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Ausgehend von dem zuvor dargelegten Stand der Technik liegt der vorliegenden
Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, den bekannten und zuvor beschriebenen Stellungsregler
derart auszugestalten und weiterzubilden, daß auch bei Temperaturschwankungen auftretende
Ungenauigkeiten ausgeschaltet werden und eine
einfache Grundeinstellung
möglich ist.
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Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist gemäß den kennzeichnenden Merkmalen
im Anspruch 1 im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Übertragungsbolzen als ein
mit bleibender Verformung zu verbiegender Bimetallstreifen mit im wesentlichen rechteckigem
Querschnitt ausgebildet ist, derart, daß der Bimetallstreifen ein in bezug auf das
Temperaturverhalten der Elastizität der Spiralfeder gegensinniges Temperaturverhalten
aufweist.
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Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Der zuvor gegebenen Lehre liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Ungenauigkeiten
aufgrund von Temperatureinflüssen bei dem bekannten Stellungsregler insbesondere
auf eine Änderung des Elastizitätsmoduls der Spiralmeßfeder zurückgehen. Der erfindungsgemäß
vorgesehene Bimetallstreifen kann nun so ausgewählt und eingesetzt werden, daß er
ein gegensinniges Temperaturverhalten in bezug auf die Spiralfeder aufweist.
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Dadurch, daß der Bimetallstreifen so ausgewählt ist, daß er mit bleibender
Verformung zu verbiegen ist, kann in einfacher Weise zudem eine Grundeinstellung
des Stellungsreglers vorgenommen werden, beispw. einfach mit einer Zange.
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Die Verwendung von Bimetallstreifen bei pneumatischen Reglern ist
durch die DE-OS 21 30 573 bekannt, allerdings für die temperaturabhängige Sollwerteinstellung.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Druckmeßstift
zur Verschiebung des Angriffpunktes des Bimetallstreifens an der Prallplatte um
seine Längsachse drehbar ist. Eine derartige Verschiebung des Kontaktpunktes in
Längsrichtung der Prallplatte hat zur Folge, daß gleichen Bewegungen des Druckmeßstiftes
bzw. gleichen Wegen des Stellgliedes unterschiedliche Auslenkungen der Prallplatte
und damit unterschiedliche Auslaßdrücke an der Auslaßdüse zugeordnet werden können.
Diese Funktion, die bei dem bekannten Stellungsregler mittels einer einstellbaren
Vordrossel (Xp) erreicht wird, kann also erfindungsgemäß durch eine einfache Verdrehung
des Druckmeßstiftes erreicht werden. Für viele Anwendungsfälle kann somit unter
Umständen auf eine einstellbare Vordrossel verzichtet werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, daß der Bimetallstreifen an seinem
mit der Prallplatte zusammenwirkenden Ende eine zu der Prallplatte hin vorstehende
im wesentlichen punktförmige Auflagefläche aufweist. Durch eine derartige punktförmige
Auflagefläche wird ein definierter Auflagepunkt erreicht. Dadurch ist insbesondere
im Hinblick auf eine Verschiebung des Kontaktpunktes zwischen dem Bimetallstreifen
und der Prallplatte durch eine Verdrehung des Druckmeßstiftes sichergestellt, daß
der Kontakt zwischen dem Bimetallstreifen und der Prallplatte immer an einem definierten
Ort erfolgt.
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Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zwei an einem Ende
zur Halterung in dem Druckmeßstift zusammengefaßte Bimetallstreifen vorzusehen.
Die Bimetallstreifen sind dabei in der Weise angeordnet, daß sie sich in derselben
Richtung temperaturbeeinflußt verbiegen und daß beide Bimetallstreifen in einer
eine Längsachse des Druckmeßstiftes einschließenden Ebene verlaufen. Diese Ausgestaltung
hat insbesondere Bedeutung im Hinblick auf eine weiter unten noch näher erläuterte
Wandelbarkeit des erfindungsgemäßen Stellungsreglers von einem Stellungsregler für
ein Öffnungsventil zu einem Stellungsregler für ein Schließven-
til und umgekehrt.
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Ein Ausführungsbeispiel ist an Hand einer Zeichnung beschrieben,
in der zeigt F i g. 1 einen Stellungsregler bei abgenommenem Deckel von oben gesehen,
Fig. 2 einen Stellungsregler gemäß Fig. 1, geschnitten entlang der Linie ll-ll in
Fig. 1, F i g. 3 eine Darstellung gemäß F i g. 2, bei umgekehrt eingebautem Düsenteil,
F i g. 4 einen Stellungsregler gemäß Fig. 1, geschnitten entlang der Linie IV-IV
in Fig. 1, unter Weglassung des Hohlschaftes 9 und der Verbindungsschraube 7, F
i g. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Druckmeßstiftes, teilweise geschnitten,
F i g. 6 die Darstellung eines Düsenteils, gesehen in Richtung des Pfeiles A in
Fig. 3, F i g. 7 einen mit einem Stellglied verbundenen Stellungsregler, F i g.
8 eine Darstellung gemäß Fig 7, geschnitten entlang der Linie VIII-VIII und F i
g. 9 eine Außenansicht eines Stellungsreglers, gesehen in Richtung des Pfeiles Bin
F i g. 2.
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Dargestellt und beschrieben ist ein pneumatischer Stellungsregler
6 für von einem Stellmotor angetriebene Stellglieder 8 wie Regelventile od. dgl.
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Die Stellung des Stellgliedes 8 wird durch eine zwischen dem Stellglied
8 oder einem Stellmotor und einem Meßwerk des Stellungsreglers 6 zwischengeschaltete
Spiralmeßfeder 22 abgebildet, deren inneres Ende auf einer Spannwelle 23 befestigt
ist, welche von einem beweglichen Stellorgan des Stellgliedes 8 oder des Stellmotors
verdrehbar ist. Das äußere Ende 33 der Spiralmeßfeder 22 wirkt z. B. über einen
Druckmeßstift 2 auf eine vom Meßdruck beaufschlagbare Meßmembran 35.
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Die Bewegung der Meßmembran 35 wird über einen vorzugsweise mit dem
Druckmeßstift 2 verbundenen Übertragungsbolzen, der erfindungsgemäß als Bimetallstreifen
1 ausgebildet ist, auf eine Prallplatte 3 übertragen. Die Prallplatte 3 wirkt mit
einer Auslaßdüse 12 einer auf den Stellmotor des Stellgliedes 8 wirkenden pneumatischen
Kaskade zusammen, deren Druck unmittelbar, vorzugsweise jedoch über einen in den
Stellungsregler 6 integrierten Verstärker auf den Stellmotor einwirkt.
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Zur Arbeitsweise und Funktion eines gattungsgemäßen Stellungsreglers
6 wird im übrigen auf die eingangs genannten Druckschriften verwiesen.
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Der erfindungsgemäß vorgesehene Bimetallstreifen 1 ist bleibend verformbar
ausgewählt. Es kann der Bimetallstreifen 1, wie beispielsweise in Fig. 1 gestrichelt
dargestellt, verdreht werden, in der Weise, daß sich der Angriffspunkt des Bimetallstreifens
1 an der Prallplatte 3 in Längsrichtung der Prallplatte 3 verschiebt. Es kann der
Bimetallstreifen 1 aber auch in einer zu der Zeichnungsebene der F i g. 1 senkrechten
Ebene verbogen werden, um so etwa eine Grundeinstellung des Stellungsreglers 6 vorzunehmen.
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Wie insbesondere in Fig.5 zu erkennen ist, ist der Bimetallstreifen
1 an seinen mit der Prallplatte 3 zusammenwirkenden Enden mit zu der Prallplatte
3 hin vorstehenden im wesentlichen punktförmigen Auflageflächen 4 versehen.
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Weiterhin sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei an
einem Ende zur Halterung in den Druckmeßstift 2 zusammengefaßte Bimetallstifte 1
vorgesehen. Die Bimetallstreifen 1 sind dabei so angeordnet, daß sie sich auf eine
Temperaturänderung hin in derselben Richtung verbiegen. Weiterhin sind bei dem
Ausführungsbeispiel
beide Bimetallstreifen 1 in einer eine Längsachse des Druckmeßstiftes 2 einschließenden
Ebene übereinander angeordnet.
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Eine vorteilhafte Verbindung zwischen dem Stellungsregler 6 und einem
Stellglied 8 ist in den F i g. 7 und 8 dargestellt. Der Stellungsregler 6 ist mit
dem Stellglied 8 über eine zentrale Verbindungsschraube 7 zu verbinden. Die Verbindungsschraube
7 ist in dem Stellungsregler 6 in einem langgestreckten Hohlschaft 9 geführt und
gegenüber dem Hohlschaft 9 verspannbar. Ist der Hohlschaft 9 relativ dickwandig,
so erfolgt diese Verspannung im wesentlichen ausschließlich durch eine elastische
Verlängerung der Verbindungsschraube 7. Führt man den Hohlschaft 9 jedoch dünnwandig
aus, so erfolgt die Verspannung zusätzlich durch eine elastische Verkürzung des
Hohlschaftes 9. Die bevorzugte Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Sicherung
der Verbindungsschraube 7 gegen ein Lösen infolge Rüttelbeanspruchung od. dgl. weiter
vergrößert wird.
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In Verlängerung des Hohlschaftes 9 ist der Stellungsregler 6 äußerlich
mit Zentrierungsschultern 10 versehen, die, wie insbesondere in F i g. 8 zu erkennen
ist, mit Zentrierungsprismen 11 zusammenwirken. Durch diese Maßnahme ist eine sehr
wirkungsvolle, schwingungsarme Verbindung zwischen dem Stellungsregler 6 und dem
Stellglied realisiert. Besonders wirkungsvoll hat sich in diesem Zusammenhang erwiesen,
daß die Verbindungsschraube 7 zentral in bezug auf die Massenverteilung in dem Stellungsregler
6 angeordnet ist (vergl.
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auch Fig. 1).
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Weiterhin ist bei dem erfindungsgemäßen Stellungsregler 6 die Prallplatte
3 mit einem die Auslaßdüse 12 aufweisenden Düsenteil 13 verbunden, das in dem Stellungsregler
6 herausnehmbar befestigt ist. Das Düsenteil 13 ist im einzelnen in F i g. 6 dargestellt,
wobei zu erkennen ist, daß das Düsenteil 13 brückenartig ausgebildet ist und einseitig
zwei Brückenfußteile 14 aufweist.
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Die Brückenfußteile 14 sind jeweils mit einer ersten bzw. zweiten
Auflagefläche 15 bzw. 16 ausgestattet. Die Prallplatte 3 verläuft zwischen den Brückenfußteilen
14, und entsprechend ist auch die Auslaßdüse 12 in einem die Brückenfußteile 14
verbindenden Überbrückungsbereich 17 des Düsenteils 13 angeordnet.
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In dem Düsenteil 13 verläuft eine Auslaßdüsenleitung 18, die einerseits
zu der Auslaßdüse 12 führt und andererseits in der ersten oder zweiten Auflagefläche
15 bzw. 16 der Brückenfußteile 14 mündet. Wenn die Brükkenfußteile 14 dem Inneren
des Stellungsreglers 6 zugeordnet sind und in diesem aufliegen, wie dies beispielsweise
in F i g. 2 dargestellt ist, liegt die Mündung der Auslaßdüsenleitung 18 auf einer
entsprechenden Fortsetzung der Auslaßdüsenleitung in dem Stellungsregler 6 auf,
so daß eine geschlossene Auslaßdüsenleitung gebildet ist.
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Weiterhin ist das Düsenteil 13 mit einer weiteren, zu der ersten
bzw. zweiten Auflagefläche 15 bzw. 16 parallel verlaufenden, jedoch entgegengesetzt
weisenden dritten Auflagefläche 20 versehen, in der eine zweite, in dem Düsenteil
13 verlaufende und zu der Auslaßdüse 12 hinführende Auslaßdüsenleitung 21 mündet.
Diese Ausbildung des Düsenteils 13 ermöglicht es, das Düsenteil 13 umzudrehen, also
mit der dritten Auflagenfläche 20 dem Inneren des Stellungsreglers 6 zugeordnet
zu befestigen. Eine derartige Befestigung ist beispielsweise in F i g. 3 dargestellt.
Entsprechend dem zuvor beschriebenen Einbau des Düsenteils 13 in dem Stellungsregler
6 liegt auch bei einem derartigen umgedrehten Einbau des Düsenteils 13 die Mündung
der zweiten Auslaßdü-
senleitung 21 auf eine entsprechende Fortsetzung der Auslaßdüsenleitung
in dem Stellungsregler 6, so daß gleichfalls eine geschlossene Auslaßdüsenleitung
gebildet ist. Zur Funktionsfähigkeit des Düsenteils ist es in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel noch notwendig, daß die jeweils nicht mit dem Inneren des Stellungsreglers
verbundene Auslaßdüsenleitung 18 bzw. 21 abgedeckt ist, um so die Auslaßdüse 12
mit dem vollen Luftstrom zu beaufschlagen. Bei dem Ausführungsbeispiel ist zu diesem
Zweck ein Abschlußteil 19 vorgesehen, das jeweils auf die nicht dem Inneren des
Stellungsreglers 6 zugeordnete(n) Auflagefläche(n) 15, 16 oder 20 aufzulegen ist
und so die nicht benutzte Auslaßdüsenleitung 18 bzw. 21 abschließt.
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Weiterhin ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel noch verwirklicht,
daß die Spiralmeßfeder 22 auswechselbar auf der Spannwelle 23 und dem im wesentlichen
durch den Druckmeßstift 2 und die Meßmembran 35 gebildeten Meßwerk befestigt ist.
Weiterhin ist die Spiralmeßfeder 22 mittels einer Nullpunkteinstellvorrichtung mit
der Spannwelle 23 kuppelbar. Im einzelnen besteht die Nullpunkteinstellvorrichtung
aus einer drehbar auf der Spannwelle befestigten Spannhülse 24, die mit einer Stellbuchse
25 kuppelbar ist. Die Stellbuchse 25 ist axial zu der Spannhülse 24 auf der Spannwelle
23 gegen Drehung fixierbar gelagert. Dazu sind an der Spannhülse 24 und der Stellbuchse
25 ein Ansatz 26 und ein Vorsprung 29 vorgesehen, die in einfacher Weise zur Nullpunkteinstellung
gegeneinander verspannt werden können.
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Die Verspannung ist durch eine Nullpunkteinstellschraube 30 vorzunehmen,
die in bezug auf die Anschlagfläche 27 des Ansatzes 26 der Spannhülse 24 verschraubbar
ist. Weiterhin ist in dem Ansatz 28 der Stellbuchse 25 eine Fixierschraube 31 vorgesehen,
welche mit einer Abflachung 32 der Spannwelle 23 zusammenwirkt.
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Weiterhin ist vor dem äußeren Ende 33 der Spiralmeßfeder 22 die sich
quer zu der Spiralmeßfeder 22 und parallel zu der Spannwelle 23 erstreckende Prallplatte
3 vorgesehen, die mit einem unterhalb des Düsenteils 13 angeordneten pneumatischen
Kraftschalter zusammenwirkt. Das äußere Ende 33 der Spiralmeßfeder 22 ist zur leichten
Auswechselbarkeit der Spiralmeßfeder 22 durch eine lösbare Schraube 34 mit dem Druckmeßstift
2 verbunden.
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Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Stellungsreglers 6 ist die Meßmembran 35 des Meßwerks in ihrer neutralen Stellung
in derselben Ebene X-X (F i g. 4) angeordnet wie die Achse der Spannwelle 23 der
Spiralmeßfeder 22.