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Einrichtung zum Steuern eines hydraulisch
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oder elektro-hydraulisch betätigten Servomotors zum Verstellen insbesondere
eines Turbomaschinen-Regelventi ls Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zum Steuern eines hydraulisch oder elektro-hydraulisch betätigten Servomotors zum
Verstellen eines Ausgangsgliedes, insbesondere eines Turbomaschinen-Regelventils,
mit einem einseitig rederbelasteten Hauptsteuerschieber, der - Je nach seiner Stellung
- den Druckmittelzulauf zum Druckraum des Servozylinders freigibt oder sperrt, und
mit einem koaxialen Steuerkolben, der mit dem Hauptsteuerschieber ein Folgekolbensystem
bildet.
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Bei einer bekannten elektro-hydraulischen Regelung eines Servomotors
erfolgt die Ansteuerung Uber einen Servoverstärker, der einen elektro-hydraulischen
Wandler betätigt, und wobei die Stellung der Servomotorspindel einem Sollwert-Istwert-Vergleicher
zugefUhrt wird. (DE-AS í4 26 802). - Als nachteilig wird es angesehen, daß eine
- aus Sicherheitsgründen wtinschenswerte - redundante Ansteuerung des Servomotors
nicht vorgesehen ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die
eine redundante Ansteuerung des Servomotors
ermUglfohtO Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Servomotor
zwei Signaleingänge aufweist, daß der gemeinsame Angriffspunkt für die beiden Signaleingänge
der Hauptsteuerschieber ist, und daß die Betätigung des Hauptsteuerschiebers über
eine Minimalwertauswahl aus den beiden Signaleingängen erfolgt, wobei die Stellung
der Servomotorspindel mindestens einmal elektrisch zurückgeführt ist.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird insbesondere die Betriebssicherheit
erhöht, da bei Ausfall eines der die Stellung der Servomotorspindel regelnden Systeme
die Regelung unverzüglich über das andere System erfolgt bzw. vorgenommen werden
kann. Ferner ist es vorteilhart, daß Fehler in einem der beiden Ansteuerkanäle den
Regelventiltrieb immer nur in Schließrlchtung beaufschlagen können.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind
in den Unteransprüchen 2 bis 10 gekennzeichnet.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 einen Servomotor zum Verstellen der
Ventilspindel eines Turbomaschinen-Regelventils sowie die Steuereinrichtung fUr
den Servomotor und Fig. 2 eine Variante zu Fig. 1, wobei zur Positionierung des
Steuerkolbens ein mechanischhydraulischer Regelkreis dient.
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In einem Gehäuse 1 ist ein Servokolben 2 angeordnet, der mit einer
Ventilspindel 3 axial unverschieblich verbunden ist, die bis außerhalb des Gehäuse
1 gefUhrt ist und am Ende einen Rgelventilkörpsr 4trägt. Die Schließstellung des
Regelventilkörpers 4 wird Uber eine Schraubenfeder 5 erzielt, die auf die dem Regelventilkörper
4 abgewandte Seite des Servomotorkolbens 2 wirkt. Das andere Ende der Schraubenfeder
5 stUtzt sich gegen eine entsprechende Wand 6 im Gehäuse 1 ab. Die Offenstellung
des Regelventilkörpers 4 wird durch hydraulisches Druckmittel, insbesondere Drucköl,
das in den Druckraum 7 unterhalb des Servokolbens 2 einströmen kann, erzielt, wobei
der Servokolben 2 entgegen der Kraft der Schraubenfeder 5 bewegt wird. Im Gehäuse
1 sind ferner ein Steuerkolben 8 sowIe ein Hauptsteuerschieber 9 angeordnet, wobei
der Steuerkolben 8 und der Hauptsteuerschieber 9 ein sogenanntes Folgekolbensystem
bilden.
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Der Steuerkolben 8 ist an einer koaxialen, geraden Stange 10 axial
unverschieblich befestigt und in einem hydraulischen Zylinder des Gehäuses 1 verschieblich,
Die Stange 10 ist nach oben durch eine oeffnung der Zylinderdecke 11 geführt. Das
Ende der Stange tO ist mit
dem einen Ende einer mechanischen Zugfeder
l2 verbundene die mit ihrem anderen Ende an einer entsprechenden Wand des Gehäuses
1 abgestützt ist. Der oberhalb des Steuer kolbens 8 befindliche Zylinderraum ist
der Druckraum 13D der über eine Leitung 14 mit dem entsprechenden Steuer anschluß
eines Servoventils 15, das später noch ausrührlicher beschrieben wird, verbunden
ist. Die Stange 10 setzt sich nach unten durch eine Offnung im Boden 16 des hydraulischen
Zylinders für den Steuerkolben 8 bis in den hydraulischen Zylinder fUr den Hauptsteuerschieber
9 fort. Der Hauptsteuerschieber 9, dessen Aufbau und Wirkung bekannt ist, gibt Je
nach seiner Stellung den Zulauf 17 zum Druckraum 7 des Servozylinders frei oder
sperrt ihn. (In dem gezeichneten Beispiel ist der Zulauf gesperrt). Der Hauptsteuerschieber
9 ist entgegen der Wirkung einer Feder 18 nach unten verschiebbar, wenn die untere
Kante der Stange 10 die zentrale Öffnung des Hauptsteuerschiebers 9 abschließt und
der Aufbau des Druckes im Druckraum 19 des Hauptsteuerschiebers 9 möglich ist. Der
Druck raum 19 des Hauptsteuerschiebers 9 ist Uber eine Leitung 20 mit dem entsprechenden
Steueranschluß eines Servoventils 21 verbunden. Der Ringhohlraum 22 des Hauptsteuerschiebers
9 ist über eine Leitung 23 mit einem Druckmittelliefergerät verbunden.
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Mit 24 ist der Systemablauf beziffert, der Uber eine Leitung 25 mit
dem Raum unterhalb des Hauptsteuerschiebers 9 und weitere Leitungsteile 26a, 26b,
26c mit dem Raum 27 oberhalb des Servokolbens 2 verbunden ist, Ferner ist der Systemablauf
24 über Leitungen 28a, 28b mit den Rücklaufanschlüssen der Servoventile 15 und 21
verbunden.
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Die Servoventile 15, 21 sind handelsübliche Geräte
und
von gleichem Aufbau. Jedes Servoventil besteht z.B.
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aus einem elektrischen Gleichspannungs-Drehankermagnet-Motor, einer
elektro-hydraulischen Vorsteuerstufe und einem lagegeregelten Vierkanten-Längsschieber
als Hauptsteuerstufe. Der Gleichspannungs-Drehankermagnet-Motor enthält zwei Steuerspulen
29 (29'), Polschuhe 30 (30'), Magnete und einen Anker 31 (31').
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Die Vorsteuersture weist zwei passive und zwei aktive Drosselstellen
auf, wobei die vier Drosseln in Form einer "BrUckenschaltung" durch Strömungskanäle
verbunden sind. Die beiden kostanten Drosseln sind Strömungskanalverengungen. Die
beiden variablen Drosseln werden durch Je eine Düse (32, 32') mit gegenüberliegender
Prallplatte gebildet.
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Der Anker 31 (31') des Gleichspannungs-Drehankermagnet-Motors, die
Prallplatte, ein biegsames Rohr, das die Drehbewegung des Anker-Prallplatten-Teils
aufzunehmen hat sowie den hydraulischen Teil gegen-Uber dem elektrischen Teil abdichtet,
und eine RückCührfeder (35;35') bilden eine Einheit. - Die Hauptsteuerstufe besteht
im wesentlichen aus einem Vierkant-Längsschieber (34; 34') und einem Ventilkörper
mit zwei. Endkappen. Der Steuerkolben des Längsschiebers gleitet in einer SteuerbUchse
und ist durch die spielfreie Aufnahme eiher Kugel am Ende der RUckfUhrfeder in einem
Schlitz mit der ersten Stufe des Servoventils verbunden. (Abweichend von dem vorbeschriebenen
Servoventil können auch andere handelsUbliche, geeignete Servoventile Anwendung
finden). Das handelsübliche Servoventil weist zwei Steueranschlüsse, einen Druckanschluß
und einen RUcklaufanschluß auf. Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung
ist Jedoch prinzipiell nur einer der zwei SteueranschlUsse erforderlich. Die Wirkungsweise
des
Servoventils ist folgende: Wird den elektri schen Spulen ein Strom zugeführt, bildet
sich ein zu sätzliches Kraftlinienfeld aus, welches ein Auslenken des Ankers zwischen
den Polschuhen zur Folge hat.
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Der Anker-Prallplattenteil fUhrt eine Drehbewegung aus, welche von
dem Biegerohr aufgenommen wird.
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Außerdem bewirkt das Auslenken der Prallplatte, daß sich der Austrittsquerschnitt
der einen Düse vergrößert und derjenige der anderen verkleinert. Die dadurch entstehende
Druckdifferenz und Strömungsmittelflußdifferenz wirkt auf die Stirnseiten des Längsschiebers
der zweiten Stufe und verursacht dessen Verschiebung, wobei der Längsschieber erst
zum Stillstand kommt, wenn der Vorsteuerdruck auf die Stirnenden des Längsschiebers
gleich ist. Der Längsschieber legt einen Hub zurück, der dem elektrischen Eingangsstrom
proportional ist.
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Die zwei Steuerspulen 29 des Servoventils 15 sind über Je eine elektrische
Leitung 36 mit den Ausgängen eines Stellungsreglers 37 verbunden. Der Eingang des
Stellungsreglers 37 ist über eine elektrische Leitung 38 mit dem Ausgang eines Vergleichergeräts
39 verbunden. - Entsprechend sind die beiden Steuerspulen. 29' des Servoventils
21 über Je eine elektrische Leitung 40 mit den Ausgängen eines Stellungsreglers
41 verbunden. Der Eingang des Stellungsreglers 41 ist über eine elektrische Leitung
42 mit einem Vergleichergerät 43 verbunden.
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Dem einen Eingang des Vergleichergerätes 39 wird eine Führungsgröße
44 in Form eines elektrischen Signals als Sollwert zugeführt; dem zweiten Eingang
des Vergleichergeräts
39 wird als Istwert - in Form eines elektrischen
Signals - der Jeweilige Wert der Stellung der Servomotorspindel 3 zugeführt.
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Entsprechend wird dem einen Eingang des Vergleichergerätes 43 eine
Führungsgröße 45, in Form eines elektrischen Signals,als Sollwert zugeführt ; dem
zweiten Eingang des Vergleichergeräts 43 wird als Istwert - in Form eines elektrischen
Signals - der Jeweilige Wert der Stellung der Servomotorspindel 3 zugeführt.
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Die Position der Servomotorspindel 3 wird in an sich bekannter Weise
laufend mittels eines Stellungsgebers 46 ermittelt. Das über den Stellungsgeber
46 erhaltene elektrische Signal wird mit Hilfe eines Meßumformers 47 verstärkt und
in ein normdertes elektrisches Signal umgewandelt. Das so erhaltene Signal entsprichtsdem
Istwert(y der Ventilstellung (Stellung des Regelventilkörpers 4) und ist, wie bereits
erwähnt, den Vergleichergeräten 39, 43 zugeführt. - Die Stellung der Servomotorspindel
3 kann auch über mehrere, voneinander unabhängige Meßketten erfaßt werden. - Außerdem
können getrennte Meßketten für die beiden Vergleichergeräte 39, 43 vorhanden sein.
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Die Leitung 23 ist über eine Leitung 48 mit dem Druckanschluß des
Servoventils 21 verbunden. - Entsprechend ist die Leitung 23 über eine Leitung 49
mit dem Druckanschluß des Servoventils 15 verbunden.
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Statt Jedes Wege-Servoventils 15 bzw. 21, dessen gesteuerte Druckmittelmenge
von der Größe des elektrischen Eingangssignals abhängig ist, kann auch ein Druck-Servoventil
verwendet werden, der Art, das -bezogen auf seine elektrische Eingangsgröße - einen
bestimmten Druck an seinem Steuerausgang bewirkt.
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Die Betätigung des Servokolbens 2 in Offnungs- und Schließrichtung
kann auch hydraulisch erfolgen.
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Die Servoventile 15, 2t können auch mit je mehreren Primärstufen ausgerüstet
sein.
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Der Druckraum 19 des Hauptsteuerschiebers 9 kann auch über mehrere
Leitungen mit mehreren Servoventilen, die dann parallel arbeiten, verbunden sein.
- Entspre chend kann der Druckraum 13 des Steuerkolbens 8 über entsprechende Leitungen
mit mehreren Servoventilen, die parallel arbeiten verbunden sein.
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Anstatt zur Positionierung des Steuerkolbens 8 ein Servoventil 15,
Stellungsregler 37 usw. zu verwenden kann auch, wie Fig. 2 zeigte ein mechanisch-hydraulischer
Regelkreis Anwendung finden. Dabei wird eine hydraulische FUhrungsgröße - die der
elektrischen FUhrungsgröße 44 der Fig. 1 entsprechen würde - verwendet, wobei über
einen variablen Druck auf den Steuerkolben 8 der Sollwert der Stellung der Servomotorspindel
3 vorgegeben wird. Die Servomotorspindel 3 besitzt an ihrem oberen Ende einen Nocken
50, Stellkeil od. dgl., der einen mechanischen Rückführhbel 51 betätigt, der außerdem
mit einem mechanischen Waagebalken 52 zusammenwirkt, der um die Achse 53 schwenkbar
ist und dessen einer Arm an der Stange 10 angel lenkt ist, während sein anderer
Arm an einem Ende einer Zugfeder 54 angelenkt ist. Das andere Ende der Zugfeder
54 ist am Gehäuse 1 des Servomotors befestigt. Der Druckraum 13 ist über eine Leitung
55 mit einem Druckliefergerät 56 verbunden.
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Im folgenden wird zunachst die Wirkungsweise des in der Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert.
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Die Steuerung des Servomotors erfolgt über einen federbelasteten Hauptsteuerschleber
9> welcher bei Abwärtsbewegungen entgegen der federkraft der Steuerschieberfeder
18 den Zulauf der Druckmittelversorgung zum Druckraum 7 des Servozyllnders freigibt,
wodurch sich dieser gegen die Federkraft der Feder 5 bewegt und das nachgeschaltete
Turbinen-Regelventil öffnet, bzw. andererseits bei Aufwärtsbewegungen mit Hilfe
der Kraft der Feder 18 den Druckraum 7'des Servozylinders mit dem Ablauf 24 verbindet,
wodurch sich durch den Kraft-Uberschuß an der Feder 5 der Servokolben 2 in Schließrichtung
bewegt.
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Der Hauptsteuerschieber 9, der als Folgekolbensystem ausgebildet ist,
kopiert die Stellung des Steuerkolbens 8. Die Betätigung des Hauptsteuerschiebers
9 erfolgt über einen im Druckraum 19 des Hauptsteuerschiebers 9 sich einstellenden
Druck, welcher über ein 2-Blenden-System gesteuert wird und somit eine Kraft in
Orfnungsrichtung ausübt, und über die Kraft der Feder 18, welche den Hauptsteuerschieber
9 in Schließrichtung bewegen möchte.
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Die Druckerzeugung über das erwähnte 2-Blenden-System erfolgt über
eine Einspeíseblende, welche durch die Aus]enkung des Servoventiles 21 nach rechts
gebildet wird und damit die Druckmittelversorgung mit dem Druckraum 19 des Hauptsteuerschiebers
9 verbindet, und über einen variablen Ablaufquerschnitt x, der sich aus der relativen
Position des Steuerkolbens 8 und des Hauptsteuerschiebers 9 ergibt. Die Auslenkung
des
Längsschiebers des Servoentiles 21 soll dabei dadurch erfolgen,
daß die Differenz aus der elektrischen Führungsgröße 45 und der Position der Servomotorspindel
3 am Vergleichergerät 43 positive Werte annimmt, welche, Verstärkt durch den Steliungsregler
41, einen Steuerstrom bestimmter Größe zum elektrischen Motor des Servoventiles
21 leitet.
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Da der Hauptsteuerschieber 9 innerhalb bestimmter Grenzen frei beweglich
ist, wird sich der AblauS-querschnitt x am Hauptsteuerschieber 9 gerade so einstellen,
daß die Im Druckraum 19 des Hauptsteuerschiebers 9 erzeugte Kraft der Kraft der
Feder 18 das Gleichgewicht hält. Bewegungen des Steuerkolbens 8 werden so kräftefrei
auf den Hauptsteuerschieber 9 übertragen.
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Veränderungen der Puhrungsgröße 44 bewirken am Vergleichergerät 39
eine A.nderung der Regeldifferenz, wodurch sich der vom Stellungsregler 37 den Steuerspulen
29 des Servcventiles 15 aufgezwungene Strom verändert Dadurcri wird über den Anker
des elektrischein Motors ein zusätzliches Reld zwischen den Polschuhen aufgebaut,
welches ein Auslenken des Ankers zur Folge hat. Die Stetllerzunge bewegt sich aus
ihrer Mittenlage, wodurch sich der Austrittsquerschnitt der einen Düse vergrößert
und der der anderen Düse verkleinert. Die daraus resultIerende Druckdifferenz an
den Stirnseiten des Längsschiebers 34 des Servoventiles 15 bewirkt eine Verlagerung
aus seiner Mittellage, wodurch, je nach Vorzeichen des Steuerstromes, durch die
Steuerspulen des Servoventiles 15, der Druckraum 13 des Steuerkolbens 8 mit der
Druckmittelversorgung oder mit dem Systemablauf 24 verbunden wird.
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Erhöht sich die t;'Uhrungsgröße 44, so erhält der Stellungsregler
37 eine positive Regeldifferenz und der Strom durch die Steuerspulen 29 des Servoventiles
15 verändert sich so, d.'3 der Anker des elektrischen Motors im Uhrzeigersinn kippt.
Die Steuerzunge verkleiner dabei den Austvittsquerscr.nitt der linken DUse, wodurch
der Druck auf der linken Seite des Steuerkolbens entsprechend ansteigt und durch
den Kraftüberschuß der Dängsschieber 34 des Servoventiles 15 nach rechts bewegt
wird.
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Der Druckraum 13 des Steuerkolbens 8 wird so mit der Druckmittelversorgung
verbunden und der Druck im Druckraum 13 steigt. Die daraus resultierende höhere
Kraft auf den Steuerkolben 8 bewegt diesen gegen die Kraft der Feder 12 nach unten,
wodurch der Ablaufquerschnitt x im Druckraum. 19 des Haupts.;euerschiebers 9 verkleinert
wird. Bei konstant angenommener Auslenkung des Längsschiebers 34' des Servoventiles
21 erhöht sich damit der Druck im Druckraum 19 des Hauptsteuerschiebers 9, wodurch
der Hauptsteuerschieber 9 auf Grund der gestiegenen Kraft gegen die Kraft der Feder
18 nach unten bewegt wird und über seine Steuerkante den Druckraum 7 des Servozylinders
mit der Druckmittelversorgung verbindet.
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Der Servokolben 2 wandert gegen die Kraft der Feder 5 nach oben, was
den: offenen des Servomotors entspricht.
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Uber den Stellungsgeber 46 und den Stellungs-Meßumformer 47 wird die
veränderte Position der Servomotorspindel 3 gemessen und dem Vergleichergerät 39
zurückgeführt, wobei sich die Servomotorspindel 3 so lange bewegt, bis sich ein
Kräftegleichgewicht eingestellt hat.
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Schließbewegungen verlasSen analog, wobei der Druckraum 13 des Steuerkolbens
8 mit dem Systemablauf 24 verbunden wird, der Steuerkolben 8 sich nach oben bewegt
und den Ablaufquerschnitt x vergrdßert, so daß der Hauptsteuerschieber 9 den Druckraum
7 des Servozylinders ebenfalls mit dem Systemablauf 24 verbinden kann.
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Für die vorstehende Beschreibung des b£fnungsvor ganges war vorausgesetzt,
daß der Längsschieber 34' des Servoventiles 21 eine konstante Auslenkung einnimmt.
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Hält man die l7Uhrungsgröße 45 auf einen bestimmten Wert und steigert
die uhrungsgröße 44 von Null an über diesen Wert hinaus, so wird der Offnungsvorgang
des Servomotors so lange wie vorher beschrieben ablaufen= so lange am Vergleichergerät
43 eine positive Regeldifferenz gemessen wird, welche den Längsschieber des Servoventiles
21 veranlaßt, den Druckraum 19 des Hauptsteuerschiebers 9 mit der Druckmittelversorgung
zu verbinden. - Wird die Regeldifferenz am Vergleichergerät 43 bei Uberschreiten
eines bestimmten Hubes des Servomotors Null oder negativ, so ändert der Stellungsregler
41 den Steuerstrom durch die Steuerspulen 29t des Servoventiles 21 derart, daß der
Anker seines elektrischen Motors entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt wird, was zur-;olge
hat, daß sich der Austrittsquerschnitt der rechten Düse des Servoventiles 21 verkleinert
und der auf der rechten Seite des Vierkanten-Längsschiebers 34' anwachsende Druck
den Längsschieber nach links bewegt. Dadurch wird der Zulaufquerschnitt für das
Druckmittel zum Druckraum 19
des Hauptsteuerschiebers 9 kontinuierlich
so verkleinert, daß eine weitere Auslenkung des Hauptsteuerschiebers 9 auch bei
völligem Schließen des Ablaufquerschnittes x verhindert wird, Da der rängsschieber
34' des Servoventiles 21 den Druckraum 19 des Hauptsteuerschiebers 9 sowohl mit
der Druckmlttelversorgung als auch mit de System ablauf 24 verbinden kann, wird
die Regelung der Stellung des Servomotors nunmehr durch den Stellungsregler 41 über
das Servoventil 21 bewirkt.
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Schließbewegungen durch Verkleinern der Führungsgröße 45 lassen also
durch Anderungen des Steuerstromes aus dem Stellungsregler 41 den Druckraum 19 des
Hauptsteuerschiebers 9 über das Servoventil 21 mit dem Systemablauf 24 verbinden,
wodurch die Feder 18 den Hauptsteuerschieber 9 nach oben bewegt und der Druckraum
7 des Servozylinders ebenfalls mit dem Systemablauf 24 verbunden wird.
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Werden Schließbewegungen andererseits dadurch bewirkt, daß die Führungsgröße
44 kleiner wird als die FUhrungsgröße 45, so verbindet das Servoventil 15 den Druckraum
13 des Steuerkolbens 8 mit dem Systemablauf 24, der Steuerkolben 8 bewegt sich wegen
der Kraft der Feder 12 nach oben undtöffnet den Ablauf querschnitt x so weit, daß
auch bei maximaler Auslenkung des Längsschiebers 34 des Servoventils 21 der Druck
im Druckraum 19 des Hauptsteuerschiebers 9 so weit abgebaut werden kann, daß die
Kraft der Feder 18 überwiegt und der Hauptsteuerschieber 9 der Stellung des Steuerkolbens
8 folgt, wodurch dann der Druckraum 7 des Servozylinders mit dem Systemablauf 24
verbunden werden kann.
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Die beschriebene zweikanalige Steuerung des Servomotors bewirkt also
eine Minimaiwert-Auswahl der beiden Führungsgrößen 44, 45 der Art, daß die jeweils
kleinere der Führungsgrößen (45 oder 44) über den zugehörigen Stellungsregler und
das zugehörige Servoventil die Stellung des Servomotors bestimmt, und daß der nicht
führende Kanal über eine Auslenkung des jeweiligen Längsschiebers des zugeordneten
Servoventils den entsprechenden Druckraum mit der Druckmittelversorgung verbindet.
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Erfolgt die Steuerung des Servom.otors,wie in Fig. 2 dargestellt,
auf mechanisch-hydraulischem Wege, so ergibt sich folgende Wirkungsweise: Der Druck
am Anschluß I des Servomotors bewirkt dabei eine Kraft auf den Steuerkolben 8, die
der durch die Zugfeder 54 über den Waagebalken 52 erzeugten Kraft entgegenwirkt.
Die Positionierung des Hauptsteuerschiebers 9 erfolgt dadurch, daß die durch den
Druck im Druckraum 19 mit Hilfe des Zweiblendensystems, gebildet aus Zulaufquerschnitt
des Servoventiles 21 und Ablaufquerschnitt x, auf den Hauptsteuerschieber 9 wirkende
Kraft der Kraft der Feder 18 das Gleichgewicht hält. Druckerhöhungen am Anschluß
I bewirken eine Auslenkung des Steuerkolbens 8, wodurch der Steuerzapfen des Steuerkolbens
8 den Ablaufquerschnitt x verkleinert.
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Der Druck im Druckraum I 9 steigt demzufolge an und der Hauptsteuerschieber
9 folgt der Position des Steuerkolbens 8 so lange, bis die Kraft der Feder 18 der
durch den Druck im Druckraum 19 auf die Differenzfläche des Hauptsteuerschiebers
9 wirkendenKraft entspricht.
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Durch die Bewegung des Hauptsteuerschiebers 9 wird der Zulaufquerschnitt
für das Kraft zum Druckraum 7 des Servozylinders freigegeben und das Regelventil
4 öffnet. Zufolge der Bewegung des Servokolbens 2 entgegen der Kraft der wieder
5 wird über den Nocken 50 der Rückführhebel 51 betätigt und der Drehpunkt 53 des
Waagebalkens 52 verschiebt sich; letzteres bewirkt eine Längung der Zugfeder 54
und damit eine Vergrößerung der Rückstellkraft am Steuerkolben 8, wodurch im Gleich-,ewchtszustand
der Steuerkolben 8, und damit der Hauptsteuerschieber 9, In ihre Ausgangslage zurückkehren.
Das Schließen des Zulaufquerschnittes zum Drucl aum 7 des Servozylinder beendet
die Bewegung der Servomotorspindel 3.
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Für das Schließen des Regelventils ist eine Druckabsenkung am Anschluß
I erforderlich. Dieser Vorgang läuft analog zu dem vorher in Zusammenhang mit einer
Druckerhöhung geschilderten Vorgang ab.
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Eine Steuerung des Servomotors über das Servoventil 21 erfordert zunächst
eine Erhöhung des Druckes an dem Anschluß I auf einen Wert, der mindestens der geöffneten
Stellung des Servomotors bzw. der Servomotorspindel 3 entsprictlt. Der Steuerzapfen
des Steuerkolbens 8 taucht dann in die Steuerbüchse des Hauptsteu;rschiebers 9 ein
und sperrt den Ablauf querschnitt x. Der Druck im Druckraum 19 wird nunmehr ausschließlich
durch die Stellung des Servoventils 21 bestimmt. Das Servoventil 21 gestattet es,
je nach Eingargsstrom, entweder den Druckraum t9 mit der Druckölversorgung oder
mit dem Systemablauf 24 zu verbinden. Es ist somit
möglich, über
das Servoventil 21 die Stellung des Hauptsteuerschiebers 9 zu steuern.
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Mißt man mit dem Stellungsgeber 46 die Position y der Servomotorspindel
3, vergleicht diese mit einer vorzugebenden Führungsgröße 45 und verarbeitet die
so gewonnene Regeldifferenz in dem Stellungsregler 41, welcher das Servoventil 21
steuert, so läßt sich der Servomotor mit guter Dynamik regeln. Die Stellung des
Servomotors kann entweder mit Hilfe eines Druckes am Anschluß I oder über einelektrisches
Sollwertsignal vorgegeben werden.
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Die beiden Eingangssignale des Stellmotors bilden bezüglich der Stellung
der Servomotorspindel 3 eine Minimalwertauswahl, d.h. die Servomotorspindel wird
dieJenige Stellung einnehmen, die von der kleineren Führungsgröße (dem kleineren
Eingangssignal) vorgegeben wird. Diese Minimalwertauswahl wird dadurch erreicht,
daß einerseits bei einer Schließanforderung über den Druckanschluß I der durch den
Steuerkolben 8 am Hauptsteuerschieber 9 freigegebene Ablaufquerschnitt x größer
ist als der maximal durch das Servoventil 21 freigegebene Zulaufquerschnitt, wodurch
der Druck im Druckraum 19, infolge des Zweiblendenverhaltens, so weit absinkt, daß
der Hauptsteuerschieber 9 der Stellung des Steuerkolbens 8 unabhängig vom Eingangssignal
in das Servoventil 21 folgen muß, und daß andererseits bei einer Schließanforderung
über den Stellungsregler 41 das Servoventil 2t den Druckraum 19 von der Druckölversorgung
trennt und mit dem Systemablauf 24 verbindet, wodurch der Hauptsteuerschieber 9
ebenfalls in Schließstellung
wandert, unabhängig von der Stellung
des Steuerkolbens 8. Der Servomotor wird also die Stellung einnehmen, die von der
kleineren der beiden-FUhrungsgrößen vorgegeben wird.
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