mit der Eingangsdruckleitung verbunden. Steigt der Eingangsdruck an, so dehnt sich die Membrandose --5- aus und der bewegliche Boden--14--der letzteren nähert sich der Düse - -6--. Dadurch steigt der Druck in der Kammer --8-- an. Unter der Wirkung des angestiegenen Druckes verschiebt sich der Teller--4--der Langhubmembrane--2--in Richtung zum Deckel --17--.
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ist, dass die Kraftwirkungen der Rückführfeder --15-- und des Eingangsdruckes auf die Membrandose --5-- gleich werden.
Ein Anstieg der Belastung am Stift--21--wird keine nennenswerte Änderung seiner Lage zur Folge haben, da hiebei der Druck in der Kammer --8-- mit ansteigt und die erhöhte Belastungskraft kompensiert. Zwar ist diese Kompensation mit einer gewissen, zur Erhöhung des Druckes in der
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Lagenänderung ist ber so gering, dass man sie in der Praxis vernachlässigen kann.
Die pneumatisch-mechanischen Umformer nach den Fig. 2 und 3 haben ähnliche Wirkungsweise.