DE1209311B - Elektropneumatischer Messwertumformer - Google Patents

Elektropneumatischer Messwertumformer

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DE1209311B
DE1209311B DEU5996A DEU0005996A DE1209311B DE 1209311 B DE1209311 B DE 1209311B DE U5996 A DEU5996 A DE U5996A DE U0005996 A DEU0005996 A DE U0005996A DE 1209311 B DE1209311 B DE 1209311B
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control valve
pin
switch
coupling
rotatable
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DEU5996A
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English (en)
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Sterling Talmage Martin
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Union Carbide Corp
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Union Carbide Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B5/00Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities
    • F15B5/006Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities with electrical means, e.g. electropneumatic transducer

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Description

  • Elektropneumatischer Meßwertumformer Die Erfindung betrifft einen elektropneumatischen Meßwertumformer mit einer Kupplungseinrichtung zur Übertragung von an einen Servomotor gelieferten Drehimpulsen auf ein Steuerventil eines pneumatischen Speichersystems zur Anzeige und Steuerung, wobei das Steuerventil in eine Ausgangsstellung zurückführbar ist.
  • Bei den meisten Arbeitsvorgängen in industriellen Anlagen ist die bequemste Art der Steuerung durch verschiedene pneumatische Vorrichtungen. Die Signale von verschiedenen Kontrollgeräten müssen daher aus elektrischen Impulsen in die pneumatischen Äquivalente umgewandelt werden. Eine Anzahl dieser bekannten Umwandlungssysteme besteht aus Vorrichtungen, bei welchen das pneumatische Signal genau der veränderlichen elektrischen Speisung der Vorrichtung entspricht. Während diese Art einer Vorrichtung verwendbar ist, wenn das Kontrollgerät in Verbindung mit dem Arbeitsvorgang eine kontinuierliche Messung ausführt und demnach ein kontinuierliches Signal abgibt, werden keine zufriedenstellenden Ergebnisse erhalten, wenn die Kontrollgeräte ihrer Aufgabe entsprechend den betreffenden Arbeitsvorgang periodisch überprüfen müssen. Bei der letzteren Art von Geräten besteht die Leistung aus einer Anzahl von in regelmäßigen Abständen liegenden Impulsen, von welchen nur der Spitzenwert den zu messenden Parameter anzeigt. Für die Verwendung solcher Geräte ist es wünschenswert, über einen Meßwertumformer zu verfügen, der nur auf die Spitzenwerte der Eingangssignale der Vorrichtung anspricht.
  • In manchen Fällen sollen die Amplituden einer Anzahl solcher periodischer Eingangssignale addiert und die erhaltenen Summen unmittelbar aufeinanderfolgend aufgezeichnet werden oder zur Steuerung dienen.
  • Zur Lösung dieser Meß- und Steuerprobleme wird erfindungsgemäß ein elektropneumatischer Meßwertumformer vorgeschlagen, bei dem zwischen den antreibenden Elementen und dem angetriebenen Element einer Magnetkupplung eine gespannte Feder angeordnet ist und bei Freigabe der Kupplung in der Ausgangsstellung des Servomotors das angetriebene Element durch die Federspannung bis zum Anschlag mit einem Getriebeteil drehbar ist, das mit dem pneumatischen Steuerventil einerseits und bei erregter Kupplung mit den antreibenden Elementen Tiber das angetriebene Element andererseits starr verbunden ist. Weitere Merkmale zur zweckmäßigen Ausbildung des Meßwertumformers gehen aus den Unteransprilchen hervor.
  • Die Erfindung wird an Hand des nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 eine auseinandergezogene schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des elektropneumatischen Meßwertumformers gemäß der Erfindung, F i g. 2 einen teilweisen Querschnitt der Vorrichtung gemäß F i g. 1 längs der Antriebswelle, welcher Einzelheiten der Antriebsräder, der elektromagnetischen Kupplung, der beiden drehbaren Zapfen und der Spiralfeder veranschaulicht, F i g. 3 ein Diagramm, das die Wirkungsweise der Vorrichtung bei Addition der Eingangsimpulse veranschaulicht, F i g. 4 ein ähnliches Diagramm, das die Wirkungsweise der Vorrichtung zur Übertragung der Einzelimpulse veranschaulicht.
  • Gemäß den F i g. 1 und 2 wird ein Signal einem üblichen Servomotor 2 durch die Leitungen 4 und 6 zugeführt. Der Motor wandelt dieses Eingangssignal in eine mechanische Drehbewegung oder Winkelverscbiebung um. Das Ritzel8 ist auf der Motorwelle befestigt und treibt das Antriebsrad 10 an, das auf einer drehbaren Welle 12 befestigt ist. Ein Element 18 eines ersten drehbaren Teils ist ebenfalls auf der drehbaren Welle 12 mittels des Bundes 20 und der Stellschraube 22 befestigt. Dieses erste Element 18 bildet die eine Seite oder den treibenden Teil einer Ma-"netkupplung. Die Wicklungen 24 der Magnetkupplung werden durch den Bremshebel 26 an ihrem Platz gehalten, während sich der Rest der Einheit dreht. Ein zweites Element 28 bildet die andere Seite oder den getriebenen Teil der Magnetkupplung. Wenn die Magnetkupplung erregt ist, sind das erste und das zweite Element des ersten drehbaren Teils miteinander gekuppelt und das eine Element folgt der Bewegung des anderen.
  • Ein zweiter drehbarer Teil, der aus einem zweiten Antriebsrad 30 und einem Ritzel 32 besteht, ist angrenzend an den ersten drehbaren Teil angeordnet. Das Antriebsrad 30 und das Ritzel 32 sind starr miteinander verbunden und auf der drehbaren Welle 12 der Antriebsvorrichtung frei drehbar.
  • Zwischen dem ersten Element 18 und dem zweiten Element 28 des ersten drehbaren Teils ist eine federnde Einrichtung 34 angeordnet. Die federnde Einrichtung besteht aus einer flachen, dicht gewickelten Feder, deren eines Ende an der drehbaren Welle 12 oder am ersten Element 18 des ersten drehbaren Teils befestigt ist, da diese starr miteinander verbunden sind, während das andere Ende der Feder mit dem zweiten Element 28 verbunden ist. Die Feder weist eine solche Spannung auf, daß beim Stromloswerden der Magnetkupplung das zweite Element relativ zum ersten Element in der Richtung von der Bezugs- oder Nullstellung wegverdreht wird.
  • Ein Zapfen 14 ist relativ zum zweiten Element 28 des ersten drehbaren Teils radial angeordnet und geeignet, das zweite Element 28 mit der drehbaren Welle 12 wahlweise zu kuppeln. Der Zapfen 14 wirkt auch als Hebelarm, um einen Zapfen 16 zu berühren, der auf dem zweiten Antriebsrad 30 angeordnet ist. Der auf dem zweiten Element 28 des ersten drehbaren Teils befestigte Zapfen 14 erteilt dem zweiten Antriebsrad 30 durch den Zapfen 16 die gleiche Winkelverschiebung, die das zweite Element 28 selbst erfährt.
  • Ein Zahnradsektor 36 ist so angeordnet, daß er durch das am Antriebsrad 30 starr befestigte Ritzel 32 angetrieben wird. Der Zahnradsektor 36 ist auf einer Welle 38 befestigt und erteilt derselben eine Winkelverschiebung, die zur Winkelverschiebung des Antriebsrades 30 proportional ist. Dieses Verhältnis wird durch die Zähnezahl des Ritzels 32 und des Zahnradsektors 36 bestimmt. Auf der Welle 38 ist ein Hebel 40 starr befestigt, der mit dem Steuerarm 41 eines üblichen pneumatischen Steuerventils 42 verbunden ist. Der vom Steuerventil 42 erzeugte Ausgangsdruck ist eine Funktion der Verschiebung des Steuerarmes 41.
  • Der in der Beschreibung verwendete Ausdruck »wahlweise« bezieht sich auf eine willkürliche Einstellung der Teile der Vorrichtung. Die Betätigung der Schalter S-1 bis S-5 und der von denselben gesteuerten Teile der Vorrichtung ist von der Ausbildung der Betätigungsnocken für die Schalter abhängig, die ihrerseits von der gewünschten Wirkungsweise der Vorrichtung abhängt. Nachstehend werden zwei verschiedene Wirkungsweisen der Vorrichtung genauer beschrieben.
  • Das Steuerventil 42 weist eine lineare Beziehung zwischen der Verschiebung des Steuerarms 41 und dem Ausgangsdruck auf, und seine Aufgabe besteht darin, die Winkelverschiebung des zweiten drehbaren Teils und des Zahnradsektors 36 in ein proportionales pneumatisches Signal umzuwandeln. Die Wirkungsweise solcher Regler ist bekannt, und eine genaue Beschreibung erscheint daher nicht erforderlich. Für eine zwangläufige Dreh- oder Winkelverschiebung des Systems aus der Bezugs- oder Nullstellung wird das Bezugssignal durch den Servomotor in eine Winkelverschiebung umgewandelt, die ihrerseits auf die drehbare Antriebsvorrichtung und dann über den ersten drehbaren Teil, den zweiten drehbaren Teil oder das Antriebsrad 30, das Ritzel 32 und den Zahnradsektor 36 als eine proportional verringerte Winkelverschiebung und schließlich über die Welle 38 und die Hebel 40, 41 auf das pneumatische Steuerventil 42 übertragen wird. Die Größe des Ausgangsdrucks des Steuerventils ist daher proportional der Größe des in den Servomotor eingeführten elektrischen Signals.
  • Der Ausgangsdruck des pneumatischen Steuerventils 42 wird in einem pneumatischen System gespeichert, der aus einem Speicherbehälter 50, einem Absperrventil 52, einer Öffnung 54 und einem solenoidgesteuerten Ventil 56 besteht. In der Zeichnung ist das Absperrventil 52 als pneumatisches membrangesteuertes Ventil dargestellt, das durch das solenoidgesteuerte Ventil 56 betätigt wird, welches seinen Betätigungsdruck aus der Hauptluftleitung erhält. Statt eines membrangesteuerten Absperrventils 52 kann aber auch jedes andere unmittelbar betätigte Ventil verwendet werden, das auf ein elektrisches Signal anspricht. Beispielsweise könnte auch ein dem Ventil 56 entsprechendes solenoidgesteuertes Ventil verwendet werden, das die gewünschten Strömungs- und Absperreigenschaften aufweist. Das mit dem Absperrventil beginnende Speichersystem, einschließlich des Behälters 50 und der zu anderen Vorrichtungen, z. B. einer Aufzeichnungsvorrichtung, führenden Leitungen, ist statisch oder geschlossen.
  • In Betrieb wirkt die pneumatische Speichervorrichtung auf folgende Weise: Wenn der Steuerarm 41 des Steuerventils durch den Signalumwandlungsteil der Vorrichtung auf einen bestimmten Punkt eingestellt worden ist, wird der Schalter S-3 geschlossen, wodurch das solenoidgesteuerte Ventil 56 erregt wird und ermöglicht, daß der Hauptleitungsdruck das Absperrventil 52 öffnet, indem der Druck auf dessen Membran zur Wirkung kommt. Wenn der Druck in der Ausgangsleitung des Steuerventils geringer ist als der Druck im Speicherbehälter 50, wird Luft durch das Absperrventil 52 in die Öffnung 54 abgelassen, bis sich der Druck im Speicherbehälter auf den Luftdruck am Ausgang des Steuerventils stabilisiert. Die Entlüftungsöffnung 54 ist genügend klein, so daß das Steuerventil ohne Schwierigkeit den gewünschten Ausgangsdruck aufrechterhalten kann. Die Öffnung 54 hat daher in erster Linie die Aufgabe, Luft austreten zu lassen, wenn der vorher gespeicherte Druck größer ist als ein folgender, der am Ausgang des Steuerventils angezeigt wird. Wenn andererseits der Druck im Speicherbehälter niedriger ist als der Druck am Ausgang des Steuerventils, fließt Luft durch das Absperrventil in den Speicherbehälter, bis die Drücke an beiden Stellen gleich sind. In der Zeichnung sind statische Druckleitungen angegeben, die zu einer entsprechenden Aufzeichnungsvorrichtung oder zu einer Steuervorrichtung führen. In diesen Leitungen sind Druckmeßeinrichtungen angeordnet, die den Druck im Speicherbehälter 50 anzeigen. Da das Speichersystem zwischen den Ablesungen geschlossen ist, wird der vorhergehende Ausgangsdruck des Steuerventils aufrechterhalten, bis das Absperrventil wieder geöffnet wird. Der Schalter S-3, der das solenoidgesteuerfe Ventil 56 öffnet, um eine Ablesung des Ausgangsdrucks des Steuerventils zu bewirken, ist nach einer bestimmten Arbeitsfolge programmiert, wie nachstehend genauer beschrieben wird.
  • Es ist zu bemerken, daß das Antriebsrad 30, das zugehörige Ritzel 32, der Zahnradsektor 36 und der Steuerarm 41 des Steuerventils nicht in die Nullstellung zurückkehren, wenn der Servomotor die drehbare Welle in dieselbe zurückführt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Antriebsrad 30 und das Ritzel 32 auf die Welle nicht aufgekeilt sind und infolge der Trägheit oder des Reibungswiderstandes des mit denselben verbundenen Getriebesystems in der eingestellten Lage zu bleiben trachten. Um dieses System wirksam anzutreiben, muß eine beträchtliche Kraft ausgeübt werden, wenn beispielsweise der am zweiten Element des ersten drehbaren Teils befestigte Zapfen 14 mit dem Zapfen 16 des Antriebsrades 30 oder des zweiten drehbaren Teils in Eingriff kommt. Die Rückführung des Antriebsrades 30 und des Ritzels 32, d. h. des zweiten drehbaren Teils, in die Bezugs- oder Nullstellung erfolgt durch einen Nullstellmotor 44, der den zweiten drehbaren Teil über ein Zahnradvorgelege 46 antreibt. Der Nullstellmotor 44 wird durch einen Schalter S-4 betätigt, der nach einer bestimmten Arbeitsfolge programmiert ist, wie nachstehend genauer beschrieben wird. Im Stromkreis des Nullstellmotors 44 ist ein Grenzschalter S-5 angeordnet, der aus einem Zapfen 48 und einem SchaIterbetätigungsarm 60 besteht. Wenn der Zapfen 48 gegen den Schalterbetätigungsarm 60 stößt, wird der Stromkreis des Nullstellmotors unterbrochen. Dieser Punkt stellt den festgesetzten Null- oder Bezugspunkt des Speichersystems dar und stimmt mit der Nullstellung (keine Eingangssignal-Stellung) der Welle 12 überein. Der Teil 62 am Ende der drehbaren Welle 12 ist lediglich eine Anzeigescheibe, welche auf der Vorderseite des Gehäuses die Stellung der drehbaren Welle anzeigt. Diese Anzeigescheibe bildet keinen wesentlichen Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Wenn der zweite drehbare Teil in die Bezugs- oder Nullstellung zurückgeführt ist, öffnet sich der Grenzschalter S-5, und der Arbeitsgang kann wiederholt werden.
  • Die Schalter S-1, S-2, S-3 und S-4 sind auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet, und ihre Betätigungsarme berühren eine gemeinsame Nockenwelle, die so ausgebildet ist, daß die Vorrichtung die eine von zwei Arbeitsfolgen ausführen kann, wie nachstehend beschrieben wird. Alle Schalter, mit Ausnahme des Schalters S-2, sind gewöhnlich offen, wenn ihre Betätigungsarme nicht mit dem zugehörigen Nockenvorsprung in Berührung stehen. Der Schalter S-2 ist gewöhnlich geschlossen und wird nur während eines kurzen Zeitraums geöffnet, um die Kupplung 18, 28 auszurücken, wie nachstehend in Verbindung mit F i g. 3 erklärt wird. Die unteren Teile der F i g. 3 und 4 zeigen die einem vollständigen Arbeitsgang oder einer Umdrehung der Nockenwelle entsprechende Ausbildung der Nockenvorsprünge. Der stark ausgezogene Teil bezeichnet einen Nockenvorsprung, der am Umfang der Nockenwelle so angeordnet ist, daß er den betreffenden Schalter betätigt. Die Nockenwelle wird durch einen Motor mit konstanter Drehzahl angetrieben.
  • F i g. 3 ist eine graphische Darstellung der Wirkungsweise der Vorrichtung, wenn eine Anzahl getrennter Eingangssignale abgelesen und addiert und nur die Summe dieser Anzahl aufgezeichnet oder abgelesen werden soll. Im oberen Teil der F i g. 3 sind auf der senkrechten Achse die Winkelverschiebungen der verschiedenen Teile der Vorrichtung aufgetragen, wäb-end auf der waagerechten Achse die Zeit aufgetragen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung so eingestellt, daß drei getrennte Impulse gemessen und ihre Größen addiert werden, der Gesamtdruck am Ausgang des Steuerventils abgelesen und das System in die Nullstellung zurückgeführt wird, worauf die Arbeitsfolge von neuem beginnen kann. Selbstverständlich kann aber das System 5, 10 oder bis zu 100 getrennte Impulse ablesen, wobei lediglich der Nockenantrieb für die Schalter S-1 und S-2 entsprechend abzuändern ist.
  • Das Diagramm soll von links nach rechts gelesen werden. Da der Prüfschalter S-1 geschlossen ist, treibt der Servomotor die drehbare Welle in einer Richtung, in welcher sie dem geprüften Impuls folgt. Da die Magnetkupplung erregt ist, treibt das erste Element des ersten drehbaren Teils das zweite Element in die maximale Stellung. Der Zapfen 14 am zweiten Element berührt den Zapfen 16 am zweiten drehbaren Teil oder Antriebsrad 30 und erteilt diesem 'feil die gleiche Winkelverschiebung, die das zweite Element erreicht hat. Wenn das Eingangssignal auf Null oder den Bezugspunkt absinkt, kehren auch die drehbare Welle und der mit derselben verbundene erste drehbare Teil in die Bezugs- oder Nullstellung zurück. Dies ist im Diagramm durch die Reihe von Kreuzen angegeben, welche die Stellung der Scheibe 62 anzeigen, die auf der Welle verkeilt ist und die jederzeit eine genaue Anzeige der Winkelverstellung der Welle gibt. Ein Vorsprung auf den nächsten Nocken öffnet den Schalter S-2 und unterbricht den Stromkreis der Magnetkupplung. Bei Freigabe der Magnetkupplung verdreht die Feder 34 das zweite Element des ersten drehbaren Teils vom Bezugspunkt weg in der Richtung der vorhergehenden Verschiebung, bis der Zapfen 14 auf den Zapfen 16 stößt. Der zweite drehbare Teil und der mit demselben verbundene Zapfen 16 haben infolge der Trägheit des mit ihnen verbundenen Getriebes die erteilte Winkelverschiebung beibehalten. Auch der Zahnradsektor 36, die Welle 38 und der Hebel 40 sind in dieser Stellung verblieben, wie durch die voll ausgezogene Linie mit den kleinen Kreisen angegeben ist, welche den Druck am Ausgang des Steuerventils anzeigt und durch die Drehung des zweiten drehbaren Teils gesteuert wird.
  • Die Stellung des Zapfens 14 ist im Diagramm durch die unterbrochene Linie angegeben. Nunmehr wird der Schalter S-2 wieder geschlossen, wodurch die Magnetkupplung wieder erregt und das zweite Element des ersten drehbaren Teils unmittelbar mit dem ersten Element gekuppelt wird. Hierauf wird der Prüfschalter S-1 durch ein anderes Signal betätigt, so daß der Servomotor den drehbaren Teil der Vorrichtung wieder in eine oberhalb des Bezugspunktes liegende Stellung vorrückt, die der Größe des nächsten Signals entspricht. Da das erste und das zweite Element des ersten drehbaren Teils durch die Magnetkupplung wieder fest miteinander verbunden sind, treibt der Zapfen 14 den Zapfen 16 und damit den zweiten drehbaren Teil um eine Winkelstrecke weiter vom Bezugspunkt weg, die der maximalen Verstellung der drehbaren Welle für dieses Signal entspricht. An diesem Punkt führt der Servomotor die drehbare Welle und die mit derselben verbundenen Teile wieder in die Bezugsstellung zurück. Der Zapfen 14 zieht sich vom Zapfen 16 um eine Winkelstrecke zurück, die der Rückführung der drehbaren Welle durch den Servomotor entspricht. An diesem Punkt unterbricht der Schalter S-2 wieder den Stromkreis der Magnetkupplung, und die Feder verdreht das zweite Element des ersten drehbaren Teils unter Mitnahme des Zapfens 14, bis dieser gegen den Zapfen 16 des dritten drehbaren Teils stößt. Dieser Vorgang wiederholt sich in ähnlicher Weise, entsprechend der Anzahl der eingeführten Eingangssignale. Die bei jedem Eingangssignal durch den Servomotor bewirkte Winkelverschiebung ergibt eine Gesamtwinkelverschiebung des zweiten drehbaren Teils infolge der Klinkenwirkung der Magnetkupplung und der zwischen dem ersten und zweiten Element des ersten drehbaren Teils angeordneten Feder. Diese Gesamtwinkelverschiebung des zweiten drehbaren Teils wird durch den Zahnradsektor 36, die Welle 38 und den Hebel 40 in der oben beschriebenen Weise auf den Steuerhebel 41 des pneumatischen Steuerventils 42 übertragen. Die Stellung des Steuerhebels des Steuerventils und die Größe des Ausgangsdrucks sind daher der Summe der in den Servomotor eingeführten Signale direkt proportional. Nunmehr wird der Schalter S-3 geschlossen, so daß der gesamte Ausgangsdruck des Steuerventils im Speicherbehälter 50 gespeichert wird, wie oben beschrieben wurde. Wenn diese Arbeitsfolge beendet ist, wird der den Nullstellmotor steuernde Schalter S-4 geschlossen und der Schalter S-2 im Stromkreis der Magnetkupplung geöffnet, so daß der Nullstellmotor den zweiten drehbaren Teil und die mit demselben verbundenen Teile (den Spitzenwertableseteil der Vorrichtung) sowie das zweite Element des ersten drehbaren Teils über die Zapfen 16 und 14 in die Bezugs- oder Nullstellung zurückführen kann. Wenn sich das System der Nullstellung nähert, wird der als Grenzschalter wirkende Schalter S-5 geöffnet, um anzuzeigen, wenn der Bezugs- oder Nullpunkt erreicht ist. An diesem Punkt kann ein vollständig neuer Arbeitsgang beginnen. Es ist noch zu bemerken, daß in F i g. 3 die voll ausgezogene Linie mit den kleinen Kreisen die Winkelstellung des Zapfens 16 sowie die relative Größe des Ausgangsdruckes des Steuerventils anzeigt.
  • F i g. 4 zeigt ein ähnliches Diagramm, das eine abgeänderte Wirkungsweise der Vorrichtung veranschaulicht. In diesem Fall wird der Ausgangsdruck des Steuerventils nach jedem Eingangsimpuls, der auf den Servomotor zur Wirkung kommt, in den Speicherbehälter übertragen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ändert sich der am Speicherbehälter angezeigte Luftdruck mit dem Spitzenwert jedes eingehenden Signals. Bei dieser Wirkungsweise der Vorrichtung wird der Zapfen 14 im zweiten Element des ersten drehbaren Teils vorgerückt, bis dieser die drehbare Welle fest berührt, wodurch der zweite drehbare Teil starr mit derselben verbunden wird. Dadurch wird die Verwendung der Magnetkupplung entbehrlich. Diese könnte daher praktisch ganz weggelassen und durch einen unmittelbar auf der Welle befestigten einzigen Teil ersetzt werden, wenn dies die einzige Wirkungsweise der Vorrichtung wäre.
  • Bei dieser Wirkungsweise der Vorrichtung ist der Prüfschalter S-1 geschlossen und bewirkt, da ß in den Servomotor ein Signal eingeführt wird. Der Servomotor verstellt die drehbare Welle wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, aber in diesem Fall wird die Bewegung der Welle durch den mit derselben gekuppelten Zapfen 14 unmittelbar auf das zweite Element des ersten drehbaren Teils übertragen. Der Zapfen 14 kommt mit dem Zapfen 16 in Eingriff und treibt den dritten drehbaren Teil in die vom Servomotor und der drehbaren Welle entsprechend der Größe des Eingangssignals verlangte Stellung der maximalen Winkelverschiebung. Die Winkelverstellung der drehbaren Welle und - in diesem Fall auch - des Zapfens 14 ist im Diagramm durch die Reihe von Kreuzen angegeben. Wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel bleibt der Zapfen 16 in dieser Stellung der maximalen Winkelverschiebung und daher auch der Zahnradsektor 36 und der Steuerhebel 41 des Steuerventils. Das Steuerventil muß innerhalb eines ganz kurzen Zeitraumes in der Ausgangsleitung den erforderlichen Druck ausbilden, worauf der Schalter S-3 das angeschlossene Absperrventil öffnet und der Ausgangsdruck des Steuerventils auf den Speicherbehälter übertragen wird. Nach der Speicherung des Ausgangsdruckes des Steuerventils im Speicherbehälter 50 schließt der Schalter S-4 und erregt den Nullstellmotor, der den zweiten drehbaren Teil und die mit demselben verbundenen Teile in die Bezugs- oder Nullstellung zurückführt. Aus der voll ausgezogenen Linie des Diagramms in F i g. 4 ist ersichtlich, daß der Luftdruck im Speicherbehälter jeweils addiert oder subtrahiert wird, entsprechend dem Spitzenwert des in den Servomotor eingeführten Eingangssignals, der am Ausgang des Steuerventils proportional angezeigt wird. Die unterbrochene Linie gibt die Winkelstellung des Zapfens 16 an und demnach des zweiten drehbaren Teils und aller mit demselben unmittelbar verbundenen mechanischen Teile, einschließlich des Steuerhebels des pneumatischen Steuerventils. Mit einer geringen Einstellung des Zapfens 14 und durch Abänderung der Folgenocken kann daher eine der beiden Wirkungsweisen mit der vorliegenden Vorrichtung ausgeführt werden, ohne von deren grundlegenden Ausbildung abzuweichen.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Elektropneumatischer Meßwertumformer mit einer Kupplungseinrichtung zur Übertragung von an einen Servomotor gelieferten Drehimpulsen auf ein Steuerventil eines pneumatischen Speichersystems zur Anzeige und Steuerung, wobei das Steuerventil in eine Ausgangsstellung zurückführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den antreibenden Elementen (12, 24) und dem angetriebenen Element (28) einer Magnetkupplung eine gespannte Feder (34) angeordnet ist und bei Freigabe der Kupplung in der Ausgangsstellung des Servomotors das angetriebene Element (28) durch die Federspannung bis zum Anschlag mit einem Getriebeteil (30) drehbar ist, das mit dem pneumatischen Steuerventil (42) einerseits und bei erregter Kupplung mit den antreibenden Elementen (12,24) über das angetriebene Element (28) andererseits starr verbunden ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das getriebene Element (28) der Magnetkupplung einen radialen Zapfen (14) aufweist, der mit einem Zapfen (16) des mit dem Steuerventil (42) gekuppelten drehbaren Teils (30) in Eingriff kommt, und daß der Zapfen (14) in radialer Richtung einstellbar ist, um die Kupplung des getriebenen Elements (28) der Kupplung mit einer Welle (12) zu bewirken, auf welcher das treibende Element (18) der Kupplung befestigt ist.
  3. 3. Elektropneumatischer Meßwertumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine motorgetriebene Nockenwelle zur Steuerung eines Schalters (S-2) im Stromkreis der Erregerwicklung (24) der Magnetkupplung, eines Schalters (S-1) für den Servomotor (2), eines Schalters (S-3) für ein Druckvergleichsventil (52) im pneumatischen Speichersystem und eines Schalters (S-4) für einen Motor (44) zum Rückführen des pneumatischen Steuerventils (42) in die Ausgangsstellung vorgesehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 971968, 862109; VDI-Zeitschrift 99 (1957), Nr. 24, August, S.1191 bis 1194.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE862109C (de) * 1950-11-26 1953-01-08 Siemens Ag Kraftverstaerkeranordnung mit Hilfsmotor und Differentialgetriebe
DE971968C (de) * 1953-05-24 1959-04-30 Karl Bester Messwertwandler zur Momentan-Anzeige oder Regelung von durch Drehzahlen darstellbaren Messgroessen

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