DE1576096A1 - Pneumatisches Steuergeraet - Google Patents

Description

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HONEYWELLINC. IO./OU3O

Frankfurt/Main, den 9.A.1965 IPG 3191 G

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HONEYWELL ING. 2701,Fourth Avenue South Minneapolis 8, Minn/USA

Pneumatisches Steuergerät

Gegenstand der Erfindung ist: ein pneumatisches Steuergerät, wie es insbesondere in Verbindung mit oder als Teil eines Stellungsgebers Verwendung finden kann. Unter Stellungsgeber wird hier ein Gerät verstanden, dessen Ausgangssteuerglied in Abhängigkeit von der Größe eines Eingangssignals seine Lage ändert. Solche Stellungsgeber werden vielfach in Anlagen der Verfahrenstechnik benutzt, um irgendwelche Stellglieder, z.B. Ventile, Schieber oder dgl. zu steuern.

Bei dem pneumatischen Steuergerät gemäß der Erfindung sind zwei, gleichartige, durch ein gemeinsames Stellglied in entgegengesetztem Sinne beeinflußte pneumatische Relais vorgesehen, an deren ansonsten abgedichtete Kammern je eine Ausgangsleitung derart angeschlossen ist, daß bei der Bewegung des Stellgliedes in der einen Richtung die Ausgangsleitung des einen Relais mit einer ersten Anschlußleitung und gleichzeitig die Ausgangsleitung des anderen Relais mit einer zweiten Anschlußleitung und bei entgegengerichteter Bewegung des Stellgliedes die Ausgangsleitung des einen Relais mit der zweiten und gleichzeitig die Ausgangsleitung des anderen Relais mit der ersten Anschlußleitung verbunden wird. ,Dem gemeinsamen Stellglied wird eine von einem oder mehreren Eingangssignalen abhängige Kraft zugeführt,und ein mechanisches Verbindungsgestange führt eine Gegenkopplungs- . kraft auf das gemeinsame Stellglied zurück. Das pneumatische

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Steuergerät gemäß der Erfindung zeichnet sich durch einen extrem niedrigen Druckmittelverbrauch aus, was u.a. darauf zurückzuführen ist, daß beide Relais je einen getrennten Druckmittelanschluß und -auslaß zur freien Atmosphäre aufweisen. Die mechanische Rückführung gewährleistet eine schnelle und genaue Einstellung des an die beiden Ausgangsleitungen angeschlossenen und durch die Druckdifferenz auf diesen beiden Leitungen gesteuerten Stellungsgebers. Die Verwendung zweier gleichartiger Relais senkt die Herstellungskosten und den Aufwand für die Lagerhaltung. Das Steuergerät ist leicht reversierbar, sodaß ein an den Stellungsgeber angeschlossenes Ventil wahlweise mit steigendem Steuerluftdruck geschlossen oder geöffnet werden kann.

Bei Verwendung des neuen Steuergerätes als Teil eines Stellungsgebers sind in Weiterbildung der Erfindung die Ausgangsleitungen der beiden Relais an die zu beiden Seiten eines in einem beidseitig abgedichteten Zylinder verstellbaren Kolbens vorgesehenen Eingänge des Zylinders angeschlossen, wobei das durch den Kolben bewegte Ausgangssteuerglied dieses Differenzdruck-Stellungsgebers mit einem Gestänge zur mechanischen Kraftrückführung verbunden ist und auf das gemeinsame Stellglied eine Rückstellkraft überträgt, deren Größe von der Stellung des Ausgangssteuergliedes abhängt. Im Zuge der mechanischen Rückführung ist vorteilhaft eine an dem gemeinsamen Stellglied angreifende Druckfeder angeordnet, die unter dem Einfluß eines Kurvenscheibenabtasters steht und eine von der Stellung der Kurvenscheibe abhängige Rückführungskraft auf das Stellglied ausübt. Die Kurvenscheibe ihrerseits wird durch das Ausgangssteuerglied des Stellungsgebers verstellt. Es empfiehlt sich, die Verbindungen zwischen den Ausgängen der beiden Relais und den Eingängen des Differenzdruck-Stellungsgebers leicht gegeneinander vertauschbar auszubilden. Vorteilhaft enthält das RUckführungsgestänge ein austausch- oder umkehrbares Glied, durch welches die Abhängigkeit der Rückführkraft

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von der Stellung des Ausgangssteuergliedes veränderbar ist. Hierfür eignet sich beispielsweise eine Kurvenscheibe, die auf gegenüberliegenden Seiten unterschiedlich geformte Führungsflächen für eine Abtastrolle oder dgl. aufweist. Beim Betrieb des neuen Steuergerätes steht die eine Anschlußleitung für die beiden Relais beispielsweise mit der freien Atmosphäre in Verbindung, während über die andere Anschlußleitung Druckluft oder ein anderes unter Druck stehendes Gas zugeführt wird.

Die Kraft zum Verstellen des gemeinsamen Stellgliedes kann beispielsweise in einem Signalumformer, also einem elektromechanischen Wandler oder einem Druck-Kraft-Wandler erzeugt werden.

Die Erfindung und dazugehörige Einzelheiten sollen nachfolgend an Hand der Zeichnungen erläutert werden. Darin zeigen die

Figuren 1 und 2 eine Ausführungsform des neuen Steuergerätes bei Verwendung als Stellungsgeber in verschiedenen Betriebszuständen,

Figur J das pneumatische Steuergerät für sich mit weiteren Konstruktionseinzelheiten und

Figur 4 eine abgewandelte AusfUhrungsform des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Stellungsgebers.

Betrachtet man zunächst den Stellungsgeber gemäß Figur 1, so erkennt man, daß er zwei gleiche und deshalb gegeneinander austauschbare pneumatische Relais 12 und 14 enthält, die sich gleichsachsig gegenüberstehend angeordnet sind. Ferner ist ein Signalwandler 16 und ein aus Zylinder und Kolben bestehender Stellungsgeber 18 sowie eine mechanische RUckführungsvorrichtung 20 vorgesehen. Im Betrieb wird dem Signalwandler 16 das Eingangssignal in Form eines Druckes zugeführt.

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Hierdurch werden die beiden Relais 12 und 14 betätigt, die einen Steuerluftdruck auf die eine oder andere Seite des Kolbens im Differenzdruckgeber liefern, sodaß dessen Ausgangssteuerglied in eine dem Eingangsdruck des Signalumformers 16 entsprechende Lage gebracht wird. Dabei führt die Rückstellvorrichtung 20 eine von der Stellung des Ausgangssteuergliedes abhängige Kraft auf das gemeinsame Stellglied zurück, die der vom Signalumformer 16 auf das Stellglied ausgeübten Kraft das Oleichgewicht hält. Das Gehäuse 22 des Relais 12 ist mit einer Auslaßöffnung 24 versehen, die über den Durchlaß 26 im Gehäuse 22 und den Durchlaß 28 im Gehäuse 30 mit der Auslaßöffnung 32 zur freien Atmophäre in Verbindung steht. In entsprechender Weise ist beim Relais 14 die Auslaßöffnung 34 des Gehäuses 33 über eine Leitung 36 und den Durchlaß 28 im Gehäuseteil 30 ebenfalls mit dem Auslaß 32 zur freien Atmosphäre verbunden.

Das Gehäuse 22 weist ferner eine Einlaßöffnung 38 auf, die über Leitungen 40 und 42 mit einer Anschlußleitung 44 in Verbindung steht, der im Betrieb ein Druckmittel, z.B. gefilterte Druckluft zugeführt wird. Diese Druckluft steht

beispielsweise unter einem Druck von 10 kg/cm . Eine entsprechende Auslaßöffnung des Gehäuses 33 ist über die Leitungen 48 und 50 ebenfalls mit der Anschlußleitung 44 verbunden. Vor jeder der Mündungen der Ein- bzw. Auslässe 24, 34, 38 und 46 ist eine Klappe 52, 54, 56 bzw. 58 angeordnet, die um die Außenkante der Düse schwenkbar ist und durch je eine Blattfeder 60, 62, 64 bzw. 66 in Schließrichtung vorgespannt ist. In Figur 1 sind diese Blattfedern nur teilweise dargestellt. Man erkennt aber aus Figur 3, daß diese Federn mit Hilfe von Schrauben 68, 70, 72 und 74 an den beiden Gehäusen 22 bzw. 33 eingespannt sind.

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Ein gemeinsames Stellglied in Form einer Verbindungsstange ragt durch die Gehäuse 22, J>0 und 33 hindurch, die untereinander und gegenüber der Stange 76 duroh elastische Membranen 78, 8O, 82, 84 bzw. 86 abgedichtet sind. Gegenüber der Stange 76 sind die Membranen durch gleichartige Membranteller-Paare 88, 90, 92, 94 und 96 abgedichtet. Die Stange ist mit vier flanschartigen Ansätzen, Vorsprüngen oder Kragen 98, 100, 102 und 104 versehen, von denen zwei in der Kammer 106 des Relais 12 und zwei in der Kammer 108 des Relais 14 im Abstand voneinander angeordnet sind. Bei der in Figur 1 dargestellten Betriebsweise liegen die beiden Kragen 98 und 108 an den Klappen 52 bzw. 58 an und öffnen die durch diese Klappen und die zugehörigen Düsen gebildeten Ventile. Der Abstand der Kragen 98 bis 104 und der Klappen 52 bis 58 ist derart gewählt, daß in einer neutralen Mittelstellung des Stellgliedes 76 alle Klappen 52 bis 58 geschlossen sind.

Bei einer Bewegung des Stellgliedes 76 in entgegengesetzter Richtung, d.h. nach oben werden, wie Figur 2 zeigt, die Klappe 56 im Relais 12 und die Klappe 54 im Relais 14 geschwenkt und hierdurch die durch diese Klappen zusammen mit den zugehörigen Düsen gebildeten Ventile geöffnet. In der neutralen Mittelstellung ist die Kammer 106 des Relais lediglich mit der Ausgangsleitung 168 und die Kammer I08 des Relais 14 mit der Ausgangsleitung I76 verbunden. Diese Verbindung ist von der Stellung des Stellgliedes unabhängig. Bewegt sich das Stellglied unter dem Einfluß des dem Signalwandler 16 über die Leitung 158 zugeführten Steuerdruckes, wie in Figur 1 gezeigt, nach unten, so wird durch öffnen der Ventile 52/24 und 58/46 einerseits die Kammer I06 des oberen Relais 112 mit dem Auslaß 32 zur freien Atmosphäre und andererseits die Kammer IO8 des unteren Relais 14 mit der Druckluftzuleitung 44 verbunden. Demzufolge gelangt auch die aus der Anschlußleitung 44 in die Kammer 108 einströmende Druckluft über die Ausgangsleitung I76 und die Ver-

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bindungsleitung 178 sowie den linken Anschluß des Differenzdruck-Stellungsgebers 18 auf die linke Seite des Kolbens 174, während die rechts vom Kolben 174 befindliche Kammer im Zylinder l8 über den Anschluß 172, die Verbindungsleitung I70, den Anschluß 168 und die Kammer IO6 des Relais 112 mit der freien Atmosphäre in Verbindung gebracht wird.

Bewegt sich hingegen das Stellglied 76 von der neutralen Mittelstellung aus nach oben, so werden durch die Kragen 100 und 104 die Ventile 56/58 und 54/34 geöffnet, während die beiden anderen in Figur 1 geöffnet dargestellten Ventile geschlossen bleiben. Hierdurch gelangt der Steuerluftdruck nunmehr von der Leitung 44 über die Leitung 42 und den Einlaß 40 in die Kammer 106 des Relais 112 und von dort über deren Auslaß I68 und die Verbindungsleitung 170 zum rechten Anschluß 172 des Stellungsgebers 18. Der linke Anschluß 179 des Zylinders l8 ist über die Leitung 178 und den Anschluß I76 mit der Kammer 108 verbunden, die über das jetzt geöffnete Ventil 54/34 und den Durchlaß 36 mit dem Auslaß 32 zur freien Atmosphäre in Verbindung steht. Die Druckluft wird also jetzt rechts vom Kolben 174 in den Zylinder l8 eingeleitet und drückt diesen nach links. Der Kolben 174 ist mittels eines O-Ringes I80 gegen die Zylinderwand abgedichtet.

Die vom Gehäuse 30 umschlossene Kammer l62 zwischen den beiden Membranen 82 und 84 steht über eine öffnung 166 mit der freien Atmosphäre in Verbindung. Weitere Einzelheiten des konstruktiven Aufbaues der beiden Relais 12 und l4 sowie des Signalumformers l6 und der mechanischen Rückführung 20 sind aus Figur 3 ersichtlich. Hier besteht das gemeinsame Stellglied aus drei Teilen 110, 112 und 114.

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Der Teil 110 ist an seinem oberen Ende mit einem Gewinde 116 versehen und somit einstellbar an den Membrantellern 90 befestigt. Auf das am unteren Ende des Teils 110 vorgesehene Gewinde ist eine Mutter 118 aufgeschraubt, die

die beiden Teile 120 und 122, den Mittelteil eines Federarmkreuzes 124 und den Membranteller 92 gegen den Kragen 100 drückt. Von den drei Armen des Armkreuzes 12o ist in Figur 3 nur einer zu sehen. Die Enden der drei Arme sind durch Schweißstellen 126 befestigt.

Der Teil 112 des Stellgliedes 1J6 ist ebenfalls mit einem Gewinde 128 versehen, welches in den halsförmigen Teil eines im wesentlichen topfförmig ausgebildeten Verbindungsstückes IJO eingeschraubt und durch eine Feststellschraube 132 in seiner relativen Lage zum Teil 120 gesichert ist. Der obere, offene Teil des Verbindungsstückes 130 ist durch Preßsitz an einer Schulter des Teiles 120 befestigt. Eine an ihrem Umfang mit Schlitzen 136 versehene Platte ist ebenfalls auf dem Teil 112 des Stellgliedes befestigt. Durch eine öffnung 138 im Gehäuseteil 30 hindurch kann mit Hilfe eines in die Schlitze 136 eingreifenden Schraubenziehers oder dgl. die Scheibe 134 gedreht und damit der Teil 112 verstellt werden.

Auch der dritte Teil 114 des gemeinsamen Stellgliedes 76 ist an beiden Enden mit Gewinden versehen. Das am oberen Ende vorgesehene Gewinde l40 ist in die Membranteller 94 eingeschraubt, während auf das untere Gewinde 142 eine Mutter 144 aufgesetzt ist, die den Federteller 146, den Ring 148, das Federarmkreuz 150 und die Membranteller 96 gegen den Kragen oder die Wulst 104 drückt. Auch hier sind die drei Enden der Arme des Armkreuzes 150 durch Schweißstellen 152 festgelegt.

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Wie aus den Figuren 1 und 5 ersichtlich ist, weist der Signalumformer l6 eine Druckkammer 154 auf, durch deren Wand 156 die Einlaßleitung 158 geführt ist. Mit Hilfe einer Membran 78 ist die Kammer 154 von der weiteren Kammer I60 getrennt, die ihrerseits über einen Auslaß 164 mit der freien Atmosphäre in Verbindung steht. Zwischen der Kammer 160 des Signalwandlers und der Kammer I06 des Relais 112 ist die Membran 80 eingespannt. Ein Druckmittel dessen Druck von der Qröße irgendeines Signals oder Zustandes abhängt, wird über die Leitung 158 in den Druck-Kraft-Umformer 16 eingeführt. Diesefr Steuerdruck kann sich im Betrieb beispielsweise innerhalb eines bestimmten Bereiches von O bis 2 kg/cm ändern. Steigt der Druck in der Kammer 154 an, so wird die Membran 78 und mit ihr das Stellglied 76 nach unten bewegt. Sinkt der Druck, so bewegen sich Stellglied und Membran 78 aus Gründen, die später noch erläutert werden, in der entgegengesetzten Richtung. Die Membran 78 ist mit Hilfe der Membranteller 88 am Stellglied 76 befestigt.

Wie Figur 1 zeigt, sind die Ausgangsleitungen I68 und 176 der beiden Relais 12 und 14 über flexible Leitungen 170 und 178 mit den Einlassen 172 und 179 des Zylinders l8 verbunden, die zu beiden Seiten des Kolbens 174 liegen. Ändert sich im Betrieb der Druck in den Kammern IO6 und-108 zwischen dem Atmosphärendruck und einem Wert von etwa 10 kg/cm , so ändert sich
Kolbens 174 entsprechend.

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10 kg/cm , so ändert sich der Druck zu beiden Seiten des

Am Kolben 174 ist eine Kolbenstange 182 befestigt, die sich mit dem Kolben verschiebt und durch eine geeignete Abdichtvorrichtung I83 aus dem Zylinder l8 heraustritt. Mit Hilfe eines Stiftes 18^' ist ein mit einer Verzahnung versehener Hebel 184 an der Kolbenstange I82 befestigt und kann wahlweise in verschiedenen Winkelstellungen gehalten werden.

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Auch am anderen Ende des Hebels 184 ist eine Verzahnung Vorgesehen, über die der Hebel 184 mit Hilfe einer Schraube 187 an dem Hohlteil I86 befestigt ist. Ein Stift I88 ist zwischen den parallelen Wänden 189 des Hohlteils 186 verschiebbar und kann mit Hilfe einer Mutter 190 in jeder gewünschten Lage längs eines Schlitzes im Hebel 191 festgeklemmt werden. Der Hebel 191 ist mit der Welle 192 starr verbunden, die ihrerseits drehbar im Träger 194 gelagert ist. Ferner ist mit der Welle 192 das eine Ende eines weiteren Hebels 196 starr verbunden und wird demzufolge beim Schwenken des Hebels 191 mitgeschwenkt. Das andere Ende des Hebels 196 ist mit Gewindelöchern versehen, in die zwei Schrauben 200 und 202 zur Befestigung der Kurvenscheibe einschraubbar sind.

Eine Abtastrolle 204 liegt in Figur 1 an der oberen konkav gewölbten FUhrungsflache der Kurvenscheibe 198 an. Die Rolle 204 ist mit Hilfe einer Welle 206 in einer Gabel 208 befestigt, die von einer Platte 210 getragen wird. Die Platte 210 bildet dabei den unteren Federteller für die Druckfeder 212. Das andere Ende der Feder 212 liegt am Membranteller 96 und damit am unteren Ende des Stellgliedes 76 an.

Die zuvor beschriebenen Teile 184 bis 212 bilden ein Gestänge oder Getriebe für die mechanische Rückführung einer Kraft auf das untere Ende des Stellgliedes 76 und stellen gleichzeitig die Verbindung zwischen dem Ausgangssteuerglied 182 des Stellungsgebers l8 und dem Rüokführungsgestänge dar. Die Rückstellkraft ist nach oben gerichtet und hängt in ihrer Größe von der Zusammendrückung der Feder 212 ab.

Das dem Kolben 174 abgewandte Ende der Kolbenstange 182 ist mit dem einzustellenden Gerät 197, beispielsweise den beweglichen'Teilen eines Ventils in geeigneter Weise verbunden. Wie man sieht, sind der Übersichtlichkeit halber

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nur die zum Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile des neuen Steuergerätes dargestellt andere hingegen weggelassen worden. So sind selbstverständlich geeignete Mittel zur Verbindung der Gehäuse- und Konstruktionsteile 22, 30, 33, 156 und 154 erforderlich.

Der in Figur 2 dargestellte Stellungsgeber stimmt weitgehend mit dem gemäß Figur 1 Uberein. Er unterscheidet sich von diesem erstens dadurch, daß die Kurvenscheibe 198 um l80° gedreht wurde, sodaß nunmehr ihre konvexe Führungsfläche an der Abtastrolle 204 anliegt und daß die Anschlüsse der flexiblen Verbindungsleitungen 170 und 178 an den Stellungsgeber 18 vertauscht wurden, sodaß nunmehr die Leitung I70 an den Einlaß 172 und die Leitung 178 an den Einlaß 179 des Zylinders l8 angeschlossen ist. Dies hat zur Folge, daß die Bewegungsrichtung der Kolbenstange 182 in Abhängigkeit von der Druckänderung des dem Signalumformer 16 zugeführten Signals umgekehrt ist. Ein weiterer Unterschied zwischen den Figuren 1 und 2 betrifft die Stellung der durch das Stellglied 76 gesteuerten Ventile. Figur 1 zeigt die Stellung der Klappen 52 bis 58, wenn das Stellglied durch das Anwachsen des in der Kammer 154 herrschenden Druckes auf die Membran 78 aus seiner neutralen Mittelstellung nach unten bewegt wurde. Figur 2 hingegen zeigt in ähnlicher Weise die Stellung der Klappen 52 bis 58, wenn das Stellglied J6 infolge Verminderung des Druckes in der Kammer 154 aus seiner neutralen Mittelstellung nach oben verschoben wurde.

Wie Figur 1 zeigt, bewirkt eine Bewegung des Stellgliedes nach unten, daß die Klappen 52 und 58 durch die Ansätze und 102 geöffnet werden, während die beiden anderen Ansätze 100 und 104 nicht an den zugehörigen Klappen 54 und 56 anliegen und diese demzufolge durch die Federn 62 und 64 geschlossen gehalten werden. In gleicher Weise werden in

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Figur 2 die Klappen 54 und 56 durch die Ansätze 100 und offengehalten, während die Klappen 52 und 58 geschlossen sind. Eine Bewegung des Stellgliedes J6 nach unten bewirkt also, daß die Kammer 106 mit der freien Atmosphäre in Verbindung gebracht wird, während der Druck in der Kammer 108 infolge deren Verbindung mit der Druckluftquelle 44 anwächst* Umgekehrt bedeutet eine Bewegung des Stellgliedes 76 nach oben, daß der Druck in der Kammer I06 anwächst und die Kammer 108 zur freien Atmosphäre hin geöffnet wird.

Ist der Stellungsgeber in der in Figur 1 gezeigten Weise an das Steuergerät angeschlossen, so verursacht eine Bewegung des Stellgliedes 76 nach unten eine Erhöhung des Druokes im Raum links vom Kolben 174, während der Druck im Raum rechts des Kolbens absinkt. Der Kolben und mit ihm die Kolbenstange bewegt sich deshalb nach rechts. Das dem Kolben 174 abgewandte Ende der Kolbenstange l82 verstellt dabei, in der gewünschten Weise das zu beeinflussende Einstellglied, z.B. den Schließkörper eines den Durchfluß in einer Rohrleitung steuernden Ventils. Durch die Bewegung der Kolbenstange 182 nach rechts werden die Hebel 191 und 196 im Qegenuhrzeigersinn um die Welle 192

geschwenkt, wodurch die Kurvenscheibe 198 den Federteller 210 weiter nach oben drückt und damit die auf das untere Ende des Stellgliedes 76 einwirkende Rückstellkraft vergrößert. Dieser Vorgang hält so lange an, bis die Rückstellkraft groß genug ist, um der infolge des erhöhten Druckes in der Kammer 154 auf das obere Ende des Stellgliedes 76 einwirkenden, nach unten gerichteten Kraft das Gleichgewicht zu halten. Sobald das Kräftegleichgewicht erreicht ist, befindet sich das Stellglied 76 wieder in der neutralen Mittelstellung, in der alle Klappen 52 bis 58 geschlossen sind. In gleicher Weise wird bei einer Verringerung des Druckes in der Kammer 154 das Stellglied 76 zunächst durch die Feder 212 nach oben gedrückt, wodurch

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die Klappen 5β und 58 öffnen. Hierdurch erhöht sich der Druck in der Kammer rechts des Kolbens 15^ im Vergleich zum Druck links des Kolbens. Die Kolbenstange I82 bewegt sich also nach links und schwenkt die Hebel 191 und 196 im Uhrzeigersinn. Hierdurch kann sich die Platte 210 nach unten hin verschieben, wodurch die von der Feder 212 auf das untere Ende der Stange 76 ausgeübte Kraft verringert wird. Auch hier kommt die Stange 76 in der neutralen Mittelstellung zur Ruhe, sobald das Kräftegleichgewicht wieder hergestellt ist. Die als Ausgangseteuerglied des Stellungsgebers dienende Kolbenstange 182 bewegt sich also in Abhängigkeit von der Vergrößerung oder Verringerung des dem Stellungsgeber als Steuersignal zugeführten Druckes nach rechts oder nach links und verstellt dabei gleichzeitig entsprechend das Einstellglied des zu steuernden Gerätes.

Wie bereits erwähnt, sind bei dem Stellungegeber gemäß Figur 2 die Anschlüsse der Leitungen 170 und 178 an den Zylinder II8 vertauscht, sodaß bei einem Anwachsen des Steuerdruckes in der Kammer 15^ des Signalwandlers der Kolben 17^ nach links und beim Absinken des Druckes nach rechts bewegt wird. Ferner ist die Kurvenscheibe 198 um l8o° gedreht am Hebel 196 befestigt und zeigt nunmehr mit ihrer konvex gekrümmten Führungsfläche nach oben. Beim . Schwenken der Hebel 191 und 196 im Gegenuhrzeigersinn kann sich der Federteller 210 nach unten bewegen und damit die auf das untere Ende der Stange 176 einwirkende Rückführkraft verminfern.

Wie man sieht, bildet das neue pneumatische Steuergerät zusammen mit dem Differenzdruck-Stellungsgeber 18 und der mechanischen Rückführung 184, l9l, 198, 20 einen pneumatischen Regler, dessen Sollwert durch den Druck in der Zuleitung 158 zum Signalwandler l6 vorgegeben wird.

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Figur 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die im Prinzip mit der zuvor an Hand von Figur 2 erläuterten übereinstimmt aber hinsiehtlieh der mechanischen Rückführung abgewandelt ist. Die mechanische Rückführungsvorrichtung 214 ist hier derart an das Ausgangssteuerglied 182 des Stellungsgebers l8 angeschlossen, daß dieses und mit ihm das zu steuernde Gerät über größere Bereiche hinweg verstellt werden kann. Figur 4 zeigt deshalb im wesentlichen nur die neue Rückführungsvorrichtung und deren Verbindung mit dem Stellungsgeber und dem pneumatischen Steuergerät.

Die Rückführungsvorrichtung 214 ist hier über eine Verbindungsstange 216 an das Ausgangssteuerglied I82 angeschlossen. Die Stange 216 ist mit einem Gewinde 218 in die Kolbenstange l82 eingeschraubt. Am anderen Ende der Verbindungsstange 216 hält eine Schraube 219 den einen Arm 220 eines Winkels 222, dessen anderer Arm 224 das eine Ende einer Schraubenfeder gegen die Oberfläche der Verbindungsstange 216 drückt. Das andere Ende 228 der Feder 226 ist in das hakenförmige Ende 230 einer weiteren Verbindungsstange 232 eingehängt, deren oberes Ende in eine Platte 234 eingeschraubt ist. Die Platte 234 dient als oberer Federteller für die Feder 236, die sich mit ihrem unteren Ende auf der in das Gewindeloch 240 des U-förmigen Haltestückes 242 eingeschraubten Buchse 238 abstützt. Die Feder 236 drückt den oberen Federteller 234 gegen die Platte 146, die durch eine Schraube 144 am unteren Gewindeende l42 der Verbindungsstange 76 befestigt ist (siehe auch Figur 3)· Die Feder 236 liegt an der Unterseite des Federtellers 234 an und wird zwischen diesem und einem umlaufenden Flansch der Buchse 238 zusammengedrückt. Das die Buchse 238 haltende U-förmige Haltestück 242 ist mit Hilfe zweier Schraubenbolzen 244 und 246 am Gehäuse 194 befestigt. Durch Verstellen der Buchse 238 kann die Federkraft der Feder 236 verändert werden.

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Bei einer Bewegung der Kolbenstange 182 nach unten wird die die Verbindungsstange 2^2 nach unten ziehende Kraft vergrößert und damit die von der Feder 2^6 über den Federteller 234 auf das. untere Ende der Verbindungsstange j6 wirkende, nach oben gerichtete Kraft vermindert. Hierdurch erreicht man die gewünschte Verringerung der auf die Stange 76 wirkenden Rückstellkraft, wie dies zuvor an Hand von Figur 2 ausführlich erläutert wurde.

Die konstruktive Ausbildung des neuen Steuergerätes kann im Rahmen der Erfindung verschiedene Abwandlungen erfahren. Beispielsweise können andere Arten von pneumatischen Relais 12 und 14 vorgesehen werden, vorausgesetzt daß sie bei der Bewegung eines gemeinsamen Stellgliedes in entgegengesetzter Weise beeinflußt werden und eine Ausgangsleitung entweder mit einer ersten oder einer zweiten Anschlußleitung verbinden. Auch der als Signalumformer benutzte Druck-Kraft-Wandler kann durch andere Wandlerarten, beispielsweise durch einen elektro-mechanischen Wandler ersetzt werden. Durch geeignete Signalwandler läßt sich das neue Steuergerät mit jeder gewünschten Art von Eingangssignalen betreiben. Auch kompliziertere Signalumwandler beliebiger Art lassen sich verwenden, wenn beispielsweise die auf das gemeinsame Stellglied einwirkende Kraft von mehreren Signalen in bestimmter Weise abhängen soll. So könnte beispielsweise der Signalumformer 16 in einfacher Weise in einen Differenzdruckwandler umgewandelt werden, indem man ein zweites Signal in Form eines Steuerdruckes an die öffnung 164 des Wandlers l6 anschließt. Dann ist die auf das obere Ende des Stellgliedes 76 einwirkende Kraft vom Druckunterschied in den beiden Kammern 154 und 160 abhängig. Auch der im vorliegenden Ausführungsbeispiel einfach aus Zylinder und Kolben bestehende Stellungsgeber l8 kann durch ähnlich arbeitende Vorrichtungen ersetzt werden, die mit zwei Steueranschlüssen arbeiten.

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Claims (1)

1. HONEYWELL INC. T576096

   IPO 3191 G

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   Patent ansprüche

   1. Pneumatisches Steuergerät, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichartige, durch ein gemeinsames Stellglied (76) in entgegengesetztem Sinne beeinflußte pneumatische Relais (12 und 14) vorgesehen sind, an deren ansonsten abgedichtete Kammern (106 bzw. I08) je eine Ausgangsleitung (I68 bzw. 176) angeschlossen ist, daß bei der Bewegung des Stellgliedes (76) in der einen Richtung die Ausgangsleitung (168) des einen Relais (12) mit einer ersten Anschlußleitung (52) und gleichzeitig die Ausgangsleitung (I76) des anderen Relais (l4) mit einer zweiten Anschlußleitung (44) und bei entgegengerichteter Bewegung des Stellgliedes die Ausgangsleitung (168) des einen Relais (12) mit der zweiten (44) und gleichzeitig die Ausgangsleitung des anderen Relais (l4) mit der ersten Anschlußleitung (32) verbunden wird, daß dem gemeinsamen Stellglied (76) eine von einem oder mehreren Eingangssignalen abhängige Kraft zugeführt wird und ein mechanisches Verbindungsgetriebe oder -gestänge (182, 191, 198, 20) eine Kraft auf das gemeinsame Stellglied zurückführt.

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   2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellkraft dem Stellglied (76) über einen Signalumformer (l6) zugeführt wird, dessen Ausgangssteuerglied mit dem Stellglied verbunden oder einstückig ausgebildet ist.

   ^. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssteuerglied des Signalumformer (l6) an dem einen Ende des Stellgliedes (76) angreift.

   4. Gerät naoh Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalumformer ein Druck-Kraft-Wandler ist.

   5. Gerät naoh einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r ch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Stellglied eine durch die Kammern (106, IO8) beider Relais (12 und 14) hindurchragende Stange (76) ist.

   6. Gerät nach Anspruch 5* d a d u r c h gekennzeichnet, daß von den Kammern umschlossene Teile, beispielsweise Ansätze oder Kragen(98, 100, 102, 104) des Stellgliedes (76) zur Steuerung der Ventile des Relais dienen.

   7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden der Relais (12 und 14)·je ein erstes (24/52) bzw. (54/54) und ein zweites Ventil (38/56) bzw. ($6/58) enthält, die in der neutralen Ausgangsstellung beide geschlossen sind und von denen bei Bewegung des Stellgliedes (76) in der einen oder anderen Richtung jeweils eines geöffnet wird, um die Ausgangsleitung mit der ersten (52) oder der zweiten Anschlußleitung (44) zu verbinden.

   909826/0807 «««HAI.

   8. Gerät nach Anspruch 6 oder 7* dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Ventile eine durch eine Klappe abdeckbare Düse enthält, die Klappen in Schließrichtung federnd vorgespannt sind,und durch an Vorsprüngen des Stellgliedes angreifende Ansätze beim Bewegen des Stellgliedes geöffnet werden können.

   9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r ch gekennzeichnet, daß die erste Anschlußleitung (32) der beiden Relais (12 und 14) mit der freien Atmosphäre in Verbindung steht und der zweiten Anschlußleitung (44) Druckluft oder dgl. zugeführt wird.

   10. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Verbindung zur Kraftrückführung eine an dem gemeinsamen Stellglied (76) angreifende Druckfeder (212 bzw. 236) enthält, die eine von der Stellung des zu steuernden Gerätes (197) abhängige Rückführkraft auf das Stellglied ausübt.

   11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder(212) bzw. (236) an dem dem Signalumformer (l6) abgewandten Ende des Stellgliedes (76) angreift.

   12. Gerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (212) unter dem Einfluß eines Kurvenscheiben-Abtasters (204) steht (Figuren 1 bis 3).

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   1^· Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (198) in Abhängigkeit von der Stellung des zu steuernden Gerätes (197) um eine ortsfeste Achse (192) schwenkbar ist.

   14. Gerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückstellfeder (2^6) eine deren auf das gemeinsame Stellglied (76) ausgeübte Kraft in Abhängigkeit von der Stellung des zu steuernden Gerätes (197) verändernde Übertragungsstange (252) angreift, die über eine Zugfeder (226) mit dem das zu steuernde Gerät beeinflussenden Ausgangssteuerglied in Verbindung steht (Figur 4).

   15· Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleitungen (168, 170) bzw. (176, 178) der beiden Relais (12 und 14) an die zu beiden Seiten eines in einem beidseitig abgedichteten Zylinder (l8) verstellbaren Kolbens (174) vorgesehenen Eingänge (179) bzw. (172) des Zylinders angeschlossen sind und das durch den Kolben bewegte Ausgangssteuerglied (182) dieses Differenzdruck-Stellungsgebers mit dem Gestänge zur mechanischen Kraftrückführung verbunden ist und auf das gemeinsame Stellglied (76) eine Rückstellkraft überträgt, deren Größe von der Stellung des Ausgangssteuergliedes (182) abhängt.

   16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (170, 178) zwischen den Ausgängen (168, 176) der beiden Relais (12, 14) und den Eingängen (179, 172) des Differenzdruck-Stellungsgebers (l8) flexibel und leicht gegeneinander vertauschbar ausgebildet sind und das mechanische Rückführungsgestänge ein austausch- oder umkehr-

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   bares Glied (198) enthält, durch welches die Abhängigkeit der Rückführkraft von der Stellung des Ausgangssteuergliedes (l82) veränderbar ist.

   17. Gerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das austausch- oder umkehrbare Glied eine Kurvenscheibe (198) ist, an der eine Abtastrolle (204) anliegt, und daß die Kurvenscheibe auf gegenüberliegenden Seiten unterschiedlich geformte Führungsflächen für die Abtastrolle aufweist (Figuren 1 und 2).

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