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Regler mit Servomotor und Rückführung Die bekannten Regler mit Servomotor
und Rückführung, Iie zur Regelung irgendeines bestimmten Zustandes, z. B. Druck,
Temperatur, Geschwindigkeit o. (1-l., dienen, leiden zumeist mehr oder weniger an
dem Nachteil eines äußerst komplizierten und daher auch teueren, konstruktiven Aufbaues.
Der Hauptgrund hierfür ist-in den. 'Nebeneinander der Einzelteile der Regelung zu
suchen. wie des den Steuervorgang einleitenden Teiles, beispielsweise des Steuer-
oder Drosselorgans, (ges Steuerkolbens und (leg Rückführung. Hierbei muß naturgemäß
die gegenseitige Verbindung oder Abhängigkeit (leg Teile konstruktiv durch Zwischenschaltung
von Hebeln und Gestänge l:ziv. von Federn usw. geschaffen werden, so daß eine Unzahl
von Einzelteilen,Verbindungen,BohrungenundLeckagen entstehen. Durch die tot .mitgeschleppten
''lassen, .die vergrößterten Reibungen und die zum Zusammendrücken der F erlern
erforderlichen inneren Verlustkräfte wird auch die Empfindlichkeit -und Schnelligkeit
des Regelungsvorgangs außerordentlich beeinträchtigt.
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Unter teilweiser \ermei!dulig der genannten Nachteile hat man Regelungsvorrichtungen
vorgeschlagen, bei denen zwei ineinandergesteckte. als Differentialkolben ausgebildete
Steuerschieber vorgesehen sind und die zur Einleitung lies Steuervorgangs dienenden
Orgalle sich an deni einen Ende des einett Stetiilschiebers befinden. Durch diese
Vorrichtung soll erreicht werden, daß infolge der gegenläufigen Bewegung der Steuerschieber
bei Einleitung (ges Steuervorgangs möglichst schnell große Durchströmquerschnitte
für das Druckmittel freigegeben werden.
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Die sich hierdurch ergebende Konstruktion ist jedoch verhältnismäßig
kompliziert, und ein Druckausgleich innerhalb lies Gehäuses wird nicht erreicht.
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Diese Mängel werden nach der Erfindung dadurch vermieden, (laß der
vom Relais (Impulsgeber) bewegte Steuer- oder Drosselkörper doppelseitig und symmetrisch
zu einer Mittelachse ausgebildet ist, (leg für die Steuerung in der einen und in
der anderen Richtung gesonderte Eintritts- und Austrittsöffnungen für die Steuerflüssigkeit
beeinflußt und der Steuerkolben und die Rückführungshülse sich konzentrisch um (gen
Steu:r- oller Drosselkörper herumgruppieren.
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Hierdurch wird ein vollkommener Druckausgleich i11: I2tiliez;!statid
der Teile erreicht, :o (laß die Vorrichtung außerhalb der Reze1-vorgänge vollkommen
entspannt ist. je nach (lein Regelvorgang; entsprechen sich Bewegungsrichtung
und -masse der Einzeltöle z«-.an@gsläufig genau, wobei gleichzeitig eine 1:-in liv(lratlli#clie
Kupplung erzielt wird.
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Die. Druckflü:s igkeit wird nach der Erfindung in (1#:i' T.;ingsach:
_(leg konzentrisch angeordneten
Steuerungsteile beiderseits \'()n
außen zugeführt und besitzt einen gemeinsamen Ablauf in der Synimetriecbene.
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Das Antriebsgestänge für (las den Steuervorgang einleitende Organ
(Steuer- oder Drosselkörper) und für das Rückführorgan liegt in der Svnniictrieel)ene
dieser Teile und ist durch die ebenfalls hier angeordneten Ablaufräume. für die
Flüssigkeit zur Vermeidung voll Dichtungen oder Stopfbüchsen hindurchgeführt.
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Durch die Erfindung wird nicht nur eine bessere Funktion der Regelung
als hei (gen bekannten Einrichtungen, sondern auch ein vollständiger Druckau..gieich
und Entlastung (ges ganzen Steuersystems erreicht, wobei sich gleichzeitig besonders
günstige Strömungsverhältnisse mit kleinsten Druckverlusten ergeben. Die Herstellung
der einzelnen beweglichen Teile läßt sich werkstattmäßig außerordentlich einfach
bewirken, aber auch (las Gehäuse ermöglicht infolge (ges Fehlens besonderer Verbindungskanäle
und Leckagebohrungen für das Druckmittel eine bisher nicht erreichte Verbilligung
in der Fabrikation.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in (lein zentralen Kraftangriff
auf die den Steuervorgang einleitenden Teile und die Riickführungshülse in der 1Iitte
des ganzen Steuers ##steins, wohin gleichzeitig der Ablauf _ des Druckmittels gelegt
ist, so daß hier abso-
lut kein Überdruck herrschen und nicht etwa
das Abdichten des herausgefiihrten Rückfüllrungsgestänb s irgendwelche Schwierigkeiten
machen kann.
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Da das Wesen der Erfindung in der geschilderten Art der-)neinanderschaltung
der Steuerteile hei zweiseitiger. symmetrischer Ausführung und in der dadurch erreichten
hydraulischen Kupplung derselben begründet liegt, ist hierbei die Wahl der Steuerungsart
völlig belanglos. Dies gilt insbesondere bezüglich des (gen Steuervorgang einleitenden
Teiles, der als Steuerkörbchen, Steuerschieber oder Drosselorgan ausgebildet sein
kann. Ebenso stellt es völlig frei,, die Rückführung shülse, die die steuernden
Kanten trägt, mittels starrer oder isodromer ((1.1t. nachgiebiger) Riickführung
zu bewegen oder dieselbe unter Verzicht auf eine Rückführung unbewegt zu lassen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise schematisch veranschaulicht,
und zwar zeigt: Abb. z eine Steuerung nach (hr Erfindung in Verbindun- mit einem
Reduzierventil, Abb.2 und 3 weitere Ausführungsformen nach Abb..1.
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Bei deal Ausführungsbeispiel nach Abb. i handelt es sich nun eia Reduzierv(#util,
das 1^i sinkendem Druck r, hinter denn @'cntil r mehr Öffnet, bei st(@ig(#ndem Druck
p_ mehr schließt, so (laß der Druck h., durch Regelung dein Ventilstclluug imStrom"
p, his_ konstant gehalten wird. Iiierl;t#i ist als den Steuervorgang einleitendes
Relaisteil z. D. ein doppelseitig wirkendes, vier Wege steuerndes Steuerkölbchen
2 gewühlt, da, in bekannter Weise über ein GestänZ(# 3, 4. und 3, beispielsweise
seitens einer voun Druck p., becinflußten Membran 6 be tätig; c wird. Das Stetu=rktlbclien
2 ist jedoch direkt mit (lern eigCiitlichen SteuerkoIbeu 7 kombiniert, in den es
hinein =erlagt ist und @ler selbst wiederum in der die steuernden Kanten bzw. Steuerschlitze
tragenden Rückführungshülse 8 läuft, derart, daß bei doppelseitiger. spiegelbildlich
gleicher Ausführung dieser drei Teile eine rein hydraulische Kupplung derselben
untereinander erzielt wird. Die Rückführungshülse schließlich ist von dem zylinderförmigen
Körper g tunfaßt, so daß ein konzentriertes und in sich geschlossenes, doppelseitiges
Steuersystem entsteht, dem von beiden Seiten her durch die Leitungen io und i i
:das Druckmittel möglichst ungedrosselt zugeführt wird. Hierbei gelangt letzteres,
Filtersiebe 12, 13 passierend; in die zvlindrischen Räume 14, 15,
von wo es je nach der Stellung des Steuerkolbens 7 durch die steuernden C)ifnungen
bzw. Schlitze, z. D. 16. 17, dem Ringraum 1S -und durch Leitung 1o dem Raum 2o unter
dein Servomotorkolben 21 zugeleitet wird und gleichzeitig aus dein Raum 22 über
dem Kolben 2i durch Leitung 23, Ringraum 24., Steuerschlitze 25 und Ablatiföffnungen
'26 abgeführt wird: oder es wird umgekehrt durch die steuernden Öffnungen bzw. Schlitze
27, 25 dem Ringraum 2.4 und durch Leitung 23 dem Raum 22 über dem Servomotorkolben
2z zugeführt und gleichzeitig aus dein Raum 2o -unter dem Kolben 21 durch Leitung
i9, Ringraum 1S, Steuerschlitze 29 und Ablauföffnungen 26 abgeleitet. Je nach der
hierdurch erfolgeirdcn Bewegung (ges Servomotorkolbens wird mittels Spindel 3o ein
ütfnen oller Schließen des Ventils i veranlaßt. Der als Voraussetzung hierfür jedoch
erforderliche Wechsel in der Stellung des Steuerkolbens 7 hängt von der durch den
Impuls p, beeinflußten jeweiligen Lage: des Steuerkörbchens 2 ab, das entwedor durch
Hohlraum 31 und Steuerschlitze 32 die eine Druckkammer 33 (ges Steuerkolbens
; mehr anfüllt und gleichzeitig; durch Steuerschlitze 34 und. Ablauföffnungen 26
die andere Druckkanuner 35 entleert bzw. umgekehrt durch Hohlraum 36, Steuerschlitze
3; die Kammer 35 füllt und zugleich durch Steuerschlitze 38 und Ablauföffnungen
36 die Kammer 33 entleert. Wegen der jeweils in gieiclu(#r Richtung erfolgenden
Bewegring #les
Stcuerlci3>lbclleils 2 uli(1 Steucrkoll>eiis
i ergil)t sich eine li%-(Irauliscl.e Kupplung der Teile, so (laß auch die
Pie-,vegun#,smas#c brider rcnau entsprech^n und das Steuci-s5;tein jeweils z%i-angsläufi@
wieder zur Ruhe kommt. auch (hie Spin-de Rückführungshülse o und flebe139 der t;
wird Steuerkoll)enbewe- durch die 1 3 l;unr nachgeführt. #o (laß auch (hie 'Ventil-
selbsttätig wieder zum Stillstand gebracht wird. Besowleis zu erwähnen ist
noch, (laß der @e«cgun;rsanrriff sowohl auf das zentral angeordnete vor geschaltete
Relaisteil (Stetierlciill)cli(#n 2) als auch auf die Riiekfübrungshülse ); in der
Mitte erfolgt, wo auch der gemeinsame Ablauf (les Druckmittels liegt, während (fier
Zulauf desselben von beiden Außenseiten her vorgesehen ist.
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'Während in Abb. i als Impuls übermittelndes Relaisteil ein doppelseitiges
Steuerkölbchen 2 verwandt wurde, an dessen Stelle natürlich. ebensogut auch ein
kleiner doppelseitiger Steuei#schieber o. (1r1. treten kann, ist in @bl).2 als Ausführungsbeispiel.
die Anwendung des vorliegenden Erfindungsgedankens auf das besonders häufige Relaisprinzip
der Druckflußregelung mit verschiedener Drosselung von abgezweigten Fliissigkeitsteilströmen
wiedergegeben. Ferner handelt es sich hier beispielsweise nicht um ein Reduzierventil,
sondern um ein Überströmventil, welches den Druck pl vor (lein @"entil i konstant
hält.
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Anstatt des Steuerkölbchens 2 der Abb. i ist hier in rein schematischer
Darstellungsweise ein zweiseitig wirkendes Drosselorgan .l.o gezeichnet, (las j(#
nach seiner augenblicklichen Lage entweder die öffnung 34 mehr verschließt und dafür
38 mehr geöffnet. hält und umgekehrt. Hierbei wird in den beiden durch die
konstanten Drosselöffnungen 41 ulld 42 sowie die Hohlrätinie 31 und 36 fließenden
Flüssigkeitsteilströmen je nachdem wechselseitig eine Drucksteigerung oller
Druckabsenkung erzielt. Diese pflanzen sich wiederum durch die Öffnungen 32 bzw.
37 in die Druckkammern 33 oller 34 fort und la=sen (lein Drosselorgan
4.o in der erwünschten WVeise den Steuerkolben 7 sich nachbewegen. der hierdurch
unter -selbsttätiger Beseitigung der Druckdifferenz in den Druckkarmnern 33 und
35 wieder von allein zum Stillstand kommt und seinerseits (las Ventil steuert.
Ini übrigen entspricht die in abb. 2 (larrest:llte Ausführungsmöglichkeit durchaus
derjenigen nach. Abb. i, so daß des weiteren auf die bereits dort gegebene heselireibtni-
verwiesen sei.
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In Abh.3 handelt es :ich wieder wie in Abb. i um ein Reduzierventil,
durch (las der Druck jh_ hinter (lein Ventil i konstant gehalten wird. Hier ist
zur niiheren Erlütiterung noch die =1n@@endungsmi@rliclil:eit (her Erfin-(hin- beispielsweise
auf eine: der bekanntesten Arten der Relaisausführungen finit Drosselung von abgezweigten
Fliissigkeitsteilströnien dargestellt, bei der : ich ein gal)rlfüi-inig ausgebildetes
Drosselorgan in einem Winkel (z. B. senkrecht) gegen die Ausströnirichtung der Flüssigkeit
bewegt. d. 1i. diese, sozusagen abschneidet. Dabei fließt (las Druckmittel (lern
eigentlichen Relais. wie auf Abb.2. von der einen Seite durch die konstante Drosselung
.I1 und entsprechend auf der anderen Seite iltirch die Drosselung 42 zu. uni danach
aus den variablen Drosselungen . 38 und 34 auszutreten. vor denen sich in
bekannter Weise das drosselschieberartig ausgebildete Relaisorgan ...1.3 derart
bewegt. daß auch liier einer Vergrößerung der Öffnung 35 ein Schließen der Öffnung
34 entspricht oder umgelehrt. Die hierdurch erzielten Druckunterschiede der beiden
Teilströme pflanzen sich wiederum, wie auf Abb.2, in die beiden Druckkammern 33,
35 und damit auf den Steuerkolben; fort und. führen die erwünschte Bewegung desselben
herbei. Gleichzeitig ist in Abb. 3 die --\lörlichkeit mit zur Darst=_llun-gebracht,
#laß die doppelseitige, spie -lbildlich gleiche Ausführung nur auf (las unbedingt
notwendig(° Maß beschränkt ist, uni vor allem die livdraulische Kupplung der Teile
zit wehren, (laß jedoch für den Steuerkolben ; mir ein Paar Steuerschlitze 16 und
29 vorgesehen sind. während die andere Steuerkolbenseite nicht als steuernd ausgebildet
ist. Hierbei wird zur Bewegtrog des Servomotorkolbens 21 und damit des Ventils i
auch nur auf der einen Seite mittel> der Druckflüssigkeit (Raum 2o) gearbeitet,
dagegen wird die andere Seite desselhen (Raune 22) 1)cispielsweise durch eine Feder
4.4. belastet. Im übrigen sei auch liier auf die ausführliche Beschreibung von Abt).
i hingewiesen.