DE1548740C3 - Pneumatisch-mechanischer Umformer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Geräte zur Anzeige, und Registrierung von Signalgrößen in Überwachungs- und Steuerungssystemen, insbesondere auf pneumatisch-mechanische Umformer für anzeigende und registrierende Sekundärgeräte.

Es ist ein pneumatisch-mechanischer Umformer bekannt, bei dem das Stellglied in Form einer Langhubmembrane ausgebildet und über Metallbänder mit einer Welle verbunden ist. Als Meßglied dieses Umformers dient eine Membrandose. Der bewegliche Boden dieser Dose steht über einen Übertragungshebel mit einem Verstärker mit Düse und Prallplatte in Verbindung, und zwar so, daß das eine Ende des Übertragungshebels die Prallplatte für den Verstärker bildet. Am Ubertragungshebel greift eine Rückkopplungsfeder an, die über ein Metallband an der erwähnten Welle angebracht ist.

Der Nachteil des bekannten pneumatisch-mechanischen Umformers besteht in seiner verwickelten Konstruktion, die die Hebelübertragung einschließt, sowie in seinem großen Raumbedarf.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die obenerwähnten Nachteile zu beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen pneumatisch-mechanischen Umformer anzugeben, der bei einfachem Aufbau und kleinen Abmessungen eine hohe Übertragungsgenauigkeit besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Meßglied und die Düse des Verstärkers auf dem beweglichen Boden des Stellgliedes angeordnet sind und daß die Rückkopplungsfeder mit dem beweglichen Boden des Meßgliedes verbunden ist, der als Prallplatte des Verstärkers dient.

Die Erfindung wird nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen an Hand der F i g. 1 bis 3 näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen pneumatisch-mechanischen Umformer nach der Erfindung mit einem Stellglied in Form einer Langhubmembrane und einem Meßglied in Form einer Membrandose (Längsschnitt),

F i g. 2 den Längsschnitt eines anderen erfindungsgemäßen pneumatisch-mechanischen Umformers, bei dem das Meßglied in Form eines Faltenbalges ausgeführt ist,

F i g. 3 einen pneumatisch-mechanischen Umformer nach der Erfindung im Längsschnitt, wobei das Stell- und das Meßglied in Form eines Faltenbalges ausgeführt sind.

Wie F i g. 1 erkennen läßt, ist der erfindungsgemäße pneumatisch-mechanische Umformer in einem Gehäuse 1 zusammengebaut. Das Stellglied des Umformers ist die mit ihrer Außenkante zwischen Gehäuse 1 und Gehäusedeckel 3 eingespannte Membrane 2. Auf dem beweglichen Teller 4 der Membrane 2 sind das in Form einer Membrandose 5 ausgebildete Meßglied und die Düse 6 angebracht. Die letztere steht über den Kanal 7 mit der Kammer 8 in Verbindung. Die Kammer 8 ist über den Anschluß 10 mit eingebauter Drossel 9 mit der Zuluftquelle

ίο verbunden. Der Innenraum 11 der Membrandose 5 ist über einen flexiblen Schlauch 12 mit dem Anschluß 13 für die Eingangsdruckleitung verbunden.

Der bewegliche Boden 14 der Membrandose 5 dient als Prallplatte für die Düse 6 und wird von der Rückkopplungsfeder 15 belastet. Das andere Federende ist auf den Gewindedorn 16 angeschraubt, der am Deckel 17 befestigt wird. Zwischen dem Deckel 17 und dem Dorn 16 ist der elastische Dichtungsring 18, und zwischen Deckel 17 und Gehäuse 1 der elastische Dichtungsring 19 eingelegt. Die beiden Dichtungsringe bestehen aus Gummi. Die zwischen Dekkel 17 und beweglichem Teller 4 der Langhubmembrane 2 eingespannte Feder 20 dient als Rückstellfeder der letzteren. Die erzeugte Weggröße wird am Stift 21 abgenommen, der durch die Mittelbohrung des Gewindedornes nach außen herausgeführt ist und durch den Teller 4 der Langhubmembrane 2 betätigt wird. Die Verbindung zwischen Stift 21 und Membranteller 4 kann sowohl starr als auch gelenkig sein.

Der Raum 22 des Umformers ist über den Kanal 23 entweder mit der Außenluft oder mit einer Konstantdruckquelle verbunden.

F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsvariante für den erfindungsgemäßen pneumatisch-mechanischen Umformer, wobei das Meßglied in Form eines Faltenbalges 24 und das Stellglied in Form einer Langhubmembrane 2 ausgebildet sind. Um den störenden Einfluß der Schiefstellung von den Flächen der Düse 6 und des beweglichen Membrantellers 4 gegeneinander zu beseitigen, ist zwischen beiden eine Kugel 25 vorgesehen. Der Faltenbalg 24 ist am beweglichen Teller 4 der Langhubmembrane 2 befestigt. Sein beweglicher Boden 26 dient als Prallplatte des Verstärkers.

F i g. 3 zeigt eine andere Ausführungsvariante für den pneumatisch-mechanischen Umformer nach der Erfindung. Bei dieser Ausführung ist auch das Rückstellglied in Form eines Faltenbalges 27 ausgebildet. Auf dem beweglichen Boden 28 sitzt das Meßglied, das wie in F i g. 2 aus dem Faltenbalg 24 besteht. Der bewegliche Boden 29 des Faltenbalges 24 dient als Prallplatte des Verstärkers.

Der beschriebene Umformer wirkt wie folgt:

Im Betriebszustand ist der Anschluß 10 (F i g. 1) mit der Zuluftquelle und der Anschluß 13 mit der Eingangsdruckleitung verbunden. Steigt der Eingangsdruck an, so dehnt sich die Membrandose 5 aus und der bewegliche Boden 14 der letzteren nähert sich der Düse 6. Dadurch steigt der Druck in der Kammer 8 an. Unter der Wirkung des angestiegenen Druckes in der Kammer 8 verschiebt sich der Teller 4 der Langhubmembrane 2 in Richtung zum Deckel 17.

Durch diese Tellerbewegung wird die Rückkopplungsfeder 15 zusammengedrückt, wobei ihre Widerstandskraft zunimmt. Die zunehmende Federkraft wirkt über den Boden 14 der Membrandose 5 entgegen der Kraftwirkung des Eingangsdruckes. Der be-

wegliche Membranteller 4 wird somit nur so weit verschoben, bis ein Gleichgewicht der erwähnten Kräfte erreicht ist. Im Gleichgewichtszustand erreicht der Abstand zwischen Düse 6 und beweglichem Membrandosenboden 14 einen Wert, bei dem der Druck in der Kammer 8 genau so hoch ist, daß die Kraftwirkungen der Rückkopplungsfeder 15 und des Eingangsdruckes auf die Membrandose 5 gleich werden.

Ein Anstieg der Belastung am Stift 21 wird keine nennenswerte Änderung seiner Lage zur Folge ha-

ben, da hierbei der Druck in der Kammer 8 mitansteigt und die erhöhte Belastungskraft kompensiert. Diese Kompensation ist aber doch mit einer gewissen, zur Erhöhung des Druckes in der Kammer 8 erforderlichen Änderung des Abstandes zwischen Düse 6 und Membrandosenboden 14 und somit der Lage des Stiftes 21 verbunden. Diese Lagenänderung ist aber so gering, daß man sie in der Praxis vernachlässigen kann.

Die pneumatisch-mechanischen Umformer nach den F i g. 2, 3 haben ähnliche Wirkungsweise.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Pneumatisch-mechanischer Umformer mit einem Meß- und einem Stellglied, die beide mit einem' Verstärker mit Düse und Prallplatte verbunden sind, und mit einer Rückführfeder, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßglied (5) und die Verstärkerdüse (6) auf dem beweglichen Boden (4) des Stellgliedes (2) angeordnet sind und daß die Rückkopplungsfeder (15) mit dem beweglichen Boden (14) des Meßgliedes (5) verbunden ist, der als Prallplatte des Verstärkers dient.