DE1650366C - Pneumatischer, nach dem Alter nativpnnzip arbeitender Leistungs verstarker - Google Patents

Description

In Ausgestaltung der Erfindung können die elastischen Wände als zwei dicht im Verstärkergehäuse angeordnete Membranen ausgebildet sein.

In einer anderen Ausführungsform dagegen können die elastischen Wände eine in sich geschlossene elastische Kapsel bilden. Diese Kapsel ist dann nur durch die auf die Ventilverschlüsse wirkenden Drücke innerhalb des Gehäuses gehalten und zentriert sich selbst. Diese Ausführungsform zeichnet sich durch einen besonders einfachen Aufbau und eine billige Herstellung aus. Hierbei kann die Kapsel aus zwei an ihren Rändern miteinander verbundenen Membranen bestehen. Bei dieser Ausführungsform kann zweckmäßigerweise der Innenraum der Kapsel durch ein Röhrchen an den Eingangsdruck angeschlossen sein derart, daß das Röhrchen durch das Zentrum des Schließglieds hindurchführt.

Eine weitaus einfachere Ausführungsform ergibt sich jedoch dann, wenn die Kapsel aus einer kleinen Gummi- oder Kunststoffblase besteht, die über ein im Verstärkergehäuse angeordnetes Schlauchstück mit dem Druckanschluß für den Einfvigsdiuck verbunden ist. Bei der Herstellung dieses Leistungsverstärkers kann auf besondere Bearbeitungsvorgänge zur Aufahme der Gummiblase im Gehäuse verzichtet werden. Schließlich kann in Ausgestaltung der Erfindung der Vers· ärlierau^aangsdruckraum über eine Leckstrombohrung mit der freien Atmosphäre verbunden sein.

Ausführrngsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläut:rt.

Es zeigt

Fig. 1 eine Ausführungsform des pneumatischen Leistungsvefstärkers mit zwei fest in seinem Gehäuse eingesetzten Membranen,

F i g. 2 das dieser Ausführungsform entsprechende Schaltungsbild,

F i ρ 3 eine zv.eite Ausführungsform eines pneumatischen Leistungsverstärkers mit zwei in seinem 4" Gehäuse angeordneten, miteinander zu einer elastischen Kapsel verbundenen Membranen,

F i g. 4 eine dritte Ausführungsform eines pneumatische.. Leistungsverstärker mit einer als Eingangsdruckraiim ausgebildeten Gummiblasc und

F i«. 5 das den Ausführungsformen der Fig. 3 und 4 entsprechende Schaltungsbild.

In der F i g. 1 sind in einem Gehäuse 1 zwei Absperrventile I und II angeordnet. Diese Absperrventile bestehen unter anderem aus zwei Membranen 2 5<' und 3 als elastische Wände, die so im Gehäuse 1 eingespannt sind, daß sie den Innenraum des Gehäuseblockes in drei Teilräume 4. 5 und 6 unterteilen. Der Innenraum S alsEingangsdruckrai.nl steht dabei über den Druckanschluß 7 mit dem Eingangsdruck in Verbindung. Der Teilrnuin 4 kann über den Anschlußsl.ut/en 8 mit der äußere Druck- -ergic liefernden Druckluftquelle in Verbindung georacht werden, und der Teilraum 6 mündet über die Anschiußbohrung 9 in die freie Atmosphäre. Die Teilräume ' und 6 bitden bei der gezeigten Ausführungsform den Verstärkerausgangsdruckraum und sind über die Anschlüsse 10 und 11 miteinander und mit dem zu betätigenden S'ellglied verbunden. Die Membrane 2 ist über die Teller 12 und den Stift 13 mit einer Kugel 14 «5 fest verbunden, die als Schlicßkörper dem Ventilsit/. IS zugeordnet ist. Die Membrane 3 ist dagegen mit einem Schließkürpcr nach Art einer Verschlußnadel 16 versehen, die im Gegensatz zu der Kugel 14, die von außen auf dem Ventilsitz 15 aufsitzt, von innen mit dem Ventilsitz 17 zusammenwirkt.

Übersteigt während des Betriebes des dargestellten Verstärkers der Eingangsdruck im Raum S den Diuck in den Teilräumen 4 und 6, so hebt sich die Kugel 14 von dem Veiuüsiiz Ί5 durch den Kraftschluß mit der druckbeaufschlagten Membrane 2 ab. Gleichzeitig wird jedoch die Verschlußnadel 16 fest auf den Ventilsitz 17 gedrückt, und sie verschließt somit die Verbindung zur freien Atmosphäre. Druckluft strömt durch den Anschlußstutzen 8 in den Verstärkerausgangsdruckraum 4, 6 ein und kann von dort in ausreichender Menge zur Betätigung des Stellgliedes herangezogen werden. Sinkt der Eingangsdruck im Innenraum 5. so fällt auch der Druck im Verstärkerausgangsdruckraum 4, 6 dadurch ab, daß die Kugel 14 den Ventilsitz 15 verschließt, während die Nadel 16 sich vom Ventilsitz 17 abhebt, da beide Membranen 2 und 3 auf Grund des zwischen ihnen herrschenden geringeren Drud; . nach innen gedrückt werden.

In der F i g. 2 sind die beiden Absperrventile I und II als Sinnbilder dargestellt. Man erkennt, daß das Ventil I geschlossen ist, wenn das Ventil II offensteht, und daß der Steuerdruck durch Vergleich seiner Größe mit den Ausgangsdrücken an den Membranen 2 und 3 die Absperrventile I und II beeinflußt.

In der Fig. 3 ist ein pneumatischer Verstärker gezeigt, dessen Innenraum 5 sich innerhalb von zwei an ihren Rändern miteinander verbundenen Membranen 18 und 19 befindet, die jeweils wieder mit den Schließgliedern 14 und 16 kraftschlüssig verbunden sind. Das als Kugel ausgebildete Schließglied 14 bildet zusammen mit dem Ventilsitz 15 und der zugehörigen Membrane 18 das Absperrventil T und das Schüeßglied 16 mit dem Ventilsitz 17 und der zugehörigen Membrane 19 das Absperrventil II. Der Anschluß 7 an den Eingangsdruck erfolgt bei dieser Ausführungsform über ein Röhrchen 20, das durch das Schließglied 16 hindurch in den Innenraum 5 führt und an seinem Ende den aufgesteckten Schlauch 21 trägt. Der Innenraum des Verstärkergehäuses 1 wird bei dieser Ausführungsform nicht unterteilt, so daß der Verstärkerausgangsdruckraum 4' hier nur über eine einzige Auslassöffnung 10' mit dem zu betätigenden Stellglied in Verbindung steht. Die Funktionsweise dieses Verstärkers ist gleich der Funktionsweise des Verstärkers nach Fig. 1. Die Herstellung des Verstärkers gemäß Fig. 3 ist jedoch bedeutend einfacher, weil auf die Einhaltung von Toleranzen und auf die schwierige Bearbeitung zur Aufnahme von Membranen im Gehäuse verzichtet werden kann. Die Membranen 18 und 19 zentrieren sich bei dieser Ausfülmingsform durch die mit ihnen verbundenen Schließglieder 14 und 16 selbsttätig. Eine Befestigung der Membranen am Gehäuse ist nicht erforderlich.

In der F i g. 4 ist eine noch einfachere Ausführungsform gc/cigt, bei der an Stelle von zwei Membranen nur noch eine aus Gummi oder Kunststoff gebildete McmbranNasc 22 vorgesehen ist, auf die die Schließglieder 14 und 16 der Absperrventile I und II entweder aufgeklebt oder aufviilka»i:,icrt sind. Die Verbindung dos im Inneren der Mwmbianhlase 22 gelegenen Innenraumes mit dem Eingangsdruck erfolgt in einfacher Weise über das vorzugsweise einteilig mit dor Membranblase 22 hergestellte Schlauchstiick 23, das auf Grund seiner elastischen

Eigenschaften ohne Einhaltung besonderer Toleranzen in dem Gehäuse 1 befestigt und in nicht näher dargestellter Weise mit dem Eingangsdruck verbunden werden kann. Diese Ausführungsform erlaubt eine besonders einfache Herstellung, weil außer den Ventilsitzen keine genauere Bearbeitung des Vcrstärkergliedcs notwendig ist. Auch die Montage gestaltet sich sehr einfach. Bei dieser Ausführungsform ist in dem Gehäuse 1 eine den Vcrstärkcrausgangsdruckraum 4' mit der Außenluft verbindende Leckstrombohrung 24 vorgesehen, die mit einer Drossel 25 verschen ist und zur Verbesserung der statischen Eigenschäften des Verstärkers dient. Durch die Anordnung dieser Bohrung kann der Größenunterschied zwischen den vom Innenraum 5 und vom Verstärkerausgangsdruckraum 4' her beaufschlagten Flächen an der Mcmbranblase 22 ausgeglichen werden. Eine derartige Leckstrombohrung kann auch bei den Ausführungsfnrmcn der l· i g. I und 3 vorgesehen werden.

In der Fig. 5 sind die den Verstärker der Fig. 3 und 4 bildenden Absperrventile I und II schematisdi ίο dargestellt; die der F i g. 4 entsprechenden Bezugszeichen sind zum Verständnis in das Sclialtungsbild eingetragen.

Hierzu !BlattZeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Pneumatischer, nach dem Alternativprinzip arbeitender Leistungsverstärker, der einem Eingangsdruck einen gleich großen Ausgangsdruck zuordnet, mit einem von elastischen Wänden begrenzten Innenraum im Ver-.tärkergehäuse, die von den genannten Drücken beaufschlagt sind, dadüich gekennzeichnet, daß der zwischen den elastischen Wänden (2, 3; 18, 19; 22) gebildete Innenraum (5) gegen den außen auf die elastischen Wände (2, 3; 18,19; 22) einwirkenden Ausgangsdruck vom Eingangsdruck beaufschlagt ist, daß gegenüberliegende Seiten der elastischen Wände (2, 3; 18, 19; 22) an ihrer jeweils dem Innenraum (5) abgewandten Fläche kraftschlüssig mit einem Schließglied (14, 16) versehen sind, welchen Schließgliedern gehäusefeste Ventilsitze (15, 17) zugeordnet sind, von denen der eine Ventilsit? (15) im vom Zuluftdruck beaufschlagten Kanal (8) und der andere Ventilsitz (17) im vom Atmosphärendruck beaufschlagten Kanal (9) des Verstärkers angeordnet ist.

2. Leistungsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Wände (2,3) als zwei dicht im Verstärkergehäuse (1) angeordnete Memb-anen ausgebildet sind.

3. Leisluncsverstäiker ric-h Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Ja'3 die elastischen Wände (18, 19: 22) eine in sich gesc i'ossene elastische Kapsel bilden.

4. Leistungsverstärker nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Kapsel aus zwei an ihren Rändern miteinander verbundenen Membranen (18, 19) besteht.

5. Leistungsverstärker nach der: Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum (S) der elastischen Kapsel durch ein Röhrchen (20) an den Eingangsdruck angeschlossen ist derart, daß das Röhrchen (20) durch das Zentrum des Schließglieds (16) hindurchführt.

6. Leistungsverstärker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Kapsel aus einer kleinen Gummi- oder Kunststoffblase (22) besteht.

7. Leistungsverstärker nach Anspruch 6, .iadurch gekennzeichnet, daß die Gummi- oder Kunststoffblase (22) über ein im Verstärkergehäuse (1) angeordnetes Schlauchstück (23) mit dem Druckanschluß (7) für den Eingangsdruck \c"hu^-idc;"i ist.

8. Leistungsverstärker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließglieder (14, 16) auf die Gummiblase (22) aufgeklebt oder auf- \ -i'knn!?.io:'t :;inil.

9. Leistungsverstärker nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,· dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkerausgangsdruckraum (4') über eine Leckstrombohrung (24) mit der freien Atmosphäre verbunden ist.

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen, nach dem AlternatLvprinzip arbeitenden Leistungsverstärker, der einem Eingangsdruck einen gleich großen Ausgangsdruck zuordnet, mit einem von elastischen Wänden begrenzten Innenraum im Verstärkergehäuse, die von den genannten Drücken beaufschlagt sind.

Bekannte Leistungsverstärker bestehen im allgemeinen aus einem mit Membranen in einem Gehäuse

ίο gefesselten Steuerkörper, der auf einer S.-ite vom Steuerdruck und auf der anderen Seite vom Verstärkerausgangsdruck beaufschlagt ist. Die beiden Membranen" schließen dabei zwischen sich einen mit der freien Atmosphäre in Verbindung stehenden Raum

ein. der durch einen im Gehäuse angeordneten und /om Steuerkörper betätigten Ventilverschluß mit dem Verstärkerausgangsdruckraum in Verbindung gebracht werden kann, wobei dann die Zufuhr von äußerer Druckenergie in den Verstärkerausgangsdruckraum unterbunden ist.

Bei diesen bekannten Verstärkern wird es als Nachteil angesehen, daß sie hinsichtlich ihrer Abmessungen bestimmten Begrenzungen unterworfen sind, die ar konstruktiven Gründen nicht unterschritten werden können. Außerdem neigen die pneumatischen Leistungsverstärker der bekannten Bauart aber auch auf Grund der zu ihrem Aufbau benötigten Massen des Steuerkörpers und des Ventilverschlusses zu unerwünschten Schwingungen.

Aus der britischen Patentschrift 945 477 \n es bekannt, in eine geschlossene Druckkapsel den t£ineangsdruck :iner Verstärkeranordnung einzuführen, welche der Druckkapsel dann von Ausgangsdruck dieser zweistufigen Verstärkeranordnung von außen ais Gegenkopplungsmaßnahme beaufschlagt ist. Diese Ausführung einer Druckkapsei dient als Vorsteuerung (1. Verstärkerstufe), indem die Druckkap^u! als Prallplatte ausgebildet ist, welche die Auslaßdüse eines Düsenprallplattensystems mit Vordrossel steuert. Der zwischen Düse und Vordrossel sich einstellende Druck (Kaskadendruck) dient als Eingangsdruck für den nachgeschalteten Leistungsverstärker bekannter Bauart, der die zweite Stufe dieser Verstärkeranordnung bildet.

Es liegt die Aufgabe vor, diese Nachteile zu vermeiden und einen Verstärker der eingangs genannren Art derart auszubilden, daß er baulich klein ausfällt, besonders einfach herzustellen ist und eine einwandfreie Wirkungsweise gewährleistet.

Zur Losung dieser Aufgabe wird "rfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der zwischen den elastischen Wänden gebildete Innenraum gegen den außen auf die elastischen Wände einwirkenden Ausgangsdruck vom Eingangsdruck beaufschlagt ist, daß gegenüberliegende Seiten der elastischen Wände an ihrer jeweils dem Innenraum abgewandten Fläche kraftschlüssig mit einem Schließglied versehen sind, welchen Schließgliedern gehäusefeste Ventilsitze zugeordnet sind, von denen der eine Ventilsitz im ν».·η

Sa Zuluftdruck beaufschlagten Kanal und der andere Ventilsitz im vom Atmosphärendruck beaufschlagten Kanal des Verstärkers angeordnet ist.

Durch die erfindungsgomäßen Maßnahmen können Leistungsverstärker in sehr kleinen Abmessungen hergestellt weiden. Schwingungen werden weitgehend ausgeschlossen, weil die Massen sich nicht in unerwünschter Weise gegenseitig zu Schwingungen anregen können.