DE2334634A1

DE2334634A1 - Automatischer druckregler

Info

Publication number: DE2334634A1
Application number: DE19732334634
Authority: DE
Inventors: Robert Morris Moore
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-07-26
Filing date: 1973-07-07
Publication date: 1974-02-07
Also published as: CA974852A; JPS4964032A; US3762433A

Description

Dr. Joachim Rasper

Patentanwalt 62 Wiesbaden

NmMw Nib· 22 T«i. St 2·«

Robert Morris MOORE
Englewood, Col., V.St.A.

Automatischer Druckregler

Die Erfindung betrifft einen automatischen Strömungsdruckregler, der unabhängig arbeitet und in eine Leitung eingebaut werden kann, in welcher ein unter Druck stehendes Fluid zu einem 'werkzeug geleitet wird, das von diesem angetrieben wird. Der erfindungsgemäße Durchflußregler arbeitet automatisch in einer Weise, daß er ausgewählte, vorbestimmte Arbeitsgeschwindigkeiten auch dann beibehält, wenn sich der Gegendruck infolge wechselnder Belastung des Werkzeugs oder anderer, druckangetriebener Vorrichtungen ändert, mit denen der Druckregler verbunden ist.

Für den Antrieb druckangetriebener Werkzeuge wurde bisher komprimierte Luft oder ein anderes Fluid direkt zu dem Werkzeug geleitet, um den Werkzeugkopf mit einer vorgewählten Geschwindigkeit rotieren

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au lassen; wenn jedoch die Belastung an dem Werkzeug sich ändert, ändert sich auch die Drehgeschwindigkeit des Werkzeugkopfes· Ziel der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, mit welcher der Strömungsdruck und der Durchfluß eines Fluids zu einem Werkzeug oder einer anderen Vorrichtung bei einem vorgewählten, weitgehend gleichmäßigen Wert gehalten werden kann.

Bei Verwendung des automatischen erfindungsgemäßen Durchflußreglers bewirkt der durch eine erhöhte Belastung des Y/erkzeugs hervorgerufene Gegendruck automatisch, daß sich der Durchfluß des Fluids zum Werkzeug in dem Maße verstärkt, als für die Aufrechterhaltung der vorgewählten Arbeitsgeschwindigkeit erforderlich ist. Tritt während einer Zeit normaler, vorbestimmter Arbeitsgeschwindigkeit kein Gegendruck in dem erfindungsgemäßen Regler auf, dann arbeitet das Werkzeug mit der ursprünglich eingestellten Geschwindigkeit.

Wird z.B. eine durch einen Druckluftzylinder angetriebene Ramme während des Betriebs wachsenden Belastungen ausgesetzt, dann wird auf den erfindungsgemäßen Regler ein steigender Gegendruck ausgeübt, was dazu führt, daß die Energiezufuhr zu der Ramme in dem LIaße verstärkt wird, als durch die wachsende Belastung notwendig geworden ist.

Wird der erfindungsgemäße Regler in ein druckangetriebenes Mahlwerk eingebaut, das auf eine Geschwindigkeit von 20 000 UPM eingestellt ist, bei welcher Geschwindigkeit das zu mahlende Gut verbrennen würde, dann bewirkt der automatische Durchflußregler, daß eine geringere Geschwindigkeit eingehalten wird, die für den Mahlvorgang ausreicht.

Pur das Anbringen von Befeatigungsmitteln, wie Schrauben und Kuttern, werden heute bevorzugt druckangetriebene Automaten mit selbsttätiger Anwerfvorrichtung eingesetzt. Der erfindungsgemäße Regler macht jeden

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automatischen Schraubenzieher zu einem selbsttätig startenden. Der Schraubenzieherautomat läuft solange im Leerlauf, bis Kraft beansprucht wird; zu diesem Zeitpunkt entwickelt er automatisch die erforderliche Kraft und treibt die Schraube oder Mutter vor. Sobald er wieder abgesetzt wird, läuft das Werkzeug wieder im Leerlauf.

Der erfindungsgemäße, automatische Durchflußregler kann dazu verwendet werden, um gleichmäßige Drücke an getrennten Orten aufrechtzuerhalten, wie z.B. in Luftkissen, auf denen Versuchsfahrzeuge schweben, und wobei auf den getrennten Luftkissen unterschiedliche Gewichte lasten.

Der erfindungsgemäße Regler kann auf zahlreichen Gebieten Verwendung finden, vorhandene Ausrüstungen vielseitiger verwendbar machen und neue Ausrüstungen billiger herstellbar und ebenfalls vielseitiger machen. Um den Regler den unterschiedlichsten Anforderungen anzupassen, können verschiedene Bedingungen geändert werden, wie z.B. Kolbendurchmesser, Federspannung, Bohrungsnennweite und -gestalt,, vorgegebener Druck usw.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt»

Figur 1 ist ein horizontaler Teilschnitt durch, einen automatischen Durchflußregler gemäß der Erfindung in einer Situation, in welcher kein Gegendruck auf den Regler ausgeübt wird, und

Figur 2 ist ebenfalls ein horizontaler Teilschnitt der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung, jedoch um SO um die Längsachse gedreht und in einer Situation, in welcher ein Gegendruck auf dem Regler lastet.

Bei der hier dargestellten Ausführungsform besteht der erfindungsgemäße Regler aus einem Gehäuse 10, das sich aus einem hohlen,

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zylindrischen Teil 11 und einem daran snschließenden Endteil 12 zusammensetzt, in welchem eine zentrale Gewindebohrung 13 zur Aufnahme einer Gewindemuffe 14 angebracht ist, die eine Kammer 15 in dem Gehäuse 10 mit einem Rohr 16 verbindet, welches zu einem (nicht gezeigten) druckbetätigten Werkzeug oder einer anderen Vorrichtung führt, deren Arbeitsgeschwindigkeiten mittels des erfindungsgemäßen Reglers gesteuert werden sollen. Das dem Teil 12 gegenüberliegende Ende des Gehäuses 10 ist offen und besitzt bei 17 ein Innengewinde.

Die in dem Gehäuse 10 eingebauten Reglerteile bestehen aus einem Fluideinlaßteil 20, das rohrförmig und bei 21 mit einem Innengewinde zur Aufnahme einer Gewindemuffe 22 versehen ist, welche an eine Leitung 23 für Luft oder ein anderes Fluid angeschlossen ist, durch die ein komprimiertes Fluid zum Einlaßteil 20 strömt. Das Teil 20 trägt bei 24 über seine gesamte Länge ein Außengewinde und geht in ein rohrförmiges Teil 25 von kleinerem Durchmesser über. Der Innendurchmesser des Einlaßteils 20 ist größer als der Innendurchmesser des Teils 25» wie Fig. 1 an der Verbindungsstelle der beiden Bohrungen erkennen läßt. Das Ende 27 des Teils 25 ist geschlossen. Ein Bolzen 28 erstreckt sich durch das Teil 25 in der Nähe des geschlossenen Endes 27 und ragt für ein kurzes Stück an beiden Seiten aus dem Teil 25 heraus.

In das Teil 25 ist eine dreieckförmige Öffnung 30 eingeschnitten, deren Spitze 31 in einer Ebene nahe des Bolzens 26 liegt und ständig entblößt ist, um iederzeit, und zwar unabhängig von der Position eines weiter unten beschriebenen Kolbens, den Durchtritt des Fluids zu ermöglichen. Die Form dieser Öffnung 30 kann variiert werden, wie weiter unten gezeigt werden wird.

Ein Kolben 35 und eine daran angesetzte Laufbuchse 36 sind auf das Teil 25 verschiebbar aufmontiert. Kolbenringe 27 aus geeignetem Material sorgen für Abdichtung gegen die Innenfläche des zylindrischen

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Körpers 11. O-Ringe 38 sind zwischen dem Kolben 35 und dem Teil

25 angeordnet. Der Hub des Kolbens und der Laufbuchse i3t in der einen Richtung durch den Bolzen 28 und in der anderen Richtung durch eine Feder 39 begrenzt, die die Teile 25 und 20 teilweise umschließt und sich einerseits gegen den Kolben 35 und andererseits gegen einen mit Gewinde versehenen Abdeck- und Einstellring 40 legt.

Der Abdeckring 40 besitzt sowohl ein Innengewinde 4I zur Aufnahme des Gewindes des Einlaßteils 20, als auch ein Außengewinde 42, welches in das Gewinde des zylindrischen Körpers 11 eingreift. Hit dem Abdeckring 40 kann somit die Lage des Einlaßteils 20,25 mit Bezug auf den Abdeckring und das Gehäuse eingestellt werden. Diese Einstellung des Einlaßteils dient dazu, den Federdruck in Anpassung an die zu leistende Arbeit zu variieren. Eine Gegenmutter 45 ist bei 46 über das Einlaßteil 20 geschraubt und legt sich gegen den Abdeckring 40, um das Einlaßteil in der für die zu leistende Arbeit eingestellten Position zu sichern.

Ein Entlüftungsloch 47 in dem zylindrischen Körper 11 stellt eine Verbindung zur Atmosphäre her.

Der erfindungsgemäße Hegler arbeitet folgendermaßen: Das Fluideinlaßteil 20,25 wird in die gewünschte Stellung in dem Gehäuse 10 gebracht, indem es entsprechend tief in den Abdeckring 40 geschraubt wird, und wird durch die Gegenmutter 45 in seiner Lage fixiert, die durch die zu leistende Arbeit bestimmt ist. Diese Einstellung verändert die Kompressions/Expansions-Charakteristik der Felder 39» die bei der in Figur 1 dargestellten Situation gegen den Kolben 35 drückt. Yfenn die Belastung des Y/erkzeugs konstant bleibt, bleibt auch der Durchfluß des Fluids durch das Einlaßteil 20,25, die Bohrung 30, die Kammer 15, die Muffe I4 und das Rohr 16 konstant. Wenn die Belastung wächst, entwickelt sich Gege_{ndruck in der} _Zmiaax _{15 und driickt den} Kolben nach rechts in der Darstellung in Figur 1; dadurch wird die Öffnung 30 zunehmend entblößt, und automatisch nimmt der Zufluß von

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komprimiertem Fluid in die Kammer und die dem Werkzeug zugeführte Energie rasch zu, während sie automatisch auf den vorbestimmten Wert zurückgeht, sobald die Belastung wieder nachläßt.

Die Dreiecksform der Öffnung 30 ist sehr gut in der Lage, die Punktion des erfindungsgemäßen Reglers zu erfüllen, jedoch kann die Form der Öffnung in beliebiger Weise modifiziert werden, um in Anpassung an die von dem Werkzeug zu leistende Arbeit wechselnde Mengen Fluid in die Kammer eintreten lassen zu können. Wenn die dreieckige Form der Öffnung JO verwendet wird, bildet ihre Spitze 31 eine kleine Austrittsöffnung für die begrenzte Fluidmenge, die zur Aufrechterhaltung eines Relativdrucks erforderlich ist, und sorgt die größere Öffnung 30» die durch eine geringe Bewegung des Kolbens und der Laufbuchse unter dem Einfluß von Gegendruck entsteht, automatisch und sofort für den verstärkten Fluideintritt, der zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Arbeitsgeschwindigkeit notwendig ist.

Die kleine Austrittsöffnung 31 kann von der öffnung 30 getrennt sein; sie kann z.B. aus einem kleinen Entlüftungsloch im geschlossenen Ende 27 des rohrförmigen Teils 25 oder in der Wandung des Teils 25 nahe des Endes 27 bestehen. Die Öffnung 30 kann rechteckige oder eine beliebige andere Gestalt haben, um einen raschen Durchtritt von komprimiertem Fluid durch die Gegendruckkammer zu dem Werkzeug zu ermöglichen, wenn ein wachsender Gegendruck, verursacht durch zunehmende Belastung des Werkzeugs, den Kolben und die Laufbuchse gegen die Feder 39 verschiebt und immer größer werdende Flächen der öffnung 30 freigibt.

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Claims

Patentansprüche :

j 1· ^Automatischer Durchflußregler für durch ein komprimiertes Fluid V^angetriebene Werkzeuge, durch welchen eine gleichbleibende, vorbestimmte Arbeitsgeschwindigkeit bei wechselnder Belastung des ./erkzeugs aufrechterhalten wird, gekennzeichnet durch

ein Gehäuse (10) mit einer darin befindlichen, mit dem durch das komprimierte Fluid betätigten Y/erkzeug in Verbindung stehenden Gegendruckkammer (15)>

ein rohrförmiges Fluideinlaßteil (20), dessen Lage in axialer Richtung in dem Gehäuse (10) verstellt werden kann und das mit einer Zuführungsleitung für das komprimierte Fluid in Verbindung steht,

eine öffnung (3ü) in diesem Fluideinlaßteil (20), die den Durchtritt des Fluids aus diesem Einlaßteil in diese Gegendruckkammer. (15) gestattet,

ein Kolben (35) mit einer Laufbuchse (36), die auf diesem Fluideinlaßteil (20) verschiebbar aufmontiert sind und in Positionen verschoben werden können, in welchen die Laufbuchse wechselnd große Flächen der Öffnung (30) bedeckt,

ein an diesem Gehäuse (1O) anmontiertes Einstellteil (40), das · das Fluideinlaßteil (20) in einer vorgegebenen Einstellung fixiert, und

eine dieses Fluideinlaßteil (20) umschließende Feder (39), die sich einerseits gegen das eine Ende des Kolbens (35) und andererseits gegen das Einstellteil (40) legt,

so daß Veränderungen in der ^T.7erkzeugbelastung zu Veränderungen des Gegendrucks in der Gegendruckkammer führen, l^en Kolben und

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die Laufbuchse in einer V/eise verschieben, daß durch die damit in ihrer Größe veränderte Öffnung im Fluideinlaßteil eine solche Menge an komprimiertem Fluid strömen kann, als notwendig ist, um die vorgegebene Arbeitsgeschwindigkeit des Werkzeugs aufrecht zu erhalten.
2. Automatischer Durchflußregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (30) im Fluideinlaßteil (20) die Form eines Dreiecks hat, dessen Spitze (31) von dem Kolben (35) und der Laufbuchse (36) abgewandt ist.
3· Automatischer Durchflußregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluideinlaßteil (20) eine kleine Entlüftungsöffnung (31) aufweist, welche einen begrenzten Durchtritt von Fluid aus diesem Einlaßteil in die Gegendruckkammer (15) gestattet, wenn kein Gegendruck in dieser Gegenkammer herrscht, und eine größere Öffnung (3°) aufweist, welche einen raschen und verstärkten Durchtritt von Fluid aus diesem Einlaßteil in die Gegendruckkammer gestattet, wenn der Kolben (35) ^und die Laufbuchse (36) infolge verstärkten Gegendrucks verschoben werden.
4. Automatischer Durchflußregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1O) ein offenes Ende und in diesem ein Gewinde (17) aufweist, und daß das Einstellteil ein Abdeckring (40) ist, das mit einem Innengewinde (41) das Einlaßteil (2ü) faßt und mit einem Außengewinde in das Gewinde (I7) des Gehäuses eingeschraubt ist.
5. Automatischer Durchflußregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluideinlaßteil (20) ein Außengewinde (46) aufweist, welches in das Innengewinde (41) des Abdeckringes (40) eingreift, und ein Innengewinde (21) aufweist, in welches eine Gewindemuffe geschraubt ist, die dieses Einlaßteil mit der Zuführungsleitung für das Fluid verbindet.

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6. Automatischer Durchflußregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluideinlaßteil (20) in dem Teil, der an dfc Zuführungsleitung angrenzt, einen vergrößerten Innendurchmesser hat.

β Automatischer Durchflußregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gegenmutter (45) auf das Einlaßteil (20) geschraubt ist, die sich gegen den Abdeckring (40) stützt und das Einlaßteil in dessen ursprünglich eingestellten Position fixiert.

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