DE1949008C3 - Fluidschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fluidschaltung, mit einem bistabilen .Strömungsverstärker, dessen Ausgän ge mit den Steuereingängen eines nachgeschütteten

Proportionalverstärkers in Verbindung stehen.

Eine derartige Fluidschaltung ist aus der FR-PS 14 80 521 bekannt, bei der am Ausgang des Proportionalverstärker ein Drucksignal abnehmbar ist, das ausreichend hoch ist. um den eigentlichen Schaltvorgang. z. B. das Regeln einer Turbine, auszulösen und bei der die Druckhöhe des Ausgangssignals - Abhängigkeit von der Eingangsfrequenz - bestimmbar ist. Dieser bekannte Proportionalverstärker benötigt zur Erzeugung gleich starker Ausgangssignale gleichstarke und damit optimale Eingangssignale. Gleich starke Eingangssignale werden aber durch den bistabilen Verstärker nicht geliefert, da dessen Ausgangssignale durch Fertigungsmängel und/oder durch eine schwankende Druckwelle verschieden groß sein können.

Bei einer aus dieser FR-PS bekannten Variante kann der eine der beiden Ausgänge des bistabilen Verstärkers an beide Steuereingänge des Proportionalverstärkers unter Zwischenschaltung von Drosseln angeschlossen sein. Zweck dieser Schaltung ist es, im Proportionalverstärker ein Oszillieren der Hauptströmung über die einzige Ausgangsöffnung und damit ein Variieren des Ausgangsdrucks in Abhängigkeit von der Frequenz zu erzielen.

Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, eine Fluidschaltung der eingangs erwähnten Art derart zu verbessern, daß in jeder Schaltstellung der optimale Druck an den Steuereingängen des Proportionalverstärkers anliegt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuereingänge des Proportionalverstärkers untereinander über eine Drosselstelle verbunden

Durch die erfindungsgemäße Zusammenschaltung wird in jeder Schaltstellung der erstrebte optimale Steuerdruck am Proportionalverstärker dadurch erreicht, daß ein entsprechend abgestimmter Gegendruck durch die gegenüberliegende Steuerleitung angelegt ist. Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Schaltung für beide Schaltstellungen ein gleiches Druckverhältnis an den Steuereingängen des Proportionalverstärkers. Ferner erlaubt die Einstellbarkeit der Drosselstelle Fertigungstoleranzen der Schaltung auszugleichen.

In einer Ausgestaltung schlägt die Erfindung vor, daß zwischen dem einen Ausgang des bislabilen Strömungsverstärkers und dem einen Steuereingang des Proportionalverstärkers eine zweite Drosselstelle angeordnet ist, wobei die beiden Drosselstellen derart aufeinander abgestimmt -rind, daß ein vorbestimmtes Druckverhältnis an den Steuereingängen des Proportionalverstärkers anliegt sobald der bistabile Strömungsverstärker eine seiner stabilen Schaltstellungen einnimmt.

Ferner wird vorgeschlagen, daß der Proportionalverstärker und der bistabile Strömungsverstärker an eine gemeinsame Druckmittelquelle angeschlossen sind, und daß der eine Ausgang des Proportionalverstärkers in die Atmosphäre mündet.

Da Proportionalverstärker nicht nach dem Coanda-Effekt arbeiten, fließt aus der nicht beaufschlagten Steueröffnung Flüssigkeit aus. Diese Flüssigkeit fließt zurück zum nicht stromführenden Ausgang des bistabilen Verstärkers und vergrößert die Widerstandsfähigkeit des bistabilen Verstärkers gegen einen Wechsel der Schaltstellung.

Dieser Flüssigkeitsrückfluß verfalsch! aber auch das Verhältnis der Steuerdrücke des bistabilen Verstärkers.

Um dies zu verhindern, wird vorgeschlagen, daß zwischen den Ausgängen des bistabilen Strömungsverstärkers und den Steuereingängen des Proportionalverstärkers jeweils ein weiterer bistabiler Ström jngsversiärker angeordnet ist. Dabei kann jewels der eine Ausgang der beiden weiteren bistabilen Strömungsverstärb_er in die Atmosphäre münden, und es können dabei de beiden weiteren bistabilen Strömungsve.-stärke. an die Druckmittelquelle angeschlossen sein.

Ferner wird vorgeschlagen, daß jeweils einer der Steuereingänge der beiden weiteren bistabilen Strömungsverstärker über eine Drosselstelie an den von der Druckmittelqudle stammenden Versorgungsdruck angeschlossen sein kann.

Alternativ kann zur Lösung dieses Problems aber auch zwischen dem bistabilen Strömungsverstärker nd dem Proportionalverstärker ein monostabiler Strömungsverstärker geschaltet sein. Dabei k^nn der monostabile Strömungsverstärker an die Druckmittelquelle angeschlossen sein und der andere Ausgang des bi- ^o stabilen Strömungsverstärkers in die Atmosphäre mün-

Die Erfindung ist im nachfolgenden an Hand von drei Schaltungen näher erläutert, die drei Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellen. In der in F i g. I ge- zeigten Schaltung ist mit 10 ein bistabiler Strömungsverstärker bezeichnet, der nach dem Coanda-Prinzip arbeitet. Der Verstärker hat einen Eingang 11, an dem ein von einer Druckquelle Pstammender Versorgungsdruck anliegt, und zwei Ausgänge 12, 13, an denen ein y> entsprechendes Ausgangssignal abgenommen werden kann. Die Steuerung erfolgt über die Sieuereingänge 14 15, an denen die Steuerdrücke Pi und P? anliegen. Bei einem bistabilen Strömungsverstärker kommt an den Ausgängen in etwa ein Drittel der Höhe des anliegenden Versorgungsdrucks zur Wirkung. Der bistabile Strömungsverstärker zeigt eine sehr schnelle Umschaltcharakteristik, sobald der eine Steuerdruck den anderen übersteigt.

Dem bistabilen Strömungsverstärker 10 ist ein Proportionalverstärker 16 nachgeschaltet, indem die beiden Ausgänge 12, 13 des bistabilen Strömungsverstärkers an die StCüereingänge 20, 21 des Proportional verstärkers 16 angeschlossen sind. Der Proportionalverstärker weist zudem einen Eingang 17 auf, der mit der gleichen Druckquelle wie der Verstärker 10 verbunden ist. Im Gegensatz zum Verstärker 10 herrschen an den beiden Ausgängen 18, 19 des Proportionalverstärkers 16 im wesentlichen gleiche Drücke, wenn die Drücke an den Steuereingängen 20, 21 gleich sind. Ein entspre- ^Sü chendes Ausgangssignal ist somit vom Verhältnis der beiden Eingangsdrücke abhängig, wobei eine Leistungsmaximierung nur bei einem bestimmten Verhältnis der Steuerdrücke eintritt. Dieser Wert ist im wesentlichen unabhängig vom am Eingang 17 anliegenden 5^ς Versorgungsdruck.

Gemäß der Darstellung nach F i g. i ist der Ausgang 12 des Verstärkers 10 über eine erste Drosselstelle mit dem Steuereingang 20 des Verstärkers 16 verbunden. Eine zweite Drosselstelle 23 ist in einer Verbin- ^6c dungsleitung zwischen den beiden Steuereingängen 20, 21 des Verstärkers 16 vorgesehen. Die Anordnung ist derart, daß bei einem Druck Pi kleiner als Pi kein Steuersignal am Steuereingang 21 des Verstärkers anliegt, obgleich ein Signal am Steuereingang 20 vor- ^(l handen ist. Der Druck Pl, der am Ausgang 18 des Verstärkers 16 abnehmbar ist, ist deshalb ein Minimum-Wprt Sobald der Druck Pi über den Druck P? ansteigt.

nimmt der Verstärker 10 seinen anderen stabilen Zustand ein, so daß ein Steuerdruck am Steuereingang 21 des Verstärkers 16 anliegt. Zur gleichen Zeit wird auch am Steuereingang 20 ein bestimmter Druck erzeugt, und zwar infolge der Drosselstelle 23 und infolge eines durch die Drosselstelle 22 verminderten Rückflusses zum Verstärker 10. Die beiden Drosselstellen 22, 23 sind derart eingestellt, daß auf Grund eines bestimmten Verhältnisses der an den Steuereingängen 20. 21 anliegenden Steuerdrücke eine Leistungsmaximierung des am Ausgang 18 abnehmbaren Ausgangssignal gewährleistet ist, sobald der Druck Pi den Druck Pi übersteigt. Die in F i g. 1 gezeigte Schaltung ist extrem stabil und kann in Steuerungen verwendet werden, bei denen eine hohe Hysterese zugelassen werden kann. Eine solche Hysterese entsteht auf Grund der unvermeidlichen Rückkoppelung der Drucksignale vom Verstärker 16 zum Verstärker 10.

Bei der in F i g. 2 gezeigten Schaltung sind zwischen dem bislabilen Verstärker 10 und dem Proportionalverstärker 17 zwei weitere bistabile Verstärker 24, 25 geschaltet, indem die beiden Ausgänge 12. 13 des bistabilen Verstärkers 10 an jeweils einen Steuereingang der bistabilen Verstärker 24, 25 angeschlossen sind und jeweils einer der beiden Ausgänge mit den Steuereingängen 20, 21 des Verstärkers 16 in Verbindung steht. Die beiden zusätzlichen bistabilen Verstärker 24, 25 sind in einem ihrer stabilen Schaltzustände über Drosselstellen 26 bzw. 27 in einer zwischen Eingang und dem anderen Steuereingang angeordneten Verbindungsleitung vorgespannt. Auf diese Weise erwirkt ein vom Ausgang 12 des Verstärkers 10 stammendes Drucksignal ein Umschallen des weiteren Verstärkers 24, aus dem durch die Drosselstelle 26 vorgespannten Zustand, so daß ein Drucksignal über die Drosselstelle 22 zum Steuereingang 20 des Verstärkers 16 gelangt. Entsprechendes gilt für den weiteren bistabilen Verstärker 25. Die beiden bistabilen Verstärker 24, 25 verhindern eine Rückkoppelung vom Verstärker 16 zum Verstärker 10 und verringern damit den hohen Hysterese-Effekt, der aufbaubedingt bei der Schaltung gemäß F i g. 1 vorliegt.

Bei der in F i g. 3 gezeigten Schaltung ist ein einziger monostabiler Verstärker 28 an Stelle der beiden bistabilen Verstärker 24, 25 gemäß F i g. 2 angeordnet. Der Verstärker 28 hat einen Eingang 29, der an die gemeinsame Druckquelle angeschlossen ist, sowie einen mit dem Ausgang 13 des bistabilen Verstärkers 10 verbundenen Steuereingang 32 und zwei Ausgänge 30, 31, die mit den Steuereingängen 20, 21 des Proportionalverstärker 16 verbunden sind. Die beiden Steuereingänge 20. 21 des Verstärkers 16 sind ebenfalls wiederum über eine Drosselstelle 23 miteinander verbunden, die im Rückfluß zum Verstärker 28 mit der Drosselstelle 22 in Reihe liegt. Der zweite Ausgang 12 des Verstärkers ist zur Atmosphäre hin belüftet. Die Anordnung ist derart, daß bei Fehlen eines Drucksignals am Steuereingang 32 ein Drucksignal am Augang 30 des monostabilen Verstärkers 28 vorhanden ist. Sobald jedoch am :i:euereingang 32 ein Drucksignal angelegt wird, schal- > let der Verstärker 28 um und liefert an seinem Ausgang 31 ein für d. 1 Steuereingang 21 des Verstärkers 16 bestimmtes Drucksignal. Die gezeigte Schaltung verhindert ebenfalls eine Rückkoppelung vom Verstärker zum Verstärker 10, während infolge der beiden Dros- ; selsicllen 22, 23 am Verstärker 16 eine hohe Ausgangsleistung abnehmbar ist, sobald der Druck Pi den Druck P> übersteigt.

Ergänzend wird darauf hingewiesen, daß der Umge-

bungsdnick bei den dargelegten Schaltungen vom normalerweise vorhandenen Atmosphärendruck abweichen kann. Dies kann einen besseren Schalleffekt der bistabilen Verstärker zur Folge haben, wenn dadurch höhere Drücke von den Ausgängen zu den Steuereingängen der Verstärker der nächstfolgenden Stufe geleitet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Fluidschaltung, mit einem bistabilen Strömungsverstärker, dessen Ausgänge mit den Steuereingängen eines nachgeschalteten Proportionalverstärkers in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereingänge (20. 21) des Proportionalverstärkers (16) untereinander über eine erste Drosselstelle (23) verbunden sind.

2. Fluidschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem einen Ausgang (12) des bistabilen Strömungsverstärkers (10) und dem einen Steuereingang (20) des Proportionalverstärkers (16) eine zweite Drosselstelle (22) angeord- "5 net ist, wobei die beiden Drosselstellen (23, 22) derart aufeinander abgestimmt sind, daß ein vorbestimmtes Druckverhältnis an den Steuereingängen (20, 21) des Proportionalverstärkers (16) anliegt, sobald der bistabile Strömungsverstärker (10) eine seiner stabilen Schaltstellungen annimmt.

3. Fluidschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Proportionalverstärker (16) und der bistabile Strömungsverstärker (10) an eine gemeinsame Druckmittelquelle (P) ange- ^2<i schlossen sind.

4. Fluidschaltung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Ausgang (19) des Proportionalverstärkers (16) in die Atmosphäre mündet.

5. Fluidschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgängen (12, 13) des bistabilen Strömungsverstärkers (10) und den Steuereingängen des Proportionalverstärkers (16) jeweils ein weiterer bistabiler .'5 Strömungsverstärker (24, 25) angeordnet ist.

6. Fluidschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils der eine Ausgang der beiden weiteren bistabilen Strömungsverstärker (24, 25) in die Atmosphäre mündet.

7. Fluidschaltung nach einem der Ansprüche 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden weiteren bistabilen .Strömungsverstärker (24, 25) an die Druckmittelquelle (P) angeschlossen sind.

8. Fluidschaltung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einer der Steuereingänge der beiden weiteren bistabilen Strömungsverstärker (24, 25) über eine Drosselstelle (26, 27) an den von der Druckmittelquelle (P) stammenden Versorgungsdruck angeschlossen ist. ^:'°

9. Fluidschaltung nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem bistabilen Strömungsverstärker (10) und dem Proportionalverstärker (16) ein monostabiler Strömungsverstärker (28) geschaltet ist. '^s

10. Fluidschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der monostabile Strömungsverstärker an die Druckmittelquelle (P) angeschlossen ist, und daß der andere Ausgang (12) des bistabilen Strömungsverstärkers (10) in die Atmosphäre mün- ⁽'° det.