DE1809585C3

DE1809585C3 - Belüfteter Wirbelstromverstärker mit einem von der Wirbelkammer ausgehenden Auslaßkanal

Info

Publication number: DE1809585C3
Application number: DE1809585A
Authority: DE
Inventors: Endre A. Birmingham Mich. Mayer (V.St.A.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1967-12-08
Filing date: 1968-11-18
Publication date: 1974-02-07
Also published as: FR96085E; DE1809585B2; US3486521A; DE1809585A1; GB1201406A

Description

Gegenstand des Hauptpatents ist ein belüfteter Wirbelstromverstärker mit einem von der Wirbelkammer ausgehenden Auslaßkanal. \on welchem das austretende Stromungsmittel in einen koaxial /um Auslaßkanal und diesem in einem vorbestimmten Abstand gegenüberstehenden Auffangkanal einer belüfteten, sich an die Wirbdkamn.ci anschließenden Kammer eintritt, derart, dab in df τι mit einem Abschlußwiderstand abgeschlossenen Auffangkanal eine Gegenströmung entgegengesetzt /u dem aus dem Auslaßkanal fließenden Strömungsmittel, eingeführt ist.

Die Erfindung bezweckt eine vorteilhafte Weiterbildung des Gegenstandes des Hauptpatents und hat sich zur Aufgabe gesetzt, die Arbeitskcnnlinic des zuvor beschriebenen belüfteten Wirbolstromverstar kers zu lincarisicren.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden F.rtindungdadurch gelöst, daß die dem Aiislaßkanal gegenüberliegende öffnung übe ι ein Ventil mit dem Außendruck in Verbindung steht und daß die in den Auffangkanal eingeführle Gegenströmung von einci Strömungsmittelquclle abgeleitet isl. deren übet ein Ventil konstant gehaltener Diuck großer als der dem Wirbelstromvcrstärker zugefuhrte Versoigiingsdruck ist. Bei dieser Anordnung ergibt sich, daß die Gegenströmung aus dem Auffangkanal nustiiti und in den Auslaßkanal mehr oder weniger eindringen Kann Hierdurch wird zunächst tier Strö.iHingsverlaiif in dem .Auslaßkanal und die Kegeliomi des ,miv dem Auslaßkanal austretenden Strömungsmittels beeinflußt, jedoch auch rückwirkend die Wirbelströmung selbst beeinflußt, «.ve sich in der Wirbelkammer aufgebaut hat und ebenso die Strömung an der dem Auslaßkanal gegenüberliegenden öffnung.

Diese Wirkung erfolgt jedoch nicht nur in der geschilderten Richtung, sondern auch in gewissem Maße in entgegengesetzter Richtung, so daß also das aus dem Aiislaßkanal austretende Strömungsmittel zum Teil in den Auffangkanal eindringt und sich dort ein Dnjckstau bildet, der sich rückwirkend bis zur Strömungsmittclqueile überträgt. In dem Auffangkanal entstehen also Druckschwankungen, welche durch die

Sirömungsverhülinisse an dem AusiaBksnal bestimmt

sinti.

Diese wechselseitig;:· Wirksng ve« läuft nun derart., daß der AusiritHdruck proportional zum Steuerdruck ,"iii· die r.iKtigung der Wirbelströmung Lsi.

Im folgenden wird die- Erfindung an Hand von Ausführungsbeispieien uniei Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Pig. I eine Schnittdarüeliun» eines Wirbelsirom-Verstärkers,

Fig. 2 eine Sdiniiidi'.rsteiiung längs der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnitrdarsteliung eines Wirbelstromveisiärkcrs, de: zum Erfassen einet Drehbewegung geeignet ist.

Fig. 4 eins Darstellung des Kupplungselernenies,

wie es gemäß Fig. 3 zur Anwendung gelangt, und

Fig. 5 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen

dem Steuersignal und dem Ausgangsdruck des Wir-

ao belstromverstärkers veranschaulicht.

In Fig. 1 ist ein Wirbelstromverstärker )0 im Schnitt dargestellt, wobei dieser mit einem auf Druck ansprechenden Abschlußwiderstand 11 als Last angeschlossen ist. Der Wirbelstromverstärker 10 besteht aus einem äußeren rohrförmigen Teil 12, in welchem ein Innenzylinder 14 angeordnet ist, wobei dessen Stirnseite und eine im Abstand dazu angeordnete Scheibe 16 eine Wirbelkammer 18 bildet, in welcher eine Wirbelströmung um eine Achse 20 auftritt. Der rohrförmige Teil 52 ist mit einem Einlaßkanal 22 ausgestattet, an wekhen eine Strömungsmittelqueile 24 mit dem Versorgungsdruck P_s für eine Leistungsströmung angeschlossen ist. Der Teil 12 weist fernerhin einen Steuerkanal 28 auf. der im wesentlichen tangential zur Wirbelkammer 18 angeordnet ist. wie dies aus Fig. 2 zu erkennen ist, und dieser Steuerkana! ist an eine Steuerdruekquellc 30 mit einem Steuerdruck P₁ über ein Ventil 32 angeschlosser·. Eine Strömung aus dem Steuerkanal 28 erteilt der Leistungsströmung entsprechend dem Steuerdruck P₍ des Steuerströmungsmittels eine Rotationsgeschwindigkeit. Die Steucrquelle kann durch eine andere Wirbelstromstcucrcinrichtung ersetzt werden.

Die Scheibe 16 ist mit einem Auslaßkanal 26 ausgestattet, die einen Durchmesser D_n aufweist, und zur Achse 20 symmetrisch angeordnet ist. Der Innenz.)-linder 14 ist mit einer öffnung 34 ausgestattet, die mit dem Umgebungsdruck /',, über ein Ventil 36 in Strömungsverbindung steht. Der Wirbelstromver ■ tiirkcr 10 weist weiterhin eine belüftete Kammer 38 auf. die durch ein Teil 40 /um Auffangen der Strö mung aus dem Auslaßkanal 26 gebildet wird. Dei Wirbelstromverstärker 10 besitzt ferner tin Auffangrohr 42. welches von dem Teil 40 umschlossen isl.

Das Auffangrohr 42 besitzt eine vordere öffnung 44 mit einem Innendurchmesser D an einem Ende, deren Achse die Achse 20 ist. Diese öffnung befindet sich in einem vorbestimmten Abstand stromabwärts zum Auslaßkanal 26. Die öffnung 44 steht mit einem Auffangkanal 46 in Strömungsverbindung.

Eine Strömungsmittelquclle 48 steht mit dem Auffangkanal 46 über ein Ventil 50 in Strömungsverbindung. Das Strömungsmittel dieser Quelle ruft in einem Kanal 52 eine Strömung mit im wesentlichen konstantei Strömungsgeschwindigkeit in Richtung des Pfeiles 54 als Gegenströmungsdruck P_cf hervor, welche Strömung aus der öffnung 44 in die Kammer 38 austritt. Der Gegenströmungsdruck P₁₁ wird zu jedem

Zeitpunkt auf einem Druck gehalten, der größer als der Versorgungsdruck P₁ ist. Der Teil 40 weist e.ne Belüf iungsöf f nung 56zum Auslassen des Stromimgsmittels aus der Kammer 38 über einen Entlüftungskanal 58 auf. in diesem ist ein eiastellbares Ventil 60 angeordnet, um den Druck in der Kammer 38 zu steuern. Der Abschlußwiderstand II ist an den Auffangkanal 46 angeschlossen, wobei der Austrittsdruck P₁. am Abschlußwsdentand Il direkt proportional dem Steuerdruck P₁- ist, wie dies aus dem Diagramm der Fig. 5 hervorgeht. Mit anderen Worten nimmt der Aultrittsdruck P, im selben Maße zu, wie der Steuerdruck P₁. zunimmt.

Beim Betrieb wird durch den Einlaßkanal 22 das

Leistungsströmungsmittel in die Wirbelkammer 18 eingeführt. Beim Fehlen einer Steuerstroniung aus

dem Stc!!crkanai28sirömt das Strömungsmittel radial

durch die Wirbelkammer 18 zum Ausiaßkanal 26.

Eine Strömung des Steuerströmungsmittels aus

dem Steuerkanal 28 in die Wirbelkammer 13 zwingt

der. Leistungsstrom auf eine spiralförmige Bahn. Als

Folge baut sich in der Wirbelkammer x8 ein Wirbel-

strömungsverlauf auf, der seinerseits eine konisch

auseinanderstehende Strömung stromabwärts des Auslaßkanais 26 bewirkt. Nimmt die Steuerströmung zu, so nimmt auch die Rotationsgeschwindigkeit der

Leistungss.römung in der Wirbelkammer 18 entspre-

chend zu, und dadurch wird die konisch auseinander-

strebe.de Strömung erweitert. Be-. bekannten Wir-

belstromverstärkern verursacht das Erwe.tern des konischen Strömungsverlaufes eine Abnahme des

Druckes an der öffnung des Auffangkanats, da wem-

ger Strömungsmittel die öffnung beaufschlagt. Dem-

zufolgeist bei bekannten Wirbelstromverstarkern der

Druck an der öffnung des Auffangrohres umgekehrt

proport,onal zur Steuerströmung. Mit anderen Wor-

ten^Pnimmt der Austrittsdruck P₁. im selben Maße ab, wie der Steuerdruck P_f zunimmt.

Das Einführen einer Gegenströmung und der Be-

lüftungsöffnung ergibt ein überraschendes Ergebnis dahingehend, daß der Austnttsdruck P, zurr. Stern druck P₁. direkt proportional ist. Um dieses Ergebnis zu erhalien, muß der Gegenströmungsdruck P_n größcr als der Versorgungsdruck P_s der Leistungs-Uromung sein, und die Quelle für die Gegenströmung muß regulierbar sein, um ein Strömungsmittel m.t .m wesentlichen konstanter Strömungsgeschwindigkeit nung ^verant^f^_h ^h _r ^nSeÄtrmi

An«jjgen η dessenr K^P ^ _{probjene auf}.

des WirneBwen ^ _{dßß der Gegenslrom dl}.

treten, fcs «Γ;™ £ _rIauf innerhalb der Wtrbel-

rekt denWJ»vena ^ weiterhin fest, daß

^^mm.^er _f.**"*'" * Geeenströmungsdruckes P_Cf. die ^Ei.^TO ν^*_ηΕ^πκ* Ps ist, zusammen der größeres aerv - ^ ^ _ungcn schafft, daß

^lidikt die Wirbelströmung innerriebeeinflußt. Der Effekt läßt Innendurchmesser

^Sn^anab natezu die Hälfte oder weniger h n,, hmesser D des Auslaßkanals 26 beträgt. der P^messer l»₀ Jes _ehends engere Ge-

^idbder

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3" ordnet,

dem

stromung
Steuerkanal

an

4o d« W
geführt

45 wirbelstromverstärker 100 zurr,

veranschaulicht, ^ 111

wirbebtromver_{k mit} dem Wirist. sind in F, g. 3 m gleiche Bauteile

^ίΛ zu der vor-

| _{der wirbe},„

^ _ngsei_eraen_t 128 auf. ' daijjtdlt to. Dieses Ku_PP-

sg der Wirbel-

angebracht. Das Kupp- ^^*. Anzahl von Strö-ζ .m Durchlassen der Leistungs' Ä Teil 12 ist mit einem _{der im} wesentlichen ' _sgerichtet ist und ^^Ι«⁸131 mit einem

angeschlossen ist. _{daa Le}i_stungsströmungsmittel in _{g durch den} Einlaßkanal 22 ein ™ _}Uel ström, durch das Kupp| . !schließend eine Vor-S ihm durch die 133 aufgedrückt wird. i 100 gedreht wird,

^{128 die Wirbel}" entweder

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Belüfteter Wirbelstromverstärker mit einem von tier Wirbelkammer ausgebenden AuslaÜkanal, von welchem das austretende Strömungsmittel in einen koaxial zum Auslaükanal und diesem in einem vorbestimmten Abstand gegenüberstehenden Auffangkanal einer belüfteten, sieh an die Wirbeikammer anschließenden Kammer eintritt, nach Hauptpatent 1673 548, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Auslaßkanal (26) gegenüberliegende Öffnung (34) über ein Ventil (36) mit dem Außendruck in Verbindung steht und daß die in den Auffangkanal (46) eingeführte Gegenströmung von einer Strömun^smittelquelle (48) abgeleitet ist, deren über ein Ventil (50) konstant gehaltener Druck größer als der dem Wirbelstromverstärker zugefühne Versorgungsdruck (F_s) ist.