DE1523490C3 - Druckmittelbetriebener Alternativverstärker - Google Patents

Description

sigbar kleine Kräfte hervorgerufen. Der Drosselkörper 8 kann demnach, wenn er zu Schwingungen erregt wird, nur von der Masse Wi₁ des Membrankörpers 2 bewegt werden, die bei ihrer Schwingung im Takte den Drosselkörper 8 anstößt.

In der F i g. 3 ist der qualitative Verlauf einer solchen Schwingung der bekannten Verstärkertypen dargestellt. Aus dieser Figur ist zu entnehmen, daß die zunächst etwa sinusförmig gemäß der Bahn X₁ schwingende Masse Wi₁ im Zeitpunkt t — 0 die kleinere Masse Wi₂ anstößt, welche nach dem Stoß die Bahn x„ eines sinusförmigen öffnungshubes beschreibt. Diese Schwingung der Masse W₂ ist durch die Eigenfrequenz des Schwingers und durch die Anfangsgeschwindigkeit bestimmt. Durch die Stoßenergieabgabe weicht die Bahn X₁ vom Zeitpunkt des Stoßes etwas von der Sinusform ab. Nach der Zeit T wird wiederum die kleinere Masse m., von der größeren Masse Wi₁ angestoßen, so daß sich das Schwingungsspiel wiederholt.

In der F i g. 4 ist nun die Masse m₂ des Drosselkörpers 8 gegenüber der Masse Wi₁ des Membrankörpers 2 vergrößert. Bei dieser Ausführungsform prallt die kleinere Masse Wi₁ des Membrankörpers, wie aus der F i g. 5 zu entnehmen ist, von der größeren Masse Wi₂ des Drosselkörpers zurück. Die Geschwindigkeit der Massen Wi₁ wechselt beim Stoß das Vorzeichen, wie der Bahn X₁ in der F i g. 5 zu entnehmen ist. Die Masse Wi₂ des Drosselkörpers hebt sich

ίο dagegen gemäß der Bahn X₂ nur geringfügig vom Ventilsitz ab und gibt einen Einlaßquerschnitt frei, der kleiner ist als der durch den Abstand der beiden Massen bestimmte Auslaßquerschnitt.

Als Material sowohl für die Ventilsitze 10 und 12 als auch für den Drosselkörper 8 kann z. B. Stahl vorgesehen sein. Hierbei beträgt das Verhältnis Wi₂: Wi₁ zweckmäßig 1,5.

Als Membranen werden Rollmembranen aus Kunststoff verwendet, deren Federkonstante vernachlässigbar klein ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es

Patentanspruch: möglich, die Federfesselung des Membrankörpers

sehr klein zu halten, wodurch eine hohe Ansprech-

Druckmittelbetriebener Alternativverstärker mit empfindlichkeit gewährleistet bleibt,

einem im Verstärkergehäuse beweglich angeord- 5 Während die nachfolgend zunächst beschriebenen

neten Membrankörper und einem von dem Mem- Fig. 1 bis 3 zur Erläuterung de^ Standes der Technik

brankörper gesteuerten Drosselkörper, dadurch dienen, ist danach ein Aüsßjhiühgsbeispiel der Erfin-

gekennzeichnet, daß die Masse (m₂) des dung an Hand der Fig. 4 und 5 beschrieben.

Drosselkörpers (8) mindestens so groß ist wie In F i g. 1 ist in einem Verstärkergehäuse 1 der

die MaSSe(WJ₁) dem Membrankörpers (2). io Membrankörper 2 mit Hilfe der Membran 3 und 4

beweglich angeordnet. Oberhalb des Membrankörpers 2 ist ein Raum 5 angeordnet, der über die An-

schlußbohrung 6 mit dem Eingangsdruck p_e beaufschlagt wird. Unterhalb des Membrankörpers 2 be-15 findet sich der Raum 7, in dem der Ausgangsdruck y

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetriebenen gebildet wird. Der Drosselkörper 8, der mit Hilfe der Alternativverstärker mit einem im Verstärkergehäuse relativ schwachen Feder 9 gegen den Ventilsitz 10 beweglich angeordneten Membrankörper und einem gedrückt wird, schließt in der gezeichneten Lage den von dem Membrankörper gesteuerten Drosselkörper. von einem konstanten Vordruck p_v beaufschlagten Alternativverstärker, bei denen ein Drosselkörper 20 Raum 11 ab und gibt zwischen dem Ventilsitz 12 im geringer Masse mit einem gehäusefesten Einlaß- und Membrankörper 2 und dem Druckraum 7 eine Auseinem beweglichen Auslaßventilsitz zusammenwirkt, gangsöffnung frei, die mit dem Atmosphärendruck p₀, wobei der Auslaßventilsitz in einem Membrankörper in Verbindung steht. Der Vordruck p_v wird beispielsmit verhältnismäßig großer Masse angeordnet ist, weise mit 1,4 kp/cm² gewählt, wenn der Ausgangssind bekannt. Diese - Verstärker arbeiten in der 25 druck j> im Bereich zwischen 0,2 und 1,0 kp/cm²-Weise, daß am Membrankörper die Differenz zwi- liegen soll.

sehen Eingangs- und Ausgangsdruck des Verstärkers Dieser Verstärker, bei dem die druckbeaufschlagte gebildet wird. In Abhängigkeit von dieser QjffereTi? Membran 3 einschließlich der oberen Fläche des öffnet der Membrankörper den Einlaß oder Auslaß Membrankörpers 2 größer ist als die< «Fläche der dadurch, daß er seinen Abstand zu dem Drosselkör- 3° Membran 4 und die Unterseite des'Membrankörper verändert. Dadurch kann der Ausgangsdruck pers 2, ordnet dem Eingangsdruck p_e in Abhängigkeit dem Eingangsdruck zugeordnet werden. Bei diesen von dem Flächenverhältnis zwischen den beiden Verstärkertypen wird es als Nachteil angesehen, daß druckbeaufschlagten Seiten des Membrankörpers 2 sie zu selbsterregten Schwingungen neigen. Dabei den Ausgangsdruck y zu.

wird, da eine äußere Erregerkraft fehlt, stets eine be- 35 Aus dem zu dem Verstärker nach F i g. 1 gedachstimmte Menge Druckluft als Energieträger innerhalb ten Schwingungsmodell gemäß F i g. 2 geht nun hereiner Periode in den Verstärker ein- und wieder aus- vor, daß die Masse /M₁ des Membrankörpers 2 bei strömen. Diese Erscheinung hat Schwankungen des den bisher bekannten Ausführungsformen von Ver-Ausgangsdruckes des Verstärkers zur Folge, die sich stärkern bedeutend größer ist als die Masse m., des nachteilig auf die Genauigkeit des Verstärkers aus- 40 Drosselkörpers 8. Für die Betrachtung der Schwinwirken. gungseigenschaften können die Membranen 3 und 4 Zur Vermeidung dieser Nachteile wird bei einem als eine Feder angesehen werden, welchen den Membekannten Alternativverstärker (deutsche Patent- brankörper mit der Masse W₁ mit der Federkonstante schrift 1 208 895) der Membrankörper mittels einer C₁ an das Verstärkergehäuse 1 fesseln. Biegefeder im Verstärkergehäuse gefesselt, um die 45 Die Masse m₂ des Drosselkörpers 8 wird von der Schwingungen des Membrankörpers zu unterdrücken. Feder 9 mit der Federkonstanten C, gegen den Bei dieser bekannten Ausführung wird es aber als gehäusefesten Sitz des Einlaßventils gedrückt. Die Nachteil angesehen, daß die Ansprechempfindlichkeit auf den Membrankörper 2 mit der Masse m_t ausgedurch die zusätzliche Federfesselung des Membran- übten Kräfte sind, wie in -Fig. T schematisch eingekörpers erheblich abnimmt, so daß solche Verstärker 5o tragen, als P_e und Y bezeichnet. Die Bahnen der der Forderung der Praxis kaum genügen. beiden Massen werden durch die Koordinaten X₁ und

Es liegt daher die Aufgabe vor, den Verstärker der x., beschrieben.

eingangs umrissenen Art so zu verbessern, daß er frei " Für die in den folgenden Figuren dargestellten

von selbsterregten Schwingungen ist. Schwingungsvorgänge soll für die Null-Lage der

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß 55 Massen gelten, daß beide Massen sich berühren und

vorgeschlagen, daß die Masse des Drosselkörpers χ — 0 ist, d. h., der Ein- und der Auslaß sind ge-

mindestens so groß ist wie die Masse des Membran- schlossen.

körpers. Wie vorher bereits erwähnt wurde, dient bei dem Dadurch wird die Masse des auf den Drosselkör- dargestellten bekannten druckmittelbetriebenen Alper sich zubewegenden Membrankörpers beim An- ^6o ternativverstärker zur Aufrechterhaltung der Schwinstoß an den Drosselkörper von diesem zurückprallen, gung eine bestimmte Menge Druckluft als Energieso daß sich der Drosselkörper selbst nur geringfügig träger, die, da eine äußere erregende Kraft fehlt, vom Ventilsitz abhebt und nur einen Einlaßquer- innerhalb einer Periode in den Verstärker ein- und schnitt freigibt, der kleiner ist als der durch den Ab- wieder ausströmt. Das hat Schwingungen des Ausstand des zurückgeprallten Membrankörpers vom ⁶S gangsdrucks des Verstärkers zur Folge, die wiederum Drosselkörper bestimmte Auslaßquerschnitt. Beim die Masse W₁ des Membrankörpers zu Schwingungen Erfindungsgegenstand können sich daher kaum anregen. Am Drosselkörper 8 mit der Masse m., werselbsterregte Schwingungen aufrechterhalten. den dagegen vom Ausgangsdruck y nur vernachläs-