DE1600919A1

DE1600919A1 - Fluessigkeitsanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE1600919A1
Application number: DE19671600919
Authority: DE
Inventors: Toru Yanagisawa
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 1966-03-25
Filing date: 1967-03-25
Publication date: 1970-05-14
Also published as: GB1178295A; NL6703004A; US3424197A; NO119658B

Description

Dipl.-Ing. F.Weickmann, Dr. Ing. A."Weickmann_s Dipl.-Ing. H.Weigkmann Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Patentanwälte

8 MÜNCHEN 27, MOHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 4G3921/22 'DUUw I V

Sumitomo Precision Products

Company Limited,

6, 2-chome, Nishinagasu-Hondori,

Amagasaki City,

Hyogo Prefecture, Japan

Flüssigkeitsanzeigevorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die eine mechanische Verschiebung mit Hilfe eines Flüssigkeitsdruckanseigegerätes anzuzeigen imstande ist.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anzeige einer mechanischen Verschiebung vermag in Verbindung mit einem Drosselventil den Drehgrad dieses Drosselventils und bei Vervendung mit einem Absperrventil den Hub dieses Absperrventils anzuzeigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die den einer Verschiebung einer Welle oder eines Stabes entsprechenden Öffnungsgrad eines Ventils durch einen entsprechenden Flüssigkeitsdruck anzuzeigen gestattet. Diese neu zu schaffende Anzeigevorrichtung soll die jeweiligen Werte verzögerungsfrei anzeigen können, und zwar auch dann, wenn ein mehrere hundert Meter langes Rohr verwendet wird.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Hydraulikkreises, in welchem die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung in Verbindung mit einem Drosselventil verwendet ist.

Fig. 2 zeigt einen senkrechten Schnitt durch ein Anzeigeventil gemäß der Erfindung.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus dem in Fig. 2 dargestellten Ventil mit einem in einer unteren Stellung befindlichen Kolben.< Fig. 4 zeigt in einem Ausschnitt aus dem in Fig. 2 dargestellten Ventil mit dem in einer oberen Stellung befindlichen Kolben.

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Gemäß Pig. 1 wird in einer Speisevorrichtung a gesammeltes Drucköl durch ein Rohr b1 einem Vierweg-Steuerventil c zugeführt. Dieses Ventil besitzt zu seinen beiden Seiten Elektromagnete d1 und d2. Wenn der Magnet d1 erregt ist, gleitet das Steuerventil c nach links; wenn der Magnet d2 erregt ist, gleitet das Steuerventil c nach rechts. Unter dem Steuerventil c ist eine Ventilbetätigungsvorrichtung e vorgesehen, die über zwei Rohre f1 und £2 mit diesem Ventil c verbunden ist. Wenn sich das Steuerventil c nach links bewegt, sind die Rohre b1 und fi miteinander verbunden; das Drucköl gelangt dann von der Speisevorrichtung a durch die Leitungen b1 und £1 zu der Betätigungsvorrichtung e hin. Das von der Betätigungsvorrichtung e abfließende Öl wird durch die Rohre b2 und f2 in einen Ölbehälter h zurückgeleitet. Befindet sich demgegenüber das Steuerventil c in seiner rechten Stellung, so sind die Rohre b1 und b2 mit den Rohren f2 und f1 verbunden. Demgemäß verläuft die Ölströmung in der Ventilbetätigungsvorrichtung e nunmehr in entgegengesetzter Richtung. Mit in der einen oder in der anderen Richtung fließendem Drucköl wird eine Nockenwelle 13 eines Drosselventils i entweder in der einen oder in der dazu entgegengesetzten Richtung gedreht. Das Drosselventil i, das am Boden eines Öltanks angeordnet ist, enthält normalerweise diese Nockenwelle 13. Durch Ds?©kung der Nockenwelle 13 wird eine Kolbenstange 1 (s. Fig. 2) in dam Anaeigeventil j senkrecht verschoben. Eine Brucköffraang des Anssigeveatils ist mit dem Rohr b1 verbunden, über ein Rohr k ist eine Ablaßöffnwag 6 mit einem Ölaufnahmebehälter 1 verbunden s über ein Rohr hi ist eine Anzeigedrucköffnung 7 mit einem Druckmanoineter 14 verbunden. *nQ»in/niRR

Zu der Öffnungs- und Schließvorrichtung des Drosselventils i gehören gemäß Fig. 1 das elektromagnetische Vierweg-Steuerventil c und die Ventilbetätigungseinrichtung e. Die Ventilbetätigungseinrichtung e und das Drosselventil i sind über eine eine Anzeigenocke tragende Welle miteinander verbunden. Das Anzeigeventil j ist derart angeordnet, daß die Kolbenstange 1 mit der Nockenwelle in Kontakt ist. Zur Betätigung des Steuerventils dienende elektromagnetische Tasten sind in der Nähe des Druckmanometers 14 angeordnet. Das Öffnen und Schließen des Drosselventils kann unter gleichzeitiger Beobachtung des die Größe der jeweiligen Öffnung des Drosselventils anzeigenden Druckmanometers 14 geregelt werden. Das Anzeigeventil, die Ventilbetätigungseinrichtung und das Vierweg-Steuerventil sind als ein Satz für jedes Drosselventil im unteren Teil eines Öltanks angeordnet. Die Speisevorrichtung und der Ölvor-

s am
ratsbehälter werden gemein/, verwendet. Die erwähnten Tasten sind über elektrische Kabel mit den Magneten d1 und d2 verbunden; sie befinden sich neben dem Druckmanometer 14, das über eine Leitung m mit dem Anzeigeventil verbunden ist. Das Drosselventil und das Druckmanometer können beispielsweise mehrere hundert Meter voneinander entfernt angeordnet sein.

Wie in Fig. 2 dargestellt, sind in dem Anzeigeventil die Drucköffnung 5 mit dem Rohr b1, das zu dem Ölaufnahmebehälter 1 hinführende Rohr k mit der Auslaßöffnung 6 über der Stelle, an der sich die Drucköffnu_ng 5 befindet, und das zu dem Druckmanometer 14 hinführende Rohr m mit der unteren Öffnung 7 verbunden.

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Im oberen Teil eines zu dem Anzeigeventil gehörenden Ventil-Körpers 9 ist die bei Drehung der oben erwähnten Nockenwelle eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung ausführende Kolbenstange 1 in einer abdichtenden Deckplatte 12 geführt. Im unteren Teil des Ventilkörpers 9 verläuft eine Kopfschraube 17 mit ihrem Gewindeteil durch den Boden nach außen; auf den Gewindeteil dieser Schraube 17 ist eine Mutter 16 aufgeschraubt, und zwar derart, daß der Druck einer unteren Feder 3 geeignet eingestellt ist. In einem zylinderförmigen Hohlraum 11 des Ventilkörpers befindet sich ein Kolben 4 mit einer ringförmigen Kammer 15, die mit radial nach innen verlaufenden Öffnungen 8 versehen ist. Der Kolben 4 ist zwischen der unteren Feder 3 und einer oberen Feder 2 derart angeordnet, daß er eine Stellung einnehmen kann, in welcher die ringförmige Kammer 15 weder mit der Drucköffnung noch mit der Auslaßöffnung 6 verbunden ist. (Diese Stellung wird im folgenden als Ausgleichsstellung bezeichnet). Wenn sich der Kolben in der Ausgleichsstellung befindet, kann das Drucköl weder zu dem Druckmanometer noch zu dem Ölaufnahmebehälter hin · fließen. Von der Unterseite des Kolbens 4 aus erstreckt sich ein durch die erwähnten Radialöffnungen 8 mit der ringförmigen Kammer 15 verbundener Hohlraum 10 in diesen Kolben 4. Dieser Hohlraum 10 läßt in die ringförmige Kammer 15 eintretendes Drucköl zu der Öffnung 7 hin gelangen.

Wenn sich die Nockenwelle 13 von der in Fig. 2 gezeigten Stellung aus in Sichtung des Uhrzeigersinns dreht _p bewegt sich die Kolbenstange 1 aach. !inten (s.Fig₀ 3)J wenn sich die Nockenwelle 13 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn dreht, bewegt sich die

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Kolbenstange 1 nach oben (s. Fig. 4). Gemäß Fig. 3 sind die Öffnung 5, die Kanuner 15, die Öffnungen 8, der zyl inderf örmi ge Hohlraum 10 und die Öffnung 7 miteinander verbunden. Der Anzeigedruck in dem Druckmanometer steigt dabei solange an, bis der Kolben in die Ausgleichsstellung zurückkehrt. Im Unterschied dazu sind gemäß Fig. 4 die Öffnung 7, der zylinderförmige Hohlraum 10, die Öffnungen 8, die Kammer 15 und die Öffnung 6 miteinander verbunden. Der Anzeigedruck in dem Druckmanometer sinkt dabei solange, bis der Kolben in die Ausgleichsstellung zurückgekehrt ist.

Nachstehend wird die Betriebsweise der zuvor erläuterten Anordnung näher erläutert. Wenn sich der Kolben in der Ausgleichsstellung gemäß Fig. 2 befindet, besteht von der Drucköffnung keine wirksame Verbindung zu dem Anzeigeventil. De-.?· Kolben bleibt wegen der auf die obere und die untere Feder wirkenden ausgeglichenen Kräfte stehen. Der Zeiger des Druckmanometers_} der bereits einen gewissen Druck anzeigen mag, bleibt in der zuletzt eingenommenen Stellung stehen. Wird nun die Kolbenstange durch Bewegung der Nockenwelle 13 herabbewegt, so wird die Druckbewegung auf die obere Feder übertragen. Dadurch bewegt sich der Kolben abwärts, und die Drucköffnung 5 gelangt mit der ringförmigen Kammer 15 in Verbindung. Das Drucköl kann dadurch durch die Radialöffnungen 8, den zylinderförmigen Hohlraum 10, die Öffnung 7 und das Rohr m zu dem Druckmanometer hin gelangen. Gleichzeitig drückt das Drucköl den Kolben nach oben. Dadurch wird der Durchtritt von der Drucköffnung 5 zu der

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ringförmigen Kanuner 15 wieder enger, was ,zur Folge hat, daß sich der Druckanstieg zu vermindern beginnt. Wenn der Durchtritt schließlich geschlossen ist, ist der Druckanstieg in dem Rohr m beendet. Der Kolben bleibt in einer Stellung stehen, in der die Kräfte der oberen und der unteren Feder und diE durch den Druck auf den betreffenden Kolben ausgeübten Kräfte ausgeglichen sind. Damit kann die Abwärtsbewegung des Kolbens als entsprechende Druckänderung von dem Druckmanometer abgelesen werden. Bewegt sich die Kolbenstange 1 infolge einer entsprechenden Bewegung der Nockenwelle aufwärts, so vermindert sich die Kraft der auf den Kolben drückenden oberen Feder. Unter der Wirkung der unteren Feder und unter der Wirkung des unter dem Kolben vorhandenen Drucköls bewegt sich der Kolben 4 nunmehr nach oben. Wenn sich der Kolben nach oben bewegt, sind die ringförmige Kammer 15 und die Auslaßöffnung 6 miteinander verbunden. Das Drucköl unter dem Kolben fließt somit durch die Radialöffnungen 8 in die Auslaßöffnung 6 ab (siehe Fig. 4).

Damit beginnt der unter dem Kolben herrschende Druck sich zu vermindern. Ist ein gewisser Druck erreicht, so sind die auf die obere Feder und die untere Feder wirkenden Kräfte und die Kräfte, die der unter dem Kolben herrschende Druck verursacht, ausgeglichen. Damit ist ein Ausgleichszustand erreicht, und die Aufwärtsbewegung des Kolbens hört auf. Gleichzeitig mit der Verminderung des Druckes unter dem Kolben beginnt der betreffende Kolben, sich zufolge der durch die obere Feder ausgeübten Kräfte abwärts zu bewegen. Wenn sich der Kolben abwärtsbewegt hat,

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wlz-ά der die ringförmige Kammer 15 und die Auslaßöffnung 6 verbindende Strömungsweg allmählich enger, bis er schließlich völlig verschlossen ist; damit sind dann die auf den Kolben wirkenden Kräfte ausgeglichen, und der Kolben steht still. Dies b&dautet, daß sich bei Aufwärtsbewegung der Kolbenstange 1 dez* D"T.-'Jk unter dem betreffenden Kolben verhindert und daß damit die Größe der äurch die Verschiebung der Kolbenstange gegebenen Druckänderung von dem Druckmanometer abgelesen werden kann. Durch Ablesen des Dr-iackmanoßieters läßt sich somit der Grad dsr Öffnung des Drosselventils i feststellen.

Vorstehend wurde eine Vorrichtung erläutert, bei der die Eolbsiisiaacfe äs;? iLazeigsvaatils uiii der Nockenwelle derart i.n B'S^tSkWimg st2Jai₅ daß die Kolbenstange durch ein® in der eiasH Q&S2/ tu ä<s:? aacgegeagesetzten £iciitung srfolgeiade Drehung der nael:en*fell's batäüigt werdsa k&mio Anstelle der Nockenwelle l·:;?."^·: Cüjijsh eine kegalföi'-siigs vJ&Ile verwendet werden_o In eiaem ds2-tiE^vcigen iall läßt sick der gleiche Effeiet wie bei Verwendung dsr Nockenwelle &rT<~±cäsu._g und zuar dadurch_t daß die Strömungsriciitiäig des Öles in der ©ii&sa oder in der anderen lichtung άΐϊΛ-ΰΐΐ eine lforiZarts= laic Mäckwärtsbe^egOng der kegelförmigen «alle gesteuert ψ±τύ.

W'srii; dis er-findiaigsgeMäße Vorrichtiing in der oben erläuterten Weisi cirbeiiiö'Ci, ddi-üi iyi^d in dem Fall, dais das Kohr μ offen 2.^:, sccas? seich dc.:i?i_: ίαηώ sich die Flüssigkeit in disssiii Hoiir m "v./ 'Ι'ζύΐΣίt oder 2*.iäi"-::u-LS,2i£ieh'c wici das Voluiiien sich, entsprsciienc

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ändert, oder sogar dann/ wenn der Öldruck in dem Rohr b1 schwankt, bei einer geringen vertikalen Bewegung des Kolbens der Zeiger des Druckmanometers in der von ihm eingenommenen Stellung gehalten und nicht durch die Druckänderung in dem Rohr b1 beeinflußt. Deshalb tritt sogar bei einem mehrere hundert Meter langen Rohr m keine Zeitverzögerung in der Anzeige auf; der Öffnungsgrad des Drosselventils läßt sich somit genau ermitteln.

Oben wurde erläutert, daß bei der vorliegenden Erfindung Magnetschalter an der Stelle angeordnet sind, an der sich das Druckmanometer befindet, so daß das Vierweg-Steuerventil betätigt werden kann, während der Druck von dem Druckmanometer abgelesen wird. Wenn dieses Steuerventil jedoch an der Stelle angeordnet ist, an der das oben erwähnte Druckmanometer vorgesehen ist, und die Rohre b1 und b2 und die Rohre f1 und £2 zu der Stelle hin führen, an der das Steuerventil angeordnet ist, dann kann das Vierweg-Steuerventil unter .Weglassung der Magnetschalter direkt von Hand betätigt werden, während der Druck von dem Druckmanometer abgelesen wird. Damit sind an den jeweiligen Fall angepaßte Modifikationen möglich. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nun nicht nur für die Ventilsteuerung ■.:ines Tanks geeignet, sie kann vielmehr auch in einer Vielzahl i.^;ür Türoffnungs- und -schließvorrichtungen, für Spurschalter-/orrichüungen und dgl. verwendet werden.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält also,kurz gesagt, ein Anzeigeventil, bei dem eine Kolbenstange mit Hilfe einer Nockenwelle betätigbar ist und an das ein Druckmanometer angeschlossen ist, welches den Öffnungsgrad eines Drosselventils anzeigt, das dadurch entsprechend eingestellt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtimg zur Anzeige der Größe einer durch ein Drosselventil in einem eine Druckflüssigkeit führenden Rohr bewirkten Flßssiglcei tsver drängung, dadxirch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Drosselventils (i) eine Betatigungs= well® (13) vorgesehen ist„ daß mit dieser Betätigungsteile (13) e ein ^nzsigciveiitil (j) gekoppelt ist, welches eine der jevrsili·= gea Einstelllang des Drosselventils (i) entsprechende Stellung vermag,, und daß mit dem Anseigeventil (j) ein (14) verbunden ist, das einen von der je-

wsiligen Bswegiangsrichtung des Anseigeventils (j) und damit von der Siastsllisag des Drosselventils (i) abhängigen wert aaseigt=

Vorrichtung n&cfa ikssprueh 1„ dadurch gekennzeichnet „ daß das :il (j) eiaera Veatillcörper (9) mit einem darin be~ SSolBsa (4) enthält,, daß der Ventilkörper (9) Mit einer, zur- iiiiSsksaiMe eier Druckflüssigkeit dienenden Umgangs-(5)ρ mit eis®? zu ©ineis Aufnahmebehälter (l) hin» •ei ^aslaßöffaiaag (S) wiu Mit einer au dem Brackmano= Heater {14} Mrifükreaö©» Anseigedruclcöffnuag (?) versehen ist_c mad daB dlsr- Eolbsa (4) iss. Ssstag auf die in dem Ventilkörper (S) vorgesel'isKOR Öffaimag (S₅ 6 „7) derart ausgebildet ist_p daß =r bsi JBar/sc,i?HG ia <siner er-stsa £a.chtuag eine Vsrbinduag von der SiEigsfigsöffmssig (5) su der ikazeigedruclcöffnusig (7) und bei BssjQcxi-\s iK siasr a^Tjeitea_p sus? ersten Sichtuag entgssgenge= satstüii rdclit'jing eiae Forbindiaiig von der iMg(2igedruclicffataig (Vj ξ ν. cl<;"" i-"-ASl'£3i'?J?iiiisig (6) läsrs teilt <>

, U d ö Ä U / U i ö 5 _ . _

Sc Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) in dem Ventilkörper (9) federnd vorgespannt ist, und zwar derart, daß er jeweils nach erfolgter Bewegung in die erste oder zweite Richtung mit Auftreten eines die jeweilige Federvorspannung kompensierenden Flüssigkeitsdruekes in diesem Ventilkörper in eine mittlere Stellung zurückkehrt, in der keine der in dem Ventilkörper (9) vorgesehenen Öffnungen (5,6,7) miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) als einseitig offener zylinderförmiger Hohlkolben ausgebildet ist, daß von der Außenfläche des Kolbens (4) Durchgänge (8,15) zu einem in dem Kolben (4) befindlichen Hohlraum (10) hin vorgesehen sind und daß zu beiden Querseiten des Kolbens (4) Federn (2_f3 ) angeordnet sind, die den betreffenden Kolben (4) normalerweise in einer mittleren Stellung halten, in der keine der in dem Ventilkörper (9) vorgesehenen öffnungen (5,6,7) miteinander verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) durch eine mit dem Drosselventil (i) verbundene Nockenwelle (13) betätigbar ist.

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5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge~
kennzeichnet, daß der Kolben (4) durch eine mit dem Drosselventil (i) verbundene kegelförmige Welle betätigbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (i) mit einem elektromagnetischen Vierweg-Steuerventil (c) und mit einer Ventilbetätigungseinrichtung (e) verbunden ist.

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