1VZit Ausfiusssteuerung arbeitender hydraulischer Regler. Die Erfindung betrifft einen mit Aus flusssteuerung arbeitenden hydraulischen; Regler, also einen Regler, dessen Kennzeichen darin besteht, dass dem aus einer Öffnung austretenden Strahl des Steuermittels ein Steuerkörper mehr oder weniger in den Weg gestellt wird, der also aufstauend wirkt. Die Stauänderungen pflanzen sich als Druck änderungen im Steuermittel entgegen seiner Strömungsrichtung fort und wirken dann auf einen Druckaufnehmer, der seinerseits die Regelbewegungen auslöst.
Das Kennzeichen des hydrauliseben Reg lern gemäss der Erfindung besteht darin, düss dem den Ausfluss steuernden Körper zwei Ausflnssöffnungen zugeordnet sind, -aus wel chen die Ströme in entgegengesetzter Rich tung austreten und die beiden ausflussge- steuerten Ströme zur gleichsinnigen Einstel lung zweier Steuerkolben für den Kraft kolben des zu regelnden Organes,dienen. Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist auf .der Zeichnung darge stellt.
Der Steuerkörper ist mit & bezeichnet. Es ist angenommen, dass es sich um eine Druckregelung handeln soll. Zu diesem Zweck ist dieser Steuerkörper 8 über die Schwinge 8' mit einem Druckaufnehmer 15 verbunden, der von dem Druck hinter dem Ventil 14 beaufschlagt werden soll. Es liegt die Aufgabe vor, dieses Ventil 14 im Sinne einer Gleichhaltung des Druckes hinter ihm zu regeln, und zwar mit Hilfe eines Kraft kolbens 13.
Der Steuerkörper 8 ist den bei den Ausflussöffnungen 6 zugeordnet, aus welchen die Ströme .in entgegengesetzter Richtung austreten, so dass bei einer Bewe gung des Steuerkörpers 8 nach links der Ausströrnwiderstand der linken Öffnung 6 vergrössert und der der rechten Öffnung 6 verkleinert wird. Es muss also dann der Druck im linken Teil des Reglers ansteigen, im rechten Teil dagegen abfallen.
Das Steuer- öl wird durch eine Pumpe 18 einem Sammel- behälter 17 entnommen und dem Regler über .die --beiden Öffnungen 1 mit dem Druck p1 zugeführt. Es gelangt dabei zunächst in die beiden Räume 10, die durch die Kolbenteile a und b der Steuerkolben 11 begrenzt sind. Steuerkolbenteil a hat einen kleineren Durch messer als Steuerkolbenteil b.
Die Räume 10 stehen über die Bohrungen 5 mit den Ab flussrohren 5a in Verbindung, die zu .den Ausströmöffnungen 6 führen. Den Kolben teilen a zugeordnet sind die Steuerhülsen 12 mit den Steueröffnungen 12a, 12b und 12e, wobei die Öffnungen 12a und 12b in die Räume 4a mit den Abflussöffnungen 4, die Öffnungen 12c dagegen in,die Räume 2a mit den Abflussöffnungen 2 münden.
13a und 13b sind zwei zum Kraftkolben 13 führende Leitungen, 3 sind Ablaufleitungen, die zum Behälter 17 führen. Mit 7 sind zunächst ge- schlossen zu denkende Ablässe bezeichnet, die mit den Räumen 9, in Verbindung stehen. Die Räume 9 erhalten über die Bohrungen 9a Regelöl aus den Rohrstücken 5a. 16 ist eine Rückführung, 19 ein Überdruckventil.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Es sei angenommen, der Druck hinter dem Ventil 14 sei angestiegen, so dass das Ventil 14 durch den Kraftkolben 13 ent sprechend weiter @geschllossen werden muss. Ein Druckanstieg hinter dem Ventil 14 führt zu einer verstärkten Durchbiegung der des Druckaufnehmers 15, das heisst die Schwinge 8' wird im U.hrzeigersinne ausge schwenkt.
Dabei wird der Steuerkörper 8 der linken Ausströmöffnung 6 genähert und von der rechten Ausströmöffnung 6 entfernt. Es steigt also der Druck p" im linken Teil dies Reglers an, während er im rechten Teil ab fällt.
Die Flächen der Kolben a und b sind so abgestimmt, dass im vorangegangenen Ruhezustand des Reglers die auf den Steuer kolben 11 wirkenden Kräfte .sich gegenseitig aufheben. Bei der Störung des Druch;leich- gewichtes entsprechend den oben gemachten Annahmen steigt jetzt die vom Druck p@ aus- geübte Kraft gegenüber der des Druckes p, im linken Teil an, während sie im rechten Teil des Reglers abfällt.
Auf .den linken Kolben 11 wird also eine nach links gerich tete Kraft erzeugt, der eine ebenfalls nach links gerichtete Kraft im rechten Teil des Reg lers zugeordnet ist, und zwar, weil die vom Druck p1 ausgeübte Kraft jetzt grösser als die des Druckes p. ist. Bei der Verschiebungs bewegung der beiden Steuerkolben wird im linken Teil des Reglers der Raum 2a mit dem Raum 10 in Verbindung gebracht, also Drucköl über die Leitung Hin über den Kraftkolben 13 geleitet. Im rechten Teil des Reglers dagegen wird über die Öffnung 12c die Leitung 13b mit der Ablaufleitung 3 verbunden, und damit der Druck unterhalb des Kraftkolbens 13 erniedrigt. Das Ventil wird also voraussetzungsgemäss geschlossen.
Bei dieser Bewegung wird über die Rückfüh rung 16 die Feder 16a gespannt, also eine Kraft erzeugt, die der Durchbiegung der Membran im Druekaufnehmer 15 entgegen wirkt. Dadurch wird der Steuerkörper 8 von der linken Öffnung 6 entfernt und der rech ten Offnun_, 6 wieder genähert, also das um- 21 Kräfteverhältnis erzeugt, so dass L, die beiden Steuerkolben 11 eine Rückführbe- wegung ausführen.
Das System kommt erst zur Ruhe, wenn wieder die beiden Steuer kolben 11 eine Lage einnehmen, in welcher die Steueröffnungen 12'c von den Kolbentei len a abgedeckt sind.
Da. bei derartigen Reglern erfahrungs gemäss die Reibung der Ruhe unter Umstän den zu R.e-g@elungsgenauigkeiten führt, lässt man die Rele-elglieder häufig Drehbewegungen ausführen, zum Beispiel dadurch, dass man sie mit einem turbinenähnliehen Antrieb mit der Steuerflüssigkeit als Arbeitsmittel. ver sieht.
Diese Möglichkeit lässt sich bei dem beschriebenen Regler dadurch leicht verwirk lichen, dass man entsprechend Fig. 2 die Öff nungen 5' so legt, dass sie nach Art einer Reaktionsturbine ein Drebmoment auf den Steuerkolben 11. ausüben.
In den Abb. 3 und 4 ist der Steuerkörper 8 nochmals in grösserem Masststab dargestellt. Er erhält zweckmässig eine konvexe Linsen- form, einerseits um die austretenden Strah len. möglichst glatt abzulenken, anderseits um die bei der Drosselung entstehenden Ver- hältnisre durch Veränderung der relativen Stellung des Drosselkörpers nicht zu stören. Ein Mantel 20, der ihn teilweise umgibt, dient zur Fühurng des abströmenden Öls.
Der beschriebene Regler ergibt Vorteile nach verschiedenen Richtungen, von denen einige hervorgehoben werden sollen. Zunächst ist die im Hinblick auf die grosse Anspreeh- empfindlichkeit sehr einfache Bauform her vorzuheben. Die Bewegungen gehen rein durch hydraulische Kupplung vor sich, ohne dass Federn und andere ähnlich wirkende Einrichtungen erforderlich wären. Ver schmutzungen und Verharzungen sind wegen des ständigen Strömens der 'Steuerflüssigkeit nicht zu befürchten.
Die Steuerhülsen 12 lassen sich leicht auswechseln, wenn man andere Steuergeschwindigkeiten und eine an dere Abhängigkeit von der jeweiligen Soll wertabweichung erzielen will. An den Öff nungen 4 lassen sich leicht andere Steuer organe anschalten, etwa eine IsoUromrück- führung. Überhaupt sind die Möglichkeiten der Rückführung bei dem Regler sehr viel fältig. Ausser der dargestellten starren Rück führung lässt sich ohne weiteres eine Iso- dromrückführung oder eine starre Rückfüh rung verbunden mit einer Isodromrückfüh- rung anwenden.
Der Regler ist übrigens auch ohne Rückführung denkbar. Besonders gün stig erweisen sich die bereits erwähnten Ab lässe 7. Durch Öffnen eines solchen Ablasses kann nämlich der Regler sofort in die eine oder andere Endstellung gedrückt werden. Hierdurch wird auch unmittelbar der Kraft kolben in die entsprechende Endstellung be wegt.
Der hydraulische Regler gemäss der Er findung ist für alle Regelaufgaben brauch bar, für die man auch heute schon hydrau- 5 lische Regler anderer Bauformen einsetzt. Be sonders wertvoll erweisen sich aber seine Eigenschaften in Verbindung mit einem elek trischen Impulsgeber, denn er vereinigt dann mit den Vorteilen der hydraulischen Steue rung die Vorteile des elektrischen Impuls gebers, insbesondere die Unabhängigkeit der Regelstelle von der Impulsabgabestelle und der Möglichkeit der Zusammenfassung verschiedener Impulse zu einem einzigen Impuls.
Dabei kann man den Regler auch im Falle der elektrischen Impulsgabe als stetigen Regler ohne Kontakte bauen, wenn man nämlich !den elektrischen Messwert z. B. in die sich stetig ändernde Zugkraft eines Magneten umsetzt, der zur Verstellung ,der Schwinge 8' dient.
Auf die Möglichkeit der Verwendung des Reglers als Turbinenregler sei noch besonders hingewiesen.
Baulich wird man im allgemeinen den Regler mit dem Servomotor, der Rückfüh- rang, dem Ölbehälter und der Ölpumpe zu einem geschlossenen Antriebsaggregat zu sammenbauen, so dass Ölleitungen zur Über- tra & gurLg grösserer Entfernungen entbehrlich werden. Es ist aber auch möglich, die Tren nung so vorzunehmen, dass nur der Regler mit dem Impulsgeber zusammengebaut wird und dann mit dem Kraftkolben durch<B>Öl-</B> leitungen verbunden wird.
Diese Anordnung wird insbesondere bei elektrischer Regelung möglich sein, da man bei dieser die Rück führung im allgemeinen ebenfalls auf elek trischem Wege vornehmen wird, so dass vom Kraftantrieb aus nur zwei Ölleitungen und zwei elektrische Leitungen weggeführt zu werden brauchen.
1VZ Hydraulic regulator working with outflow control. The invention relates to a working with off flow control hydraulic; Regulator, that is to say a regulator whose characteristic is that the jet of the control means emerging from an opening is more or less placed in the way of a control element, which therefore has a damming effect. The changes in congestion propagate as pressure changes in the control means against its direction of flow and then act on a pressure sensor, which in turn triggers the control movements.
The characteristic of the hydraulic regulators according to the invention is that two outflow openings are assigned to the body controlling the outflow, from which the currents exit in the opposite direction and the two outflow-controlled currents for setting two control pistons for the force in the same direction piston of the organ to be regulated serve. An embodiment of the subject invention is on. The drawing provides Darge.
The control body is designated with &. It is assumed that it should be a pressure control. For this purpose, this control body 8 is connected via the rocker 8 ′ to a pressure transducer 15 to which the pressure behind the valve 14 is to be acted upon. The task at hand is to regulate this valve 14 in the sense of maintaining the pressure behind it, with the aid of a power piston 13.
The control body 8 is assigned to the outflow openings 6 from which the currents exit in the opposite direction, so that when the control body 8 moves to the left, the outflow resistance of the left opening 6 is increased and that of the right opening 6 is reduced. The pressure in the left part of the regulator must then rise, while in the right part it must decrease.
The control oil is taken from a collection container 17 by a pump 18 and fed to the controller via the two openings 1 at pressure p1. It first reaches the two spaces 10 which are delimited by the piston parts a and b of the control piston 11. Control piston part a has a smaller diameter than control piston part b.
The spaces 10 are connected via the bores 5 to the discharge pipes 5a which lead to the outflow openings 6. The piston parts a are assigned the control sleeves 12 with the control openings 12a, 12b and 12e, the openings 12a and 12b opening into the spaces 4a with the outflow openings 4, the openings 12c in contrast into the spaces 2a with the outflow openings 2.
13a and 13b are two lines leading to the power piston 13, 3 are drain lines leading to the container 17. 7 denotes outlets which are initially to be thought of as closed and which are connected to the spaces 9. The spaces 9 receive control oil from the pipe sections 5a via the bores 9a. 16 is a return, 19 is a pressure relief valve.
The mode of operation of the arrangement is as follows: It is assumed that the pressure downstream of the valve 14 has risen, so that the valve 14 must be closed accordingly by the power piston 13. An increase in pressure downstream of the valve 14 leads to increased deflection of the pressure transducer 15, that is, the rocker 8 'is pivoted clockwise.
The control element 8 is brought closer to the left outflow opening 6 and removed from the right outflow opening 6. So it rises the pressure p ″ in the left part of this controller, while it falls in the right part.
The surfaces of the pistons a and b are coordinated in such a way that in the previous idle state of the controller the forces acting on the control piston 11 cancel each other out. If the weight is disturbed according to the assumptions made above, the force exerted by the pressure p @ increases compared to that of the pressure p, in the left part, while it falls in the right part of the controller.
On .den left piston 11 a force directed to the left is generated, which is also assigned a force directed to the left in the right part of the regulator, because the force exerted by pressure p1 is now greater than that of pressure p. is. During the displacement movement of the two control pistons, space 2a is brought into connection with space 10 in the left part of the controller, that is, pressurized oil is passed through the line Hin via the power piston 13. In the right part of the regulator, however, the line 13b is connected to the drain line 3 via the opening 12c, and thus the pressure below the power piston 13 is reduced. The valve is therefore closed as required.
During this movement, the spring 16a is tensioned via the Rückfüh tion 16, that is to say a force is generated which counteracts the deflection of the diaphragm in the pressure transducer 15. As a result, the control body 8 is removed from the left opening 6 and the right opening 6 is brought closer again, that is to say the force ratio is generated, so that L 1, the two control pistons 11 execute a return movement.
The system only comes to rest when the two control pistons 11 again assume a position in which the control openings 12'c are covered by the Kolbentei len a.
There. With such controllers, experience has shown that the friction of the rest can lead to rheological accuracy under certain circumstances, the rele elements are often allowed to rotate, for example by using a turbine-like drive with the control fluid as the working medium. ver sees.
In the case of the controller described, this possibility can easily be realized by placing the openings 5 'in accordance with FIG. 2 so that they exert a torque on the control piston 11 in the manner of a reaction turbine.
In Figs. 3 and 4, the control body 8 is shown again on a larger scale. It is expediently given a convex lens shape, on the one hand around the emerging rays. to deflect as smoothly as possible, on the other hand in order not to disturb the ratios resulting from the throttling by changing the relative position of the throttle body. A jacket 20, which partially surrounds it, is used to guide the outflowing oil.
The regulator described provides advantages in various directions, some of which should be emphasized. First of all, the very simple design with regard to the high sensitivity should be emphasized. The movements are carried out purely by hydraulic clutches, without the need for springs and other similarly acting devices. Contamination and gumming are not to be feared because of the constant flow of the control fluid.
The control sleeves 12 can be easily replaced if you want to achieve other control speeds and a different dependency on the respective target value deviation. Other control organs can easily be switched on at the openings 4, such as an IsoUromrück- return. In general, the possibilities of feedback in the controller are very diverse. In addition to the illustrated rigid return, an isodrome return or a rigid return combined with an isodrome return can easily be used.
The controller is also conceivable without feedback. The already mentioned drains 7 prove to be particularly favorable. By opening such a drain, the controller can be pressed immediately into one or the other end position. As a result, the power piston is also directly moved into the corresponding end position.
The hydraulic controller according to the invention can be used for all control tasks for which hydraulic controllers of other designs are already used today. However, its properties prove to be particularly valuable in connection with an electrical pulse generator, because it then combines the advantages of the electrical pulse generator with the advantages of the hydraulic control, in particular the independence of the control center from the pulse output point and the possibility of combining various pulses a single impulse.
In the case of electrical impulses, the controller can be built as a continuous controller without contacts, namely if you! B. is converted into the constantly changing tensile force of a magnet which is used to adjust the rocker arm 8 '.
The possibility of using the controller as a turbine controller should also be pointed out.
Structurally, one will generally assemble the controller with the servo motor, the return line, the oil tank and the oil pump to form a closed drive unit, so that oil lines for the transmission of greater distances are not necessary. However, it is also possible to make the separation in such a way that only the controller is assembled with the pulse generator and then connected to the power piston by <B> oil </B> lines.
This arrangement will be possible in particular with electrical control, since one will generally also make the return in this electrical way, so that only two oil lines and two electrical lines need to be led away from the power drive.