DE3015558A1

DE3015558A1 - Kreuzbalgregler

Info

Publication number: DE3015558A1
Application number: DE19803015558
Authority: DE
Inventors: Paul Ing.(grad.) 7141 Steinheim Brenner
Original assignee: Eckardt AG
Current assignee: Eckardt AG
Priority date: 1980-04-23
Filing date: 1980-04-23
Publication date: 1981-10-29
Also published as: FR2481481B1; US4559866A; FR2481481A1; BE887899A

Description

Kreuzbalgregler

Die Erfindung betrifft einen Kreuzbalgregler, bei dem vier kreuzförmig angeordnete Bälge von einem beweglichen Prallring, der zugleich als Prallplatte für eine Düse dient, umschlossen sind.

Solche Kreuzbalgregler sind bekannt (Messen und Regeln in der chemischen Technik von Hengstenberg, Sturm und Winkler, 1964, Springer-Verlag, Kapitel 7, Seite 1182). Sie arbeiten nach dem Prinzip des Wegevergleichs. Dabei sind die vier vom Prallring umschlossenen Bälge mit ihren außenliegenden Enden mit dem Prallring verbunden und mit ihren zum Prallringmittelpunkt zeigenden Enden auf einem Mittelstück, über welches auch die Luftzuführungen erfolgen, befestigt. Wird der Druck in einem Balg erhöht, dehnt sich dieser aus, während der gegenüberliecjende Balg zusammengedrückt wird. Das unter einem Winkel von 90° dazu befestigte Balgpaar erfährt dadurch aber eine laterale Beanspruchung, da dessen Enden fest mit dem Mittelstück verbunden sind und an den am Prallring befestigten Enden eine Kraft im rechten Winkel zu der Balgverbindungsachse angreift. Hierdurch werden die Bälge, je nach Druckbeaufschlagung, mehr oder weniger stark durchgebogen. Bei starker Druckbeaufschlagung führt diese laterale Beanspruchung

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der Bälge zu einer erheblichen Nullpunktsabweichung, die die Reglerfunktion eines Kreuzbalgreglers stark beeinträchtigen und nur dadurch ausgeglichen werden kann, daß immer wieder eine neue Justierung vorgenommen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kreuzbalgregler der eingangs genannten Art so auszubilden, daß keine la terale Beanspruchung der Bälge mehr auftritt.

Die Erfindung besteht darin, daß innerhalb des Prallringes ein rahmenförmiger Käfig vorgesehen ist, der über ein Balgpaar mit dem Mittelstück verbunden ist und daß der Prallring über das andere Balgpaar mit dem Käfig verbunden ist. Dadurch wird erreicht, daß die Bewegungen der Balgpaare entkoppelt werden und die Bälge nur noch axial beansprucht werden. Wird in einem zwischen Käfig und Prallring angeordnetem Balg ein überdruck erzeugt, so dehnt sich dieser Balg aus und vergrößert den Abstand zwischen Prallring und Käfig in Richtung seiner Äusdehnungsachse. Gleichzeitig wird der diesem gegenüberliegende Balg zusammengedrückt und verringert so auf seiner Seite den Abstand zwischen Käfig und Prallring. Das zwischen Käfig und Mittelstück liegende Balgpaar wird durch eine Druckbeaufschlagung in den äußeren Bälgen nicht bewegt. Erfolgt eine Druckbeaufschlagung eines zwischen Käfig und Mittelstück angeordneten Balges, verschiebt sich der Käfig in Richtung der Ausdehnungsachse des druckbeaufschlagten Balges und gleichzeitig werden die zwischen Käfig und Prallring angeordneten Bälge parallel zu ihrer Verbindungsachse in Richtung der Ausdehnungsachse des druckbeaufschlagten Balges verschoben.

Sind beide Balgpaare mit Druck beaufschlagt, erfolgt die Bewegung des Prallringes durch eine Kraft, die aus der Überlagerung der beiden Kraftkomponenten entlang der unter im Winkel von 90° stehenden Balgpaare resultiert.

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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Luftzuführung des inneren Balgpaares über das Mittelstück und die des äußeren Balgpaares über den Käfig erfolgt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Luftzuführungen für die außenliegenden Bälge von der Grundplatte aus eine geeignete Strecke im Mittelstück geführt werden und von dort aus mit einem elastischen Schlauchstück über den Käfig dem äußeren Balgpaar zugeführt wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Bewegung des Käfigs durch die Luftzuführungen nicht beeinträchtigt wird.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß zwischen dem Käfig und dem Prallring im Bereich oberhalb der Köpfe der innenliegenden Bälge ein kreissegmentförmiger Spalt vorgesehen ist. Durch die Ausbildung eines so gearteten Spaltes wird erreicht, daß sich der Prallring gegenüber dem Käfig frei bewegen kann.

Durch die Ausbildung eines geradlinigen, schlitzförmigen Spaltes zwischen den Innenseiten des Käfigs und dem Mittelstück wird ebenfalls erreicht, daß sich der Käfig reibungsfrei gegenüber dem Mittelstück in Richtung der Verbindungsachse der innenliegenden Bälge bewegen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, die Seiten des Käfigs, an denen die außenliegenden Bälge befestigt sind, als parallele Flächen zur Verbindungsachse der innenliegenden Bälge auszubilden und die kopf- und fußseitigen Enden des Käfigs mit einer kreisförmigen Oberfläche zu versehen.

Durch die Ausbildung der Seitenflächen des Käfigs als parallele Flächen zur Verbindungsachse der innenliegenden Bälge wird erreicht, daß die außenliegenden Bälge mit ihren zum Prallringmittelpunkt weisenden Enden gut mit dem Käfig verbunden werden

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können und im Falle einer Druckbeaufschlagung die Kraftwirkung auf den Käfig, die von den beiden außenliegenden Bälgen ausgeht, auf einer Achse liegen, die im rechten Winkel zu der Verbindungsachse der innenliegenden Bälge wirkt. Die kreisförmige Ausgestaltung der Oberfläche am kopf- und fußseitigen Ende des Käfigs hat den Vorteil, daß diese Flächen, auf die die Kraft der innenliegenden Bälge wirkt, stabil ausgebildet sind und sich im Falle einer hohen Druckbeaufschlagung nicht verformen.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung wird vorgesehen, die Justierung der entkoppelten Ringgruppe in Richtung der Verbindungsachse der außenliegenden Bälge am Prallring und die Justierung in Richtung der Verbindungsachse der innenliegenden Bälge über ein Winkelstück, das am Käfig befestigt vorgesehen ist, erfolgt. Dies hat den Vorteil, daß auch die zur Justierung an der Ringgruppe angreifenden Käfig entkoppelt sind und über die Justierelemente auf die Bälge keine lateralen Kräfte ausgeübt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsform in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete entkoppelte Ringgruppe eines Kreuzbalgreglers und

Fig. 2 den Querschnitt entlang der Verbindungsachse I-I der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform.

In Fig. 1 ist die entkoppelte Ringgruppe eines Kreuzbalgreglers sowie zwei Justiervorrxchtungen 28, 29 und eine Düse 4 dargestellt. Der Prallring 1 kann durch vier kreuzförmig angeordnete Bälge 7, 8, 9, 10 gegenüber der Düsenaustrittsöffnung 4 verschoben werden. An einem quaderförmigen Mittelstück 3,

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welches die Ringgruppe trägt, sind seitlich zwei Bälge 10 und 9 mit ihren zum Prallringmittelpunkt weisenden Enden fest verbunden. In dieses Mittelstück sind vier Luftzufuhrkanäle eingebracht, von denen die Kanäle 13 und 14 auf der Höhe der in der Balgmitte liegenden Verbindungsachse I-I in die Bälge münden. Mit den beiden nach außen liegenden Enden sind die Bälge 9, 10 an zwei sich gegenüberliegenden Innenseiten eines rahmenförmig ausgebildeten Käfigs 2 befestigt. Der Käfig 2 wird von den Bälgen 9 und 10 sowie zwei weiteren außen am Käfig 2 angreifenden Bälgen 7, 8 im Prallring gehalten. Die außenliegenden Bälge 7, 8 sind mit ihren zum Prallringmittelpunkt hin weisenden Enden an den äußeren Seitenflächen 21 des Käfigs befestigt. Um diese Befestigung zu ermöglichen, ist der Käfig 2 in Richtung der Achse der Bälge 7 und 8 schmäler ausgebildet als in Richtung der Bälge 9 und 10 und besitzt daher etwa die Form eines rechteckigen Rahmens. Die nach außen gewandten En-. den der Bälge 7, 8 sind mit dem Prallring fest verbunden. Am kopf- und fußseitigen Ende des Käfigs 2 besitzt dieser Außenwände 22, die parallel an der Innenseite des Prallringes 1 verlaufen, so daß ein kreissegmentformiger Spalt 12 zwischen Käfig 2 und Prallring 1 entsteht. Ebenso sind zwei geradlinig verlaufende Spalten 11 parallel zur Achse I-I zwischen Mittelstück und Käfiginnenrändern vorgesehen.

Am fußseitigen Ende des Käfigs 2 ist über eine Schraubenverbindung 30 ein Winkelstück 23 angebracht, welches mit einer öse 24, die auf der Höhe der Verbindungsachse I-I liegt, versehen ist. Über eine Feder 25 kann dadurch über eine Justiervorrichtung der Käfig mit Prallring entlang der Achse I-I verschoben bzw. justiert werden. An der Außenseite des Prallringes 1 ist eine Öse 26 auf der Höhe der Verbindungsachse II-II der beiden aussenliegenden Bälge 7, 8 angebracht, in die eine Feder 27 eingehängt ist, die über eine Justiervorrichtung 28 den Prallring in Richtung der Verbindungsachse II-II verschieben kann.

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Erfolgt eine Druckbeaufschlagung des Balges 7, so wird sich dieser Balg ausdehnen und den Abstand zwischen der Außenseite 21 des Käfigs 2 und dem Prallring 1 vergrößern, gleichzeitig wird der Abstand zwischen der dieser gegenüberliegenden Seite 21 und der dazugehörenden Innenseite des Prallringes verkleinert.

Von der dadurch hervorgerufenen Bewegung des Prallringes 1 entlang der Achse II-II bleiben die zwischen dem Käfig 2 und dem Mittelstück 3 angeordneten Bälge 9, 10 in Ruhe. Durch eine Druckbeaufschlagung im Balg 10 innerhalb des Käfigs 2 werden die Bälge 7, 8 und der Prallring parallel zur Achse II-II verschoben. Somit greift keine laterale Kraftkomponente an den Bälgen 7, 8 an. Eine Überlagerung der Bewegungen in Richtung der Achsen I-I und II-II führt also zu der gewünschten Reglerwirkung, ohne daß die Bälge lateral beansprucht werden.

über das Winkelstück 23 kann die Justierung des Prallrings in Richtung der Achse I-I über die Teile 23, 30 und den Käfig 2 vorgenommen werden. Die Justiervorrichtung 28 besorgt die Nullpunktseinstellung entlang der Achse II-II.

Die Luftzufuhr in die außenliegenden Bälge 7, 8 erfolgt über das Mittelstück 3, in dem zwei Kanäle 16, 15 geführt werden, und die unterhalb der Ringgruppe auf den den Bälgen 7, 8 zugewandten Seiten des Mittelstückes 3 herausgeführt werden, über zwei lose Schiauchstücke 17, 18 wird die Luft zwei in dem Käfig 2 eingebrachten Zuführleitungen 19, 20 zugeführt und in die Bälge 7, 8 eingeleitet. Durch die Verwendung von. beweglichen Schiauchstückeη kann eine Behinderung der Bewegung des Käfigs 2 ausgeschlossen werden.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete entkoppelte Ringgruppe eines Kreuzbalgreglers dargestellt.. In dem fest mit dem Gehäuse 31 verbundenen Mittelstück

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sind zwei Luftzufuhrleitungen 13, 14 eingebracht, die im Bereich der mittleren Balgverbindungsachse I-I in die Bälge 9 und 10, die zwischen dem Mittelstück 3 und dem Käfig 2 angeordnet sind, münden. Der Käfig 2 wird vom Prallring 1 im Abstand der Spaltbreite 12 umschlossen.

Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Höhe h des Käfigs 2 größer gewählt ist als die des Prallringes 1. Dadurch isL genügend Platz vorhanden, um auf der Unterseite des fußseitigen Endes des Käfigs 2 ein Winkelstück 23 durch eine Schraubenverbindung 30 anzubringen, welches eine Öse 24 trägt, über die die Justierung des Käfigs 2 und damit des Prallringes entlang der Verbindungsachse I-I vorgenommen werden kann. Es ist aber auch denkbar, den Käfig 2 genauso hoch wie den Prallring 1 zu gestalten, und dann zur Justierung ein anderes, geeignet geformtes Winkelstück 23, zu verwenden.

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Claims

D R. - I N G. H. H. Wl Lti ELM - D I PL. - ING. H. DAUSTER D-7000 STUTTGART 1 - GYMNASIUMSTRASSE 31B - TELEFON (07 11) 29 11 Anmelder: Stuttgart, den 21. April 1980 D 5901 Eckardt AG Dr.W/R Pragstrasse 82 Stuttgart 50 Ansprüche

1. Kreuzbalgregler, dessen vier kreuzförmig angeordnete Bälge von einem beweglichen Prallring, der als Prallplatte für eine Düse dient, umschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Prallringes (1) ein rahmenförmiger Käfig (2) vorgesehen ist, der über ein Balgpaar (9, 10) mit dem Mittelstück (3) verbunden ist und daß der Prallring (1) über das andere Balgpaar (7, 8) mit dem Käfig (2) verbunden ist.

2. Kreuzbalgregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten (21) des Käfigs (2) an denen die außenliegenden Bälge (7, 8) befestigt sind, als parallele Flächen zur Verbindungsachse (I-I) der innenliegenden Bälge (9, 10) vorgesehen sind und die kopf- und fußseitigen Enden des Käfigs (2) eine kreisförmige Oberfläche (22) aufweisen.

3. Kreuzbalgregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Käfig (2) und dem Prallring (1) im Bereich oberhalb der Köpfe der innenliegenden Bälge (9, 10) ein kreissegmentförmiger Spalt (12) vorgesehen ist und daß zwischen Käfig (2) und Mittelstück (3) zwei parallel zur Verbindungsachse (I-I) verlaufende geradlinige Spalte (11a, 11b) vorgesehen sind.

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4. Kreuzbalgregler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführungen (13, 14) in das innere Balgpaar (9, 10) über das Mittelstück (3) erfolgt und daß die Luft für die äußeren Bälge (7, 8) diesen über zwei bewegliche Schlauchstücke (17, 18) und den im Käfig (2) vorgesehenen Zuführleitungen (19, 20) zugeführt wird.

5. Kreuzbalgregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierung der entkoppelten Ringgruppe in Richtung der Verbindungsachse (II-II) über eine am Prallring (1) befestigte Öse (26) geschieht und daß die Justierung in Richtung der Verbindungsachse (I-I) der innenliegenden Bälge (9, 10) über ein Winkelstück (23), das am Käfig (2) befestigt ist, erfolgt.

6. Kreuzbalgregler nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (2) dieselbe Höhe aufweist wie der Prallring (1).

7. Kreuzbalgregler nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig (2) eine größere Höhe aufweist als der Prallring (1).

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