DE1913165A1 - Fluidik-Drehzahlregler,insbesondere fuer eine Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

PafenfcnwäHe

Dr. ing. H. Negendänk

. Dipl. Ing. H. Hsudc

Dipl. Phys. VV. Schmilz

8 München 15, Moea» fefr.23

Tel. 5380586

The Bendix Corporation

Fisher Building - München, 1^. März I969

Detroit, Michigan, USA (Anwaltsakte M-650)

Fluidik-Drehzahlregler, insbesondere für eine Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft Regler, bei denen ein Ausgangsglied in Abhängigkeit von der Abweichung eines Sollwert-Eingangssignals von einem veränderlichen Istwert-Eingangssignal betätigt wird. Die Erfindung findet insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, "Verwendung als Drehzahlregler einer Brennkraftmaschine, bei der das oben genannte Sollwert-Eingangssignal und das veränderliche Istwert-Eingangssignal einer Solldrehzahl bzw. einer Istdrehzahl entsprechen und- das Ausgangsglied in Abhängigkeit von der Drehzahlabweichung die Brennstoffzufuhr regelt.

Es wurde bereits eine Vielzahl von Reglern zum Regeln der Drehzahl von Brennkraftmaschinen vorgeschlagen oder verwendet, von denen einige aus verhältnismäßig einfachen Einrichtungen bestehen, die für Maschinen, bei denen die Ansprechzeit, Genauigkeit und

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Zuverlässigkeit von geringer Bedeutung sind, zufriedenstellend sind, wahrend andere dieser bekannten Regler sehr kompliziert sind, um ein Höchstmaß an Genauigkeit, Ansprechverhalten und Zuverlässigkeit, 'wie sie bei hoch entwickelten Maschinen wie Gasturbinentriebwerken oder anderen Hochleistungstriebwerken erforderlich sind, zu gewährleisten. Nachteilig hierbei ist, daß Größe Gewicht und/oder Kosten normalerweise proportional zur Komplizier heit des Regleraufbaus'ansteigt, so daß der zweckmäßigste Regler einen Kompromiß im Hinblick auf seinen Verwendungszweck darstellt, der im Fall eines Plugzeug-Gasturbinentriebwerks sowohl von Raumund Gewichtsbeschränkungen'als auch von Genauigkeit und Zuverlässigkeit abhängt.

Mit dem Aufkommen von reinen Fluidikschaltglledern wurde es möglich, die Kompliziertheit bestimmter Regler zu verringern; dies geschah dadurch, daß Bewegungs- und/oder Kraft-Übertragungseinrichtungen, die mechanische Bauteile erfordern, durch Fluüikschalt glieder ersetzt wurden, die mittels eines Strömungsmittelstrahls hoher Energie, der durch einen Steuerstrahl verhältnismäßig kleiner Energie bezüglich mehrerer Ausgänge abgelenkt werden kann, arbeiten. Solche Fluidikschaltglieder , die klein und leicht sindj sind zuverlässig, haben ein rasches Ansprechverhalten, ermöglichen eine genaue Steuerung der Durchsatz- und/oder Druckverstärkung und sind weitgehend unempfindlich gegenüber Schwingungen, Temperatur, Feuchtigkeit und dergleichen. Außerdem erfordern derartige Fluidikschaltglieder keine beweglichen Teile, so daß keine Abnutzung von mechanischen Teilen auftrittj schließlich sind sie

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verhältnismäßig einfach und wirtschaftlich herzustellen.

Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Drehzahlregler zu schaffen, bei dem Pluidikschaltglieder dazu benutzt werden, ein Drehzahl-Eingangssignal mit großer Genauigkeit, Zuverlässigkeit und kurzer Ansprechzeit in ein Drehzahl-Steuersignal umzuwandeln. Der Fluidik-Drehzahlregler, der eine geordnete Folge von Druckimpulsen entsprechend einer Abweichung eines Solldrehzah] Eingangssignals von einem Istdrehzahl-Eingangssignal erzeugt, ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator, der auf das eine der beiden Eingangssignale anspricht und eine Druckimpulsfolge erzeugt, deren Frequenz dem zugehörigen Eingangssigna] entspricht; einen zweiten Impulsgenerator, der auf das andere der beiden Eingangssigiale anspricht und eine erste Gruppe von Druckimpulsfolgen erzeugt, die die gleiche Frequenz haben und gegeneinander phasenverschoben sind; eine erste Gruppe von Fluidikschaltgliedern, an die zur Steuerung des Umschaltens die Druckimpulsfolge des ersten Impulsgenerators und in entgegengesetzter Richtung die erste Gruppe von Druckimpulsfolgen angelegt werden, wodurch eine zweite Gruppe von Druckimpulsfolgen erzeugt wird, deren Phasenbeziehung in Abhängigkeit von der Reihenfolge der Stellen, an denen die erste Gruppe von Impulsfolgen zur Druckimpulg-folge des ersten Impulsgenerators synchron ist, veränderlich ist; eine zweite Gruppe von Fluidikschaltgliedern, deren Umschalten in Abhängigkeit von der zweiten Gruppe von Druclcimpulsfpigen und einer hiervon abgeleiteten entsprechenden verzögerten Druckimpulsfolge gesteuert wird, um eine entsprechende dritte Gruppe von Druckimpulsfolgen zu erzeugen, die sich in

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einer ersten Reihenfolge entsprechend einem Betriebszustand zu großer Drehzahl ändern, um eine Folge von Ausgangsdruckimpulsen zu erzeugen; eine dritte Gruppe von Fluidikschaltgliedern, die in Abhängigkeit von der zweiten Gruppe von Druckimpulsfolgen, die in einer zweiten Reihenfolge entsprechend einem Betriebszustand zu kleiner Drehzahl.auftreten, eine Folge von Ausgangsdruckimpulsen erzeugen; und eine Regeleinrichtung, die in Abhängigkeit von der Folge von Ausgangsdruckimpulsen, die je nach der Drehzahlabweichung von der zweiten oder dritten Gruppe .von Fluidikschalt-, gliedern erzeugt wurden, die Drehzahl auf die Solldrehzahl stabilisiert.

Da die Erfindung so weitgehend wie möglich mit Fluidikschaltgliedern, die in einem einzigen Schaltkreis angeordnet sind, arbeitet, zeichnet sie sich durch Einfachheit, Zuverlässigkeit, Genauigkeit und schnelles Ansprechverhalten aus.

Der erfindungsgemäße Drehzahlregler liefert also eine zur Steuerung dienende Folge von Ausgangsdruckimpulsen veränderlicher Frequenz, die sich in Abhängigkeit von der Abweichung zweier Eingangs druckimpulsfolgen veränderlicher Frequenz ändert.

Der erfindungsgemäße Drehzahlregler hat also eine Folge von Mehrphasen-Druckimpulsen oder einen Mehrphasen-Impulsgenerator zum Erfassen der Drehzahl.

Anhand der Zeichnungen werden bevorzugte AusfUhrungsformen der Erfindung näher dargestellt. Ss zeigen:

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: Pig.	1	191316 E eine schematische Darstellung eines Drehzahlreglers fur
		eine Brennkraftmaschine,
: pig.	2	eine etwas abgewandelte Ausführungsform des erfindungs-
		geraäßen Drehzahlreglers,
I Pig.	2A	eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Fig. 2,
Pig.		für die Ausführungsform der Pig. I mehrere Kurven ent
		sprechend den Druckimpulsen veränderlicher Frequenz,
		die in Abhängigkeit von dem Sollwert-Eingangssignal und
		dem darauf bezogenen Istwert-Eingangssignal sowie ihrer
		Phasenbeziehung erzeugt werden, was eine Anzeige des
		Fehlers liefert,
; Pig.	4	für die Ausführungsform der Fig. 2 Kurven entsprechend
		der Fig. 5,
; Pig.	5	ein Fluidik-Torschaltglied, wie es beim Schaltkreis
		der Pign. 1 und 2 verwendet wird,
J Pig*	6	ein bi-stabiles Fluldikschaltglied,
I Pig.	7	ein Fluidikschaltglied mit drei Ausgängen,
j Pig.	8	ein ODER-NOR-Behaltgiied. - 5■—

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In Pig. 1 ist eine herkömmliche Brennkraftmaschine 20, vorzugsweise eine Gasturbine, in Blockform'dargestellt. Eine Welle 22, die mit der Brennkraftmaschine verbunden ist, dreht sich mit einer für die Drehzahl der Brennkraftmaschine charakteristischen Drehzahl.

Eine Brennstoffregeleinrichtung weist ein Gehäuse 24 mit einer Einlaßleitung 26 und einer Auslaßleitung 30 auf; Die Elnlaßleitung 26 ist mit einer unter Druck stehenden Brennstoffquelle 28 verbunden, während die Auslaßleitung 30 der Brennkammer der Brennkraftmaschine 20 Brennstoff in dosierten Mengen zuführt. Ein Dosierventil besteht aus einem Ventilkörper 32 und einer öffnung 33, die mit der Einlaßleitung 26 und der Auslaßleitung 30. in Reihe geschaltet ist; das Dosierventil versorgt d!ie Brennkraftmaschine mit Brennstoff, dessen Menge von der stellung des Ventilkörpers 32 abhängt. Ein Stufenkolben 34, der im Gehäuse 24 gleit bar gelagert ist, bildet gemeinsam mit dem Gehäuse 24 drei Kammern 36, 38 und 40, denen die drei AbschnitteA^, Ag, A- des Stufenkolbens 34 ausgesetzt sind; die drei Abschnitte haben unterschiedliche Durchmesser, wobei A, den .kleinsten und A^, den größten Durehmesser haben. Ein Kanal 42 verbindet die Kammer 36 mit der Leitung 44, die zu einem Abfluß von verhältnismäßig niedrigem Druck F_Q führtj dieser Abfluß kann sich a*if der Niederdrucks e>i te eines herkömmlichen Druckreglers 46 befinden. Die Hochdrtrckseite des Druckreglers ist über eine Leitung 48 mit der Kammer 38 verbunden und dient dazu, diese Kammer mit einem stamMgen mitt;*_st**om von im wesentlichen konstantem Druck F^ zn

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; 1 Q 1 O 1 £ Γ

Am Kolben j54 ist eine Drosselstelle konstanten Querschnitts vorgesehen, die die Kammer 38 mit der Kammer 40 verbindet; die Kammer 40 ihrerseits wird über Leitungen 50 und 52 mit der Abflußleitung 44, in der der Abflußdruck P₀ herrscht, entlüftet. Ein Hebel 54, der mittels eines Zapfens 56 am Gehäuse 24 schwenkbar gelagert ist, weist an seinem einen Ende einen Servoventilkorper 58 auf, der den wirksamen Ausströmquerschnitt der Leitung 50 und somit den Druck in der Kammer 40 verändert. Das entgegengesetzte Ende des Hebels 54 ragt in eine Kammer βθ, die von einer Membran 62 begrenzt wird. Die Membran 62 ist an ihrem radial äußeren Ende strömungsdicht am Gehäuse 24 befestigt. Eine zweite Membran 64, deren Fläche größer als die der Membran 62 ist, begrenzt eine Kammer 66 und gemeinsam mit der Membran 62 eine mittlere Kammer 68. Die Membran 64 ist wie die Membran 62 strömungsdicht am Gehäuse 24 befestigt. Die Membranen62 und 64 sind durch einen Schaft 70 mit-einander verbunden, der mittels eines Gelenks 72 am Hebel 54 angelenkt ist und somit, in Abhängigkeit von den in den Kammern 60, 68 und 66 herrschenden Drücken P , P₀ und P_v den Hebel 54 betätigt.

Die Kammer 60 weist einen Einlaßkanal 74 auf, dem von einer Quelle 75 Luft mit einem hohen Druck P₁ zugeführt wird; die Druckquelle 75 kann im Fall,einer Gasturbine von der Verdichteraustrittsluft gebildet werden. Die Kammer 60 weist ferner einen Auslaßkanal 76 auf, die mit einem Niederdruckabfluß, beispielsweise der Atmosphäre P^, in Verbindung steht. Die Kanäle 74, 76 sind mit sich gegenüberliegenden Ventilsitzen 78 und 80 versehen, die der<-

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art zueinander ausgerichtet sind, daß ein Hebel 82, der mit seinen; einen Ende am Gehäuse 24 angelenkt ist, sich zwischen den Ventilsitzen 78 und 80 bewegen kann, wodurch entweder der wirksame Querschnitt des Ventilsitzes 78 vergrößert und der wirksame Querschnitt des Ventilsitzes 80 gleichzeitig verkleinert oder der wirksame Querschnitt des Ventilsitzes 78 verkleinert und der wirksame Querschnitt des Ventilsitzes 80 gleichzeitig vergrößert wird, je nach der Bewegungsrichtung des Hebels 82; dadurch wird der Druck P in der Kammer 60 gesteuert. Der Hebel 82 ist mit seinem anderen Ende an einem Schaft 84 angelenkt, der zum Kolben 34 gehört und in einer die Kammern 40 und 60 trennenden Wand 86 gleitbar gelagert ist.

Die Kammer 68 ist mit einem Einlaßkanal 88 versehen. Die Kammer . 66 weist einen Einlaßabschnitt 90 auf, der mit jeweils einem der beiden Einlaßkanäle 92 oder 94 über Rückschlagventile 96 und 98 in Verbindung steht. Die Rückschlagventile steuern den Durchfluß durch die Kanäle 92 und 94 in Abhängigkeit von dem Ausgangsdruckimpuls des an die Leitungen angeschlossenen Pluidikschaltkreises.

Der Pluidikschaltkreis weist zwei Fluidikeingangssignale erzeugende Impulsgeneratoren auf. Der eine Impulsgenerator hat die Form einer Leitung 100, die von einer Druckquelle 102 mit Druckluft versorgt wird (die Druckquelle kann im Fall einer Gasturbine wieder die Verdichteraustrittsluft sein). Der Kanal 100 weist eine Düse 104 auf, die in einen'Niederdruckabfluß, beispielsweise die Atmosphäre P , mündet. Ein Strömungsempfänger I06, der mit

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Abstand zur Düse 104 ausgerichtet ist, nimmt den von der Düse 104 kommenden Strahl auf. Eine sirenenartige Lochscheibe 108., die mehrere über den Umfang verteilte Löcher 110 aufweist, ist an der Welle 22 drehfest angebracht. Die Lochscheibe 108 ist zwischen der Düse 104 und dem Strömungsempfänger 106 derart angeordnet, daß die Löcher 110 nacheinander zwischen diesen beiden Bauteilen durchlaufen, so daß die Strömung von dar Düse 104 unterbrochen und abwechselnd dazu zum Strömungsempfänger 106 durchgelassen wird, wodurch im Strömungsempfänger 106 eine Folge von Druckimpulsen entsteht, deren Frequenz der Drehzahl der Lochscheibe 108 entspricht. Derartige Impulsgeneratoren sind in der Technik hekannt.

Der zweite Impulsgenerator hat die Form einer Stimmgabel 112, deren Basis an einer Unterlage 114 befestigt ist. Die Stimmgabel 112 kann relativ zu einer Düse 118 schwingen, die mit einer Leitung 122 in Verbindung steht. Die Leitung 122 wird von einer Druckquelle 124 (beispielsweise Verdichteraustrittsluft) mit Druckluft versorgt. Eine Leitung 116., in der Drosselstellen 120 und 126 angeordnet sind, wird von der Druckquelle 124 mit Druckluft versorgt und mündet in die Atmosphäre P . in der Leitung 122 ist stromaufwärts von der Düse Il8 eine Drosselstelle 128 angeordnet. Eine Schwingung der Stimmgabel 112 bei ihrer Eigenfrequenz hat zur Folge, daß der Zinken 1^2 der Stimmgabel 112 sich von der Düse 118 weg- und auf sie zubewegt, wodurch der Strömungsquerschnitt der Düse dauernd verändert wird und eine Folge von Druckimpulsen entsteht, die eine bekannte Frequenz, entsprechend der Frequenz der Stimmgabel 112, hat. Bei entsprechender Auslegung sind diese Druckimpulse gegenüber der Bewegung der Stimmgabel verzögert,

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so daß sie den Zinken 132 der Stimmgabel anstoßen und die Schwingung aufrechterhalten* also als Oszillator wirken. Die beim ,Anlassen der Brennkraftmaschine auftretenden Druckschwankungen genügen, um die Schwingung einzuleiten. Die Schwingungsfrequenz der Stimmgabel 112 kann veränderlich gemacht werden, so daß ein ganzer Bereich von Druckimpulsfrequenzen zur Verfügung steht, entsprechend einem Bereich von Sollwertdrehzahlen, die durch einen Steuerhebel 134 eingestellt werden. Zu diesem Zweck ist zwischen den Zinken der Stimmgabel 112 ein Abstimmkörper I36 gleitbar und festklemmbar angeordnet. Der Abstimmkörper I36 ist mittels einer Stange 138 am Steuerhebel 134 befestigt und kann somit entlang der Stimmgabel 112 bewegt werden, wodurch dLe wirksame Länge des Zinkens und somit die Schwingungsfrequenz der Stimmgabel in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerhebels 134 veränderbar ist. In dieser Weise hängt die Frequenz der in der Leitung 122 auftretenden Druck impulse von der Sollwertdrehzahl, die durch den Steuerhebel I34 festgelegt wird, ab.

Im Hinblick auf weitere Einzelheiten des Impulsgenerators wird auf die USA Patentschrift 3.302.398 hingewiesen.

Bevor in der nun folgenden Beschreibung der übrige Teil des Fluidikschaltkreis.es beschrieben wird, wird zunächst auf die Fign. 5, 6, 7 und 8 bezug genommen, in denen Einzelheiten der im Fluidikschaltkreis verwendeten Schaltglieder gezeigt sind.

Die Fig. 5 zeigt ein herkömmliches· Torschaltglied l40 mX% einem ■ Gehäuse 142, dessen Einlaß 144 von einer Drwökquelle, beispiels-

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weise der Druckquelle 124, mit Druckluft versorgt wiri. Eihö T)Sse 146, die stromabwärts vom Einlaß 144 angeordnet ist, stößt die Druckluft in Form eines Strahls in eine Strahlkammer 148 aus,von der er in den zur Düse l46 ausgerichteten Auslaß I50 strömt. Ein querschnittsverringerter Steuerkanal I52, der mit einer Quelle von Steuerungsluft in Verbindung steht, ist derart angeordnet, da/ß er einen Steuerstrahl senkrecht zum Hauptstrahl in die Strahlkammer 148 ausstößt, wodurch der Hauptstrahl in einen Nebenauslaß 154, der unter einem Winkel zum Auslaß I50 verläuft, abgelenkt wird. Der Hauptstrahl, der eine verhältnismäßig hohe Strahlenergie besitzt, wird durch den Steuerstrahl, dessen Strahlenergie verhältnismäßig niedrig ist, abgelenkt, wodurch der Hauptstrahl in den Nebenauslaß 154 gelenkt wird. Falls kein Steuerstrahl vorhanden ist, gelangt der Hauptstrahl in den Auslaß I50, und in den Nebenauslaß 154 trittksin Strömungsmittel ein. Falls durch den Steuerkanal 152 ein Steuerstrahl strömt, kann der Hauptstrahl nicht in den Auslaß I50 eintreten und muß stattdessen in den NebenauslaS 154 strömen.

Fig. 6 zeigt ein bi-stabiles Schaltglied 156j Bauteile, die den in der Fig. 5 gezeigten Bauteilen entsprechen, sind mit den gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. Das Schaltglied I56 weist Auslässe 158 und I60 auf,, die durch ein keilförmiges Zwischenstück 162, das zur Düse 146 ausgerichtet ist, voneinander getrennt sind. Ein que-eschnittsverringerter Steuerkanal 164, der auf einer Linie mit einem gegenüberliegenden Steuerkanal I52 liegt, ist mit einer Steuerluffcquelle verbunden und ist derart angeordnet, daß er senk-

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recht zum Hauptstrahl einen Steuerstrahl in die Kammer ΐ'4ίΓ aus^ stößt. Der Hauptstrahl wird von einem Steuerstrahl aus dem Steuer kanal 164 in den Auslaß I58 und von einem Steuerstrahl aus dem Steuerkanal 152 in den Auslaß ΙβΟ abgelenkt. Die Seitenwände der Kammer 148 gehen in die angrenzenden Seitenwände der Auslässe und 160 über und sind derart gekrümmt, daß sie den sogenannten "Coanda-Effekt" hervorrufen. Der Coanda-Effekt bewirkt, daß der Hauptstrahl an einer der Seltenwände, die zu den Auslassen I58, 160 führen, haftet, so daß der Haupstrahl auch dann noch in dembetreffenden Auslaß bleibt/ wenn der Steuerstrahl, der den Hauptstrahl in den betreffenden Auslaß abgelenkt hat, nicht mehr vorhanden ist. Der Hauptstrahl kann von der einen Wand gelöst und zur anderen Wand abgelenkt werden, indem vom gegenüberliegenden Steuerkanal ein Steuerstrahl auf ihn gerichtet wird, der den Coanda-Effekt überwindet und den Hauptstrahl entsprechend ablenkt. Das bi-stabile Schaltglied besitzt also ein "Gedächtnis", da es sich an den zuletzt erhaltenen Befehl erinnert und ihm weiter gehorcht. Ein Druckimpuls im Steuerkanal 152 oder l64 genügt, um den Hauptstrahl in den Auslaß I60 oder 158 überspringen zu lassen. . . '_ . ■

Die Fig. 7 stellt ein Schaltglied I66 mit drei Ausgängen dar, bei dem Bauteile, die in der Fig. 6 gezeigten Bauteilen entsprechen,._\ mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Das Schaltglied 166 ist mit Auslassen 168, 170 und 172 versehen, von denen zwei bezüglich des zwischen ihnen liegenden dritten Auslasses divergierend ver-

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1 Q I O 1 O C

laufen. Der mittlere Auslaß 170 liegt in einer Linie mix öer¹ Rise 146; falls in den Steuerkanälen 152 und 164 kein Steuerstrahl vorhanden ist oder falls die Steuerstrahlen der beiden Steuerkanäle gleich groß sind, gelangt der gesamte Hauptstrahl in den mittleren Auslaß 170. Der Hauptstrahl wird in die Auslässe 168 und 172 dadurch abgelenkt, daß vom Steuerkanal 164- bzw. 152 ein Steuerstrahl eingeführt wird. ·

Die Frequenz der Ablenkung des Hauptstrahls zwischen den Auslassen l68 und 172 hängt von der relativen Frequenz der Druckimpulse ab, die durch die Steuerkanäle 152 und 164 zugeführt werden, wobei der mittlere Auslaß I70 in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, mit der der Hauptstrahl den mittleren Auslaß 170 überstreicht, unterschiedlich mit Druck beaufschlagt wird. Der Hauptstrahl gelangt unmittelbar in den Auslaß 170, falls in den Steuerkanälen 152 und 164 gleichzeitig gleich große Druckimpulse auftreten.

Falls die Impulse der Steuerkanäle 152 und 164 um I80 phasenverschoben sind, treten aus den Auslässen I72 und I68 entsprechende verstärkte Impulse der gleichen Frequenz aus. Da der Hauptetrahl den Auslaß I70 zweimal pro Zyklus überstreicht, tritt aus diesem Auslaß ein Impuls aus, dessen Frequenz zweimal so groß wie die Eingangsfrequenz ist und der sein Maximum erreicht, wenn die Eingangsimpulse gleich groß sind. Wenn die in den Steuerkanälen 152 und 164 auftretenden Impulsfolgen nicht die gleiche Frequenz haben, verändert sich ihre Phasenbeziehung derart, daß die Impulse bei ihrer Unterschiedsfrequenz oder "Schlagfrequenz" synchron sind.

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ORIGINAL INSPECTED

: "Ib'U 165

Wenn die Impulse synchron sind, wird der Hauptstrahl beständig in den mittleren Auslaß I70 gelenktjder in diesem Fall seinen maxima len Durchsatz hat. Wenn die Impulse um ISO phasenverschoben sind überstreicht der Hauptstrahl den Auslaß 170 am schnellsten, was den niedrigsten mittleren Durchsatz ergibt.

Die Fig. 8 zeigt ein ODER-NOR-Schaltglied 174, das, abgesehen von drei weiteren Steuerkanälen 176, 178, ISO, dem Torschaltglied l4o entspricht. Der von der Düse 146 ausgestoßene Hauptstrahl wird vom Auslad 150 weggelenkt und in den Auslaß 154 gelenkt, falls in einem oder mehreren der Steuerkanäle 152, I76, 178 und ISO ein Druckimpuls auftritt.

Das Torschaltglied, das bi-stabile Schaltglied und das ODER-NOR-Schaltglied der Fign. 5, ό und 8 sind im wesentlichen "Aus-Än"-Schaltglieder, da ihr Ansprechverhalten bei Steuerdrücken, die zw: sehen einem niedrigen Wert und einem sehr viel größeren Grenzwert veränderlich sind, im wesentlichen das gleiche bleibt.

In der nun folgenden Beschreibung des Fluidikschaltkreises werden die entsprechenden Steuerkanäle und/oder Auslässe eines Schaltgliedes mit "links" und "rechts" bezeichnet, wobei die Strömungsrichtung des Hauptstrahls als Bezugsrichtung gewählt ist. Ferner sind die Schaltglieder des selben Typs mit der gleichen Bezugsziffer wie in den Pign. 5 bis 8 gekennzeichnet, wobei zur Unterscheidung der einzelnen Schaltglieder des gleichen Typs beigefügte Buchstaben verwendet werden. Zu beachten ist, daß einige

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__ 1 y m t> 5

der Auslässe der Schaltglieder nicht mit einem Steuerdruck versorgt werden; in diesem Fall sind diese Auslässe mit einem geeigneten Abfluß,„beispielsweise der Atmosphäre P . verbunden.

Es wird nun bezug genommen auf die Fig. 1. Der linke Steuerkanal 152 eines Schaltgliedes l66a mit drei Ausgängen ist über eine Leitung 182 mit der Leitung Ho, zwischen der Drosselstelle 126 und der Drosserstelle 120, verbunden,während der rechte Steuerkanal

164 des Schaltglieds l66a über eine Leitung 184 mit derJLeitung 122 zwischen der Drosselstelle 128 und der Düse II8 verbunden ist. Eine Leitung I86 verbindet den Strömungsempfänger I06 mit dem linken Steuerkanal 152 eines Dreifachausgangs-Schaltglieds l66b. Zwei Leitungen 190, 192 und 194 verbinden die Leitung I86 mit dem linken Steuerkanal 152 der Dreifachausgangs-Schaltglieder l66c, l66d bzw. l66e. .

Die linken und rechten Auslässe 168 und 172 des Schaltglieds l66a sind über Leitungen I96 bzw. I98 mit den rechten und linken Steuerkanälen 164 und 152 eines bi-stabilen Schaltglieds 156a verbunden. Der mittlere Auslaß I70 des Schaltglieds l66_. ^st über die Leitung I85 mit dem Einlaß 144 eines bi-stabilen Schaltglieds 156b verbunden. Der linke Auslaß I58 bzw. der rechte Auslaß I60 des Schaltglieds 156a ist über eine Leitung 200 bzw. 202 mit dem rechten bzw. linken Steuerkänal 164 bzw. 152 des bi-stabilen Schaltglieds I66b verbunden. Eine Zweigleitung 204 verbindet die Leitung 202 mit dem rechten Steuerkanal l64 des Schaltglieds 166b. Eine Zweigleitung 206 verbindet die Leitung 200 mit dem rechten Steuerkanal l64 des Schaltglieds l66e.

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Ab

Der linke Auslaß I58 bzw. der rechte Auslaß 160 des bi-stabilen Schaltglieds 156b ist über eine Leitung 208 bzw. 210 mit dem linken bzw. rechten Steuerkanal 152 bzw. 164 eines bi-stabilen Schalt glieds 156c verbunden, dessen linker Auslaß I58 bzw. rechter Auslaß l60 über die Leitung 212 bzw. 214 mit dem rechten Steuerkanal 164 des Schaltglieds l66d bzw. dem rechten Steuerkanal 164 des Schaltglieds l66c verbunden ist.

Der mittlere Auslaß 170 der Schaltglieder l66c und l66d ist über einen Kanal 216 bzw. 218 mit dem linken Steuerkanal 252 bzw. dem rechten Steuerkanal 164 eines bi-stabilen Schaltglieds 1560 verbunden, dessen linker Auslaß I58 bzw, rechter Auslaß I60 über eine Leitung 220 bzw. 222 mit dem Einlaß 144 des Schaltglieds l40a bzw. l40b verbunden ist.

Der mittlere Auslaß I70 des Schaltglieds 166b bzw. l66e ist über eine Leitung 224 bzw. 226 mit dem rechten Steuerkanal l64 bzw. dem linken Steuerkanal I52 eines bi-stabilen Schaltglieds 156e verbunden, dessen linker Auslaß 158 bzw, rechter Auslaß I60 über eine Leitung 228 bzw. 2J>0 mit dem linken Einlaß 144 des Torschaltglieds l40c bzw. l40d verbunden ist.

Zweigleitungen 2J2 und 2^4 verbinden die Leitungen 220 und 222 mit dem Einlaß 144 des Torschaltglieds l40e bzw. l40f. Zweigleitungen 236 und 238 verbinden die Zweigleitung 232 bzw. 2j4 mit dem linken Steuerkanal I52 des Torschaltglieds l40a bzw. l40b.

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Mit der Zweigleitung 2^6 bzw. 238 ist eine abgedichtete Kammer 240 bzw. 242 vorgegebenen Volumens in Reihe geschaltet, die dazu dient, den durch die Zweigleitungen 2j56 und 2^8 übertragenen Drucl zu verzögern.

Eine Zweigleitung 244 verbindet die Leitung 228 mit dem Einlaß 144 eines Torschaltglieds l40g, dessen rechter Auslaß 154 über eine Leitung 246 mit dem Steuerkanal 1?6 eines ODER-NOR-Schaltglieds 174a verbunden ist. Eine Zweigleitung 248 verbindet die Leitung 244 mit dem linken Steuerkanal 15.2 eines Torschaltglieds l40c. In der Zweigleitung 248 ist eine abgedichtete Kammer 250 angeordnet, die zur Druckverzögerung dient. Eine Zweigleitung verbindet die Leitung 2^0 mit dem Einlaß 144 der Torschaltgliedei l40h und l40e. Eine Zweigleitung 254, in der eine zur Druckverzögerung dienende abgedichtete Kammer 256 angeordnet ist, verbindet die Zweigleitung 252 mit dem linken Steuerkanal 152 des Torschaltglieds l40d, dessen linker Ausgang I50 über eine Leitung 258 mit dem linken Steuerkanal· 152 eines Torschaltglieds l40f verbunden ist. Eine Zweigleitung 259 verbindet die Leitung 258 mit dem Steuereinlaß I52 des Torschaltglieds l40j.

Eine Zweigleitung 260 verbindet die Lefcung 2^2 mit dem Einlaß des Torschaltglieds 1.4Qj, dessen rechter Auslaß 154 über eine Leitung 262 mit dem Steuerkanal 176 eines QDER-NOR-Schaltglieds 174b verbunden ist. Eine Zweigleitung 264 verbindet die Leitung 2^4 mit dem Einlaß 144 des Toffschaltglieds 14Qf. Der reckte Auslaß 154 des Torachaltglieds l4Qk ist über eine Leitung 266 mit dem

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Steuerkanal 152 des ODER-NOR-Schaltglieds 174b verbunden. Ein Kanal 268 verbindet den linken Ausgang I50 des Torsehaltglieds l40c mit dem linken Steuerkanal I52 des Torsehaltglieds l40k. Eine Lei tung 270 verbindet den linken Ausgang 150 des Torschaltglieds l40b mit dem linken Steuerkanal I52 des Torschaltglieds l40g,und eine Zweigleitung 272 verbindet die Leitung 270 'mit dem linken Steuerkanal I52 des Torschaltglieds l40i. Der rechte Auslaß 154 des Torschaltglieds l401 ist über eine Leitung 273 mit dem Steuerkanal 178 des ODER-NOR-Schaltglieds 174b verbunden. Der rechte Auslaß des Torschaltglieds l40i ist über eine Leitung 275 mit dem Steuerkanal I80 des Schaltglieds 174 b verbunden.

Der linke Ausgang I50 des Torschaltglieds l40a ist über eine Leitung 174 mit dem linken Steuerkanal 152 des Torschaltglieds l40h verbunden, dessen rechter Auslaß 154 über eine Leitung 276 mit dem Steuerkanal 180 des ODER-NOR-Schaltglieds 174a verbunden ist.

Der linke Steuerkanal I52 des Torschaltglieds l40e ist über eine Zweigleitung 278 mit der Leitung 268 verbunden, und der rechte Auslaß 154 ist mit dem Steuerkanal 152 des ODER-NOR-Schaltglieds 174a über eine Leitung 28o verbunden.

Der rechte Auslaß 154 des Torschaltglieds 14 Of ist über eine Leitung 282 mit dem Steuerkanal I78 des ODER-NOR-Schaltglieds 174a verbunden.

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f09f407

Der linke Auslaß I50 des ODER-NOR-Schaltglieds 174a ist mit der Leitung 94 verbunden, die zum Gehäuse 24 der Brennstoffregeleinrichtung führt.

Der rechte Auslaß 154 des ODER-NOR-Schaltglieds 174b ist mit der Leitung 92 verbunden, die zum Gehäuse 24 der Brennstoffregeleinrichtung führt.

Das Torschaltglied l40m ist mit einem zusätzlichen Steuerkanal 252 ^x versehen, der in eine» Linie mit dem gegenüberliegenden linken Steuerkanal 152 liegt. Eine Zweigleitung 284 verbindet die Leitung I90 mit dem linken Steuerkanal I52 des Torschaltglieds lAOm. Eine verhältnismäßig lange Leitung 286, die als Druckverzögerungsleitung dient, verbindet die Zweigleitung 284 mit dem rechten Steuerkanal 252* des Torschaltglieds l40m. Der rechte Auslaß 154 des Torschaltglieds l40m ist mit dem Kanal 88 verbunden, der zum Gehäuse 24 der Brennstoffreglereinrichtung führt.

Es wird nun die Betriebsweise des Fluidikschaltkreises beschrieben. Dabei wird angenommen, daß diejenigen Elemente, die zu ihrer Erregung Druckluft benötigen, mit Druckluft versorgt sind.

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Der Impulsgenerator, der aus der Stimmgabel 112 besteht, 1st selbst erregend, da die Luft, die aus der Düse 118 austritt und auf den Zinken 1^2 der Stimmgabel auftrifft, die Stimmgabel 112 zu Schwingungen anregt, deren Frequenz in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerhebels 1^4 durch die Stellung des Abstimmkörpers 136 bezüglich des Zinkens Ij52 festgelegt wird. Die Schwin gung des Zinkens 1^2 ruft eine abwechselnde Vergrößerung und Verkleinerung des wirksamen Querschnitts der Düse 118 hervor, so daß zwischen der Düse 118 und der Drosselstelle 128 eine Folge von Druckimpulsen entsteht. Die Folge der Druckim^ulse wird dem Steuerkanal 164 des Schaltgliedes 166a aufgeprägt. Im gegenüberliegenden Steuerkanal I52 herrscht ein festgelegter Druck,dessen Größe zwischen dem größten und kleinsten Druck im Steuerkanal liegt; dies bewirkt, daß der Hauptstrahl des Schaltgliedes l66a

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zwischen den Auslässen l68 und 172 hin- und herspringt, und zwar mit der Sollfrequenz, die von der Stimmgabel 112 erzeugt wird.Der festgelegte Druck im Steuerkanal 152 wird durph Einstellen des Querschnittsverhältnisses der Drosselstellen 126 und 116 erzeugt. Der mittlere Auslaß 170 des Schaltglieds l66a wird in dem Maße mit Druck versorgt, wie der Hauptstrahl intermittierend mit ihm in Verbindung steht. Die am linken und rechten Ausgang 168 bzw. 172 des Schaltglieds l66a erzeugten Druokimpulse gelangen zum rechten bzw. linken Steuerkanal l6k bzw. 152 des bi-stabilen Schaltglieds 156a, wodurch der Hauptstrahl jedesmal, wenn die Differenz des Eingangsdrucks umkehrt und auf einen Wert ansteigt, bei dem die bistabilen Hafteigenschaften des Schaltglieds 156a überwunden werden, abgelenkt wird. Die in der Fig. 3 dargestellten Sinuskurven S,, S₂ und S-, stellen die Druckausgangssignale der Auslässe 168, 170 und 172 des Schaltglieds l66a dar. Die Rechteckwellen-Impulsfolgen Ä und B stellen die Druckimpulsfolgen dar, die in den Auslassen 158 und I60 des bi-stabilen Schaltglieds 156a in Abhängigkeit von den Eingangsimpulsen erzeugt werden. Zu beachten ist, daß der Zeitmaßstab der Kurven S₁> S₂ und S "anders als bei den Kurven A und B ist. Der Ausgangsdruck Sg im mittleren Auslaß 170 des Schaltglieds l66a erreicht bei der Druckbeaufschlagung des Auslasses 158 und I60 des Schaltglieds 156a abwechselnd seinen Orößtwert, wobei der Druck in einem dieser Auslas.se durch die bi-stabile Schaltwirkung gehalten wird, bis er durch einen Druckimpuls Sl oder s aus dem Steuerkanal I68 oder 172 des Schalt-

^τ -> η

glieds l86a zum Überspringen gezwyfeen wird. Das bl-stabile Schalt-

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glied 156b empfängt den Auslaßimpuls S₂ vom mittleren Auslaß 170 des Schaltglieds l66a, wobei dieser Strahl abwechselnd zwischen _v den Auslassen 158 und 16O des Sehaltglieds i.$6b überspringt. Die in den Auslässen I58 und I60 des Schaltglieds 156b abwechselnd empfangenen Druckimpulse werden auf den Steuerkanal 152 bzw. 156 des bi-stabilen Schaltglieds 156c übertragen, wodurch der Haupt-—_T strahl abgelenkt wird und die Auslässe 158 und 160 abwechselnd V. unter Druck setzt. Die in Fig. 3 dargestellten Rechteekwellen-,. ,._;., Druckfolgen Cund D stellen die Druckausgangssignale der Auslässe

die gegeneinander 158 und 160 des Schaltglieds 156c dar,/180 -phasenverschoben und gegenüber den Kurven A und B, die das Ausgangssignal des Schalt-; glieds 156a darstellen, 90°-phasenverschoben sind. Die Schaltglieder 166a, 156a, 156b und 156c wirken also in der Weise zusammen, daß sie die beiden sinusförmigen Druckausgangssignale S^ und S,, die teilweise von der Stimmgabel 112 erzeugt werden, in vier Rechteckwellen-Bezugssignale A, B, C und D umwandeln.

Die in Fig. 3 mit -E bezeichnete Rechteckwelle stellt ein typisches Druckimpuls-Ausgangssignal dar, das bei einer Ist-Drehzahl, die um 5% unter der Soll-Drehzahl (entsprechend der Stellung des Steuerhebels 134 und den zugehörigen Impulsfolgen A., B, C und D) liegt, durch die Drehung der Lochscheibe 108 erzeugt wird. Wenn . die Lochscheibe 108 umläuft, gelangen sämtliche Löcher 110 nacheinander zwischen die Düse IQk und den Strömungsempfänger 10δ_Λ wodurch die Strömung intermittierend unterbrochen wird und eine Folge von Druckimpülsen entsteht, deren Frequenz in vorgegebener. Weise von der Drehzahl der Lochscheibe 108 und somit der Drehzahl

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der Brennkraftmaschine abhängt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist die Druekimpulsfolge -E, die von der Düse ic4 und der Lochscheibe 108 erzeugt wird, in der Reihenfolge A,CjBi D* A,... usw. mit den vier Bezugsdruckirapuls folgen nacheinander synchron.

Bei einer um 5# zu großen Ist-Drehzahl wird von der Düse 104 und der Lochscheibe 108 eine Folge von Druckimpulsen +E erzeugt. Bei einer um 5j6 zu großen Drehzahl ist die Synchronisationsreihenfolge der +E-DrUCkImPUlSe verschieden von der Synchronisationsreihenfolge der -E-Druckimpulsej wie in Fig. 3 dargestellt, sind die 4-E-Druckimpulse mit den Bezugsimpulsen in der Reihenfolge A,D,B,C,A,... usw. synchron. Aufgrund dieser Synchronisationsbeziehung wird der relative Fehler zwischen der Ist-Drehzahl und ^Jder Solldrehzahl jedesmal, wenn ein Ist-Drehzahl-Impuls mit einem der vier Bezugsimpulse synchron ist, dadurch angezeigt, welcher νοηΦη drei restlichen Bezugsimpulsen zuletzt zu dem Ist-Drehzahl-Impuls synchron war. Somit wird eine zu kleine Drehzahl durch die

r Synchronisationsreihenfolgen Bk₁CB, AC und BD angezeigt,, wäh&nd eine zu große Drehzahl durch die Synchronisationsreihenfolgen CA, DB, BC und AD angezeigt wird. Die Übereinstimmung mit einem der Bezugsimpulse A,B, C und D wiederholt sich mit dem Frequenzunterschied zwischen den Bezugsimpulsen und den Ist-Drehzahl-Impulsen. Der Ist-Drehzahl-Impuls ist mit irgendeinem der Bezugsimpulse viermal während dieses Frequenzunterschieds synchron.

Jedesmal, wenn ein Ist-Drehzahl-Impuls synchron zu einem SoIl-Drehzahl-Impuls synchron ist, wird eine kleine Korrektur der

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Brennstoffzufuhr vorgenommen, wobei die Richtung der Änderung der Brennstoffzufuhr durch die vorletzte Synchronstelle festgelegt wird, wodurch die Brennstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine mit einer Frequenz korrigiert wird, die dem Drehzahlfehler proportiona ist. Zu diesem Zweck wird der linke Steuerkanal 152 der Schaltglie der 166b, 166c, l66d und l66e mit den von der Leitung I86 kommenden Ist-Drehzahl-Impulsen veräorgt. Der rechte Steuerkanal 164 der Schaltglieder 166b, l66c, l66d und·l66e empfängt jeweils einen der vier Soll-Drehzahl-Impulse über den rechten Auslaß 160 des Schaltgliedes 156a, den rechten Auslaß I60 des Schaltgliedes 156c, den linken Auslaß 158 des Schaltgliedes 156a, wobei die Soll-Drehzahl-Impulse den Ist-Drehzahl-Impulsen entgegenwirken. Die Druckbeaufschlagung des mittleren Ausgangs I70 der Schaltglieder l66b, 166c, I66d und l66e ist am größten, wenn die entgegenger-ichteten Druckimpulse in den Steuerkanälen I52 und 164 gleichzeitig auftreten, die sich somit gegenseitig aufheben, so daß der Hauptstrah ohne abgelenkt zu werden, in den mittleren Ausgang 170 strömen kann. Im Ausgang 170 tritt der kleinste Druck dann auf, wenn die entgegengesetzten Druckimpulse in den Steuerkanälen 152 und 164 I80 -phasenverschoben sind, was zur Folge hat, daß der Hauptstrahl rasch zwischen den Auslässen I68 und 172 hin- und herspringt, wobei er den mittleren Auslaß 170 zu rasch überstreicht, um eine merkliche Druckbeaufschlagung des mittleren Ausgangs hervorzurufen.

Die Ausgangssignale, die bei einer um 5# zu kleinen Drehzahl (-Ε-Kurve in Fig. 5) im mittleren Auslaß der Schaltglieder l66b,

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l66c, l66d.. und l66e auftreten, sind in Pig.Jdurch die Kurven A^T, D¹, C* und B* dargestellt. Die Ausgangssignale A¹, BSC und D^l ändern sich mit der "Synchronisationsfrequenz" und sind entsprechend der Solldrehzahlimpulse, die von der Stimmgabel 112 erzeugt werden, "geriffelt". Die Größe der Riffelung hängt von den Wellenformen der Solldrehzahl-Eingangsimpulse und der Ist-Drehzahl-Eingangsimpulse und von den Dämpfungseigenschaften der Leitungen 224, 216, 218 und 226_? die von den entsprechenden Auslassen 170 wegführen, ab. Die Rechteckwellenform der Kurven A,B,C,D und E in Fig.3 kann in gewünschter Weise durch Dämpfen in den Zuführungsleitungen für die Steuerkanäle 152 und 164 der Schaltglieder l66b, l66c, l66d und l66e verändert werden, und zwar derart, daß Druckanstieg und Druckabfall allmählich erfolgen, wodurch die Steuerungseigenschaften verbessert werden. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist das Dru^ksignal A¹ gegenüber B^f l8o°-phasenverschoben und C' gegenüber D¹ ebenfalls l8o°-phasenverschoben, jedoch gegenüber A^! und B^r 90°-phasenverschoben. Die Ausgangssignale A* und B*, die von den mittleren Ausgängen 170 der Schaltglieder l66b und I66e abgeleitet wurden, werden dem rechten bzw. linken Steuerkanal 164 bzw. 152 des bi-stabilen Schaltglieds 156e zugeführt. Der Hauptstrahl des Schaltglieds l46e wird in den linken Auslaß 158 abgelenkt, wenn das Drucksignal A* um soviel größer als das Signal B¹ ist, daß die Haftwirkung des Hauptstrahls überwunden wird, der daraufhin in den linken Auslaß I58 abgelenkt wird, bis das Signal B¹ um einen entsprechenden Betrag kleiner als A¹ wirdj hierauf springt der Hauptstrahl in den Auslaß 160 zurück. Bei einer Abweichung entsprechend einer um 5$ zu kleinen Drehzahl hat der Aus-

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laßdruck im linken Auslaß 158 des Schaltglieds 156e die Form der Kurve A^!' in Pig. jj, während der Ausgangsdruck des rechten Auslasses l6o invers zu A^ft verläuft, wie die Kurve B¹¹ zeigte

Die von den mittleren Auslassen 170 der Schaltglieder I66d und l66c abgeleiteten Ausgangssignale c¹ und D^! werden dem rechten bzw. linken Steuerkanal l6K bzw. I52 des bi-stabilen Schaltgliedes 156d zugeführt, das in der gleichen Weise wie das Schaltglied 15öe auf die Signale anspricht und im linken und rechten Auslaß 158 bzw. 160 AusgangsSignale C¹' und D** erzeugt. Die Ausgangssignale C¹¹ und D¹¹ sind jedoch gegenüber den Ausgangssignalen A^IT und B^!' 90°-phasenverschoben.

Wenn der linke Auslaß I58 des Schaltglieds I56 mit Druck beaufschlagt wird, wandert das resultierende Drucksignal A^1f zum Einlaß 144 des Schaltglieds 144c sowie zur Kammer 150, die mit dem linken Steuerkanal 152 des Schaltglieds l40c In Verbindung steht. Der Hauptstrahl, der durch den Druck A*' im Einlaß erzeugt wird, gelangt zum linken Auslaß I50 des Schaltglieds I4oc und erzeugt den Ausgangsdruck A^fM; dieser Druck bleibt so lange erhalten, bis das von der Kammer 250 erzeugte Druckverzögerungsintervall zu Ende ist, worauf der linke Steuerkanal 152 des Schaltglieds l40c mit Druck beaufschlagt wird, was zur Folge hat, daß der Hauptstrahl in dem rechten Auslaß 154 abgelenkt wird, was wiederum bewirkt, daß im linken Auslaß 152 kein Druck mehr vorhanden ist. Die Kurve A^tM in Fig. 3 entspricht dem Druck,

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der im linken Auslaß 150 erzeugt wird, wobei das VerzögerungsIntervall durch L definiert ist. Das Verzögerungsintervall L kann auch auf andere Weise als durch die Verzögerungskammer 250 erzeugt werden, beispielsweise durch die Verwendung eines verhältnismäßig langen Kanals, der mit dem Kanal 248 in Reihe geschaltet wird, um die Ubertragungszeit des Auslaßdrucks A^1f zum Schalt glied l40c zu vergrößern.

Das Drucksignal,,A^1f' gelangt zum linken Steuerkanal 152 der Torschaltglieder l40e und l40k, deren Einlasse■144 durch die Drucksignale c^t! bzw. D^!l beaufschlagt werden. Wenn die Drehzahl zu klein ist, hat das Signal D* ^l einen großen Druck. Der Hauptstrahl des Schaltglieds l40k, der vom Drucksignal D*^! abgeleitet wird, wird durch den Druck A*^f* in den rechten Auslaß 154 abgelenkt, was einen Druckimpuls -A zur Folge hat, der dem Steuerkanal des Schaltglieds 174b zugeführt wird. Da die Drehzahl kleiner als die Solldrehzahl ist, wird der Einlaß 144 des Schaltglieds l40e durch C*^s nicht mit Druck beaufschlagt, so daß das Drucksignal A*^f' im Steuerkanal 152 keinen Einfluß auf das Schaltglied l40e hat. Somit bleibt der rechte Auslaß 154 des Schaltglieds l40e ohne Druck.

Der Druckimpuls -A, der vom Schaltglied l40k erzeugt wird, zeigt eine Synchronisationsreihenfolge DA der Bezugsdruckimpulse an, wodurch ein Betriebszustand zu kleiner Drehzahl festgelegt wird. Es wird nun auf die Fig. 5 bezug genommen. Ein Betriebszustand zu großer Drehzahl wäre dadurch angezeigt worden, daß

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der Druck C^1! anstelle des Drucks D¹¹ größer geworden wäre; in diesem Fall hätte anstelle des Schaltglieds l40k das Schaltglied l40e auf den Druck A^ift angesprochen und einen Druckimpuls +A erzeugt, der dem Steuerkanal 152 des Schaltglleds 174a zugeführt worden wäre, was eine Synchronisationsreihenfolge CA der Bezugsdruckimpulse bedeutet hätte.

Eine Umkehrung des dem Schaltglied 156e zugeführten· Druckunterschieds A¹-C¹ hat zur Folge, daß der Hauptstrahl in den rechten Auslaß l60 des Schaltglieds 15öe abgelenkt wird, während der entstehende Auslaßdruck B^f * zum "^inlaß 144 der Torschaltglieder l40d l40h und l40i sowie zur Verzögerungskammer 256, die mit dem linken Steuerkanal 152 des Torschaltglieds l40d in Verbindung steht, gelangt. Der im Torschaltglied l40e erzeugte Hauptstrahl gelangt zum linken Auslaß 150, wo während eines kurzen Zeitraums, entsprechend der Verzögerung des Drucks B^!! in der Kammer 256, ein Auslaßdruck B^fl' erzeugt wird. Der resultierende Druckimpuls'B^r1! gelangt zum Steuerkanal 152 der Torschaltglieder l40j und l40f-Der Ausgängsdruck C*¹ des bi-stabilen Schaltglieds 156d, der davon herrührt, daß der Hauptstrahl in den linken Auslaß 158 abgelenkt wird, gelangt zum Einlaß 144 des Torschaltglieds l40j, wo der resultierende Hauptstrahl durch den Druck B^ltf indan Auslaß 154 abgelenkt wird, während der resultierende Druckimpuls -B zum Steuerkanal I76 des Torschaltglieds l40b gelangt. Da das Torschaltglied l40f zu diesem Zeitpunkt keinen Druckimpuls D^1r in seinem Einlaß 144 erhält, hat der Druckimpuls B^!*' im Steuerkanal 152 keinen Einfluß auf den Auslaßdruck im rechten Auslaß 154,

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der zum Steuerkanal 178 des Schaltglieds 174a führt.

Der Auslaßdruek C^lf des bistabilen Sehaltglieds 15öd gelangt außerdem zum ^Einlaß 144 des Torsohaltglieds l40a sowie zur Kammer 240, die mit dem Steuerkanal 152 des Schaltglieds l40a in Verbindung steht; der Hauptstrahl, der vom Druck C^rt herrührt, gelangt zum linken Auslaß 15Ö, bis der verzögerte Druck G^1f im Steuerkanal 150 erscheint, worauf der Hauptstrahl in den rechten Auslaß 154 abgelenkt wird. Der entstehende Auslaßdruck C^1t! gelangt zum Steuerkanal der Torschaltglieder l40h und 14O1, Der Einlaß 14-4 des Torschaltglieds ₍l401, der mit dem vom linken Auslaß 158 des bi-stabilen Schaltglieds 15öe abgeleiteten Druck A^f* beaufschlagt wird, erzeugt im Schaltglied l401 einen Hauptstrahl, der in den rechten Auslaß 154 abgelenkt wird, wodurch dem Steuerkanal I80 des Schaltglieds 174b ein Druckimpuls zugeführt wird. Da das Torschaltglied l40b zu diesem Zeitpunkt keinen Druck B¹' in seinem Einlaß erhält, hat der Druck , C^Ml im Steuerkanal 152 keinen Einfluß auf den Auslaßdßuck im Auslaß 154.

Eine Umkehrung des dem bi-stabilen Sehaltglieds 156d zugeführten DruckuntersGhieds C⁸-D* hat zur Folge, daß der Hauptstrahl in den rechten'^Auslaß I60 abgelenkt wird, wobei der resultierende Auslaßdruck D** zum Einlaß 144 der Torschaltglieder l40b, l40f und l40k gelangt. Die Wirkung, die der Druck D^tf auf die Torschältglieder l40f und l40k hat, wurde bereits beschrieben, so daß lediglich die Wirkung, die der Druckimpuls D^tr auf das Torschalt-

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glied l40b hat, beschrieben werden muß. Der Druckimpuls D*^f im Einlaß 144 des Torschaltglieds l40b hat zur Polge, daß der Haupt strahl in dem linken Auslaß 150 abgelenkt wird, bis der verzögerte Druck D^tf im Steuerkanal 152 erscheint, worauf der Hauptstrahl in den rechten Auslaß 154 abgelenkt wird. Der entstehende Auslaßdruck D^ttf gelangt zum Steuerkanal 152 der Torschaltglieder l40g und l40i. Der Einlaß des Torschaltglieds l40i empfangt den Druck B¹¹, wobei der entstehende Hauptstrahl durch den Druck D^tir in den rechten Auslaß 154 des Torschaltglieds l40i abgelenkt wird. Der resultierende Druckimpuls -D gelangt zum Steuerkanal l8o des Schaltglieds 174b. Da zu diesem Zeitpunkt der Einlaß 144 des Torsohaltglieds l40g durch A^ft nicht mit Druck versorgt wird, hat der Druckimpuls D¹¹¹ im Steuerkanal 152 keinen Einfluß auf den Auslaßdruck +D im rechten Auslaß 154, der zum Steuerkanal Π6 des Schaltglieds 174a führt.

Das Torschaltglied 174b empfängt somit bei einem Betriebszustand entsprechend einer zu kleinen Drehzahl vier Druckimpulse., die in der Reihenfolge -A, -C, -B, -P, wiederholt werden. Da der Hauptstrahi des Schaltglieds 174b jedesmal, wenn einer seiner Steuerkanäle 152, 176, 178 und I80 einen Druckimpuls -A, -B, -C, -D empfangt, in den rechten Auslaß 144 abgelenkt wird, hat der Auslaßdruck des Auslasses 154 eine Frequenz, die viermal so groß ist wie der Unterschied der Frequenz der von dar Stimmgabel 112 erzeugten Druckimpulse und der von der Maschinendrehzahl erzeugten' Druckimpulse. Die vom Schaltglied 174b kommenden Druckimpulse

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gelangen durch die Leitung 92 und das Rückschlagventil 96 in die Kammer 66, wo sie den Druck P erzeugen. Der Druck P nimmt bei jedem Druckimpuls um einen kleinen Betrag, also inkrementweise, zu. Im Durchschnitt wächst somit der Druck Ρ_χ mit einer Geschwindigkeit, die der Abweichung der zu kleinen Drehzahl von der Solldrehzahl proportional ist.

Ein Betriebszustand zu großer Drehzahl ergibt eine entsprechende Änderung der Druckimpulsbeziehungen A¹-B* und C'-D¹ (für die bistabilen Schaltglieder 156d und I56 e) gegenüber dem bisher beschriebenen Beziehungen, die für einen Betriebszustand zu kleiner Drehzahl gelten. Die resultierende Schaltfolge A^!l, B^lf und C^M, D^1f der bi-stabilen Schaltglieder 156e bzw. 156d bewirken, daß die auf diese Schaltfolge ansprechenden verschiedenen Torschaltglieder in ähnlicher Weise, wie dies in Verbindung mit einem Betriebszustand zu kleiner Drehzahl beschrieben wurde, arbeiten, jedoch in einer anderen Reihenfolge, so daß dem Schaltglied 17^a eine Druckimpulsfolge +A, +D, +B, +C, +A, ... usw. zugeführt wird. Das Schaltglied 174a spricht, in ähnlicher Weise wie das Schaltglied 174b, auf jeden Druckimpuls +A, +D, +B, +C, +A, ... usvv, in der Weise an, daß sein linker Auslaß I50 während des Auftretens eines jeden Druckimpulses druckfrei ist. Der Auslaßdruck des linken Auslasses I50 des Schaltglieds 174a steht mit der Kammer 66 über die Leitung 94 und das Rückschlagventil 98 in Verbindung, das sich somit während jeder Druckimpulsdauer öffnen kann und den Druck P inkrementweise verringert, so daß

der Druck P im Durchschnitt mit einer Geschwindigkeit abnimmt, χ ,

die der Abweichung der zu großen Drehzahl von der Solldrehzahl proportional ist.

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Der Druck P wirkt auf die Membran 64, die den Hebel 54 und den daran befestigten Ventilkörper 58 bewegt, um den Druck in der Kam mer 40 derart zu verändern, daß der Kolben 34 außer Gleichgewicht gerät; dadurch wird das Bemessungsventil J2 betätigt, das eine Vergrößerung oder Verkleinerung der Brennstoffzufuhr, Je nach der Art der Drehzahlabweichung, bewirkt. Während sich der Kolben 34 bewegt, erzeugt der daran befestigte Hebel 82 ein Rückführungssignal, das als Folge einer entsprechenden Querschnittsänderung des Ventilsitzes 78 bewirkt, daß sich der Druck P , der auf die Membran 62 entgegen der Membran 64 einwirkt, in dem Maße ändert, wie^eerforderlich ist, um die Stellung des Ventilkörpers 38 und somit des Kolbens ^4 zu stabilisieren. Da die Bewegung des.Bemessungsventils 32 dem Druck P proportional ist, ist die Ände-

•Λ. , ·

rung der Brennstoffzufuhr proportional dem Druck P bzw» der Dreh Zahlabweichung, wodurch eine Isochrone Regelung hergestellt ist. Da sich jedoch der Druck P in Wirklichkeit inkrementweise ändert ist der Beharrungszustand der Brennkraftmaschine ein Zyklus kleiner Amplitude und lang-samer Begrenzung, dessen GrÖSe von der Brennstoffmenge abhängt, die einem Inkrement des Drucks Ρ_χ entspricht. Die digitale Steuerwirkung des Fluidikschaltkreises · bewirkt eine kontinuierliche schrittweise Veränderung des Drucks P , bis entweder die Istdrehzahl synchron zur Solldrehzahl ist oder eine Überkorrektur der Brennstoffzufuhr erfolgt ist. Normalerweise ist der letzte Schritt der Brennstoffzuführung mehr, ale erforderlich ist, um die Drehzahlabweichung auszugleichen. Die Änderung der Drehzahl als Folge des letzten BrennstoffzufUh-. rungsschritts wird wahrgenommen, und die Brennstoffzuführung

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wird, einen Schritt zurück, korrigiert, was wiederum mehr ist, als erforderlich ist, um die Abweichung der Drehzahl auszugleichen Die Größe eines Druckschritts (P ) ändert sich umgekehrt mit der

Frequenz der Stimmgabel 112 und direkt mit der Verstärkung des Schaltkreises. Somit ergibt eine Drehzahlabweichung von 1% bei einer Stimmgabelfrequenz von looo sec~ 4o Impulse pro Sekunde von dem entsprechenden Torschaltglied. Wenn eine l$-ige Drehzahlabweichung beispielsweise eine 3$-ige Brennstoffänderung hervorrufen soll j muß das Inkrement der Brennstoffänderung pro Impuls 3Mo oder o,o75/ä betragen; dies bedeutet, daß dies die maximal zulässige BrennstoffzufUhrabweichung von dem' Wert entsprechend einer Null-Drehzahlabweichung während des Beharrungszustands-Begrenzungszyklus ist. Der tatsächliche Begrenzungszyklus sollte praktisch trivial sein.

Wenn die Drehzahlabweichung größer wird, wird die Impulsfrequenz grüßer, bis Sättigung erreicht ist, wenn der Synchronisationszwischenraum sich auf vier mal die Impulsdauer L verringert hat. Dann liefert das entsprechende Torschaltglied ein kontinuierliches Au s gangs signal, abgesehen von den kurzen Unterbrechungen, dicj erforderlich sind, um vom einen|steuereinp;angssignal auf das andere umzuschalten. Wenn beispielsv/eise die Verzögerungsdauer L gleich fünf Impulsen der Stimmgabel 112 beträgt, erfolgt die Sättigung bei einer Synchronisationsdauer von k χ 5 bzw. 2o Eingangs impulsen './as einer Abweichung von 5% entspricht.

O S 8 4 O

Um das Übergangsansprechverhalten zu verbessern, ist eine Analog-BrennstoffZuführungskorrektur vorgesehen. Zu diesem Zweck wird der Ist-Drehzahl-Druckimpuls über die Leitungen I90 und 234 zum linken Steuerkanal 152 des Torschaltglieds l40m übertragen (Pig,I Bin Druckimpuls, der im Steuerkanal 152 arscheint, lenkt den Hauptstrahl .des Schaltglieds l40m in den rechten Auslaß 154 ab, was eine Vergrößerung des Drucks P₀ für die Kammer 68 zur Folge hat. Die Druckimpulse der Leitungen I90 und 284 gelangen außerdem durch die Verzögerungsleitung 286 zum rechten Steuerkanal I52¹ des Schaltglieds l40m, wo der verzögerte Druckimpuls den Hauptstrahl in den linken Auslad 150 ablenkt, wodurch die Kammer 68 druckfrei wird. Der Druckimpuls Ρ_Ω in der Kammer 68 ist von konstanter Amplitude und Dauer, unabhängig von der Frequenz des Istdrehzahl-Druckimpulses . Da der Druck P in der Kammer 68 zwischen den Ist-Drehzahl-Druckimpulsen in den rechten Ausla.3 154 austritt, ändert sich der Durchschnittswert des Drucks P direkt mit der Xt*o- Drehzahl. Wenn eine plötzliche Belastung der Brennkraftmaschine einen Abfall der Drehzahl und somit des Drucks P hervorruft, wird durch die entsprechend beeinfLu3ten Membranen 62 und 64 der Hebel 82 geschwenkt, wodurch sich das Ventil 38 öffnet und ein proportionales Öffnen des Bemessungsventils 32 erfolgt, wie es durch die auf den Druck P in der Kammer 60 ausgeübte Rückkopplungswirkung festgelegt wird. Die Wirkung des Drucks P„ ist unabhängig von der gleichzeitigen Korrekturwirkung, die von der Drehzahlabweichurij·; hervorgerufen und auf den Druok P in der Kammer 66 ausgeübt wirrtj «Le kommt zu diener KorrekturwLrkung noch hinzu=

ORtGlMAL INSPECTED

Wenn die Frequenz der Stimmgabel 112 genügend groß ist, ist die Wirkung des Drucks P im wesentlichen äquivalent einer Analog-Integrationssteuerung. Wenn jedoch die Drehzahlabweichung verringert ist, nimmt die Zeit zwischen den Impulsen, die eine Totzeit im Ansprechverhalten darstellt, umgekehrt zu. Bei einer Frequenz von 1000 see" und einer 1^-igen Drehzahlabweichung beispielsweise beträgt die Druckabstufungsfrequenz für P vierzig Schritte pro Sekunde, und die Totzeit zwischen den Schritten beträgt 1/40 ■der 0,025 see. Bei einer 5^-igen Drehzahlabweiellung beträgt die Totzeit nur 0,005 see, während bei einer Drehzahlabweichung von 1/10$ das Totzeitintervall 0,25 see beträgt. Dies wäre ausreichend für alle Brennkraftmaschinen abgesehen von den sehr schnell ansprechenden Maschinen, bei denen das Ansprechverhalten des Reglers dadurch verbessert werden kann, daß die Frequenz der Stimmgabel ii2 vergrößert oder der Fluidikschaltkreis der Fig. 1 verdoppelt oder vervierfacht wird. Bei einer solchen Anordnung könnte an die Schaltglieder 166a, 156a, 156b und 156c ein doppelter Satz von vier Bezugsdrucksignalen mit einer 45°-Phasenvers chiebung angelegt werden, wodurch die Verzögerungszeit L halbiert und die Abstufungsfrequenz des Drucks P verdoppelt werden.

In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die sich von der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform dadurch unterscheidet, daß vier Bezugssignale in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl und nicht in Abhängigkeit von der Stellung des Steuerhebels erzeugt werden, was die vier Schaltglie der 156a, 156b, 156c und l66a, die Leitung II6 mit ihren Drosselstellen

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und 120 (Fig. 1) überflüssig macht. Zu diesem Zweck werden vier Düsen 288, 290, 292 und 294 über eine Leitung 298 von einer Druck quelle 296 mit Druck versorgt. Vier St römungs empfänger 30Q, 502, 304 und JOS sind im Abstand und ausgerichtet zu den Düsen 288, 290, 292 und 294 angeordnet. Zwischen den Düsen und den Strö'mungs empfängern ist eine von der Brennkraftmaschine angetriebene Lochscheibe 308. angeordnet, die an der Welle 22 befestigt ist und mit

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mehreren über den Umfang verteilten öffnungen 310 versehen ist.

Die Lochscheibe 308 wird durch die Brennkraftmaschine 20 angetrieben, was bewirkt, daß die öffnungen 3IO nacheinander mit den Düsen 288, 290, 292 und 294 fluchten, wodurchdie Strömungsempfänger 500, 302, £04 und 506 entsprechend mit Druck versorgt werden und eine Folge von Druckimpulsen erzeugt wird, deren Frequenz der Maschinendrehzahl proportional ist. Der Winkelebstanä der Düsen und der dazu ausgerichteten Strömungsempfänger bezüglich der Größe und Winkelstellung der öffnungen 310 der Lochscheibe 308 (Fig. 2A) bestimmt die Phasenbeziehung der Druckimpulse A,B, C,D, die in den Strömungsempfängern 300, 302, 304 und 30β erzeugt werden; diese Phasenbeziehung ist, wie im Fall der Fig. 1, derart, daß A gegenüber B l80°-phasenverschoben, C gegenüber D ebenfalls 180 -phasenverschoben und die beiden Paare A, B und C, D 90°- phasenverschoben sind, wie die Kurven der Fig. 4 zeigen.

Die O+Kurve der Fig. 4 stellt das Solldrehzahl-Ausgangssignal, das von der Stimmgabel 112 und der Düse II8 erzeugt wird, relativ zu den Ist-Drehzahl -Ausgangsimpulsen A, B, C und D bei einer um 5# zu großen Drehzahl dar, während die 0-Kurve einen Betriebszustand einer um 5# zu kleinen Drehzahl entspricht.

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Der Fluidikschaltkreis der Pig, 4 ist identisch mit dem der RLg.1» abgesehen von den Eingängen der Schaltglieder 166c,, l66d, I66e und l66b, der Ausgänge des.Sehaltglieds 174b und der Verbindungen der Ausgänge der Schaltglieder 174 a und 174b zum Gehäuse 24. Die in der Düse 118 erzeugten Bezugsdruckimpulse werden über die Leitung 184 an den rechten Steuerkanal 164 des bistabilen Schaltglieds l66c übertragen. Die Zweigleitung 312, 314 bzw. 316 verbindet die Leitung .184 mit dem rechten Steuerkanal l64 des bistabilen Sohaltglieds l66d, l66e bzw, l66b. Die S£.römungsempfänger 300, 302, 304 und 306 sind mit dem linken Sfceuerkanal 152 des Schaltgli^ds l66b, l66e, l66dbzw, 166c verbunden.

Die Leitungen 266, 262, 273 und 275* die zum Söhaltglled Abführen, sind mit dem rechten Auslaß 154 der Torschaltglieder l40i, l40k, 140J und 1401 verbunden,

Die einem Betriebszustand zu großer oder zu kleiner Drehzahl entsprechende» Synchronisationsfolgen sind beim Ausführungsbeispiel der RLg. 2 umgekehrt wie beim.Ausführungsbaispiel der RLg. !.Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 werden eine zu große Drehzahl und eine zu kleine Drehzahl durch eine gynohronisationsreihenfolge A, C, B, D, Α..» und A-, D, B, C, A... (Fig. 4) dargestellt. Da die Synchronissftlonsrelhenfolgen umgekehrt sind, stellen die Ausgangsdruckimpulse der Tors cha ltgliedei? l?*a und 174b eine zu kleine bzw. eine zu große Drehzahl dar, waä eine Ütokehr der benutzten Ausgangsverbindungen und eine Umkehr ihrer Verbindungen mit den Leitungön 92 und 94 erforderlich rtääli^» in fig. 2 verbindet somit die Leitung 92 din Auslas 154 13«ä Jörsch«i%gli«icSe l?4a mit

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^Α ORIGINAL INSPECTED

dem Rückschlagventil 96, während die Leitung 94 den Auslaß 150 des Torschaltglieds 17^b mit dem Rückschlagventil 98 verbindet.

Die Betriebsweise des in Fig. 2dargestellten Ausführungsbeispiels ist im wesentlichen ähnlich wie die des in Fig. 1 gezeigten Aus^-f führungsbeispiels, so daß eine ausführliche Beschreibung nicht er forderlich scheint. Zu beachten ist jedoch, daß die vier Eingangs signale A, B, C und D durch die Drehung der Lochscheibe 508 in Abhängigkeit von der Drehung der Maschinenwelle 22 erzeugt werden Während die Lochscheibe j5O8 umläuft, werden die öffnungen 310 nacheinander zu den Strömungsempfängern 300, 302, j5O4 und 306 ausgerichtet, so daß sie entsprechend der in Fig. 4 dargestellten Phasenbeziehung mit Druck beaufschlagt werden können. Die in den Strömungsempfängern erzeugten Druckimpulse werden auf die Sehaltglieder l66b, l66e, l66d und 166c übertragen, wo sie den von der Stimmgabel 112 erzeugten Bezugsimpulsen entgegenwirken, wobei die dabei entstehenden Synchronisationsreihenfolge der entgegenwirkenden Impulse den Auslaßdruck der Schaltglieder 174a und 174b in der gleichen Weise wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 steuert.

Das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist insofern vorteilhaft, als es durch die Verwendung einer Stimmgabel 112 mit größerer Frequenz ein besseres Ansprechverhalten ermöglicht. Da die Schaltglieder 156b, l66a, 156a und 156c der Fig. 1 beim Fluidikschaltkreis der Fig. 2 wegfallen, verringert sich die Anzahl der EingangsschaItglieder auf vier (l66b, l66e, l66d und l66e), so daß bei einer wesentlich höheren Bezugsfrequenz als im Fall der Fig. 1 gearbeitet werden kann.

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Es versteht sich,daß der beschriebene Drehzahlregler auch in anderer Weise als über die Brennstoffregelung die Drehzahl regeln kann. Der Kolben Jk könnte beispielsweise mit einer Regeleinrichtung verbunden sein, die die Zufuhr von Dampf, Druckluft oder Gas oder eine Abtriebslast regelt.

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Claims (1)

1. Patentanwltte

   Dr. Ing. H. Negendank

   Dip!· Ing. H. Hauck Dipl. Phys. W. Schmitz

   T«L 5380586
   The Bendix Corporation

   Fisher Building

   Detroit,, Michigan/USA - ,' Münehen_s 13· Mars I969

   - » ■" (Anwaltsakte M-650)

   Patentansprüche

   1. Fluidik-Drehzahlregler, der eine geordnete Folge von Druckimpulsen entsprechend einer Abweichung eines Soll-Drehzahl-Eingangssignals von einem Istdrehzahl-Eingangssignal erzeugt, gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator (Io4, Io6, I08, ilo' oder 116, II8, ...I38, 156a, 156b, 156c, l66a), der auf das eine der beiden Eingangesignale anspricht und eine Druckimpulsfolge erzeugt, deren Frequenz dem zugehörigen Eingangssignal entspricht; einen aweiten Impulsgenerator (116, 118,...138, a, b, 166a oder 288, 29o,...3io), der auf das andere der beiden Eingangssignale anspricht und eine erste Gruppe von Druckimpulsfolgen erzeugt, die die gleiche Frequenz haben und gegeneinander phasenverschoben sind; eine erste Gruppe von Fluldik-Schaltgliedern (166b, c, d, e), anjdie zur Steuerung des Umschaltens die Druckimpulsfolge des ersten Impulsgenerator und in entgegengesetzter Richtung die erste Gruppe von Druckimpulsfolgen angelegt werden, wodurch eine zweite Gruppe von

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   Druckimpulsfolgen erzeugt wird, deren Phasenbeziehung in Abhängigkeit von der Reihenfolge der Stellen*.:an denen die erste Gruppe "von Impulsfolgen .zur Druckimpulsfolge des ersten Impulsgenerators synchron ist., veränderlich istj eine zweite Gruppe von Pluldik-Schal^gliedern (l^oe, f, g_s h)_s deren Umschalten in Abhängigkeit? von der zweiten Gruppe von Druckimpulsfolgen und 'einer hiervon abgeleiteten entsprechenden Verzögerten Druckimpulsfolge gesteuert ".wird* um eine entsprechende dritte Gruppe von Druokimpulsfolgen ssu. ergangen«, die sich in eines¹ ersten Reihenfolge entsprechend einem Betriebszustand zu ■ gras©? 02?ehsafel ändern ₉ um eine Folg©" von tosgangsdruekimpiilsen gu ersaugen| eshe dritte Gruppe von fluidlk-Schaltglisöera (I¹IoI., J₉ k₃ I)₃ die in Abhängigkeit Vun der zweiten Gruppe von DE>u©l£impulsfolgen_s di© In ®um®&--'WHQ&tsn Hgihenfolge entspr@eb@nd stesm Betriebszustand au. lcleina^ DFefesahl auf-" ■ tretens ein© Folg® von Äusgangsdr»u.okimpul8©sa ©fseisgfc-·.; und·' ein© R©gsl©iifffi»-ichtiung (2k_s 2β₈...₀"98)₃ äietm abhängigkeit von öse» Folge wan Ausgangsdruckimpulssn-a άί.® J© "aaoh der DrehzahlabWQiehung von der zweiten oder dritten Sriapps von Fluidik-Schaltglleöesn erzeugt wurden ₉ die Dr©lis^hl "auf die " Solldrehzahl stabilisies^t.

   ο Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gek©nB^©ishnet₃ daß der erste Impulsgenerator (Ip4, Ιοβ, Io8_s lio) auf das Istdreh3ahX»ElngangS3ignal anspricht und eine von der Maschine angetriebene Einleitung (Io8) aufweist, die eine "Folge von BruckiHipuXnen erzeugt, deren Frequenz sich in Abhängigkeit von der Istdx»ehzahl ändert! daß der zweit® Impulsgenerator

   ORIGINAL INSPECTED

   (116, 118,...138) auf das Solldrehsahl-Eingangssignal anspricht und eine zweite Folge von Druckimpulsen mit einer ge= wünschten Frequenz erzeugt; daß Fluidik-Schaltglieder (I66a₃ 156a, b, c) vorgesehen sind, die in Abhängigkeit von der zweiten Folge von Druckimpulsen vier weitere Folgen (A,- B_s G₃ D) von Druckimpulsen erzeugen; daß die dritte-Druckimpulsfolge (A) und die vierte Druckimpulsfolge (B) gegeneinander l8o°-phasenverschoben sind; daß die fünfte Druckimpulsfolge (C) und die sechste Druckimpulsfolge (D) gegeneinander I8o°~ phasenverschoben sind und gegenüber den dritten und vierten Druckimpulsfolgen 9o°-phasenverschoben sind.

   3. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Impulsgenerator (II6,Ί18,...138) auf das Solldrehzahl-Eingangssignal ansprlelit rawß eine Folge von Druckimpulsen erzeugt, deren Frequenz sieh in Abhängigkeit von dem Solldrehzahl-Eingangssignal ändert2 daß der zweite Impulsgenerator (288, 290,...3I0) auf die Istdrehzahl-anspricht und vier Druckimpulsfolgen erzeugt; daß die beiden ersten Druckimpulsfolgen I8o°-phasenverschoben sind; und daß die beiden letzten Druckimpulsfolgen l8o°-phasenverschoben und gegenüber den beiden ersten Druckimpulsfiigen 9o°-phasenverschoben sind.

   4. Drehzahlregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung eine erste Kammer (66) aufweist, die teilweise von einem druckmittelbetätigbaren Bauteil (64) begrenzt wird; daß die erste Kammer

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   eine erste Leitung (92) und eine aweite Mtung (9¹O aufweist, von denen die erste mit der zweiten Gruppe von Fluidik-Schaltgliedern und die zweite mit der dritten Gruppe von Fluidik-Schaltgliedern verbunden ist; daß mit einer der beiden Leitungen ein Rückschlagventil (96) verbunden ist, das einen Strömungsmittelfluß von der betreffenden Leitung in die erste Kammer zuläßt; und daß mit der anderen der beiden Leitungen ein zweites Rückschlagventil (98) verbunden ist, das einen Strömungsmittelfluß aus der ersten Kammer in die betreffende Leitung zuläßt.

   5. Drehzahlregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung ferner aufweist: eine zweite Kammer (68), die von der ersten Kammer (66) durch das äruckmittelbetätigbare Bauteil (64) getrennt ist; ein Fluldikschaltglied (I4om) mit zwei sich gegenüberliegenden Steuerkanälen (152¹, 152) und zwei Auslässen (15o, 154), wobei den beiden Steuerkanälen eine Folge von Druckimpulsen zugeführt wlrd_s deren Frequenz sich mit der Istdrehzahl ändert; eine mit dem ersten Steuerkanal verbundene Verzögerungseinrichtung (286), die die durch die Verzögerungseinrichtung wandernden Druckimpulse verzögert, wobei die zweite Kammer (68) mit einem (54) der beiden Auslässe in Verbindung steht und von ihr eine Folge von Ausgangsdruckimpulsen erhält, deren Amplitude und Dauer konstant sind.

   6. Drehzahlregler nach einem der Ansprüche1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Impulsgenerator aufweist: eine

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   mit Druckluft beaufschlagte Düse (118) und eine wirkungsmäßig damit verbundene Stimmgabel' (112), die den wirksamen Querschnitt der Düse verändert, um eine zweite Folge von Druckimpulsen stromaufwärts von der Düse zu erzeugen; ein Pluidik» Schaltglied (166a) mit einem ersten Steuerkanal (164), dem die zweite Folge von Druckimpulsen zugeführt wird, einem zweiten Steuerkanal (152), der mit einem Druck versorgt wird_s der zwischen dem kleinsten und größten Druck der zweiten Folge von■Druckimpulsen liegt, und drei Auslässen (168, ITo₈ 1?2), die In Abhängigkeit von der zweiten Folge von Druckimpulsen eine dritte, vierte und fünfte Folge von Druckimpulsen erzeugen; ein erstes bistabiles Sehalfeglled (156a) mit zwei Steuerkanälen (.152, 164), denen die dritte bzw. vierte Folge von Druckimpulsen zugeführt wird, und zwei Auslässen (158, I6o)j in denen in Abhängigkeit von der dritten und vierten Folge von Druckimpulsen eine sechste (A) und siebte (B) Folge vonDruckimpulsen erzeugt wird; ein zweites bistabiles Schaltglied (156fe) mit zwei Steuerkanälen (152, 164), denen die sechste (A) und siebte (B) Folge von Druckimpulsen zugeführt wird, und zwei Auslässen (158, I6o), in denen in Abhängigkeit von der sechsten und siebten Folge von Druckimpulsen eine achte und eine neunte Folge von Druckimpulsen erzeugt werden₉ wobei einem Einlaß (144) des zweiten bistabilen Schaltgliedes (156b) die fünfte Folge von Druckimpulsen zugeführt wird; ein drittes bistabiles Schaltglied (156c) mit zwei Steuerkanälen (I52, 164), denen die achte Folge und die neunte Folg© der Druckimpulse zugeführt werden, und zwei Auslässen (158,160) denen in Abhängigkeit von der achten und neunten Folge von

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   Druckimpulsen eine zehnte und eine elfte Folge von Druckimpulsen zugeführt werden, wobei an die erste Gruppe von Schaltgliedern (I66b, c, d, e) die sechste und siebte Folge von Druckimpulsen (A,· E), .die vom ersten bistabilen Schaltglied (156a) erzeugt werden, und die zehnte und elfte Folge von Druckimpulsen (C, D), die von dem*dritten bistabilen Schaltglied (156c) erzeugt werden, und die Folge von Druckimpulsen, die vom ersten Impulsgenerator erzeugt werden, angelegt werden.

   7. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Impulsgenerator eine von der Maschin® antreibbare Lochscheibe (Io8) aufweist, die mit mehreren mit Abstand zueinander angeordneten Löoherjn (llo) ve#S0h@n ist₃ dass mehrere im Abstand angeordnete rohrförmig© Strömungsempfänger (Io6) und koaxial dazu angeordnete Vorrichtungen zum Erzeugen eines Strömungamittalstrahls (Io4) vorgesehen sind, und daß die X»Q0h3Qheibe flie Strömungseräpfänger von den sätrahlerzeugenlden "Vorrichtungen trennt uftd relativ.zu. ibiien derart drehbar ist, daß die Löcher in vorgegebener Reihenfolge mit den Strömungaempfängern tlüohten_s woduroh, in den St»3?ömungsempfängsjpn θ^ηβ Folge von DfUBkimpulsen erzeugt Wird, die eine vorge^g^io Phasenbeziehung relativ zueinander und die gleich s Frequenz haben. ..

   8. Drehzahlregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sohft^glieder ein erstei (166b), ein aweit·« (I66e), ein drittes il66d) und «In viertes (i66ο} ?3.uidikrSohalt«lied

   ' i

   ORIGINAL INSPECTED

   aufweisen, von denen jedes zwei sich gegenüberliegende Steuerkanäle und einen Ausla'ß aufweisen, um eine Folge von Druck impulsen zu erzeugen; daß an die Steuerkanäle des ersten Schaltglieds (166b) die dritte Druckimpulsfolge (A) und die vom ersten Impulsgenerator erzeugte Druckimpulsfolge angelegt werden; daß an die beiden Steuerkanäle des zweiten Schaltglieds (l66e) die vierte Impulsfolge (B) und die vom ersten Impulsgenerator erzeugte Druckimpulafolge angelegt werden; daß an die beiden Steuerkanäle des dritten Schaltglieds (I66d) die fünfte Druckimpulsfolge (C) und die vom ersten Impulsgenerator erzeugte Druckimpulsfolge angelegt werden;; daß an die beiden Steuerkanäle des vierten Schaltglieds {166c die sechste Druckimpulsfolge (D) und die vom ersten Impulsgenerator erzeugte Druckimpulsfolge angelegt werden; daß mit dem Auslaß des ersten Sehaltglieds bzw. des zxfeiten Schaltgiieds der erste Steuerkanal bzw. der gegenüberliegende zweite Steuerkanal eines ersten bistabilen Schaltglieds {156e verbunden ist; daß mit dem Auslaß des dritten Schaltglieds bzw. des vierten Schaltglieds der erste Steuerkanal bzw. der zweite Steuerkanal eines zweiten bistabilen Schaltglieds (156d) verbunden ist; daß die beiden bistabilen Schaltglieder jeweils zwei Auslässe aufweisen, um eine entsprechende Folge von Ausgangssignalen (A*'» B^fI» C", D¹') zu erzeugen; und daß mit den Auslässen der beiden bistabilen Schaltglieder mehrere TorschaltglJeäer (I4oa, b, c, d, e, f, g₉ h, i, j, k, 1) verbunden sind.

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   •f'i -·■-■■■' ' **' ^Sl ORIGINAL INSPEGTED

   9. Drehzahlregier nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Quelle (46) von unter Druck stehendem Brennstoff, die die Maschine mit Brennstoff versorgt, und ein Brennstoffsteuerventil (32, 34), das zur Steuerung der Brennstoffzufuhr von dem druckmittelbetätigbaren Bauteil betätigt wird.

   10. Drehzahlregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Rückschlagventil (98) durch einen Druckimpuls geöffnet wird₉ um die Folge von Auslaßdruckimpulsen, die von der dritten Gruppe von Schaltgliedern erzeugt wird, in die erste Kammer eintreten zu lassen, wodurch der Druck in der Kammer vergrößert wird.

   11. Drehzahlregler nach Anspruch 2, ".dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Rückschlagventil (98) auf den Druck in der ersten Kammer und die Folge von Ausgangsdruckimpulsen, die.von der zweiten Gruppe von Fluidik-Schaltgliedern erzeugt wird, anspricht und geöffnet wird, um den Druck In der ersten Kammer abzusenken.

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