DE2148467A1

DE2148467A1 - Stroemungsmittelstrom-Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE2148467A1
Application number: DE19712148467
Authority: DE
Inventors: Barnard Daniel D
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1970-09-30
Filing date: 1971-09-28
Publication date: 1972-04-06
Also published as: US3721256A; IT938863B; GB1336778A; FR2109843A5; CA950317A; BE773072A; NL7113354A

Description

The Bendix Corporation

Executive Offices
Bendix Center

Southfield,Mich.48075,USA Anwaltsakte M-1759

Executive Offices _{28 September 1971}

Bendix Center ^r

Strömungsmittelstrom-Steuervorrichtung

Die .Erfindung bezieht sich auf eine Strömungsmittelstrom-Steuervorrichtung und betrifft insbesondere eine automatische Strom-Steuervorrichtung mit Fluidik-Bauteilen.

Bei der Betankung von Fahrzeugen ist in vielen fällen eine abgeschlossene Brennstoffverbindung erwünscht, wodurch der Brennstofftank zur Umgebung hin abgedichtet bleibt und dadurch das Eindringen von Staub und Schmutz verhindert wird* Bei derartigen Anwendungsfällen mit einer geschlossenen Brennstoffverbindung ist eine automatische Mengenstromregulierung erforderlich, da eine Beobachtung des Brennstoffpegels infolge der geschlossenen Brennstoffverbindung naturgemäß unmöglich ist.

Bekannte Meß- und Absperreinrichtungen haben eine meohanische Bauweise, und die Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit

20981S/0070

-2-

ließe sich verbessern, falls stattdessen eine Fluidik-Steuerung vorgesehen wäre.

Fluidik-Bauteile benötigen jedoch meist.auch nach dem Durchführen ihrer Schaltfunktion in dem zugehörigen Schaltkreis einen Strömungsmittelstrom, was einen Energieverlust "bedeutet und· ferner Leckverluste erzeugt, falls das Fluxdikbauteil zum Kraftfahrzeugtank entlüftet ist, und es ist daher schwierig, derartige Fluidik-Bauteile in zufriedenstellender Weiee zu verwenden«

Zur Termeidung dieser Nachteile ist erfindungsgemäß eine Strömungsmittelstrom-Steuervorrichtung mit einem bistabilen Strömungsmittelschalter vorgesehen, der dazu dient, den automatischen Füllvorgang einzuleiten und ferner den Versorgungsstrom zum Schaltkreis abzusperren, falls dieser seine Meß- und Schaltfunktion erfüllt hat. Der Meß- und Schaltkreis enthält einen monostabilen Fluidik-Strahlverstärker mit einem Versorgungsstrahl, der zum zweiten Verstärkerausgang mit Hilfe einer in den Tank führenden Meßleitung umgeschaltet wird, die bei Erreichen eines vorgegebenen Flüssigkeitspegels durch ein Schwimmerventil abgesperrt wird, wobei der auf den zweiten Verstärkerausgang umgeschaltete Strömungsmittelstrahl ein HauptSteuerventil betätigt, das den Brennstoffstrom zum Tank unterbricht und gleichzeitig den bi-

209815/0070

1148467

stabilen Strömungsmittelschalter derart betätigt, daß der Zufuhrstrom zumFluidikverstärker unterbrochen wird.

V/eitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen, Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Strömungsmittelstrom-Steuervorrichtung im Zustand der Betankung,

Figur 2 einen Teilschnitt der erfindungsgemäß ausgebildeten Düsenanordnung,

Figur 3 einen Teilschnitt längs der Linie 3-3 der Fig*2,

Figur 4 einen Teilschnitt des bistabilen Strömungsmittelschalters, der in der Düsenanordnung enthalten ist,

Figur 5 einen Teilschnitt einer erfindungsgemäß ausgebildeten Aufnahmevorrichtung,

Figur 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 der Fig·5,

-4-209815/0070 ' .

Figur 7 eine sohsmatisehe Darstellung der ©rfindungs-gemäß ausgebildeten 3?luidik-=Meß- und Steuer- schaltung»

Gemäß den Figuren, und insbesondere gemäß Fig.1, ist die Strömungsmittelstrom-Steuervorriclitung 10 einem Brennstofftank 12 zugeordnet. Die Steuervorrichtung 10 enthält eine Düsenanordnung 14 und sine Aufnahmevorrichtung 16. Die Düsenanordnung 14 wird mit Flüssigkeit ₉ beispielsweise Brennstoffs, über eine leitung 18 versorgt und enthält eine Hauptventil= einrichtung 20, ein_ handbetätigtes Steuerventil 22_S einen Betätigungsschalter 24 und eine Fluidik-Sohaltanordnung 26_e

In Fig.2 ist die Hauptventileinrichtung 20 im einzelnen ge= "zeigt. Die Hauptventileinrichtung 20 enthält einen von der Leitung 13 versorgten Zufuhrkanal 28 _rj δ.βτ mit einer Ringkannner 30 in Verbindung stellt, Sisi Sitstrentil 32 ist ®a einem Kolben 34 'befestigt und steuert die Terbiadung zwi- sehen der Singkammer 30 und einem Hauptlcssial 36«

Das Sitzventil 32 enthält einen an einem Kragen 50 befestigten elastischen Dichtring 48. Der Kolben 34 besteht aus mehreren Abstandhaltern 38 und 40 und Haltebüchsen 36, 42, · 44 und 46, die gemeinsam mit dem Sitzventil 32 durch eine sie durchsetzende abgestufte Spindel 52 zusammengehalten

-5-209815/0070

5 -

werden, die mit einer Haltebuchse 54 verschraubt ist, so daß beim Anziehen der Haltebuchse 54 all diese Bauteile fest miteinander verbunden werden»

Die Verstellung des Kolbens 34 und des zugeordneten Sitzventils 32 wird durch den Strömungsmitteldruck in Ringkammern 56,58 gesteuert, die durch Rollmembranen 60,62,64,65 begrenzt sind. Diese Membranen sind zwischen den Abstandhaltern und Haltebuchsen 36-46 des Kolbens und zwischen Abstandhaltern 66,68,70,72 sowie zwischen einem Deckel 74 und einem Abstandhalter 76 mittels der zwischen den Gehäuseteilen 78 und 80 vorgesehenen Schraubverbindung zusammengepreßt. Der Kolben wird durch eine Yorspannfeder 82 im Sinne der Figur 2 nach rechts gedrückt, wodurch das Sitzventil 32 in Richtung einer Unterbrechung der Verbindung zwischen der Ringkammer 30 und dem Hauptkanal 36 vorgespannt ist, so daß der Kolben 34 bei Fehlen einer Druckdifferenz zwischen den Kammern 56 und 58 mit einer ausreichenden Druckkraft beaufschlagt ist, durch die das Sitzventil 32 dichtend in der Schließlage gehalten wird.

Palis die Zufuhrdrücke sehr gering sind, was eine Störung der Fluidikschaltung zur Folge haben könnte, verhindert die forspannfeder 82 ferner den automatischen Betrieb, da der Drackunterschied entsprechend dem Zufuhrdruck abnimmt und

209815/0070

die Federvorspannung schließlich die durch, den ,Druckunterschied erzeugte Stellkraft überwindet. Zum Ausgleich, der im Hauptkanal 36 auf den Kolben 34 ausgeübten Druckangriffskraft ist ein Ringkanal 84 vorgesehen, der mit einer Kammer 86 in Verbindung steht, die zwischen dem Deckel 74 und der Rollmembran 88 ausgebildet ist.

Das Strömungsmittel gelangt vom Hauptkanal 36 in die Öffnung 90 und am Kreuzstück 92 vorbei zum Kanal 94 und von dort in einen Kanal 96, der im Nippel 98 der in gestrichelten Linien gezeigten Aufnahmevorrichtung 16 ausgebildet ist.

Es ist eine Schnellschlußkupplung vorhanden, die aus einem Betätigungsring 100, einer Feder 102 und einem Riegel 104 besteht, der mit einer am Nippel 98 ausgebildeten Schulter 106 zusammenwirkt. Bei Verstellung des Betätigungsrings 100 in Richtung einer Axialverstellung kann der Riegel 104 von der Schulter 106 fortgedrückt werden, so daß die Düsenanordnung 14 abgenommen werden kann. Ferner ist eine O-Ringdichtung 108 vorgesehen, die während des Füllvorganges zur Abdichtung des Nippels 98 und eines Düsenkörpers 110 dient, während eine einfahrbare Hülse 109, die während des Füllvorganges durch den Nippel 98 in die in Fig.2 gezeigte linke Stellung gedrückt wird, über O-Ringe 111 und 113 eine Ab- · dichtung schafft, wenn die Düsenanordnung 14 von der Aufnahmevorrichtung 16 entfernt wird.

209815/0070

Insoweit ist die Steuervorrichtung "bekannt und im Handel erhältlich, so daß auf die Beschreibung weiterer Einzelheiten verzichtet werden kann.

Wie weiter unten im einzelnen beschrieben wird, enthält die Fluidik-Steuerschaltung einen zum Brennstofftank 12 führenden Entlüftungskanal und einen Meßkanal, durch den ein Drucksignal erzeugt wird, wenn der erwünschte Flüssigkeitsstand im Tank erreicht ist.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der Entlüftungskanal durch einen Ringraum 112 gebildet, der zwischen zwei koaxial angeordneten Rohren 114 und 116 vorhanden ist· Das Rohr 114 ist an seinem einen Ende durch ein im Deckel 74 angeordnetes Entlüftungsglied 118 und an seinem anderen Ende über einen Stopfen 120 am Kreuzstück 92 abgestützt» Der Ent— lüftungskanal 112 ist mit einem entsprechenden Kanal 122 verbunden, der zwischen dem Rohr 116 und dem Stopfen 120 ausgebildet ist, wobei der Kanal 122 mit einem Kanal 124 in Verbindung steht,-der in einem am Stopfen 120 befestigter. Einsatzstück 126 ausgebildet ist.

Ein Meßkanal 128 wird durch den Innenraum des Rohres 116 gebildet, wobei das Rohr 116 mit einer im Einsatzstück ausgebildeten Kammer 130 verbunden ist, die normalerweise

209815/0070'

durch eine mit einer Schulter 129 zusammenwirkende Kugel abgedichtet ist.

Der Entlüftungskanal 112 und der Meßkanal 128 sind mit Öffnungen 132 bzw_o 134 verbunden, die ihrerseits auf die weiter unten im einzelnen beschriebene Weise an den bistabilen Strömungsmittelschalter 24 und die Fluidik-Steuerschaltung 26 angeschlossen sind, während die entgegengesetzten Enden dieser Kanäle auf die ebenfalls weiter unten im einzelnen beschriebene Weise mit der Aufnahmevorrichtung 16 in Verbindung stehen.

In den Pign. 5 und 6 ist die Aufnahmevorrichtung 16 im einzelnen gezeigt, wobei ein Teil der Düsenanordnung 14 in gestrichelten Linien dargestellt ist, um die Anschlußstellen der Entlüftungs- und Meßkanäle zu zeigen. Wie bereits oben erwähnt wurde, gelangt der Hauptbrennstoffstrom von der Düse über den Nippel 98 um den Nippelkopf 133 über Öffnungen 135 in der Führungsplatte 137 zum Tankhohlraum 138.

Der Nippelkopf 133 ist verschiebbar auf dem Nippel 98 angeordnet und mit Hilfe einer Torspannfeder 139 im Sinne der Pig.5 nach links gedrückt, so daß, falls die Düsenanordnung 14 nicht aufgesetzt ist, eine Dichtung 140 an der Innenfläche 142 des Nippels 98 anliegt und den Tankhohlraum 138 abdichtet.

. 209815/0070

Beim Einsetzen der Düsenanordnung H in die Aufnahmevorrichtung 16 trifft die Stirnfläche des EinsatζStückes 126 auf die Stirnfläche der Haltebuchse 144 und verstellt den Nippelkopf 133 in Axialrichtung entgegen der Kraft der Vorspannfeder 139 in die gezeigte Lage. In dieser Lage sitzt das Einsatzstück 126 in einer Bohrung 146 der Haltebuch.se 144 bzw, des Nippelkopfes 133 und ist in dieser Bohrung durch 0-Ringe 148 und 150 abgedichtet,, In dieser Stellung öffnet sich der Belüftungskanal 124 in einen Ringraum in der Bohrung 146, welcher seinerseits über einen im Nippelkopf 133 ausgebildeten Kanal 152 mit einem Raum 99 in Verbindung stehb, der sich zum Tankhohlraum 138 öffnet.

Der Meßkanal 128 ist mit einem Meßkanal 154 in der Aufnahmevorrichtung verbunden, welcher durch Rohre 155 und 157 und eine Sonde 156 gebildet wird. In der gezeigten Stellung verschiebt die Sonde 156 die Kugel 127 im Sinne der Fig.5 nach links, so daß ein Strömungsmittelstrom vom Meßkanal an der Kugel 127 vorbei über in der Sonde 156 ausgebildete Schlitze 158 zum Meßkanal 154 der Aufnahmevorrichtung gelangen kann.

Wie aus Pig,6 ersichtlich ist, führt das Rohr 157 zu einem Schwimmerventil 159 und ist an einem Schwimmerventilgehäuse 160 befestigt, an dem ein Ventilglied 162 mittels eines

-10-. 209815/0070

- ίο -

Stiftes 164 gehaltert ist. Zwei Schwimmerkugeln 166 sind in einem. Gehäuse 168 geführt, und wenn der Brennstoffpegel im Tankhohlraum 138 die erwünschte Höhe erreicht, werden die Schwimmerkugeln 166 angehoben und drücken das Ventilglied 162 unter Überwindung eines Spiels 172 gegen die Ausströmöffnung 169 des Rohres 157» äas die Meßleitung abzusperren sucht oder absperrt.

Die Aufnahmevorrichtung 16-ist im.Tank mittels eines Flansches 174 abgestützt, der seinerseits den Nippelstutzen 176 haltert, welcher bei 177 mit Sehlitzen versehen ist, um den Nippelkopf 133 und das zugeordnete Schwimmerventil 159 in Axialrichtung verstellen zu können. Die Schnellwechselkupplung 170 ist vorgesehen, um den Nippel 98 rasch abnehmen zu können.

Die Druckbeaufschlagung der Kammern 56,58, durch die wiederum " der Flüssigkeitsstrom am Ventil 32 vorbei reguliert wird, erfolgt wahlweise entweder von Hand oder durch eine automatische Steuerung, die auf den Flüssigkeitsstand anspricht.

Die Handsteuerung enthält ein handbetätigten Steuerventil 22, das im einzelnen in Fig.3 gezeigt ist. Dieses Ventil ist mit einem Ventilkörper 180 versehen, an dem ein Schaft 182 und ein Knopf 184 angebracht sind, wobei eine Vorspannfeder 186

209815/0070

den Ventilkörper 180 in die gezeigte Schaltstellung drückt. In dieser Schaltstellung sind die Öffnungen 188 und 190 miteinander verbunden, während beim Niederdrücken des Schaftes 182 von Hand die Öffnungen 192 und 188 miteinander verbunden werden und die Öffnung 188 von der Öffnung 190'getrennt wird.

Zur automatischen Steuerung des Hauptventils 52 ist ein neuartiger bistabiler strömungsmittelbetätigter Strömungsschalter 24 vorgesehen, wie er in Fig.4 im einzelnen gezeigt ist. Der bistabile Schalter 24 steuert die Verbindung zwischen zwei Kammern 194 und 196, die durch Rollmembrandichtungen 198 und 200 und eine in dem Gehäuse 204 ausgebildete Mittelwand 202 begrenzt werden. Die Mittelwand 202 enthält eine Öffnung 205, die wechselweise durch die Ventileinrichtung 206 geöffnet und geschlossen werden kann, wodurch die Verbindung zwischen den Kammern 194 und 196 gesteuert wird. Die Rollmembrandichtungen 198 und 200 sind zwischen dem Deckel 208, dem Gehäuse 204 "und dem Verschlußteil 210 festgeklemmt.

Die Ventileinrichtung 206 enthält eine Stellstange 212, mit der ein Knopf 214 verschraubt ist, der dazu dient, den Abstandhalter 216, die Membran 198, die Haltebuchte 214, das Ventilsitzglied 224, die Abstandhalter 218,220 und die Membrandichtung 200 gegen eine am Ende der Stellstange 212 ausgebildete Schulter 222 zu drücken. Hierdurch werden diese Bauteile festgeklemmt und an der Stellstange 212 gehaltert.'

-12-209815/00 7.0

In der gezeigten Stellung liegt das Ventilsitzglied 224 an der Trennwand 202 an und unterbricht die Verbindung zwischen den Kammern Ϊ94 und 196, und.wenn die Ventileinrichtung im Sinne der Pig*4 nach links bewegt wird, wird die Verbindung zwischen den Kammern 194 und 196 über die Öffnung 204 freigegeben.

Eine solche Verstellung der Ventileinrichtung kann entweder von Hand durch Betätigung der Stellstange 212 oder automatisch infolge eines in einer Kammer 226 vorhandenen Druckunterschiedes erfolgen«

Die Kammer 226 ist mit Hilfe einer darin angeordneten konischen bistabilen Belleville-Feder 228', die bei 230 und 231 abgedichtet ist, in zwei getrennte Steuerkammern 234,236 unterteilt. Die Belleville-Feder 228 ist über eine Schraube 232 an der Stellstange 212 befestigt. Der Strömungsmitteldruck gelangt zu den Steuerkammern 234,236 jeweils durch Kanäle 238 bzw. 240. Infolge kurzzeitiger Druckunterschiede ausreichender Stärke, die durch Druckzufuhr über die Kanäle 238 und 240 an der Belleville-Feder 228 erzeugt werden, wird bewirkt, daß die Belleville-Feder 228 eine von zwei stabilen Betriebsstellungen einnimmt, von denen die eine in 3?ig,4 gezeigt und die andere dadurch gebildet wird, daß die Belleville-Feder 228 konisch nach links ausgebuchtet ist. Diese

-13-209815/007 0

2U8467

"Schnappwirkung" ist an sich "bekannt und sorgt für eine M-staMle mechanische Betriebsweise.

Der Stellweg der Belleville-Feder 128 ist derart gewählt, daß die Stellstange 212 in der gezeigten Betriebsstellung mit einer nach rechts gerichteten Federkraft "beaufschlagt wird durch die auf das Ventilsitzglied 224 eine mechanische Anpreßkraft ausgeübt wird, die eine Abdichtung der Öffnung sicherstellte

Aus Gründen einer besseren "Verständlichkeit sind die Strömungsmittelverb indungen zwischen der Hauptventilanordnung 20, dem handbetätigten Steuerventil 22, dem bistabilen Strömungsmittelschalter 24 und dem erfindungsgemäß verwendeten monostabilen Fluidik-Strahlverstärker in Pig.7 schematisch gezeigt. Wie Fig.7 zeigt, enthält die Steuerschaltung den Pluidik-Strahlverstärker 242, Dieser ist ein bekanntes Fluidik-Bauteil und enthält eine Zufuhröffnung 246, eine Steueröffnung 248, eine Vorspannöffnung 249, zwei Entlastung soff nung en 250 und 252 und zwei Ausgänge.254 und 256. Der Verstärker 242 ist bezüglich seines Ausganges 256 monostabil, d.h. der über die Öffnung 246 zugeführte Hauptstrahl ist auf den Ausgang 256 vorgespannt und entweicht lediglich durch diesen, falls an der Steueröffnung 248 keine Umschaltsteuerdrücke vorhanden sind. Dieses Schaltverhalten läßt

-14-209815/0070

sich durch entsprechende Auslegung des Wandverlaufs oder
durch Änderung der entsprechenden Durchflußquerschnitte der Vorspannungs- und Steueröffnungen 248 und 249 auf bekannte Weise erhalten.

Soweit dieses Fluidik-Bauteil an sich bekannt ist, wird auf eine Beschreibung weiterer Einzelheiten verzichtet.

Die Zufuhröffnung 246 wird mit Druckmittel über eine Leitung 258 versorgt, die mit einem Auslaß 260 in Verbindung steht, der seinerseits mit der von der nicht gezeigten Hauptpumpe versorgten Ringkammer 30 verbunden ist. Die Leitung 258 ist mit der Kammer 194 des Schalters 24 verbunden und kann über die Öffnung 204 in Verbindung mit der Kammer 196 gebracht
werden, welche über eine Leitung 262 und eine Zweigleitung 264 die Zufuhröffnung 246 mit Strömungsmittel versorgt. Die Leitung 262 ist ferner mit dem Meßkanal 128 und der Steueröffnung 248 über eine mit einer Drosselstelle 268 versehene Leitung 266 verbunden.

Der monostabile Verstärkerausgang 256 ist mit dem Handsteuerventil 22 über eine Leitung 270 an die Öffnung 190 angeschlossen, die in der normalen Öffnungslage des Handsteuerventils über, die Öffnung 188 und die Leitung 272 mit der
Kammer 58 der Hauptventilanordnung 20 verbunden ist. Der

-15-· 2098 15/0070

gegenüberliegende Ausgang 254 des Fluidik-Verstärkers 242 ist über eine Leitung 274 mit der anderen Kammer 56 der Hauptventilanordnung 20 verbunden. Die Leitung 274 ist ferner über Zweigleitungen 276,278 und 282 mit beiden Teilkammern der Steuerkammer 226 verbunden, wobei die Zweigleitung 278 eine Drosselstelle 280 enthält.

Die Entlüftungsöffnung 254 und die Vorspannöffnung 249 sind ferner über eine Zweigleitung 284 stromabwärts des Schalters 24 mit der Entlüftungsleitung 126 verbunden.

Nach dem Einsetzen der Düsenanordnung in die Aufnahmevorrichtung 16 wird der Schalter 24 derart betätigt, daß der automatische Eüllvorgang ausgelöst wird, indem die Stellstange 212 herausgezogen und dadurch die Belleville-Feder 228 in die im Sinne der Pig.4 linke stabile Betriebsstellung gebracht wird. Hierdurch werden die Kammern 194 und 196 miteinander verbunden. In dieser Lage gelangt der im Bereich der Ringkammer 30 herrschende Zufuhrdruck über die Kammern 194 und 196 zur Zufuhröffnung 246 des Fluidik-Verstärkers 242, wobei der Hauptstrahl über den monostabilen Ausgang und die Leitung 270 über die Öffnung 190 des Handsteuerventils· 22 und von dort über die Öffnung 188 und die Leitung 272 zur Kammer 58 gelangt« Gleichzeitig befinden sich die Leitungen 284,278,276 und 274 auf dem im Tank vorhandenen

-16-209815/0070

Druckpegel, da der Ausgang 254 "bei 250 entlüftet wird und somit die Kammer 56 unter dem Reservoir- oder Tankdruck steht. Das dadurch am Kolben 34 erzeugte Druckdifferential verschiebt den Kolben 34 entgegen der Kraft der Vorspannfeder 82 nach links, wodurch das Ventilsitzglied 32 abgehoben und das Strömungsmittel von der Ringkammer 30 in den Tankhohlraura 138 strömen kann.

Gleichzeitig wird der Vorspannöffnung 249 Strömungsmittel . zugeführt, das unter Tankdruck steht, da sie mit dem Entlüftungesstrom versorgt wird, wogegen an der Steueröffnung 248 ein Strömungsmitteldruck anliegt, der sich nach dem Pumpenzufuhrdruck an der Drosselstelle 268 und dem Druckverlust in den verschiedenen Leitungen und an der Austrittsöffnung 169 richtet« Die jeweiligen Durchflußquerschnitte der Vorspann- und Steueröffnungen 249 und 248 und der Druckpegel an der Steueröffnung 248 sind so gewählt, daß ein monostabiler Druck sichergestellt wird, bei dem der Strömungsmittelstrom über den gesamten Betriebsbereich der Schaltung in erster Linie normalerweise aus dem Ausgang 256 strömt«

Wenn jedoch der Plussigkeitsstand im Tankhohlraum 138 den erwünschten Pegel erreicht, verschließt das Schwimmerventil · 172 die Austrittsöffnung 169 und den angeschlossenen Meßkanal 128 mit Hilfe der Schwimmerkugela 166. Infolgedessen

-17-2098 15/0070

erhöht sich der Druck in der Leitung 128 und an der ange-. schlossenen Steueröffnung 248, wodurch der Strömungsmittelstrahl -vom Ausgang 256 zum Ausgang 254 umgeschaltet wird und dadurch ein Drucksignal entsteht, das anzeigt, daß der vorgegebene Flüssigkeitspegel erreicht wurde. Hierdurch erhöht sich der Druck in der Kammer 56, während der Druck in der Kammer 58 abfällt, wodurch der Kolben 34 sich nach rechts verstellt und der Strömungsmittelzustrom zum Tankhohlraum 138 abgesperrt wird.

Gleichzeitig wird über die Leitung 276, die Drosselsteile 280, die Leitung 278, die Leitung 282 und die Leitung 284 ein Druckdifferential an der Belleville-peder 228 aufgebaut, wodurch die Belleville-Feder 228 in die in Pig.4 gezeigte, rechte Betriebsstellung schnappt und dadurch der Zufuhrstrom zum Fluidik-Verstärker 242 gesperrt wird. Infolge dieser Unterbrechnung des Zufuhrstroms werden die Entlüftung und die dadurch bedingten Leck- und Energieverluste vermieden, die auftreten würden, fbIIb der bistabile Strömungsmittelschalter nicht vorhanden wäre,

Palis eine Handbetätigung erwünscht oder wegen des niedrigen Pumpendrucks erforderlich ist, wird das Handsteuerventil 22 benutzt, indem der Ventilschaft 182 niedergedrückt wird, wodurch die Öffnungen 192 und 188 unmittelbar verbunden

-18-209815/0070

2U8467

werden und der Pumpenzufuhrdruck von der Ringkammer 30 unmittelbar zur Kammer 58 gelangt, so daß der Kolben 34 in die Öffnungslage verfährt. Da der Ventilkörper 182 im Sinne der Fig.7 nach oben federnd vorgespannt ist, ist ein ständiges Niederdrücken von Hand erforderlich, um ein ununterbrochenes Auffüllen des Tanks mit Hilfe der Handsteuerung zu bewirken.

Bei Zurückziehen des Betätigungsrings 100 wird die Düsenanordnung 20 freigegeben, und die verschiedenen Dicht- · flächen der Düsenanordnung und der Aufnahmevorrichtung können in gegenseitige Anlage gelangen, wodurch ein Trockenverschluß gewährleistet ist.

Die Erfindung wurde zwar in Verbindung mit dem bevorzugten Anwendungsfall einer Brennstoff-Füllvorrichtung beschrieben, läßt sich jedoch auch in einer Reihe anderer Anwendungsfälle verwenden, bei denen eine automatische Steuerung eines Strömungsmittelpegels erforderlich ist.

lerner läßt sich der bistabile Strömungsmittelschalter bei einer Reihe von Fluidik-Schaltungen verwenden, da in vielen Fällen ein Fluidik-Bauteil nur einmal während eines Steuerzyklus benötigt wird und nach einmaliger Durchführung seiner Schal.tfunktion in der Schaltung eine ständige Engergiever-

-19-209815/0070

2U8467

lustquelle darstellt, falls der Strömungsmittel-Zufuhrstrom zu diesem Fluidik-Bauteil anhält.

-20-209815/Ö070

Claims

2U8467 P.-.-T^-i«-··-.- :'^ Df. IfJCj. H. Kogfff.c!<^k Dipl. ing H. Hsudc Dip!. Sd The Bendix Corporation T«l5:*esb6 Executive Offices Bendix Center 28. September 1971 Southfield, !!ich. 48075 ,USA Anwaltsakte M-1759 Pat ent ans pr üclie

1. Strömungsmittelstrom-Steuervorrichtung zum Regulieren des Auffüllens eines Hohlraums mit einer Flüssigkeit, mit einem Hauptkanal zur Zufuhr der Flüssigkeit zum Hohlraum, einem Hauptventil zum Regulieren des Flüssigkeitsstroms durch den Hauptkanal, einem Füllstand-Meßfühler, der einen Meßkanal, eine Fördereinrichtung zum Erzeugen eines Flüssigkeitsstroms durch den Meßkanal zum Hohlraum während des Auffüllvorganges und eine Drosseleinrichtung aufweist, die den Flüssigkeitsstrom im Meßkanal drosselt, wenn der Flüssigkeitsstand im Hohlraum einen vorgegebenen Pegel erreicht, sowie einer Steuerschaltung zur Steuerung des Hauptventils in Abhängigkeit von der Drosselung des Meßkanals, wodurch der Flüssigkeitsstrom im Hauptkanal bei Erreichen des vorgegebenen Flüssigkeitspegel im Hohlraum absperrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die

-21-2098 1 B/0070

Steuerschaltung enthält: einen ITuidik-Verstärker (242) mit einem Versorgungsstrahl (246) und zwei Augängen (254, 256), wobei der Versorgungsstrahl monostabil zum einen Ausgang (256) vorgespannt und den beiden Ausgängen jeweils ein Entlastungskanal (250, 252) zugeordnet ist, einen Stromregler, der den Strömungsmittelstrom durch den Pluidik-Verstärker (242) in Abhängigkeit von der Drosselung des Meßkanals (128) reguliert und eine Umschalte inriehtung aufweist, die den Yersorgungsstrahl vom monostabilen Ausgang (256) zum zweiten Ausgang (254) umschaltet;, und eine Betätigungseinrichtung, die beim Umschalten des Versorgungsstrahls (246) zum zweiten Ausgang (254) das Hauptventil (32) in die den Hauptkanal (36) sperrende Schaltstellung bringt.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkanal (128) einen innerhalb des Hauptkanals (36) verlaufenden Kanalab s chni11 aufwe ist, der während des Auffüllens dem Hohlraum zugekehrt ist,.und daß die Steuereinrichtung einen während des Auffüllens ebenfalls dem Hohlraum zugekehrten Entlüftungskanal (112,124,152) zum Entlüften des Hohlraums enthält,

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkanal (128) und der Entlüftungskanal (112)

209815/0070

2U8467

durch zwei konzentrische, im Hauptkanal (36) angeordnete Rohre (114,116) begrenzt sind, wobei der Innenraum (1-2:8) des einen Rohres (116) den einen und der Ringraum (112) ' zwischen den "beiden Rohren den anderen Kanal "bildet.

4· Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosseleinrichtung ein im Hohlraum angeordnetes, schwimmerbetätigtes Steuerventil (159) und eine Sperreinrichtung enthält, die den Meßkanal (128) mit Hilfe des Steuerventils (159) bei Erreichen des vorgegebenen Flüssigkeitspegels im Hohlraum sperrt.

5. Steuervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung einen Strömungsmittelschalter (24) aufweist, der den Strömungsmittelstrom zum Fluidik-Verstärker (242) beim Umschalten des 7ersorgungsstrahls zum zweiten Verstärkerausgang (254) unterbricht, und daß der Strömungsmittelschalter (24) enthält: ein Schaltglied (228) mit zwei stabilen Betriebsstellungen, in deren erster es sich unterhalb eines vorgegebenen Wertes der Stellkräfte befindet, ein Schaltventil (224), das in der einen stabilen Betriebsstellung des Schaltgliedes einen Strömungsmittelstrom zum Fluidik-Verstärker (242) freigibt und in der anderen stabilen Betriebsstellung des Schaltgliedes einen Strömungsmittel-

-23-

208815/0070

.,- 2U8467

strom zum Pluidik-Verstärker sperrt, und eine Stellvorrichtung, die das Schaltglied (224) in die zweite stabile Betriebsstellung bringt, wenn der Pluidik-Verstärker (242) auf den zweiten Ausgang (254) umschaltet»

6. Steuervorrichtung nach Anspruch 5,- dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied eine in einer Richtung abgebogene Belleville-Peder (228) ist, die in der zweiten Betriebsstellung in entgegengesetzter Richtung gewölbt ist, daß eine Druckkammer (234) teilweise von der Belleville-Feder (228) begrenzt ist, und daß zwischen dem zweiten Verstärkerausgang (254) und der Druckkammer eine Strömungsmittelverbindung vorgesehen ist, durch die die Belleville-Peder (228) beim Umschalten des Pluidik-Verstärkers (242) auf den zweiten Ausgang mit Stelldruck beaufschlagbar ist»

7. Steuervorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine mit der Belleville-Peder (228) gekoppelte handgesteuerte Stellstange (212) zum Umschalten der Belleville-Peder in die eine oder andere stabile Betriebsstellung.

8. Steuervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Stellstange (212) ein handbetätigtes Stellglied (214) verbunden und dadurch der .strömungs-

-24-209815/007 0

mittelschalter (24) sowohl von Hand als auch durch die Drucksteuerung umschaltbar ist.

209815/0070

JS

Leerseite