DE1149556B

DE1149556B - Device for changing the proportional range on proportionally acting controllers without feedback

Info

Publication number: DE1149556B
Application number: DES36390A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Klee
Original assignee: Samson Apparatebau AG
Current assignee: Samson Apparatebau AG
Priority date: 1953-11-17
Filing date: 1953-11-17
Publication date: 1963-05-30

Description

Einrichtung zur Veränderung des Proportionalbereiches an proportional wirkenden Reglern ohne Rückführung Zusatz zum Patent 1013 908 Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Veränderung des Proportionalbereiches an proportional wirkenden Reglern ohne Rückführung, bei der das Ausströmen eines Druckmittels, vorzugsweise Preßluft, aus einer Düse durch eine bei Regelabweichung gekippte scheibenförmige Prallplatte, beeinflußt wird, die auf einer Grundplatte, parallel zu dieser, an einem mittleren Zapfen gelagert ist. Durch die Erfindung wird eine Verbesserung und weitere Ausgestaltung der im Patent 1013 908 geschützten Einrichtung bezweckt.Device for changing the proportional range on proportionally acting regulators without feedback Addition to patent 1013 908 The invention relates to a device for changing the proportional region on proportionally acting regulators without feedback, in which the outflow of a pressure medium, preferably compressed air, from a nozzle through a Control deviation tilted disc-shaped baffle plate, is influenced, which is mounted on a base plate, parallel to this, on a central pin. The invention provides an improvement and further development of the protected patent in 1013 908 device is intended.

Gemäß dem Hauptpatent erstreckt sich die Düse von der Grundplatte zur Prallplatte und ist um den diese tragenden Zapfen, der auf der Grundplatte sitzt, in an sich bekannter Weise über 3601 frei verschwenkbar.According to the main patent, the nozzle extends from the base plate to the baffle plate and can be freely pivoted via 3601 in a manner known per se about the pin carrying it, which is seated on the base plate.

Um eine solche Einrichtung einstellen zu können, muß eine Skala für den Proportionalbereich vorgesehen sein, aus der auch die Wirkungsrichtung ersichtlich ist. Feiner ist die Anordnung einer Skala für die Einstellung des Sollwertes, z. B. bei einem Temperaturregler der Solltemperatur, erforderlich. Derartige Skalen werden normalerweise auf einer besonderen Platine od. dgl., welche eigene Stehbolzen oder sonstige Befestigungsmittel haben muß, aufgebracht. Dies bedeutet einen zusätzlichen Aufwand an Bauteilen und Herstellungskosten.In order to be able to adjust such a device, a scale for the proportional range can be provided from which the direction of action can also be seen is. The arrangement of a scale for setting the setpoint, e.g. B. with a temperature controller of the set temperature required. Such scales are normally on a special board or the like, which own stud bolts or other fasteners must have applied. This means an additional Expenditure on components and manufacturing costs.

Es wurde nun gefunden, daß die Anordnung der Düse und ihre freie Verschwenkbarkeit gemäß dem Hauptpatent die Möglichkeit bieten, eine besonders einfache Anordnung und Ausbildung der Skalen und der dazugehörigen Zeiger zu schaffen.It has now been found that the arrangement of the nozzle and its free pivotability according to the main patent offer the possibility of a particularly simple arrangement and to create the training of the scales and the associated pointers.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß in an sich bekannter Weise auf der Prallplatte eine zur Ablesung des Proportionalbereiches und der Wirkungsrichtung dienende Skala, auf der die Stellung der Düse in bezug auf die Prallplatte mittels eines an der Düse befestigten Zeigers einstellbar ist, vorgesehen ist und daß konzentrisch zu der Proportionalbereichskala eine Sollwert-Einstellskala angeordnet ist, auf der ein Zeiger einstellbar ist, der mit einer die relative Lage der Prallplatte gegenüber der Stellung eines Meßgliedes bestimmenden Einstellschraube verbunden ist, die mit dem auf die Prallplatte wirkenden Einstellorgan des Meßgliedes zusammenarbeitet.The inventive solution to this problem is that in on in a known manner on the baffle plate to read off the proportional range and the direction of action serving scale on which the position of the nozzle in relation can be adjusted to the baffle plate by means of a pointer attached to the nozzle, is provided and that concentric to the proportional range scale, a setpoint setting scale is arranged, on which a pointer is adjustable, which with a the relative position the baffle plate with respect to the position of a measuring element determining adjusting screw is connected to the adjusting member of the measuring element acting on the baffle plate cooperates.

Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt ergibt sich aus der Einsparung eines besonderen Skalenträgers und der Befestigungsmittel für denselben, da nun die drei Skalen für die Sollwert-Einstellung, den Proportionalbereich und die Wirkdruckrichtung unmittelbar auf der Prallplatte oder auf deren kinematischem Äquivalent untergebracht werden können. Diese Möglichkeit gewährt den Vorteil, daß die drei konzentrischen Skalen auf einem einzigen Schild, welches entweder auf der Prallplatte befestigt oder mit derselben identisch ist, gleichzeitig z. B. im Ätzverfahren hergestellt werden können. Dadurch und durch den Fortfall eines besonderen Skalenträgers wird nicht nur eine Vereinfachung der Montage und eine Verbilligung der Herstellungskosten, sondern auch eine Verringerung des Platzbedarfes und der Gehäusegröße erzielt.The technical progress achieved by the invention results from the saving of a special scale support and the fastening means for the same as the three scales for the setpoint setting, the proportional range and the effective pressure direction directly on the baffle plate or on its kinematic Equivalent can be accommodated. This possibility gives the advantage that the three concentric scales on a single plate, which is either on the Flapper is attached or identical to the same, at the same time z. B. in the etching process can be produced. Because of this and because of the omission of a special scale holder will not only simplify assembly and reduce manufacturing costs, but also achieved a reduction in space requirements and the size of the housing.

Bei einem bekannten, nach dem Kraftvergleich arbeitenden Regler mit einstellbarem Proportionalbereich, bei dem eine obere ortsfeste Scheibe eine Einstellskala hierfür und ein darunter befindlicher Einstellhebel die Ablesemarke trägt, kann eine Sollwertskala auf der Prallplatte nicht angeordnet werden, weil bei diesem Regler der Sollwert pneumatisch durch Druck auf einen von vier Stellbälgen vorgegeben wird. Auch kann bei diesem bekannten Regler die Umkehrung der Wirkdruckrichtung nur durch Vertauschung der beiden Anschlüsse am Istwertbalg und am Sollwertbalg, dagegen nicht durch Verschwenken des IGpplagers stattfinden. Infolgedessen ist es bei diesem Regler nicht möglich, alle drei Skalen konzentrisch auf der Prallplatte unterzubringen.With a known controller that works according to the force comparison adjustable proportional range, in which an upper stationary disc has an adjustment scale for this purpose and an adjustment lever underneath that carries the reading mark a target value scale cannot be arranged on the baffle plate, because with this Regulator, the setpoint is specified pneumatically by pressing one of four adjusting bellows will. In this known regulator, the direction of the effective pressure can also be reversed only by interchanging the two connections on the actual value bellows and the setpoint bellows, however, do not take place by pivoting the IGpplager. As a result it is not possible with this regulator, all three scales concentrically on the baffle plate accommodate.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung kann für Regler mit Druckmittelsteuerung für beliebige zu regelnde Größen wie z. B. Druck, Temperatur usw., verwendet werden. Vorzugsweise eignet sich die Erfindung für pneumatische Temperaturregler mit Ausdehnungswärmefühler, wobei z. B. das Ende des Metallstabes des Ausdehnungskörpers auf die Prallplatte wirkt.The device according to the invention can be used for regulators with pressure medium control for any to be regulated Sizes such as B. pressure, temperature, etc., be used. The invention is preferably suitable for pneumatic temperature regulators with expansion heat sensor, where z. B. the end of the metal rod of the expansion body acts on the baffle plate.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht.In the drawing, the invention is in one embodiment for example illustrated.

Fig. 1 zeigt in einem teilweise abgebrochenen Längsschnitt eine als Temperaturregler ausgebildete, pneumatische Regeleinrichtung gemäß der Erfindung, während Fig. 2 in Draufsicht die auf der Prallplatte angeordneten Skalen zeigt. 1 shows, in a partially broken longitudinal section, a pneumatic control device designed as a temperature regulator according to the invention, while FIG. 2 shows the scales arranged on the baffle plate in a plan view.

Der Regler besitzt eine Grundplatte 1 mit einem zentralen, durchbohrten Sockel 2, auf dem mittels eines Federgelenkes 3 eine kreisrunde Prallplatte 4 kippbar gelagert ist. Die Prallplatte 4 kann unter der Wirkung einer Feder 5 stehen.The controller has a base plate 1 with a central, drilled through base 2 on which a circular impact plate 4 is tiltably mounted by means of a spring hinge 3. The baffle plate 4 can be under the action of a spring 5 .

Auf der Grundplatte 1 ist in einer kreisförmigen Führungsbahn 6 der Sockel 7 einer Auslaßdüse 8 um die senkrechte Mittelachse der Einrichtung drehbar gelagert. Eine Blattfeder 9 drückt den Düsensockel 7 ständig gegen die Grundplatte 1. Der zur Bohrung der Düse 8 führende Kanal 16 des Düsensockels 7 ist durch einen den Drehbewegungen der Düse folgenden Schlauch 11 mit einem in die Grundplatte 1 eingeschraubten Einlaßstutzen 12 verbunden. In letzteren mündet über eine einstellbare Einlaßdüse 13 eine Preßluftleitung 14, durch welche die Speiseluft mit konstantem Druck eingeführt wird. Oberhalb der Einstelldüse 13 zweigt von dem Einlaßstutzen 12 eine Steuerleitung 15 ab, die zu einem Stellmotor, z. B. zu einem Membranventil, Rffirt, dessen Stellung dem Druck in der Steuerleitung verhältnisgleich ist. Der Steuerdruck ist von der Stellung der Prallplatte 4 gegenüber der Düse 8 abhängig.On the base plate 1 , the base 7 of an outlet nozzle 8 is rotatably mounted about the vertical central axis of the device in a circular guide track 6. A leaf spring 9 constantly presses the nozzle base 7 against the base plate 1. The channel 16 of the nozzle base 7 leading to the bore of the nozzle 8 is connected to an inlet port 12 screwed into the base plate 1 by a hose 11 that follows the rotary movements of the nozzle. A compressed air line 14, through which the feed air is introduced at constant pressure, opens into the latter via an adjustable inlet nozzle 13. Above the adjusting nozzle 13 branches off from the inlet connection 12, a control line 15 which leads to a servomotor, e.g. B. to a diaphragm valve, Rffirt, the position of which is proportional to the pressure in the control line. The control pressure depends on the position of the baffle plate 4 in relation to the nozzle 8.

Je nach der Drehwinkelstellung der Düse 8 in bezug auf die Prallplatte 4 kann bei gleichbleibender Steuergröße erreicht werden, daß die Kippbewegung der Prallplatte eine stärkere oder schwächere Veränderung des vor der Düse herrschenden Luftdruckes hervorruft, und zwar je nach der Stellung der Düse auf der einen Seite oder auf der anderen Seite der Kippachse entweder im Sinne eines Steigens oder im Sinne eines Fallens dieses Druckes. Zur Einstellung des Proportionalbereiches ist nun unmittelbar auf der oberen Fläche der Prallplatte 4 eine Skala 16 für den Proportionalbereich und für die Wirkungsrichtung angebracht. Mit dieser Skala 16 arbeitet ein an dem Düsensockel 7 befestigter Zeiger 17 zusammen, welcher die Stellung der Düse 8 in bezug auf die Prallplatte 4 und damit den Proportionalbereich anzeigt.Depending on the angle of rotation of the nozzle 8 in relation to the baffle plate 4, with the control variable remaining the same, the tilting movement of the baffle plate causes a stronger or weaker change in the air pressure in front of the nozzle, depending on the position of the nozzle on one side or on the other side of the tilt axis either in the sense of an increase or in the sense of a decrease in this pressure. To set the proportional range, a scale 16 for the proportional range and for the direction of action is now attached directly to the upper surface of the baffle plate 4. A pointer 17 fastened to the nozzle base 7 cooperates with this scale 16 and indicates the position of the nozzle 8 in relation to the baffle plate 4 and thus the proportional range.

Die Verdrehung des die Düse 8 tragenden Düsensockels 7 kann in einfacher Weise mit Hilfe eines auf der Grundplatte 1 drehbar gelagerten Gehäuseringes 18 geschehen, der den Sockel 7 über einen Stift 19 mitnimmt. Das Gehäuse selbst wird oberhalb der Prallplatte 4 durch eine Glasscheibe 20 abgedeckt. Auf der Prallplatte 4 ist ferner eine Sollwertskala 21 angebracht, über der ein Zeiger 22 spielt, welcher mit einem Organ zur Sollwerteinstellung verbunden ist. Dieses Organ besteht gemäß dem Ausführungsbeispiel aus einer Einstellschraube 23, die in einer zentralen Gewindebohrung 24 der Prallplatte 4 hoch- und niederschraubbar ist. Die Einstellung des Sollwertes mittels des Zeigers 22 auf der Skala 21 erfolgt durch Verschrauben der Einstellschraube 23 durch die mit einer entsprechenden mittleren Durchbrechung versehene Glasscheibe 20 hindurch, welche, mit einem Deckel 25 versehen ist.The rotation of the nozzle base 7 carrying the nozzle 8 can take place in a simple manner with the aid of a housing ring 18 which is rotatably mounted on the base plate 1 and which takes the base 7 with it via a pin 19 . The housing itself is covered by a glass pane 20 above the baffle plate 4. On the baffle plate 4, a setpoint scale 21 is also attached, over which a pointer 22 plays, which is connected to an organ for setting the setpoint. According to the exemplary embodiment, this organ consists of an adjusting screw 23 which can be screwed up and down in a central threaded bore 24 of the baffle plate 4. The setpoint is set by means of the pointer 22 on the scale 21 by screwing the adjusting screw 23 through the glass pane 20 which is provided with a corresponding central opening and which is provided with a cover 25 .

Die Einstellschraube 23 ist hohl ausgebildet und enthält in ihrem Innenraum 26 eine Feder 27, die auf eine Kugel 28 drückt, welche ihrerseits mit dem Meßglied zusammenarbeitet. Die Feder 27 sorgt dafür, daß die Kugel 28 stets kraftschlüssig auf dem Ende des zur Betätigung der Prallplatte dienenden Meßgliedes liegt. Außerdem dient die nachgiebige Lagerung der Kugel dazu, die Kräfte zu begrenzen, welche das Meßglied auf die Prallplatte 4 ausüben kann, damit eine Beschädigung der Einrichtung vermieden wird.The adjusting screw 23 is hollow and contains in its interior 26 a spring 27 which presses on a ball 28 which in turn cooperates with the measuring element. The spring 27 ensures that the ball 28 is always positively engaged on the end of the measuring element used to actuate the baffle plate. In addition, the resilient mounting of the ball serves to limit the forces which the measuring element can exert on the baffle plate 4, so that damage to the device is avoided.

Diese Sicherheitsvorkehrung ist besonders wichtig bei Regeleinrichtungen mit starken Steuerkräften, wie sie insbesondere bei Temperaturreglem auftreten, bei denen der Temperaturfühler auf dem Prinzip der Ausdehnung fester Körper beruht. Im Ausführungsbeispiel ist der Regler mit einem solchen Temperaturfühler ausgerüstet. Dieser besteht aus einem in der Grundplatte 1 befestigten Rohr 29 mit großer thermischer Ausdehnung, dessen Boden 30 mit dem unteren Ende eines Metallstabes 31 von kleiner thermischer Ausdehnung verbunden ist. Das obere, freie Ende dieses Metallstabes legt sich gegen die Kugel 28 der Einstellschraube 23. This safety precaution is particularly important in control devices with strong control forces, such as occur in particular in temperature regulators in which the temperature sensor is based on the principle of the expansion of solid bodies. In the exemplary embodiment, the controller is equipped with such a temperature sensor. This consists of a tube 29 which is fastened in the base plate 1 and has a large thermal expansion, the bottom 30 of which is connected to the lower end of a metal rod 31 of small thermal expansion. The upper, free end of this metal rod rests against the ball 28 of the adjusting screw 23.

Die Wirkung der vorstehend beschriebenen Einrichtung ist nach dem Vorangegangenen ohne weiteres verständlich. Bei einer Erwärmung des Temperaturfühlers 29, 31 verschiebt sich der Stab 31 nach unten, während er sich bei einer Abkühlung des Fühlers nach oben verschiebt. Dadurch wird die Prallplatte 4 um das Federgelenk 3 in dem einen oder anderen Sinne gekippt, so daß sie sich der Mündung der Düse 8 nähert oder sich von ihr entfernt. Je nach dem Abstand der Düsenmündung von der Prallplatte stellt sich in dem Schlauch 11 und damit in der Steuerleitung 15 ein verschieden großer Druck ein, welcher die verhältnisgleichen Bewegungen des Stellmotors hervorruft.The effect of the device described above is readily understandable from the foregoing. When the temperature sensor 29, 31 is heated, the rod 31 moves downwards, while it moves upwards when the sensor cools down. As a result, the baffle plate 4 is tilted around the spring joint 3 in one sense or the other, so that it approaches the mouth of the nozzle 8 or moves away from it. Depending on the distance between the nozzle orifice and the baffle plate, a pressure of different magnitude is established in the hose 11 and thus in the control line 15 , which pressure causes the relative movements of the servomotor.

Claims

PATENT CLAIMS. 1. Device for changing the proportional range on proportionally acting regulators without feedback according to patent 1013 908 with a nozzle extending from a base plate to a tiltable baffle plate and freely pivotable over 360 ' around a central pin on the base plate, carrying the baffle plate, in particular for temperature regulators with expansion heat sensor, # characterized in that in a known manner on the baffle plate (4) a scale (16) is provided to read the proportional range and the direction of action, on which the position of the nozzle (8) in relation to the Baffle plate (4) is adjustable by means of a pointer (17) attached to the nozzle, and that concentrically to the proportional range scale (16) there is a setpoint setting scale (21) on which a pointer (22) can be set, which can be set with an in the baffle plate (4) screwable, the relative position of the baffle plate with respect to the position of a Meßglie of the determining adjusting screw (23) which cooperates with the end of the measuring element acting on the baffle plate. 2.

Device according to claim 1, characterized in that the adjusting screw is connected to the end of the measuring element, e.g. B. the metal rod (31), is in a positive connection. 3. Device according to claim 2, characterized in that the resilient intermediate member consists of a ball (28) which is under the action of a spring (27) housed in the adjusting screw (23) .

Documents considered: German Patent No. 858 040; Bulletin 463 15 M 3-52 of Foxboro Company, USA., Pp. 2--1.