DE1548820A1

DE1548820A1 - Steuersystem fuer einen Waagebalken

Info

Publication number: DE1548820A1
Application number: DE1966S0106814
Authority: DE
Inventors: Johannes Sorteberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-10-31
Filing date: 1966-10-31
Publication date: 1969-10-30
Also published as: DE1548820B2

Description

Sie Erfindung betrifft eine neuartige Einrichtung aur Yerbesserung der Stabilität der Messung eines automtieoh ausgeglichenen Waagebalkensystems» das auch Xraftbrttoke genannt werden kann und das sur Jjusung der Gleichung Ax B » 0 ac D benUtst wird» wobei Α,Β,Ο und J) Kräfte darstellen» die auf das Yaagebalkensysten einwirken.

Zn einem alteren Batest wurde ein Vorsohlag sur üösung dieser öleiohung geoaoht· Dieses System war jedoch nicht TÖllig »ufriedenstellend, weil die ursprüngliche pneumatische Kraft-

909844/1047

BAD

brtioke im Betrieb verhältnismäßig langeaa wirkt· Ua eine schneller arbeitende Vorrichtung hersuetellen, d.h. _r das stoßvolumen relativ «ur Zeit au erhöhen, ist bei der Torliegenden Erfindung su diesem Zweck ein Steuerventil vorgesehen. Ea wurde jedoch festgestellt, daß» wenn diese Iraftbrüoke daiu verwendet wurde, eine Quadratwurzel mn slehen, ee unmöglich war, einen beständigen Ausstoß au erhalten, ohne einen verengenden luftkanal in verwenden, wie Ib folgenden erläutert wird.

Zum Zwecke der Erläuterung iet in der beigefügten Zeichnung eine bevorzugte beispielsweise Ausftihrungnfor» der Erfindung dargestellt» die in der Praxis einwandfreie und surerlässige Ergebnisse erbringt, Es wird jedoch betont, daß die verschiedenen Mittel, aus denen die Erfindung besteht, auf verschiedene Weise angeordnet und aufgebaut werden können, und daß die Erfindung nicht auf die dargestellte und beschriebene Anordnung und den Aufbau dieser Mittel, sondern nur durch den umfang der Ansprüche begrenst ist.

Vie aus dem folgenden deutlich wird, betrifft die Erfindung ein neuartiges Waagebalkensteuersystem mit neuartigen Mitteln, um die Stabilität su erhöhen und die Zeit »ur Lösung eines Problems su reduzieren.

909844/ 1047 ^{ßAD 0RJG}'^NAL

Flg. 1 neigt einen Horiaontalachnitt einte WaagebalkeneysteM gemäß der Erfindung einschließlich des Steuerventile, daa in ausgeglichener lage geieigt 1st.

Pig« 2 let ein vergrÖBerter Schnitt des Waagebalken© und einiger seiner daaugehörenden Seile·

Pig. 3 leigt einen Sohnitt länge der Linie 3-3 τοη Pig. 2.

71g. 4 let ein leilsohnitt und seigt das Ventil in seiner AualaBetellung.

Pig. 5 let ein SJeileoanitt und seigt das Steuerventil in Zufuhreteilung, d„h,, te ist *ur Luft hin geöffnet,

Entsprechenöe Seile sind mit denselben Besugaselohen beielohnet.

In der Zeiohnung ist 1 ein Gestell alt eines Luftmotor AM₉ dessen Basis 2 an dem Gestell befestigt 1st· Der Lufteotor hat eine Stange 3, die in ihm angebracht ist und sioh linear bewegen kann« und sein anderes Ende ist alt einer Sohale 4 rer« bunden, die eine Membran 5 innerhalb eines Öehttuees 6 hat· das an der Baeis 2 befestigt ist. Eine Peder 7 wirkt der SInwärtabewegung der Stange 3 entgegen·

Dreh- oder Gelenkroll en 8 und 9 eiteen in einer Laufbahn 10 eines Käfige 11, Die Laufbahn 10 erlaubt eine stitllohe Bewegung der Drelirollen, verhindert jedoch deren Längsbewegung relativ zum Käfig.

9098U/1047 _BÄD

2 Waagebalken 12 und 13 sind an des Gestell durch Blattfedern 14 und 15 aufgehängt, wobei diese seitlieh durch Hebel 16 ,und 17 und Schrauben 18 und 19 verstellbar eind. Die Berührungelinien zwischen den Drehrollen 8 und 9 und den Waagebalken sind die Drehachsen 71 und 1*2. Sie Drehrollen können an irgendeiner Stelle längs der Waagebalken angeordnet werden.

Die Stange 3 ist in einem lager 20 in dem Gehäuse 2 des Luftmotors geführt, und der Käfig 11 flitzt mischen Führungsplatten 21, 22, 23 und 24. Die Drehrollen β und 9 überbrücken die fUhrungsplatten, die - falls vorhanden - die Differenz ■wischen der Kraft A plus B und der entgegengeseteten Kräfte C plus D Aufnehmen, die durch die Lastiellen 1,B₉O und D entstehen, wobei diese paarweise auf derselben Mittellinie über Stoßstangen 25» 26, 27 und 28 auf die Waagebalken einwirken.

Die Waagebalken haben ü-f örmigen Querehnitt und sind mit ΒοΐΒβη 29s 30, 31 und 32 ausgestattet, die den Stoß der Stangen aufnehmen. Die Berührungelinien »wischen den Stoßstangen und den Bolsen werden die Enddrehaohsen der Waagebalken.

Die Waagebalken haben Verlängerungen 37 und 38, die Düsenblocke HI und HR mit Düsen 39 und 40 und Verengungen 41 und 42 gegenüberliegen. Die linke Düse 39 ist an einem Balg 43 ange-

909844/1047 _ÜAn _A

SAD ORIGINAL

bracht, wobei dieser wiederum an einem festen Bl ο öle 44 befestigt ist. Die rechte Düse 40 ist an einem festen Block 45 angebracht.

Die Belaatungezeilen B,0 und D sollen ebenso aufgebaut sein, wie die Belastungsselle A und überdies dieselbe Konstruktion haben, wie in dem älteren Bat ent vorgeschlagen wurde» aber nur eine Lastselle, die mit einer Düsenanordnung oder dem Steuerventil verbunden ist, muß - wie gezeigt - mit einem Balg versehen sein« Die Figuren seigra die Verbindungen svm Ziehen einer Quadratwurzel.

Eingang bsw« die Zufuhr erfolgt zu den Lastsellen B und/oder D_e

Die Rttokdruckansapfung des Düsenbloeks HL steht in Verbindung mit dem Hilfebalg 43 und ist über den Durchgang bsw. die Leitung 46 mit dem Luftmotor AM verbunden. Die Rüokäruokaneapfung des Düsenblooks HR steht über die Leitung 47 mit dem Steuerventil in Verbindung und endigt zwischen der Sappe 43 und der Membran 49. Das Steuerventil besteht ferner aus einem ,Haupt teil §0 mit einer Auslassöffnung 51 und einem, j^ä it en Teil *£&.mit Auslässen 53 und 54. Die AuslaSleitung 54 Jift* ferner einen Auslaß 67. Das Ventil hat ferner einen inneren Teil 55 mit O-Hingen 56 und 57, einem Ventilsita 58, β in» J Ventilscheibe 59 und einer feder 60. Vervollständigt wird Her Aufbau

909844/1047

BAD ORiGiNAL

durch einen Kolben 61 mit einem AuslaBrohr 62; ferner durch eine Rückstellfeder 63 und eine Sichtung 64»

Sie Steuerventilteile 61 und 62 werden durch die Membran 49 und durch die Gleitführung in dem !Teil 55 geführt. Sie Seile 61 und 62 bewegen eich aus der ausgeglichenen Mittelstellung auf und ab entsprechend mit dem Rückdruck in der Leitung 47» der Ton der Düse 40 ausgeht.

In Pig. 1 ist das Ventil geschlossen dargestellt, wie es der fall ist, wenn das System im Gleichgewicht ist. In ?ig. 4 ist das Ventil in einer Auslafistellung gezeigt,was bei einer Abnahme ä«8 Auslad- oder Abgabedruckes der Pail ist. 7ig. 5 seift das Ventil in Zufuhrstellung« d.h. in Verbindung mit der luft, wie es bei einer Zunahme des Auslas- oder AuaetoS-druckea der fall wir··

Beim normalen Betrieb «rad«! die durch A₁B₁C und S dargestellten Iräfte mit Hilf« ▼©» Balgen oder Drucklosen auf die Waagebalken ausgeübt.

Di« Iräfte B und/oder B können durch andere Mittel» wie z.B. Itd«ra, Magnete usw., auf die Waagebalken übertragen werden. Venn das Sytem im Gleichgewicht ist, so ergeben die Momente der

909844/1047

. BAD ORIGINAL

Kräfte A_tB,C und D um die Drehachsen 71 und 12 offenbar die folgenden Gleichungen:

A χ a μ B χ b
0 χ b « D χ a

Durch MuIt iplUcet lon erhält man die Gleichung AxCxaxb* B χ D χ a χ b oder

¹ AxC-BxD

In der Hauptsache interessiert hier das Ziehen der Quadratwurzel, wobei A«O, A² - BD oder A - fm ist.

Wie eingangs erwähnt, ist es schwierig» sines. Ausstoß su erreichen wegen der Verwendung des Steuerventils» das für einen hohen Ausstoß notwendig ist. Mit einer geeigneten Verengung 65 in der Leitung 66, die zu der Belastungszelle A führt, kann diese Schwierigst jedoch völlig überwunden werden. Die Verengung 65 läßt die Luft in die Last-Beile A oder aus dieser Zelle mit einer so kleinen Geschwindigkeit strömen, daß der Luftmotor in der Lage ist, den linken Waagebalken fortlaufend in Gleichgewicht au halten, ohne Rücksicht auf die von dem Steuerventilausstoß herrührenden schnellen Druckänderungen nehmen cu müssen. Ohne Verengung 65 wurden die durch den Luftmotor In ihre Lage gebrachten Drehrollen sich su weit bewegen, wodurch Schwingungen auftreten würden. 9098U/104 7

Wenn somit dae System verwendet wird, um eine Quadrat-

wuTBel su Blähen, arbeitet es wie folgtt

Ausgehend ron einer Olelohgewlohtslage wird angenommen, dad sloh der Slngangsdruok su der Belastungsseile A ändert, wobei dieser gleichseitig der Ausgang aus dem Steuerventil 1st. Dadurch wird das Gleichgewicht auf dem Waagebalken 12 aufgehoben, wodurch sloh die WaagebalkenverlMngeruiig 37 in Richtung auf die Düse 39 su oder τοη dieser weg bewegt, wodurch dnr Rückdruck in der Leitung 46 su dem Luf taotor AN je naohdem erhöht oder vermindert wird, und dieser versucht, die Rollendrehaehsen ?1 und IZ in ihre ursprüngliche Stellung su bringen, um das Gleichgewicht wieder herzustellen. Durch die Änderung der Lage der Drehrollen wird jedoch das Gleichgewicht an dem Waagebalken 13 aufgehoben, wodurch sieh dessen Verlängerung 38 in Richtung auf die Dttse 40 su oder von dieser weg bewegt, wodurch der Rttokdruok in der Leitung 47 # die su der Membrankammer des Steuerventils führt, je naohdem su- oder abnimmt. Das Steuerventil 1st als nioht-Aueapf-Tentil ausgeführt, d.h., wenn das System im eielohgewioht 1st, berührt das Auslasrohr €2 gerade Sie Teilscheibe 59 Im itaer eitsetelluag amf tem Tentil-•£t* 98. Dirok Erhöhung des Drueks auf dl« lanptmemiram 4S «ber dem Wert, «er notwendig 1st fttr 41· nioht amgesamfte

909844/1047 . \ ßAD original

oder öleiohgewichtssteilung, wird das Yetitil geöffnet, um den Auslaß- oder Ausstoßdruok zu erhöhen (?ig. 5) und umgekehrt wird durch Reduzierung des Drucks auf die Membran das Aualaß- oder Abströmrohr zurückgezogen, und der Auslafi- oder AusstoBdruck vermindert. (Pig. 4). In jedem Augenblick werden beide Belastungszellen A und C beeinflußt, da beide mit dem Ausgang des Steuerventils verbunden sindο Bei dem Hocngesohwindigkeitssteuerventil würden die Drehrollen einen zu großen Weg machen, wodurch Schwingungen entstehen würden, die einen instabilen Auslaß bzw. Ausstoß hervorrufen würden, wenn dies nicht duroh die Einführung der Verengung 65 verhindert würde, die in die Leitung zu der Belastungszelle A eingesetzt ist.

Die linke Düse ist mit einem kleinen Balg versehen, um den linken Waagebalken stationär relativ »u dem Traggestell au halten. Die rechte Düse hat keinen Balg, da durch die Verwendung des nloht-anzapfbaren Steuerventils der rechte Waagebalken immer dieselbe Stellung einnimmt, wenn das System im Gleiohgewicht ist, D.h., das Steurventil hält den rechten Waagebalken stationär relativ zu dem Traggestell.

9844/1047 _ßAD

Claims

Patentanspruch

Automatisch ausgeglichenes Waagebalkansteuersystem, gekenn-Beiohnet durch swei Waagebalken, einer Einrichtung zum Übertragen einer Kraft auf jeden Enddrehpunkt dieser Waagebalken, eine bewegliche Drehachse für jeden Waagebalken, wobei diese Drehachsen in fester Besiehung zueinander stehen, um sich im Gleichlauf längs ihrer Waagebalken zu bewegen; ferner durch Einrichtungen zum Ausgleichen der Momente, die auf diese Waagebalken wirken; ferner durch ein Steuerventil mit pneumatischem Ausgangs- bsw. Ausstoßeignal, durch eine Rückkupplung dieses Ausgangs- b«w* Ausstoßeignals auf wenigstens zwei dieser Kraftübertragungseinrichtungen, und schließlich, durch tine Binriohtung eua Variieren der Geschwindigkeit der " Kraftübertragungseinrichtung·», entsprechend diesem Signal.

κ two« m.-Mfc um»

(MHUlNO. 8.ITAMW

So9844/ 10 4 7 BAD ORiGiNAL