DE1601706A1 - Stroemungsmittelservobetaetigungsvorrichtung - Google Patents

Description

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. B/p 6070

The Bendix Corporation, K-sher Building, Detroit, Michigan, USA·

Strömungsmittelservobetätigungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht si oh auf eine Strömungsmittelservobetätigungsvorrichtung, bei der der Strömungsmittelsteuerdruck aus einer Speisequelle mit hohem, geregeltem Strömungsmitteldruck durch eine entfernt angeordnete Eingabeabfühlvorrichtung gesteuert wird, die auf einen veränderlichen Eingangszustand des "Betriebes anspricht.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Strömungsmittelservobatätigungsvorrichtung zur Einstellung eines Abgabesteuerbauteiles entsprechend einem veränderlichen Eingangszustand, das in der Weise arbeitet, daß es ein Eingangssteuerventil betätigt, das den Strömungsmitteldruck in einer Strömungsmittel-. leitung steuert, die mit einer Speisexuelle hohen, geregelten

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Strömungsmitteldruckes über eine "begrenzende Mündung und mit einem Behälter mit niedrigem geregeltem Druck über das Steuerventil verbunden ist, wobei die Vorrichtung eine schwenkbar befestigte Hebelanordnung aufweist, die ein Servoventil betätigen kann, das- einen Servokolben steuert, welcher so geschaltet ist, daß er das Abgabesteuerbauteil betätigt; die Hebelanordnung ist dabei einerseits einem ersten Drehmoment ausgesetzt, das durch eine auf den Strömungsmitteldruck in der leitung ansprechende verschiebbare Wandung erzeugt wird und auf die Hebelanordnung über einen ersten wirksamen Hebelarm einwirkt, und andererseits einem zweiten, entgegengesetzt wirkenden Drehmoment ausgesetzt, das durch eine eine Rückführkraft hervorbringende Vorrichtung erzeugt wird, die auf die Hebelanordnung über einen zweiten wirksamen Hebe.larm wirkt; ferner ist eine Rüokkopplungsvorrichtung vorgesehen, die auf die Lage des Abgabesteuerbauteiles anspricht und die Lange eines der Hebelarme verändert, damit das Abgabesteuerbauteil entsprechend dem Strömungsmitteldruck in der Leitung eingestellt wird.

Nach einem wesentlichen Merkmal vorliegender Erfindung ist die Servobetätigungsvorriohtung dadurch gekennzeichnet, daß die die Rückführkraft erzeugende Vorrichtung eine zweite bewegliche Wandung aufweist, die auf einen Strömungsmittelzwischendruck anspricht, der sich proportional mit dem hohen, geregelten Strömungsmitteldruck aus der Speisequelle ändert, so daß das entgegenwirkende zweite Drehmoment sich proportional mit dem ersten Drehmoment ändert, und daß die Verschiebung des Abgabesteuerbauteiles eine einwandfreie und exakte Beziehung zu dem festge-

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stellten veränderlichen Eingangszustand unabhängig von Änderun- gen in dem hohen, geregelten Strömungsmitteldruck "besitzt,.

Nach einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung wird der ZwischenstrÖmungsmitteldruek in einem Strömungsmittelkanal erzeugt, der einerseits mit der Speisequelle des geregelten Druckes über eine zweite, begrenzende Mündung und andererseits mit dem Hi ederdruckbehälter über ein drittes .Steuerventil, das auf einen anderen veränderlichen Zustand anspricht, verbunden ist„

iJachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen, erläutert. Es zeigen; .

Figo 1 eine schematische Ansicht vorliegender Erfindung, Mg, 2 eine Schnitt ansieht längs der Linie 2-2 nach Figo 1,

Fig« 3 eine schematische Ansicht einer abgeänderten Ausführungsform vorliegender Erfindung,

Fig.. 4 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungs- - form vorliegender Erfindung und

Fig. 5 eine schematische Ansicht einer weiteren, abgeänderten Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. ' 1 ist mit 20 eine Eingabeabfühleinheit bezeichnet, die

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so dargestellt ist, daß sie auf eine veränderliche, abgefühlte Temperatur anspricht, jedoch auch auf andere veränderliche Größen wie ZoB. Druck, Kraft, und dgl_e über entsprechende Abänderungen, wie sie dem Durchschnittsfachmann geläufig sind, ansprechen kann.

Mit 22 ist eine durch Strömungsmitteldruck betätigte Abgabesteuervorrichtung bezeichnet, die in Abhängigkeit von einem Strömungsmitteldruck P , welcher von der Eingabeabfühleinheit 20 gesteuert wird, ein Abgabebauteil einstell er. kann, das Anzeigevorrichtungen, ZeB₀ ein Brennstoffventil in einer Brennstoff steuervorrichtung (nicht dargestellte steuert»

Die Eingabeabfühleinheit 20 weist eine übliche temperaturempfindliche Sonde 24 auf, die einer Speisequelle T gewünschter veränderlicher Temperatur ausgesetzt ist und die sich in Abhängigkeit von der relativen Änderung mit der abgefühlten Temperatur T ausdehnt oder zusammenzieht. Ein Stößel 26, der mit der Sonde 24 verbunden ist und in Abhängigkeit von der Ausdehnung oder Zusammenziehung verschiebbar ist, ist drehbar über einen Stift 28 mit einem Hebel 30 verbunden, der seinerseits schwenkbar mit einem starren Träger 32 verbunden iöt. Eir mit Konturen versehenes Eingabesteuerventil 34» das am freien Ende des Hebels aufgenommen wird, ist relativ zu einer Mündung 36 in einer die Strömung in einer Strömungsmittelleitung 38 steuernden V/eise angeordnet) die Leitung 38 führt von einer Strömungsmittelspeisequelle 40, die einen verhältnismäßig hohen, geregelten Druck P_R

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"besitzt, zu einer Abflußquelle P verhältnismäßig niedrigen Druckes und weist eine starre Querschnittsbegrenzung 42 stromaufwärts in bezug auf die Mündung 36 auf. Die Stellung des Ventiles 34 relativ zur Mündung 36 definiert eine entsprechende Strömungsmitteldurchflußflache der Mündung 36 in Abhängigkeit von der Kontur, die dem Ventil 34 gegeben ist, und erzeugt somit einen entsprechenden Strömungsmitteldruck P in der Strömungsmittelleitung 38 zwischen der Begrenzung 42 und der Mündung 36, wobei der Druck P sich als Punktion der·abgefühlten Temperatur T ändert.

Die gesteuerte Abgabevorrichtung 22, die durch Strömungsmitteldruck betätigt wird, weist einen Balg 44 auf, der im Inneren über einen Durchflußkanal 46 auf den Druck P in der Leitung 38 zwischen der Begrenzung 42 und der Mündung 36 entlüftet wird. Das eine Ende des Balges 44 ist mit einem starren Auflager 48 befestigt, und das entgegengesetzte, verschiebbare Ende weist einen Stößel 50 auf, der sich gegen einen Arm 52 eines Hebels 54 legt. Der Hebel54 ist schwenkbar auf einem starren Wi-derlager 56 befestigt und um eine Achse A-A bewegbar, die im rechten Winkel zu der Ebene nach Fig. Γ angeordnet ist. Ein Servoventil■58, das mit dem freien. Ende eines zweiten Hebelarmes 60 des Hebels 54 befestigt und mit diesem verschiebbar ist, arbeitet mit einer Mündung 62 am Abgabeende eines Durchflußkanales 64 zusammen, der von einer Kammer 66 ausgeht, welche ein Strömungsmittel mit geregeltem Druck p£ aus der Quelle 40 über einen ^urchflußkanal 68 aufnimmt. Ein Kolben 70, der gleitend in der Kammer 66 aufge-

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nommen wird, teilt diese Kammer in veränderliche Volumenkammern 72 und 74, die über eine Strömungsmittelbegrenzung 76 in Verbindung stehen, welche starr im Kolben 70 angeordnet ist₀ Der Kolben 70 weist ein fest vorgegebenes wirksames Flächenverhältnis aufgrund der wirksamen Fläche, die der Kammer 72 ausgesetzt ist, und der verhältnismäßig kleineren wirksamen Fläche, die der Kammer 74 ausgesetzt ist, auf, das durch die Strößel 78 und 80 festgesetzt wird, die von entgegengesetzten Flächen des Kolbens 70 ausgehen und sich durch die entsprechenden Enden der Kammer 66 erstrecken. Ein veränderlicher Druckabfall (P_R - Ρ_χ) wird an der Begrenzung 76 in Abhängigkeit von der Stellung desServoventiles 58 erhalten, das die Ausflußgeschwindigkeit aus der Kammer 72 steuert. Der Kolben 70 nimmt eine stationäre Stellung in Abhängigkeit von einem vorbestimmten, fest vorgegebenen Druck-

P_R
verhältnis -— ein, das durch eine Kulistellung des Servoventiles

^PX

58 festgesetzt wird, Nimmt man an, daß der Kolben 70 nicht erforderlich ist, um einen Federmechanismus oder einen ähnlichen, eine äußere Kraft erzeugenden Mechanismus zu überwinden, ist das Verhältnis —-- etwa gleich dem wirksamen Flächenverhältnis des

^PX " ·

Kolbens 70. Bei normalem Betrieb ergibt sich, daß der Kolben 70 in der einen oder der anderen Richtung in Abhängigkeit von der Relativverschiebung des Servoventiles 58 aus der Nullstellung betätigt wird, und daß er eine festvorgegebene Stellung einnimmt, wenn der erwünschte Druck P·^ in der Nullstellung des Ventiles 58 erzeugt wird.

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Ein zweiter Balg 82, der im Inneren auf den geregelten Druck P_R über den Durchflußkanal 84, der von dem Durchflußkanal 68 ausgeht, entlüftet wird, ist am einen Ende mit einem starren Auflager 86 "befestigt. Das entgegengesetzte, verschiebbare Ende 88 des Balges 82 nimmt ein Tischbauteil 90 auf, das starr damit befestigt ist und das mit.einem Messerkantenspurteil 92 versehen ist_o Der Balg 82 wird von einem Strömungsmittel verhältnismäßig niedrigen Abflußdruckes P umgeben und erzeugt eine Kraft, die das Tischbauteil 90 nach oben zu drücken versucht, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, und zwar in Abhängigkeit von dem Druck-

des unterschied (P^ - P ),der auf die wirksame Fläche/verschiebbaren

Endes 68 einwirkt.

Wie noch deutlicher in Fig. 2 gezeigt ist, weist der Hebel 54 parallele, im Abstand angeordnete, Messerkantenspurteile 94 und 95 auf, die sich parallel zum Spurteil 92 erstrecken,» Im Abstand angeordnete Rollenbauteile 96, 97 und 99 weisen jeweils eine in Umfangsrichtung verlaufende V-förmige Aussparung 98 an diesen Rollen auf und die Rollen sind zwischen dem Tisch 90 und dem Hebel 52 angeordnet, wobei die entsprechenden Spurteile 92, 94 und 95 antriebsmäßig in Eingriff mit den Aussparungen 98 der Rollbauteile 96, 97 und 99 stehen. Die Rollenbauteile 96, 97 und 99 sind drehbar auf zugeordneten entsprechenden Antireiblagern 100 befestigt, die von einem Stift 102 aufgenommen werden, welcher mit im Abstand angeordneten Enden 103, 103* eines gegabelten Verbindungsgliedes 104 befestigt ist , dessen entgegengesetztes Ende drehbar mit dem Stößel 80 über einen Stift 106 befestigt ist.

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Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Vorrichtung ist in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 wie folgt!

Zuerst wird angenommen, daß der Hebel 30 und das daran angebrachte Ventil 34 eine gegebene Lage in Abhängigkeit von der Sonde 24 aufgrund einer stabilen Temperatur T einnehmen» Die Fläche der Mündung 36, die durch die Kontur des Ventil es 34 für eine gegebene Stellung des letzteren festgelegt wird, ermöglicht, daß Strömungsmittel aus der leitung 38 bis zum Abflußdruck P entweicht, wodurch ein entsprechender Druck P stromabwärts von der starren Begrenzung 42 aufgebaut wird, wobei der Druck P in das Innere des Balges 44 entlüftet wird. Das iitrömungsmittel mit geregeltem Druck P_r wird in den Balg 82 entlüftet.

Einerseits kann der Drehmomentabgleich am Hebel 54 etwa wie folgt definiert werden

^A44 ¹I ^(Pm - V - ^A82 ^X2 ^(Pr "

A.. eine Konstante ist, die die wirksame Fläche des Balges 44 darstellt,

I., der wirksame Hebelarm des Hebels 54 ist, über welchen der Balg 44, der dein Druckunterschied (P - P ) ausgesetzt wird, wirkt,
Agp eine Konstante ist/ die die wirksame Fläche des Balges 82

darstellt, und
I₂ der wirksame Hebelarm des Hebels 54 ist, über welchen der Balg 82 wirk!· der dem Druckunterschied (P - ρ ) ausgesetzt

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ist, während das Hilfsdrehmoment, das von dem Servoventil erzeugt wird, vernadi läßigt werden soll ο

Andererseits ist der Strömungsmitteldurchfluß Q durch die gesamte Leitung 38 dauernd gleich dem Strömungsmitteldurchfluß durch die Begrenzung 42, durch die Mündung 36 und sowohl durch die Begrenzung 42 als die Mündung 36, so daß dieser Strömungsdurchfluß in an sich bekannter Weise wie folgt definiert werden kann J

^C36^A36 · ^G42^A42 ^r " ^Po

wobei O₄₂ und G^c das Produkt des Strömungsmitteldurchflußkoeffizienten der Abgabe und die Quadratwurzel der Schwerkraft des Strömungsmitteldurchflusses durch die Begrenzung 42 und 36 darstelle^ A-₂ und A^g die wirksamen Strömungsmittelflächen der Begrenzung 42 und 36 angeben, und (P_r - P ), (P - P) und (P - P ) die Druckunterschiede an der Begrenzung 42, den Mündungen 36 und der gesamten Begrenzung 42 und Mündung 36 als einzige Mündung betrachtet darstellen.

Vergleicht man die Gleichungen (I) und (2), indem die Proportionali tat der Ausdrücke (P_m - P_Q) und (P_r - P ) gezeigt werden* so ergibt sich

^A44 ¹

^Α82 (σι)²

1 +■

"2

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36 bleibt ein konstanter Wert, wenn man anniirmt, daß die 42 Begrenzung 42 und die Mündung 36 der gleichen Temperatur

des Strömungsmitteldurchganges ausgesetzt werden. Es können verschiedene Anordnungen verwendet werden, um zu gewährleisten, daß die Begrenzung und die Mündung auf der gleichen Temperatur gehalten werden, was beinhalten kann, daß die Begrenzung 42 und die Mündung 36 in der entfernten Lage von dem den Zustand abfühlenden Teil 20 angeordnet wird, in welchem die Temperaturumgebung die Begrenzung 42 und die Mündung 36 wie auch das sich dazwischen bewegende Strömungsmedium auf dem gleichen Temperaturwert erhalten würde, den Strömungsmitteldurchfluß durch die Leitung zur Verringerung eines Temperaturunterschiedes zwischen der Begrenzung 42 und der Mündung 36 auf einen Minimum halten würde oder die Leitung 38 zwischen der Begrenzung 42 und der Mündung 36 isolieren würde»

Aus der obigen Gleichung (3) ergibt sich, daß die einzige unabhängige Veränderliche der Wert A^g ist, der die Ausgangsbewegung des Kolbens 70 (wie durch die Länge I₂ definiert) ausschließlich eine Funktion von A~g macht. Die Größe (P_R - P) erscheint nicht in Gleichung (3), was anzeigt, daß der Abgabeweg des Kolbens 70 unabhängig von dem Druckunterschied (P« - P) ist, und damit durch Änderungen im Speiseströmungsmitteidruck Pu unbeeinflußt bleibt.

Der Strömungsmitteldruck P_m nimmt in Abhängigkeit von der relativen Änderung der abgefühlten Temperatur T und der entsprechenden Fläche der Mündung 36, die durch die Lage des Eingabeventiles

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34 fest-gesetzt wird, zu oder ab» Die Änderung im Druck P , der

■- ■ 111

über den Balg 44 wirkt, erzeugt ein Drehmomentungleichgewicht am Hebel 54, das wiederum das Servoventil 58 relativ zur Mündung 62 betätigt und dadurch den Druck aus P- und das Druckverhältnis P_R / P„ am Kolben 70 verändert. Der Kolben 70 verschiebt sich in Abhängigkeit von der Änderung des Druckes P und bewegt die Bolle 98 aus ihrer Lage, die ihrerseits die wirksame länge I₂ des Hebelarmes 52 verändert und dadurch in Abhängigkeit von der realtiveir Bewegungsrichtung des Kolbens 70 das Drehmoment vergrößert oder verkleinert, das von dem mit dem Druck Pv> beaufschlagten Balg 82 stammt, der über die Eolle 98 entgegen dem Hebel 52 über den Hebelarm Ip wirkte Bei Erreichen eines'Drehmomentgleichgewichtes am Hebel 52 wird das Servoventil 58 auf Null gestellt und der Druck P stabilisiert, wodurch das gewünschte Druckverhältnis P_p / R aufgebaut wird, das den Kolben 70 stabilisiert.

In Fig. 3 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei der Aufbau ähnlich der nach Fig. 1 ist und die soweit wie möglich gleiche Bezugszeichen wie in Figo 1 verwendet. Eine erste Abänderung dieser abgeänderten Ausführungsform besteht darin, daß ein mit Konturen versehenes Ventilbauteil vorgesehen ist, das mit der Mündung 42 in der Weise zusammenwirkt, daß die wirksame Strömungsfläche verändert wird« Das Ventil kann durch eine Vorrichtung, die eine zweite Bedingung ähnlich · der auf Temperatur ansprechenden Sonde 24 und die auf eine weite

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veränderliche Tempersturquelle durch. T* anspricht, betptigt werden, oder es kanr eine beliebige andere entsprechende "Betätigungevorrichtung vorgesehen werden, die. auf eire veränderliche Eingabebedingung, z.B. Druck, Krcft oder dgl. anspricht»

Eine weitere Abänderung dieses Ausführungsbeispiels bestent darin, daß der Tischbauteil 90 durch einen Hebel i1ü Delastet wird, dessen eines Ende mit dem Tischbauteil 90 und dessen entgegengesetztes Ende schwenkbar mit einem starren .auflager 112 über einen Stift 114 befestigt ist. Die Achse B-B, um welche der Hebel 110 sich dreht, steht senkrecht zur Achse A-A. Das bewegliche Enue des Balges 82 legt sicn gegen den Hebel 110 entgegengesetzt zu einem Balg 116, der nach innen zur Leitung yo einen Druck P zwischen der Verengung 42 und der kündung 36 üoer den Durchflußv^nal

er
84/gibt. Der Balg 116 ist am einen Ende mit einem starrer. Am lager 120-befestigt. Aus Gründen, die nachstenend ersichtlich werden, sind die Br^;lge 32 und 116 mit entsprechenden wirksamen flächen versehen, so daß die entgegengesetzten Drehmomente, die durch diese beiden B-älge am Hebel 110 erzeugt werden, wenn sie gleichen Differentialdrücken ausgesetzt werden, gleich sind. Da die wirksamen Hebelarme der Bälge 82 und 116 in besug auf die Achse 114 gleich sind, sind die entsprechenden wirksamen Flächen der Bälge 82 "und 116, die den entsprechenden Drücken P und P ausgesetzt sind, gleich*

Die in Verbindung mit Figur 3 beschriebene Vorrichtung arbeitet in folgender Weise. Mnmt man an, daß die Ventile 34 und 108

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gegebene Stellungen in Abhängigkeit von stabilen Temperaturen

T und- T* einnehmen, werden die wirksamen Durchflußflächen der

Mündungen 42 und 36 entsprechend festgelegt und es wird ein entsprechender Druck P in der leitung 38 erzeugt,

ill

Der Drehmomentabgleich am Hebel 52 kann wie folgt festgelegt werden i _

44

ι* ;, ^ . ¹V

82Ϊ

wobei A^₁g die wirksame fläche des Balges 116 darstellt» die dem Differentialdruck (P -P) ausgesetzt ist , 1, und 1 . die wirksamen Hebelarme des Hebels 110, über welche die Bälge 82 und 160 wirksam sind, und I^ die wirksame Länge des Hebels 110 -wiedergeben.

Wie oben ausgeführt, gilt

f R } Ai=A^I*

\j/ 82 4 116 4

»Setzt man das Verhältnis, das sich aus den obigen Gleichungen (2) ergibt, welche den Strömungsmitteldurchfluß durch die leitung

38 festlegen, für den Ausdruck so ergibt sich aus den Gleichtun

P-P r *€

in der Gleichung (4),

gen (4) und (5)ι

9 Kb) I₂ ~ I

Λ Λ * 44

^A82 · ^U42 ' ^X4 36

aus der sich entnehmen läßt, daß die einzigen Veränderlichen A*₂ und Aag sind, so daß der Weg des Kolbens ?Q, nämlich 1_2/ proportional dem Quadrat von A^ , der Fläche der Verengung 42, und

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umgekehrt proportional dem Quadrat von A^g» der Fläche der Mündung 36,ist. Wie im Falle der Figur 1 ist der Weg des Kolbens 70 unab- hängig von dem geregelten Druck P_R des Spelsemediums und wird durch Veränderungen nicht beeinflußt.

Ähnlich Figur 1 bewirkt eine Änderung in der Temperatur T eine Veränderung von P , der entgegen den Bälgen 44 wirksam wird und bewirkt, daß das Servoventil 58 aus seiner Nullstellung gebracht ψ wird, wodurch der Kolben 70 und die damit befestigte Rolle 98 sich in Abhängigkeit von der Änderung des Druckes P verschieben,

Die Rolle 98 folgt dem Spurteil 92, der parallel der Drehachse B-B des Hebels 110 ist und folgt dem Spurteil 94, der senkrecht zu der Drehachse A-A des Hebels 54 verläuft. Die Bewegung der Rolle 98 hat keinen Einfluß auf die Drehmomentabgabe des Hebels 110, die konstant bleibt, eine solche Bewegung der Rolle 98 ändert jedoch den wirksamen Hebelarm Ig des Hebels 52, über welchen die Rolle 98 entgegengesetzt der Drehmomentabgabe des Balgs 44 wirkt, wobei der Balg 44 über den Hebelarm 1.. des Hebels 54 wirksam ist. Wenn der Hebelarm 1« vergrößert oder verkleinert wird, und zwar in Abhängigkeit von der Relativverschiebung der Rolle 98, wird ein Drehmomentabgleich am Hebel 54 erreicht, wodurch das Servoventil 58 stabilisiert wird, indem der notwendige Druck P und

damit das Druckverhältnis — aufgebaut wird, das den Kolben

70 stabilisiert,

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In bezug auf 3?igur 4 und die abgeänderte Ausführungsform gemäß der Erfindung ist festzustellen, daß die Anordnung ähnlich der nach Figur 1 ist und soweit wie möglich .gleiche Bezugszeichen verwendet sind* Die Ausführungsform nach Figur 4 weist eine zweite Eollenbauteilanordnung 122 ähnlich den Rollenbauteilen 96* 97 und 99 auf, und die Anordnung ist durch mit Strich (') versehene gleiche Bezup;szeichen gekennzeichnet. Die Rollenbauteilanordnung 122 ist zwischen den Hebel 54 und den Balg 82 gesetzt, mit dessen Hilfe ein abgefühlter zweiter veränderlicher Zustand, der ein Eingangssignal daistellt, in den Steuerkolben 70 eingeführt werden kann_e Die Lage des Kolbens 70 wird dann eine Funktion der abgefühlten Temperatur T, wie auch eine* Funktion des zweiten versnderlichen Zustandes, der eine Temperatur, ein Druck, eine Steuerhebelstellung oder ein entsprechender anderer veränderlicher Zustand sein lcann.

Die Rollenanordnung 122 weist im 'Abstand -voneinander angeordnete

■\ Rollen 96', 97' und 99' auf, derfo ,|<sde auf einem zugeordneten ■

;>; Antireifclager 1OO.¹ befestigt ist,- das von einem Stift 102 auige-

f nommen wird, welcher seinerseits'aiii; im Abstand voneinander ange-

Ij: ordneten *End en 124 und 126 eines ^gegabelt en Gelenkes 128 befestigt

*'* ist. Das Gelenk 128 wird durch -Uisfiche Betätigungsmittel (nicht

*. dargestellt) betätigt, die auf d-sin; abgefühlten zweiten ver-

'·■' änderlichen Zustand ansprecheiiiaiiDie. Rollenbauteile 96' und 99- .^r

sind jeweils Jnit einer zugeoränßJten ^; V-förnigen Aussparung 98s'·- ver-• ■" - ■-' ' -^: *■' , '■ -- * ■' ■ -

seilen, 'welöhe mit den Mes Verspürt eil en 94 und 95 des Hebels 54 in Eingriff kommen, pie Aussparung 98' des Rollenbauteiles·97^f wird

/„.?.:, ■--■'--.''. ■ BAD ORIGINAL

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durch den Messerkantenspurteil 92 des Tischbauteiles 90 beaufschlagte Ein zweiter Satz von im Abstand voneinander eingeordneten Messerkantenspurteilen 94', 95' ähnliche« den Teilen 94, 9?» von denen nur einer dargestellt ist, welche auf dem Hebel 54 ausgebildet sind, wirken mit Aussparungen 28 der Rollenbauteile 96 und 99 zusammen, die zwischen Hebel 54 urd Tischbauteil 130 angeordnet sind, das starr mit dem beweglichen Ende des Balges 44 befestigt sind. Das Tischbauteil 150 ist irit einem kesserkantenspurteil versehen, das mit der Aussparung 98 des Hollenbau teil er· 97 i" Eingriff kommt. Die Auslegung der Rollen 96 und 99 ist syTrmetrn sch, so daß die Rollen einfach ersetzt werden können: Die Rolle 96 ist in Abhängigkeit von dem zweiten veränderlichen Zustand und 1ie Rolle 99 in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 70 eingestellt.

Die in Fig. 4 gezeigte Vorrichtung arbeitet im großen und ganzen wie die Ausführungsform nach Figur 1. Nimmt man feste Stellungen der Rollenbauteile 96, 97, 99 und 96', 97' und 99' in Abhängigkeit von gegebenen Werten der ebgefühlten Temperatur T und dem abgefühlten zweiten veränderlichen Zustand an, so kann der Drehmomentabgleich am Hebel 54 durch die-eelbe Gleichung wie Gleichung (3) definiert werden« Daraus ergibt sich, daß der Weg des Kolbens 70, nämlich If-,der sich somit als lineare Funktion des veränderlichen Hebelarmes 1. verändert, welcher von dem abgefühlten zweiten Zustand abhängig ist, sich als Funktion der veränderlichen Fläche der Mündung 36 verändert, welche nur von der abgefühlten Temperatur abhängt. Der Abgabeweg des Kolbens 70 ist unabhängig von dem

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"üifferentialdruck (P_R - P) und wird somit durch Änderungen im Speiseströiaungsmitteldruck nicht beeinflußt»

Die Anordnung nach !Figur 5 ist ähnlich der nach Fig_e 1 und weist gleiche Bezugszeichen auf. Wie im lalle der Figur 4 ist eine zweite Rollenanordnung 122 vorgesehen, die in Abhängigkeit von dem abgefühlten zweiten Betriebszustand betätigt wird* Der Balg 82 wird in den Durchflußkanal 84 zwischen einer Verengung 134 fest -vorgegebener Fläche und einer Mündung 136 veränderlicher Fläche im Seriendurchfluß verbunden,, Ein auf den Zustand ansprechender Teil ähnlich dem Teil 20 nach Hg. 1 weist ein Konturenventil auf, dan mit der Mündung 136 .zusammenwirkt, damit dis Fläche in Abhängigkeit von einem abgefühlten dritten veränderlichen Zustand, z.B. der Temperatur T₁ oder einem entsprechenden veränderlichen Zustand verändert wird. Die Einstellung des Kolbens 70 wird somit eine Funktion der Temperatur T aufgrund der Steuerfunktion, die von dem Ventil 34 ausgeübt wird, einer Funktion der Temperatur T^ aufgrund des Ventiles 138 und einer Funktion des abgefühlten zweiten Zuntandes aufgrund der Rollenanordnung 122.

Ine Rollenanordnung 122 wird zwischen den Hebel 54 und das Tischbauteil 140 gesetzt, wobei die Messerkantenspurteile 94* _S95* des Hebels 54 und 132 deo Ti sehbauteiles 140 in den entsprechenden Aussparungen 98* der Rollenbauteile 96¹, 97' und 99' aufsitzen« Die Rollenbauteile 96? 97 und 99 sind zwischen die Hebel 54 und 92 des Tifjchbauteiles 90 gesetzt, die auf den entsprechenden Aussparungen 98 der Rollenbauteile 96? 97 und 99 auf sit ssen*

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Der Hebel 54 wird durch ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn belastet, daß das Ventil 58 zu schließen versucht; dieses Drehmoment ändert sich in Abhängigkeit von der Kraft, die aus dem Druckunterschied (P - P ) an dem Balg 44 wie aueh dem wirksamen Hebelm ο '■■<=>

arm des Hebels 54, der durch die Stellung der Rollenbauteile 96', 97' und 99' relativ zu der Drehachse des Hebels 54 festgelegt ist, abgeleitet wird. Dem Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn wirkt ein Drehmoment im Uhrzeigersinn entgegen, das von der Kraft abgeleitet wird, die durch den Druckunterschied (P' - P ) erzeugt wird, welcher an dem Balg .82 wie auch dem wirksamen Hebelarm wirkt, der durch die Stellung der Rollenbauteile 96, 97 und 99 relativ zur Drehachse des Hebels 54 festgelegt wird. Der abgeglichene Zustand des Hebels 54 wird wie folgt definierts

(7) A₄₄ I₅ (P_m- P₀) =A₈₂ I₄ (Pi- P₀) ,

wobei (P' - P ) der Differentialdruck an dem Balg 82, gestemert durch das Ventil 136- 138 ist. Wie in Mgur 1 ist der Strömungsmitteldurchfluß Q' durch die Leitung 84 durch die folgenden Beziehungen ähnlich der Gleichung (2) gegeben?

(8) Q'=c₁₃₄A_l34fe_E - p;

₃₄A_l34fe_E - p; » O₁₃₆A₁₃

wobei G-J^₄ und C^g, A^₃₄, A.,,,-, A¹ und C^{ konstante Faktoren ähnlich denen nach der Gleichung (2) darstellen. Aus der Gleichung (8) ergibt sich, daß (P^ - P_Q) proportional (P_R - P_Q) ist, so daß unter Berücksichtigung der Gleichung (?) I₄ proportional l_r mit einem Proportionalitätsfaktor ist, eier unabhängig von dem Druckunterschied (Pt. - P) ist und als konstant anzusehen ist, wenn

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angenommen wird, daß die Verengung 134 und die Mündung 136 wie auch die Verengung 42 und die Mündung 36 auf der gleichen Temperatur in der in Verbindung mit Figur. 1 erwähnten Vfeise ^ehalten werden. Infolgedessen wird, wie im Falle der Figuren 1, 2 und der Weg des Kolbens 70 nach Figo 5 durch Änderungen im Speisedruck P₁₅ nicht beeinflußt.

JK.

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Claims (1)

1. ."'" τ _{6 017 06}- ii.o.fv^.

   V a t enta η sprüche

   Strömungsmittelservobetätigungsvorrichtung zur Einstellung eines Abgabesteuerbauteiles entsprechend einem veränderlichen Eingangszustand, das in der Teise arbeitet, daß es ein Ejngangssteuerventil betätigt, das den Strömungsmitteldruck in einer Strömungen¹.]freileitung steuert, die mit einer Speisequelle hohen, geregelten Strömungsmitteldruckes über eine begrenzende Mündung und rr.it einem Behälter mit niedrigem, geregeltem Truck über dos E'fprerventi 1 verbunden ist, wobei die Vorrichtung eine schwenkbar befestigte Hebelanordnung aufweist, die ein Servoventil betätigen kenn, das einen Servokolben steuert, welcher so angeschlossen ist, daß er das Abgabesteuerbauteil betätigt, wobei die Hebelanordnung einerseits einem ersten Drehmoment ausgesetzt ist, das durch eire auf den Strömungsmitteldruck in der Leitung ansprechende verschiebbare Wandung erzeugt wird und auf den Hebel über einen ersten wirksamen Hebelarm einwirkt, und andererseits einem zweiten, entgegengesetzt wirkenden Drehmoment ausgesetzt ist, das durch eine eine Rückführkraft hervorrufende Vorrichtung erzeugt wird, die auf die Hebelanordnung über einen zweiten wirksamen He bei firm wirkt, und v'obei eine lUIckkoptolungsvor rieh tun« vorgesehen ist, die auf die Lage des Abgabesteuerbputeiles anspricnt und die 1/in. « einender Hebelarme verproert, damit das Abgabesteuerbautei1 en⁺?p^vechenö dem Strömungsmitteldruck in der Leitung eingestellt wirr!, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rückführkrsft erzeugende Vorrichtung eine zweite bewegliche A'andung (82) aufweist, die auf einen Zwischenströmungsdruck anspricht, der sich proportional dem hohen, geregelten Strömungsmitteldruck (P ) aus der Speispnuelle verändert, so daß drp entgegengesetzte zweite Drehmoment eich proportional zu dem ernten Drehmoment ändert.

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   Strömungsmittelservobetätigunesvorrichtung nacli Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (122), die auf einen zweiten veränderlichen Bingangszustand anspricht, so ausgebildet ist, daß die lange (lp, Ia) des anderen der Hebelarme entsprechend dem zweiten veränderlichen Zustand geändert wird.

   3. Strömungsmittelservobetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Eingangssteuerventil (108), das auf einen dritten veränderlichen Eingangszustand anspricht, so ausgebildet ist, daß es die wirksame Strömungsmitteldurchflußfläche^ der "begrenzenden Mündung (42) entsprechend dem dritten veränderlichen Zustand verändert,

   4. Strömungsmittelservobetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die die Rückführkraft erzeugende Vorrichtung eine.zweite Hebelanordnung (110) aufweist, die das zweite Drehmoment auf die erste Hebelanordnung überträgt, sowie eine dritte bewegliche Wandung (116), die auf den Strömungsmitteldruck (P ) in der Strömungsmittelleitung anspricht und an der zweiten Hebelanordnung ein drittes Drehmoment erzeugt, das dem Drehmoment entgegengesetzt ist, das an der zweiten Hebelanordnung durch die zweite bewegliche, antrielosmäßig damit in Eingriff stehende Wandung (82) erzeugt wird.

   5. Strömunpsmittelservobetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischen-3trömungsmitteldruck in einem Strömungsmitteldurchflußkanal (84) erzeugt wird, der einerseits mit der Quelle (40) geregelten

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   Β/ρ 6070 21.9.67 WWe

   Druckes (3? ) über eine zweite begrenzende Mündung (134) und
   andererseits mit dem Niederdruckbehälter über ein drittes Steuerventil (136, 138), das auf einen vierten veränderlichen Eingangszustand anspricht, verbunden ist«,

   BAD QRiGiJsäAL

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   Le β r s e11 e