DE1523514A1

DE1523514A1 - Stroemungsverstaerker

Info

Publication number: DE1523514A1
Application number: DE19661523514
Authority: DE
Inventors: Boothe Willis Anson; Shinn Jeffrey Norland
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1965-04-30
Filing date: 1966-04-28
Publication date: 1969-08-21
Also published as: US3410291A; FR1513240A; GB1133504A

Description

W6-66/Dr. ν. Β/Ε

GE Docket No. 14D-317O (W.A. Boothe et al)

US-Serial No. 452,115

Piled April J>Q, I965

General Electric Company A

Schenectady N.Y., V.St.A.

Strömuhgsverstärker

Die Erfindung betrifft Leistungsströmungsverstärkerkreise vom Brtickentyp, insbesondere Kreise, bei denen veränderliche Strömungswiderstände von Strömungsverstärkern des Wirbeltyps verwendet werden.

Die Frage der Zuverlässigkeit gewinnt in.vielen Gebieten der Technik, insbesondere der Regeltechnik, zunehmend an Bedeutung. Bei Werkzeugmaschinen, Raketentriebwerken und Brennkraftmaschinen werden zur Steuerung von Strömungen hauptsächlich Ventile, Kolben, Membranen, Flügel und Blenden verwendet. Die Erfahrung hat gezeigt, daß diese mechanischen Steuerglieder die bei weitem häufigste Störungsursache sind. Steuerventile können außerdem im allge-

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meinen nicht leicht repariert werden und bei Anwendungsgebieten wie Raketenmotoren und Innenbrennkraftmaschinen kann ein Ausfall eines solchen Steuergliedes nicht nur die

beeinträchtigen. Punktion der zugehörigen Einrichtung, z.B. eines Fahrzeuges/ sondern sogar deren vollständige Zerstörung zur Folge haben.

In Steuer- und Regelsystemen werden außerdem Verstärker verwendet, um den Pegel von im System auftretenden Signalen zu erhöhen. Diese Verstärker sind gewöhnlich als Leistungsverstärker ausgelegt und dienen dazu, den Leistungspegel eines Steuersignals zu erhöhen, das ein erhebliche Leistung benötigendes Gerät steuern soll. Der Leistungsverstärker stellt also oft dasjenige Element des Steuer- oder Regelsystems dar, das die Last entweder direkt oder indirekt über ein geeignetes Betätigungsglied antreibt. Wegen der Schwierigkeit, nicht einwandfrei arbeitende strömungssteuernde Ventile zu reparieren und der Gefahr, daß bei nicht einwandfreiem Funktionieren erhebliche Schäden auftreten, werden also robuste, dauerhafte und einfache Strömungssteuerelemente für Verstärkerstufen, insbesondere Leistungsverstärkerstufen, benötigt. Es werden insbesondere auch neuartige Einrichtungen zur Steuerung von Strömungen benötigt.

Eine der Hauptaufgaben der Erfindung besteht also darin, einen neuen und gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Leistungsverstärkerströmungskreis anzugeben, der keine beweglichen mechanischen Teile hat.

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Durch die Erfindung wird kurz gesagt ein Strömungskreis vom Brückentyp angegeben, der als Gegentakt-Leladungsverstärker arbeitet. Jeder der vier Strömungskanäle, die die vier Arme des Strömungsbrückenkreises bilden, enthält eine Strömungsdrosselstelle und zwei oder alle vier Drosselstellen sind veränderlich und haben die Form von Wirbel-Strömungsverstärkern. Einem ersten Verbindungspunkt eines ersten Paares von Strömungskanälen wird ein Hauptstrom eines Druckmediums zugeführt und an einem dem ersten Verbindungspunkt diametral gegenüberliegenden zweiten Verbindungspunkt des zweiten Paares von Strömungskanälen wird Druckmedium abgezapft oder abgeleitet. Steuerströmungseinlässen der Wirbel-Strömungsverstärker wird ein Steuer-Druckmedium von einem geeigneten logischen Strömungskreis zugeführt, der im allgemeinen ein Eingangssignal des Steuersystems in ein Gegentakt-Druckströmungssignal genügender Größe umsetzt, um die Wirbel-Strömungsverstärker voll aussteuern zu können. An zwei Ausgangsverbindungspunkten des Brückenkreises zwischen den Einlaß- und Auslaß-Verbindungspunkten des Brückenkreises sind geeignete Anschlüsse angebracht, um die an diesen beiden Zwischenverbindungspunkten auftretenden Gegentakt-Drucksignale einem Stellglied oder anderen Verbraucher zuzuführen. Die Elemente des Gegentakt-Leistungsverstärkerkreises können in einem Bauteil aus einem nichtporösen, formstabilen Material gebildet werden und man erhält ein robustes, dauerhaftes und e infaches Strömungssteuersystemgerät ohne bewegliche mechanische Teile.

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Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigen:

Fig, 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Leistungsverstärkerströmungskreises vom Brückentyp, der zwei Wirbel-Strömungsverstärker enthält;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf den in Fig. 1 nur schematisch dargestellten Strömungskreis;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten " Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem zwei Wirbel-Strömungsverstärker verwendet werden und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit vier Wirbel-Strömungsverstärkern.

Fig. 1 zeigt als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Brücken-Strömungskreis, der als Gegentaktverstärker arbeitet. Der Brückenkreis besteht aus vier Strömungskanälen 10, 11, 12, Ij5# die die vier Arme der Brücke bilden. In jedem der vier Kanäle 1st eine Drosselstelle oder ein Strömungswiderstand angeordnet, von denen zwei oder alle vier veränderlich sein müssen. Bei den in den Fig. 1 und j5 dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung werden zwei veränderliche Strömungswiderstände verwendet, während das

vier

in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel / solcher veränderlicher Strömungswiderstände enthält. Die Kanäle 10, 11 treffen sich in einem Verbindungspunkt 14, die Kanäle 12,

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in einem Verbindungspunkt 15, die Kanäle 10, 12 in einem Verbindungspunkt l6, und die Kanäle 11, 13 in einem Verbindungspunkt 17. Die Strömungskanäle 10, 12 enthalten feste Drosselstellen l8, 19, während die Kanäle 12, 13 veränderliche Strömungswiderstände in Form von Wirbel-Strömungsverstärkern 20, 21 geschaltet sind. Die festen und veränderlichen Strömungswiderstände oder Drosselstellen werden anhand von Fig. 2 noch genauer beschrieben.

Für den Augenblick genügt es zu erwähnen, daß die Verstärker 20, 21 Haupt- oder Leistungsströmungseinlässe bzw. 23, Steuerströmungseinlässe 24 bzw. 25 und Strömungsauslässe 26 bzw. 27 aufweisen. Der Verbindungspunkt 14 steht mit einer Quelle 28 für ein unter relativ konstantem Druck P₀ stehendes Druckmedium in Verbindung, die die Kanäle 11, und die Hauptströmungseinlässe der Verstärker mit Druckmedium speist. Der Verbindungspunkt 15 ist mit einem Abfluß 29 verbunden, zu dem das Druckmedium von den Auslässen der Verstärker in den mit 12b und 13b bezeichneten Teilen der Kanäle 12, 13 strömt. An den Ausgang des Brückenkreises sind geeignete Strömungskanäle angeschlossen, nämlich hler Kanäle 46, 47 an die Verbindungspunkte 16, 17, um einen im allgemeinen weiter weg angeordneten Stellmotor oder Verbraucher 30 zu speisen und zu steuern. Der Druck des durch den Kreis gesteuerten Druckmediums an den Ausgangs- oder Verbraucheranschlußstellen 16, 17 ist mit P_L1 und P,p bezeichnet. Da

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es sich um einen Gegentaktkreis handelt, bei dem der eine Ausgangsdruck zunimmt, wenn der andere abnimmt, sind vorzugsweise die festen Drosselstellen 18, 19 gleichartig aufgebaut, dasselbe gilt auch für die veränderlichen Drosselstellen 20, 21. Unter diesen Voraussetzungen ist der Druck an den Verbindung spunkten 16, 17 im Ruhezustand des Kreises gleich, d.h. ^PL1 = P_L2. Der Stellmotor 30 ist als ein in einem Zylinder angeordneter Kolben dargestellt, der in der Praxis mit einem nichtdargestellten Verbraucher verbunden ist und auf den von entgegengesetzten Seiten die Drücke P_L, bzw. P,p einwirken. Der Verbraucher, z.B. ein Teil einer Werkzeugmaschine, wird also in seiner Lage durch eine Steuereinrichtung gesteuert, in der der beschriebene Brückenkreis den Leistungsverstärkerteil bildet. Die Steuerströmungseinlässe 24, 25 erhalten über Leitungen 32, 33 Druckmedium, dessen Druck P_cl bzw, P_c2 beträgt, von einem logischen Strömungskreis 31· Dem Eingang des logischen Kreises 31 wird im allgemeinen ein Eingangssignal zugeführt, das bei einer Steuerung aus einem Steuersignal und bei einer Regelung aus einem Pehlersignal bestehen kann. In Fig. 1 sind zwei Eingänge für ein Gegentaktsignal dargestellt, selbstverständlich kann man auch ein einziges Signal, das um einen Mittelwert schwankt, über einen einzigen Einlaß zuführen, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Der logische Kreis kann einen oder mehrere Strömungsverstär- · kerkreise enthalten, z.B. einen Oszillator, einen Schwingungsfrequenzdetektor, eine oder mehrere Verstärkerstufen

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und einen geeigneten Wandler, wenn das Eingangssignal nicht die Form einer Strömung hat. Die verschiedenen Kreise sind dabei so miteinander verbunden, daß das Eingangssignal in ein geeignetes Gegentakt-Drucksteuersignal mit den Drücken Pq₁* P-p am Ausgang umgesetzt wird.

Der in Pig. I dargestellte BrUckenkreis arbeitet folgendermaßen: Der Einfachheit halber wird die Arbeitsweise des Kreises anhand eines Lagesteuersystems beschrieben, selbstverständlich läßt sich die Erfindung auch auf die verschiedensten anderen Steuersysteme anwenden, bei denen Parameter wie Drehzahl, Lastverteilung, Druck, Fahrzeuglage oder Temperatur gesteuert werden. Anstelle des linearen Stellmotors 30 können auch andere Stellmotoren verwendet werden, z.B. Schwenk- oder Drehmotoren (Hydraulikmotoren). Für den Anfang sei angenommen, daß sich der Kreis im Gleichgewichtszustand befindet und das Lageeingangssignal am logischen Kreis Jl praktisch Null ist. Der logische Kreis JJl liefert dann Steuersignale praktisch gleicher Drücke, also P_C1 = P_c2. Da die festen Drosselstellen 18, 19 gleichartig aufgebaut sind und daher auch gleiche Einflüsse auf die durchfließende Hauptströmung P_g ausüben und da die unter sich gleichen Steuersignale im Gleichgewichtszustand in den Wirbel-Strömungsverstärkern gleiche Rückdrücke entstehen lassen, sind auch die Ausgangsdrücke Pt₁* Pt ο gleich und der Stellmotor j50 verharrt im Ruhezustand.

Angenommen, das Lageeingangssignal fordere nun eine Änderung der Einstellung des Verbrauchers. Bei diesem über-

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gangszustand wird dem Kreis 31 e*ⁿ Fehlersignal !zugeführt und am Ausgang des Kreises yi treten Gegentakt-Drucksignale unterschiedlicher Größe auf. Wenn der Druck P_cl größer als der Druck P_C2 ist, baut sich im Wirbel-Strömungsverstärker 20 ein größerer Rückdruck als im Gleichgewichtszustand und im Strömungsverstärker 21 ein kleinerer Rückdruck als im Gleichgewichtszustand auf. Der Druck P_L1 am Ausgangsverbindungspunkt 16 ist unter diesen Umständen dann größer als im Gleichgewichtszustand und als der Druck P_L2 ^am Verbindungspunkt 17, der nun kleiner ist als im Gleichgewichtszustand. Der Kolben des Stellmotors j50 wird sich dann in Fig. j50 nach rechts bewegen und den Verbraucher in die durch das Lageeingangssignal geforderte neue Stellung bringen. Wenn andererseits der Druck P_C2 größer als der Druck ?„. ist, entsteht im Wirbel-Strömungsverstärker 21 ein größerer Rückdruck als im Verstärker 20 und der Druck P_L2 am Verbindungspunkt 17 wird größer, während der Druck P_L1 am Verbindungspunkt 16 kleiner wird als im Gleichgewichtszustand und sich der Kolben dementsprechend nach links bewegt. Der beschriebene Leistungsverstärkerbrückenkreis arbeitet also im Gegentakt,

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen praktisch ausgeführten Brückenkreis gemäß Fig. 1. Der Brückenkreis kann aus getrennten Elementen aufgebaut werden, die miteinander durch geeignete äußere Leitungen oder Röhren verbunden sind,

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vorzugsweise werden jedoch alle Elemente des Brückenkreises in einem einzigen Bauteil gebildet, so daß äußere Verbindungsleitungen entfallen können. Bei Fig. 2 ist der Brückenkreis in einem Basisteil 40 gebildet, das praktisch aus jedem beliebigen Material, das formstabil und nicht porös ist und nicht mit dem Druckmedium reagiert, bestehen kann. Verschiedene Kunststoffe sind sehr geeignet für diesen Zweck, da sie unter Anwendung verhältnismäßig niedriger Temperaturen verformt oder gepreßt werden können, um die Kanäle und Strömungswege zu bilden. Man kann jedoch auch Materialien verwenden, die mit Photoätzverfahren verarbeitet werden können und eine einfache Massenfertigung erlauben. Auch Metall oder andere dauerhafte Werkstoffe können benutzt werden, in denen man dann die gewünschten Kanäle dutfch Fräsen oder Gießen bildet. Auf dem Basisteil 4o befindet sich eine Deckplatte 41, die die verschiedenen Kanäle und Strömungswege schließt. Die Kanäle können auch vollständig durch das Basisteil 40 durchgehen, dieses wird dann zwischen zwei Deckplatten angeordnet. Die Deckplatte oder Deckplatten sind an dem Basisteil strömungsdicht befestigt, z.B. mittels einer Anzahl von Schrauben, wie in Fig. 2 angedeutet ist. Das in Fig. 2 dargestellte Basisteil enthält die Strömungskanäle 10, 11, 12a, 135a, 46, 47, die festen Drosselstellen 18, 19, die Verbindungsstellen 14, 16, 17 und die Wirbel-Strömungsverstärker 20, 21. Die Deckplatte 4l ist mit einem Einlaßloch 42 versehen, das mit der Verbin-

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dungsstelle 14 der Kanäle 10, 11 in Verbindung steht und über eine Rohr- oder Schlauchleitung oder dgl. mit der Druckquelle 28'(Pig. 1) verbunden ist. Die Deckplatte 41 weist außerdem ein Einlaßloch 43 auf, das mit dem Ende des Steuerströmungseinlasses 24 in Verbindung steht, ein ähnliches, nichtdargestelltes Einlaßloch ist für den Steuerkanal 25 vorgesehen. Mit dem Ende eines nach innen reichenden Strömungskanals 46 ist ein Ausgangsloch 45 in der Deckplatte 41 verbunden, ein entsprechendes, nicht dargestelltes Ausgangsloch befindet sich über dem Ende eines entsprechenden Kanals 47. An diese Ausgangslöcher werden entsprechende Rohrleitungen oder Schläuche angeschlossen, um das Arbeits-Druckmedium zu dem entfernten Stellmotor (30) zu leiten. Auslaßlöcher 26, der Verstärker 20 bzw. 21 durchsetzen den Boden des Basisteiles 40, sie könnten selbstverständlich ebenso gut auch in der Deckplatte 41 angeordnet sein. Die Auslaßlöcher 26, sind mit äußeren Leitungen 12b, 13b verbunden, die das aus den Wirbel-Strömungsverstärkern abströmende Druckmedium zum Verbindungspunkt 15 und von dort zum Abschluß 29 (Pig. I) leiten. Selbstverständlich können die Einlaß- und Ausgangs- \öcher in der Platte 41 entfallen und die Strömungskanäle zum Rand des Basisteiles 40 durchgeführt werden, wo sie dann mit äußeren Leitungen verbunden werden. Auf alle Fälle sind die die Deckplatte 41 durchsetzenden Löcher oder die Enden der Kanäle am Rand des Basisteiles 40 mit einem Gewinde oder irgend einer anderen Anschlußanordnung versehen, die eine

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dichte Verbindung zwischen den äußeren Leitungen und dem Bitbkenkreis gewährleisten. Selbstverständlich könnten auch die Strömungskanäle 46, 47 von den Verbindungsstellen 16, nach außen und nicht, wie dargestellt, nach innen reichen.

Die Wirbel-Strömungsverstärker werden im wesentlichen durch eine zylindrische Wand 50 im Basisteil 40 und durch einen ebenen Boden 51 begrenzt, die eine becherförmige Kammer bilden. Die zylindrische Wand kann ganz durch das Basisteil 40 reichen, wie schon in Verbindung mit den anderen Strömungskanälen erwähnt worden war, wenn die Kammer auf beiden Seiten ( durch Deckplatten abgeschlossen ist. Die Strömung des Druckmediums wird durch den Haupteinlaß 22 radial in die Kammer des Wirbel-Strömungsverstärkers 20 eingeleitet, der Einlaß wird dabei durchlas eine Ende des Strömungskanals 12a gebildet, der in einer öffnung In der zylindrischen Wand 50 mündet. Da der Kanal 12a radial zur Kammer des Strömungsverstärkers verläuft, strömt das Druckmedium in Abwesenheit einer Steuerströmung radial in die Kammer. Die durch die öffnung 22 in die Kammer fließende Haupt- oder Leistungsströmung wird durch das Druckmedium einer Steuerströmung gesteuert, die durch eine öffnung 52 in der zylindrischen Wand 50 tangential in die Kammer eingeleitet wird. Der Steuerströmungseinlaßkanal 24 endet in einer Drosselstelle oder Düse bei der öffnung 52, Aus der öffnung 52 tritt also ein Strahl der Steuerströmung unter dem Druck P_c- aus, der praktisch senkrecht zu der aus der öffnung 22 austretenden Hauptströmung gerichtet ist. Das

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Druckmedium der in die Kammer eintretenden Haupt- und Steuerströmung tritt durch die öffnung 26 im Boden oder in der Decke der Kammer aus und strömt zum Abfluß 29 ab. Die öffnung 26 liegt im Abstand von der zylindrischen Wand 50 in der Mitte der Kammer, auf den Grund hierfür wird noch näher eingegangen. Der andere Strömungsverstärker 21 ist entsprechend aufgebaut und weist einen Hauptströmungseinlaß 23, einen SteuerStrömungseinlaß 25* der in einer Düse 53 endet und eine Auslaßöffnung 27 auf, von der aus das Druckmedium über die Leitung 13b zum Abfluß 29 abströmt.

Die Wirbel-Strömungsverstärker arbeiten als veränderliche Strömungswiderstände oder Drosselstellen, da die Hauptströmung durch die Kammer durch die Steuerströmung gesteuert wird, so daß man eine Steuereinrichtung ohne mechanisch bewegliche Teile erhält. Der Wirbel-Strömungsverstärker 20 arbeitet wie folgt: Die zu steuernde Hauptströmung wird durch den Kanal 12a und die öffnung 22 in Richtung auf die Auslaßöffnung 26 radial in die Kammer eingeleitet. Anstelle eines mechanisch beweglichen Schließkörpers wird beim Wirbel-Strömungsverstärker ein Strahl eines Steuer-Druckmediums zur Drosselung der Strömung durch die öffnung 22 verwendet. Da der Strahl der Steuerströmung tangential gerichtet ist, wird die aus der öffnung 22 austretende Hauptströmung aus ihrer normalerweise radialen Richtung abgelenkt. Die aus dem geraden Weg zur Auslaßöffnung 26 abge-

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lenkte Hauptströmung beschreibt einen gebogenen, im wesentlichen spiralförmigen Weg und neigt dazu, dem Steuerstrahl in einem im wesentlichen spiralförmigen Weg zur Auslaßöffnung 26 zu folgen. Die wirbeiförmige Steuerströmung in der Kammer läßt einen Rückdruck entstehen, der die Hauptströmung als Funktion des Druckes und der Strömung des Steuerstrahles behindert und damit steuert. Der normale, nicht abgelenkte Verlauf der Hauptströmung ist durch Pfeile 55 angedeutet. Die Hauptströmung verläuft also in erster Linie längs der Pfeile 55i solange kein Druckmedium durch die Steuerdüsen 52, 53 eingeleitet wird. Hauptströmung und Steuerströmung zusammen lassen eine spiralartige Strömung entstehen, wie sie durch die Pfeile 56 angedeutet ist. Bei entsprechend hohem Durchsatz und/oder Druck des Steuerstrahles kann unter* Umständen ein Austreten der Hauptströmung aus den öffnungen 22, 23 ganz verhindert werden, so daß nur noch Steuer-Druckmedium durch die öffnungen 26, 27 abfließt. Im allgemeinen ist der Durchsatz der Hauptströmung beträchtlich größer als der der Steuerströmung. In manchen Fällen kann der Druck der Steuerströ- i mung größer sein als der der Hauptströmung, insbesondere wenn eine erhebliche Drosselung des Flusses der Hauptströmung durch die Kammer des Verstärkers erreicht werden soll. Der Grad der Drosselung der Hauptströmung und damit der Druckabfall am Wirbel-Strömungsverstärker hängen von dem Verhältnis von Durchsatz und Drücken der Haupt- und Steuerströmung ab«

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Im Gleichgewichtszustand, wenn der Verbraucher die Soll-Lage einnimmt, sind die Drücke P_cl, P„₂ der Steuersignale gleich und die beiden HauptStrömungen, die die Wirbel-Strömungsverstärker 20, 21 durchströmen, werden um den gleichen Betrag gedrosselt. Wenn kein Gleichgewicht herrscht, nimmt der Druck der einen Steuerströmung P_C1 oder P_₂ zu, während der Druck der anderen Steuerströmung gleichzeitig abnimmt (bezogen auf den Gleichgewichtswert) und die die Strömungsverstärker durchsetzenden Hauptströme werden dementsprechend verschieden stark gedrosselt. Wenn also, wie oben beschrieben, der Druck P_C1 der Steuerströmung des Verstärkers 20 einen den Gleichgewichtswert übersteigenden Wert hat, baut sich in der Kammer des Verstärkers 20 ein höherer Rückdruck auf und dLe diese Kammer durchfließende Hauptströmung wird stärker gedrosselt als im Verstärker 21, bei dem der Druck P_C2 der Steuerströmung kleiner ist als im Gleichgewichtszustand und die Hauptströmung dementsprechend weniger behindert wird. Die Abnahme der Hauptströmung durch den einen Strömungsverstärker und die gleichzeitige Zunahme der Strömung durch den anderen Strömungsverstärker lassen an den Verbindungsstellen 16, 1? die gewünschten Gegentakt-Druckausgangssignale entstehen.

Da die Auslaßströmung der Wirbel-Strömungsverstärker nicht ganz Null werden kann, solange ihnen eine Eingangsströmung zugeführt wird, während jedoch die Hauptströmung

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praktisch vollständig gedrosselt werden kann, ist es wirkungsvoller, die Wirbel-Strömungsverstärker stromabwärts vom Verbraucher anzuordnen, wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Bei einer solchen Anordnung erhält man größere Gegentakt-Arbeitsdrücke P-. - P^₂ als bei dem Kreis der Pig. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Leistungs-Strömungsverstärkerkreises vom Brückentyp, gemäß der Erfindung, sind die Wirbel-Strömungsverstärker 20, 21 stromaufwärts von der Last 30 angeordnet. Der Kreis der Fig. 3 arbeitet praktisch in der gleichen Weise wie der Kreis der Fig. 1 und 2 mit der offensichtlichen Ausnahme, daß an die Stelle der festen Druckabfälle im Kreis der Fig. 1 zwischen der Verbindungsstelle 14 und den Verbindungsstellen 16, 17 bei Fig. 3 die steuerbar veränderlichen Druckabfälle in den Wirbel-Strömungsverstärkern treten.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden in allen vier Armen des Brückenkreises veränderliche Strömungswiderstände in Form von Wirbel-Strömungsverstärkern verwendet. Es ist dann erfaäerlich, zwei Paare von Gegentakt-Steuer-Strömungssignalen mit den Drücken ^PC1' ^PC4 "¹^ ^PC2 ^PC3 ^{zu erzeu}ßen. Diese beiden Paare von Steuersignalen können identisch sein oder das eine Paar kann gegen das andere durch eine "Vorspannung" versetzt sein, die im logischen Strömungskreis 31 erzeugt wird. Im allgemeinen werden die Steuersignale P_c-, Ρ_βί, einerseits und die Steuersignale P_c2, P_c, andererseits miteinander identisch sein.

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Der Kreis der Fig. 4 ist anpassungsfähiger als die Kreise der Fig. 1 und 3, da keine festen Strömungswiderstände, die

verursachen,
feste Druckabfälle /vorhanden sind und dementsprechend eine komplexere Änderung der Größe jedes der beiden Gegentakt-Last Strömungssignale Pt₁* Prp möglich ist. Nimmt man beispielsweise an, daß die Steuerdrücke P_cl, P^ genügend groß sind, um die Hauptströmung in den zugehörigen Wirbel-StröraungsverstMrkem vollständig zu sperren, so entsteht unter diesen Bedingungen an der rechten Seite des Kolbens des Stellmotors 30 ein maximaler Arbeitsdruck Pt 2* während der Druck P^₁ an. der linken Seite einen minimalen Wert hat. Durch die vorliegende Erfindung wird also ein neuer Gegentakt-Leiot angsverstärker-StrÖtnungskreis vom Brückentyp angegeben, des&en veränderliche Strömungs-Drosselsteilen oder -Widerstände durch Wirbelring-Strömungsverstärker gebildet werden. Der beschriebene Strömungskreis zeichnet sich durch Dauerhaftigkeit, Zuverlässigkeit und praktisch unendliche Lebensdauer aus, da keine mechanisch beweglichen, einem Verschleiß unterworfenen Teile vorhanden sind. Der Kreis ist besonders gut für eine Verwendung unter ungünstigen Umgebungsbedingungen geeignet, 2.B, bei Einwirkung von Kernstrahlung, hohen Temperatüren, Schwingungen und hohen Beschleunigungen. Die Anordnung läßt sich außerdem mit geringen Kosten herstellen, da sie aus praktisch jedem beliebigen Material hergestellt werden kann, das nicht porös ist und eine ausrei-

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chende Pormstabilltät hat. Der beschriebene Kreis läßt sich außerdem mit anderen Strömungskreisen in Steuer- und Regelsystemen zusammenschalten, Üerzu kann man getrennte Verbindungsleitungen verwenden oder auch mehrere, direkt miteinander verbundene Strömungskreise in einem einzigen Werkstoffstück bilden.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die drei beschriebenen Ausführungsbeispiele und den dargestellten Typ von Wirbel-Strömungsverstärkern beschränkt, es können auch andere Arten von Wirbel-Strömungsverstärkern verwendet werden. Es ist auch nicht erforderlich, daß die Arbeitsdrücke ^PL1* ^PL2 *^m Gleichgewichtszustand gleich sind, wenn sich ungleiche Gleichgewichtsdrücke im Hinblick auf die Art der Belastung als wünschenswert erweisen sollten.

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Claims

^Patentansprüche

1. Stronungsverstärker mit einem Brückenkreis, der vier Arme aus j swells einem Strömungskanal enthält, die sich in vier Verbindungsstellen treffen, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Verbindungsstelle (14) mit einer Zuleitung (42) für eine Haupt- oder Leistungsfc strömung verbunden ist; daß eine zweite Verbindungsstelle (15), die der ersten Verbindungsstelle (14) diametral gegenüber liegt, mit einem Abfluß (-29) verbunden istj daß zwischen eine dritte und vierte Verbindungsstelle (ΐβ, 17), die zwischen der ersten und der zweiten Verbindungsstelle liegen, eine Last (30) geschaltet istj daß in zwei nicht in Reihe geschalteten und auf der gleichen Seite der Last liegende Strömungskanäle (10, 11) eine erste bzw. zweite Strömungsdrosselstelle (1δ, 19) geschaltet ist; daß in das zweite Paar nicht in Reihe geschalteter Strömungskanäle (12, IjJ) eine dritte bzw. vierte Strömungsdrosselstelle (20, 21), die veränderlich 1st, geschaltet ist und daß den veränderlichen Strömungsdrosselstellen ein Steuer-Druckmedium zugeführt ist.

2. Strcmungsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten beiden Strömungsdrosselstellen (18, 19) feste Strömungswiderstände sind.

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5. Strömungsverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten beiden Strömungsdrosselstellen veränderliche Strömungswiderstände sind (Pig. 4).

4. Strömungsverstärker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderlichen Strömungsdrosselstellen aus Wirbel-Strömungsverstärkern (20, -21) bestehen.

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