DE2009673A1

DE2009673A1 - Servomechanism

Info

Publication number: DE2009673A1
Application number: DE19702009673
Authority: DE
Inventors: Trevor Stanley Castle Bromwich Birmingham Smith (Grossbritannien)
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1970-03-02
Filing date: 1970-03-02
Publication date: 1971-09-30

Description

Servomechani smus Die Erfindung betrifft einen Servomechanismus.Servomechanism The invention relates to a servomechanism.

Sie bezweckt die Schaffung eines druckmittelbetätigten Servomechanismus zum Erzeugen einer Ausgangbewegung, die von zwei unabhängigen Eingangsbewegungen abhängt.Its purpose is to create a servomechanism that is actuated by pressure medium to generate an exit movement that is derived from two independent entry movements depends.

Ein Servomechanismus gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen in einem Zylinder verschiebbaren Kolben mit zum Inneren des Zylinders zeigenden Flächen, von denen die einer Seite kleiner als die auf der anderen Seite ist, einen Einlaß für Drucknittel zum Zylinder auf der kleinflächigeren Seite des Kolbens, zwei Stellglieder, die unabhängig in einer Richtung parallel zur Bewegungsrichtung des Kolbens bewegbar sind, zwei Kanäle,in dem Kolben, die die beiden Seiten des Kolbens verbinden, wobei der Durchfluß durch diese Kanäle jeweils von den Stellgliedern regelbar ist, und eine Durch fluß-Drosselstelle, durch die Druckmittel aus dem Zylinder auf der anderen Seite des KoL ens herausfließen kann, wobei eine solche Anordnung vorgesehen ist, daß sich der Kolben in Gleichgewicht befindet, wenn er um ein Maß aus einer Bezugsstellung heraus verlagert wird, das gleich der Verlagerung eines Stellgliedes aus seiner Bezugsstellung heraus ist, unter der Voraussetzung, daß die Kolbenverlagerung immer innerhalb festgelegter Grenzen der Verlagerung des anderen Stellglieds aus seiner Bezugsstellung heraus bleibt.A servomechanism according to the invention is characterized by a piston displaceable in a cylinder with pointing towards the interior of the cylinder Areas of which one side is smaller than the other, one Inlet for pressure medium to the cylinder on the smaller-area side of the piston, two actuators that operate independently in a direction parallel to the direction of movement of the piston are movable, two channels, in the piston, which the two sides of the Connect piston, the flow through this Channels respectively can be regulated by the actuators, and a flow-through throttle point through which Pressure medium can flow out of the cylinder on the other side of the KoL en, such an arrangement is provided that the piston is in equilibrium is located when it is displaced from a reference position by an amount that is equal to the displacement of an actuator out of its reference position, provided that the piston displacement is always within specified Limits to the displacement of the other actuator out of its reference position remain.

Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in der eine schematische Darstellung im Schnitt des Servomechanismus geeigt ist.The invention is described below on the basis of an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the drawing, in which a schematic representation is approved in the section of the servomechanism.

Der dargestellte Servomechanismus weist einen Zylinder 10 auf, in dem ein Kolben 11 verschiebbar sitzt. Der Kolben hat an einer Seite eine Kolbenstange 12, die im Querschnitt eine erhebliche Abmessung hat und die durch eine Dichtung am Ende des Zylinders geführt ist, so daß die Seite 13 des Kolbens eine kleinere Fläche hat, die in das Innere des Zylinders gerichtet ist, als die andere Seite 14. Der Kolben hat ein axiales Durchgangsloch, in dessen gegenüberliegende Enden zwei Stößel 15 und 16 hineingeführt sind, die Stellglieder für den Servomechanismus bilden.The illustrated servomechanism has a cylinder 10, in which a piston 11 is slidably seated. The piston has a piston rod on one side 12, which has a considerable dimension in cross-section and which is provided by a seal is guided at the end of the cylinder, so that the side 13 of the piston is a smaller Has face that is directed towards the inside of the cylinder than the other side 14. The piston has an axial through hole in its opposite ends two tappets 15 and 16 are inserted, the actuators for the servomechanism form.

Eine Querbohrung 17 in der Kolbenstange 16 sorgt für einen Verbindungsreg zwischen dem Inneren des Zylinders 10 auf der Seite 13 des Kolbens und der Durchgangsbohrung. Der Stößel 16 hat eine Ringnut 18, in die diese Bohrung 17 öffnet. Im Kolben ist ein Kanal 19 vorgesehen, der in Verbindung mit der Nut 16 gelangen kann und der zur anderen Seite 14 des Kolbens öffnet. Ein zweiter Kanal 20 im Kolben steht mit der Nut 18 in Verbindung und öffnet am anderen Ende in die Durchgangsboh rung im Kolben an der Seite 14. Die Nut 18 kann über einen begrenzten Bereich von Relativstellungen des Stößels 16 und des Kolbens 11 gleichzeitig mit den Kanälen 17, 19 und 20 in Verbindung stehen. Der Stößel 15 weist eine Nut 21 auf, die mit dem Kanal 20 in Verbindung gelangen kann und die zum Zylinder auf der Seite 14 des Kolbens öffnet.A transverse bore 17 in the piston rod 16 provides a connection reg between the interior of the cylinder 10 on the side 13 of the piston and the through hole. The plunger 16 has an annular groove 18 into which this bore 17 opens. There is in the flask a channel 19 is provided which can come into communication with the groove 16 and the opens to the other side 14 of the piston. A second channel 20 in the piston stands with the groove 18 in connection and opens at the other end in the Durchgangsboh tion in Piston on the side 14. The groove 18 can have a limited range of relative positions of the plunger 16 and the piston 11 simultaneously with the channels 17, 19 and 20 in Connected. The plunger 15 has a groove 21 with the channel 20 can come into connection and the cylinder on the side 14 of the Piston opens.

Der Zylinder 10 hat einen Einlaß 22 für Druckmittel, der zum Zylinder auf der Seite 13 des Kolbens führt, sowie einen Auslaß 23 mit einer Durchflußdrosselstelle 24 auf der anderen Seite des Kolbens.The cylinder 10 has an inlet 22 for pressure medium, which leads to the cylinder leads on the side 13 of the piston, as well as an outlet 23 with a flow restriction 24 on the other side of the piston.

Im. Betrieb bestimmt sich die Stellung des.. Kolbens 11 im Zylinder 10 durch. die Stellung der Stößel 15 und 16. Wenn die Stößel 15 und 1:6 Bezugsstellungen an den äußersten rechts liegenden Enden ihrer Bewegungswege einnehmen, nimmt der Kolben 11 ebenfalls eine Bezugsstellung ein, derart, daß ein Durchfluß durch den Kanal 20 erfolgt, wobei der Durchfluß durch das Zusammenwirken- der Nut 21 mit dem Kanal 20 gedrosselt ist. In diesem Zustand befindet sick die Nut 18 in einer solchen Stellung, daß der Kolben lt gemäß der Darstellung eine kleine Bewegung nach links ausführen kann, ehe die; Nut 18 aufhört, mit dem Kanal 20 in Verbindung- zu stellen. Der Durchfluß durch die Drosselstelle 24 erzeugt also einen Druck im Zylinder, der die Seite 14 des Kolbens beaufschlägt, um den höheren Druck auszugleichen, mit dem die kleinflächigere Seite 13 des Kolbens beaufschlagt wird. Der Kanal t9 ist in diesem Fall durch den Stößel 16. geschlossen Eine Bewegung des Stößels 15 nach links bewirkt, daß die Nut 21 eine größere Fläche des Endes des Kanals; 20 bedeckt, um damit den Durchfluß durch die Drosselstelle 24 zu verringern, so daß der Druck am linken Ende des Kolbens abfällt. Der Kolben kann dann nach links wandern, um. dem Stößel 15 nachzulaufen. Eine solche Bewegung geht weiter, bis der Kanal 19 in die Nut 18 zu öffnen. beinnt, um-, damit den Durchfluß durch die Sroddelstelle 24 zu erhöhen, und den Druck am linken Ende des; Kolbens zu verstärken, wodurc-h. der Kolben an einer Grenzstellung des Stößels 16 zur Ruhe gelangt Wenn der Stößel 16 jedoch nach links wandert, während der Stößel 15 nach links verlagert worden ist, stört der Stößel 16 die Bewegung des Kolbens nicht. Eine Begrenzung der Bewegbarkeit des Kolbens nach rechts erfolgt ebenfalls durch den Stößel 15, da während der Bewegung des Stößels 15 nach rechts der Druk am linken Ende des Kolbens 11 erhöht wird, indem das Ende des Kanals 20 durch die Nut 21 freigelegt wird.During operation, the position of the piston 11 in the cylinder is determined 10 through. the position of the tappets 15 and 16. If the tappets 15 and 1: 6 reference positions take at the far right ends of their movement paths, the Piston 11 also has a reference position such that a flow through the Channel 20 takes place, the flow through the interaction of the groove 21 with the Channel 20 is throttled. In this state, the groove 18 is in such a state Position that the piston lt as shown a small movement to the left can perform before the; Groove 18 ceases to be connected to channel 20. The flow through the throttle point 24 thus creates a pressure in the cylinder that acts on side 14 of the piston to compensate for the higher pressure with which the smaller-area side 13 of the piston is acted upon. Channel t9 is in in this case closed by the plunger 16. A movement of the plunger 15 to the left causes the groove 21 to have a greater area of the end of the channel; 20 covered to thus to reduce the flow through the throttle point 24, so that the pressure on left end of the piston drops. The piston can then migrate to the left. to the Follow up on tappet 15. Such movement continues until the channel 19 enters the Open groove 18. includes, in order, so that the flow through the Sroddelstelle 24 to increase, and the pressure on the left end of the; Piston to reinforce what urc-h. the Piston comes to rest at a limit position of the plunger 16 if however, the plunger 16 migrates to the left, while the plunger 15 shifts to the left has been, the plunger 16 does not interfere with the movement of the piston. A limitation the piston can also be moved to the right by means of the plunger 15, because during the movement of the plunger 15 to the right, the pressure at the left end of the piston 11 is increased by exposing the end of the channel 20 through the groove 21.

Wenn der Kolben über die Grenzwerte hinauswandert, die vom Stößel 16 vorgegeben sind, wird die Verbindung zwischen dem Kanal 20 und der Nut 18 unterbrochen, um damit den Durchfluß durch die Drosselstelle 24 zu verringern und den Druck am linken Ende des Kolbens 11 zu reduzieren.When the piston wanders beyond the limits set by the plunger 16 are specified, the connection between the channel 20 and the groove 18 is interrupted, in order to reduce the flow through the throttle point 24 and the pressure on left end of the piston 11 to reduce.

Der beschriebene Servomechanismus ist zur Verwendung in der Kraftstoffregelanlage eines Aufheizsystems einer Gasturbine vorgesehen.The servomechanism described is for use in the fuel control system a heating system of a gas turbine is provided.

Der Stößel 15 ist mit einer Pilotensteuerung verbunden, wobei der Stößel 15 nach links bewegt wird, wenn die Kraftstoffzufuhr zum Aufheizsystem erhöht werden soll. Der Kolben ist zu diesem Zweck mit einem Kraftstoffregelventil gekoppelt. Der Stößel 16 ist mit einem Mechanismus verbunden, über den die Querschnittsfläche einer Düse im Staurohr hinter dem Aufheizsystem geändert wird.The tappet 15 is connected to a pilot control, the Plunger 15 is moved to the left when the fuel supply to the heating system increases shall be. For this purpose, the piston is coupled to a fuel control valve. The plunger 16 is connected to a mechanism via which the cross-sectional area a nozzle in the pitot tube behind the heating system is changed.

Der Stößel 16 wandert nach links, während sich die Querschnittsfläche der Düse erhöht.The plunger 16 migrates to the left as the cross-sectional area changes the nozzle increased.

Der Servomechanismus begrenzt also die dem Aufheizsystem zuleitbare Kraftstoffmenge ir L'hängigkeit von der Düse, so daß die Kraftstoffzufuhr nicht über den Wert erhöht werden kann, der der vorhandenen Querschnittsfläche der Düse angemessen ist. Die Querschnittsfläche der Düse wird im übrigen automatisch durch einen Servomechanismus eingestellt, der auf Drücke anspricht, die im Brennraum der Turbine und im Abgasrohr vor der Düse herrschen. Die geringe Bewegung des Kolbens 11, die durch die Anordnung der Nut 18 und des Kanals 19 ermöglicht wird, wenn sich der Stößel 16 in seiner Bezugsstellung befindet, gestattet eine ausreichende Kraftstoffzufuhr zum Aufheizsystem, damit die erforderlichen Druckänderungen auftreten können, um ein Öffnen der Düse in die Wege zu leiten. Die Düsenservo-Kraftstoffservow kombina-tion fungiert also als Plansteuerung durch Begrenzen des Kraftstoffüberschußbereichs.The servomechanism therefore limits what can be fed to the heating system The amount of fuel depends on the nozzle, so that the fuel supply does not can be increased beyond the value of the existing cross-sectional area of the nozzle is appropriate. The cross-sectional area of the nozzle is automatically determined by the rest set a servomechanism that responds to pressures in the combustion chamber of the Turbine and prevail in the exhaust pipe in front of the nozzle. The slight movement of the piston 11, which is made possible by the arrangement of the groove 18 and the channel 19 when the tappet 16 is in its reference position, allows a sufficient fuel supply to the heating system, so that the required pressure changes occur to initiate opening of the nozzle. The jet servo fuel servow kombina-tion thus functions as a plan control by limiting the excess fuel range.

Eine in diesem Zusammenhang geeignete Aufheizsteuervorrichtung ist bereits vorgeschlagen worden.A suitable heating control device in this context is has already been proposed.

Patentanspruches Claim

Claims

Claims 1. Servomechanism, characterized by an in a cylinder 9 10) displaceable piston (11) with pointing to the interior of the cylinder Areas (13, 14) of which the (13) on one side is smaller than the (14) on the other Side is an inlet (22) for pressure medium to the cylinder (10) on the smaller area Side (13) of the piston (11), two actuators (15, 16), which are independent in one Direction parallel to the direction of movement of the piston (11) are movable, two channels (19, 20) n the piston (11), which connect the two sides (13, 14) of the piston (11), the flow through these channels (19, 20) in each case from the actuators (15, 16) is adjustable, and a flow restriction (24) through the pressure medium the cylinder (10) on the other side ') of the piston can flow out, wherein such an arrangement is provided that the piston (11) is in equilibrium is located when it is displaced from a reference position by an amount that equal to the displacement of an actuator (16, 15) out of its dezugstellung is, provided that the piston displacement is always within specified Limits to the displacement of the other actuator out of its reference position remain.

9. Servomechanism according to claim 1, characterized in that the actuators (15, 16) cooperate with the piston (11) in such a way that closure means for the channels (19, 20) are formed.

Servomechanism according to claim 2 »characterized in that the Piston (11) is provided with an axial bore into which the channels (19, 20) open, and that the actuators (15, 16) extend into the bore from opposite ends extend into it.

4. Servomechanism according to claim 3, characterized in that the Actuators (15, 16) are each provided with annular and longitudinal grooves.

5. Servomechanism according to one of claims t - 4, characterized in that that such an arrangement is provided that the piston (11) from its reference position can be moved out while the other actuator remains in its reference position.

L e r s e i t e