DE534101C - Vorrichtung zur gemeinsamen Steuerung mehrerer Regelorgane - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
23. SEPTEMBER 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 4 c GRUPPE

Askania-Werke A.-G. vorm. Centralwerkstatt Dessau und Carl Bamberg-Friedenau in Berlin-Friedenau

Vorrichtung zur geraeinsamen Steuerung raehrerer Regelorgane Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Oktober 1929 ab

Es ist bereits vorgeschlagen worden, mehrere Regelvorrichtungen durch einen gemeinsamen Regelimpuls zu steuern. Man pflegt für diese Zwecke besondere Steuerkolben zu verwenden, durch deren Bewegung das Regelorgan, also z. B. eine Drosselklappe o. dgl., eingestellt wird und denen, von dem Regelimpuls gesteuert, ein Druckmittel zufließt, um die Kolben einzustellen. Es ist nun wesentlich, daß diese Kolben unabhängig von ihrer jeweiligen Stellung wirksam sind. Das macht aber bei einer Regelung durch einen gemeinsamen Impuls insofern Schwierigkeiten, als beim Anschluß an eine gemeinsame Leitung ein Ausgleich des Öl- oder sonstigen Flüssigkeitsdruckes stattfindet und infolgedessen eine unkontrollierbare gegenseitige Verstellung der einzelnen Kolben eintreten könnte. Man hat deswegen schon vorgeschlagen, in solchen Fällen die Kolben einseitig durch Federn oder Gewichte zu belasten und sie nur ajuf der anderen Seite an eine durch den Regelimpuls gesteuerte Druckleitung anzuschließen. Hierbei entspricht aber jeder Kolbenstellung ein ganz bestimmter, durch das Meßsystem des

Reglers einzustellender Öldruck. Es sind also für die verschiedenen Kolbenstellungen ungleiche Meßwerte nötig.

Um trotzdem eine Gleichwertregelung zu erzielen, hat man ferner schon vorgeschlagen, ein elastisches Zwischenglied zwischen das Meßsystem und das Steuerglied einzuschalten, welches auf das Meßsystem zurückwirkt, dessen Wirkung aber über eine Drossel allmählich abnimmt. Es war also hierbei eine Rückwirkung auf das Meßsystem erforderlich, unabhängig davon, ob eine Rückführung an sich bei der in Frage stehenden Einrichtung überhaupt nötig war oder nicht.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nun eine Gleichwertregelung für mehrere durch verschiedene Kolben oder Servomotore betätigte Regelorgane, ohne daß eine Rückwirkung auf das Meßsystem erforderlich ist. Hierdurch wird der Vorteil geschaffen, daß man das Meßsystem an eine beliebige, von den Servomotoren räumlieh getrennte Stelle bringen kann.

Gemäß der Erfindung wird der vorstehend erwähnte Zweck in der Hauptsache dadurch erreicht, daß ein durch den Steuerimpuls, d. h. also den Druck in der Impulsleitung betätigtes Steuerorgan vorgesehen wird, welches den Druckmittelzufluß bzw. Abfluß zu den Steuermotoren vollkommen absperrt, sobald der Steuerimpuls den gewünschten Wert erreicht hat.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung schematisch.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ι die Leitung für das zu regelnde Medium, z. B. eine Gasleitung, welche sich mit drei Leitungen 2^a, 2^S, 2" verzweigt. Es soll nun in der Sammelleitung der Gasdruck auf einen bestimmten Wert eingeregelt werden, und zwar mit Hilfe der in die Zweigleitungen eingeschal-

teten Drosselklappe 17°, 17^s, 17°. Zur Einstellung der Drosselklappe dient je ein Servomotor 3^a, 3⁶, 3°, der bei-dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus je einem in einem Zylinder beweglichen Kolben besteht, dessen Kolbenstange zur unmittelbaren Drehung der Drosselklappe dient. Die Kolben werden beiderseitig- durch Drucköl beaufschlagt; zu ihrer Steuerung dienen Schieber \^a, 4^δ, 4°, denen das Drucköl von einer durch einen Motor M getriebenen Pumpe 16 aus über eine Leitung 18 zugeführt wird. Zur Rückleitung des Öles dient eine Leitung 12. Die Bewegung der Schieber 4«, 4⁶, 4" geschieht durch Hilfskolben 5^α, 5^δ, 5°, die auf der einen Seite durch Federn 6°, 6⁶, 6' belastet sind, während die anderen Seiten durch Drucköl beaufschlagt werden, das ihnen durch die Leitung 8 zufließt. Die Stangen der Kolben 5^a, 5⁶, 5^C sind mit Ausgleichshebeln η^α, f>, 7° ao verbunden, und zwar sind diese Ausgleichsstangen mit ihren beiden Enden an den Kolbenstangen 3°, 3⁶, 3" und 5* 5», 5*= angelenkt, während etwa in der Mitte die Stange der Schieber 4⁰, 4*, 4° gelenkig anfaßt. Der Steuerimpuls erfolgt in der noch näher anzugebenden Weise durch die Zuführung von Drucköl durch die Leitung 8 zu den Kolben 5^a, 5^b, 5^C. Läßt der Druck unter den Kolben nach, so bewegen sich die Kolben unter dem Einfluß der Feder 6°, 6^δ, 6° abwärts. Da die Kolben 3°, 3⁶, 3^C zunächst stillstehen, erfolgt eine Einstellung der Schieber 4°, 4*, 4"; infolgedessen wird der Ölzufmß zu der unteren Seite der Kolben 3", 3^δ, 3^Q freigegeben und die Drosselklappen 17", 17^s, 17" entsprechend geschlossen. Durch die Bewegung der Kolben 3", 3*, 3° werden aber wiederum die Schieber 4⁰, 4^δ, 4^C in ihre Anfangsstellung zurückgeführt, also in ihre Abschlußstellung gebracht. Es wird sich also für jede Stellung der Kolben 5^a, 5⁶, 5⁰ in ihren Zylindern eine bestimmte Stellung der Kolben 3^e, 3^δ, 3° in ihren Zylindern und demgemäß eine entsprechende Einstellung der Drosselklappen ergeben.

Der Regelimpuls wird der Hauptleitung 1 entnommen. Der dort herrschende Druck wird durch eine Leitung 19 auf die Membrandose 13 übertragen, die entsprechend dem zugeleiteten Druck durch die Membran 21 und den Lenker 20 das Strahlrohr 14 nach der einen oder anderen Richtung einstellt. Eine Feder 15 dient dazu, das Strahlrohr bei Erreichen des Sollwertes in Mittellage zu halten. Das aus dem Strahlrohr austretende Drucköl, welches ebenfalls der Pumpe 16 entnommen sein kann, wird den beiden Öffnungen der sich überschneidenden Kanäle des Folgekolbens 10 zugeführt. Die aus den Kanälen am Ende des Kolbens 10 austretenden Strahlen treffen auf die Zylinderwände und verursachen in an sich bekannter Weise eine Bewegung des Kolbens nach der einen oder anderen Seite, d. h. der Kolben 10 bewegt sich mit dem Strahlrohr 14 mit; er bewegt sich also entsprechend dem steigenden oder sinkenden Druck in der Gasleitung 1 nach der einen oder nach der anderen Seite. Der Kolben 10 bedient nun einen Steuerschieber 9, der die von der Pumpe 16 kommende Druckölleitung 11 mit der Leitung 8 verbindet, derart, daß er in der Ruhelage, also in der Mittellage, die Leitungen 11 und 8 gegeneinander abschließt, bei seiner Bewegung nach links die beiden Leitungen mehr oder, weniger miteinander verbindet und einen stärkeren Ölzufluß in die Leitung 8 bewirkt, dagegen bei der Bewegung nach rechts die Leitung 8 mit der Abflußleitung 12 verbindet, so daß also Öl aus der Leitung" 8 abfließen kann und der Druck in der Leitung 8 sinkt.

Steigt der Druck in der Hauptleitung 1, so wird sich die Membran 21 wölben, Strahlrohr 14 und Kolben 10 bewegen sich nach links; infolgedessen wird durch die Verbindung der Leitung 8 mit der Druckleitung 11 der Druck unter den Kolben 5^α, 5^δ, 5" steigen. Diese werden sich nach oben bewegen, infolgedessen erfolgt durch die dadurch bewirkte Steuerung der Schieber 4^a, 4⁶, 4° ein stärkerer Ölzufluß auf der Oberseite der Kolben 3° bis 3°, und die Drosselklappen I7^e bis 17° öffnen sich. Der Ausgleich g₀ der Öffnungsbewegung erfolgt in der vorher angegebenen Weise.

Zufolge des Sinkens des Druckes durch die Öffnung der Drosselklappen läßt der Druck auf die Membran 21 wieder nach, und Strahlrohr nebst Kolben bewegen sich unter dem Einfluß der Druckfeder 15 nach rechts, und zwar werden sie sich wieder in ihre Anfangslage zurückbewegt haben, sobald in der Leitung 1 wieder der gleiche Druck erreicht ist, der vorher darin geherrscht hat. Ist der Kolben 10 wieder in seiner Anfangslage, dann hat der Schieber 9 die Leitung 8 wieder abgeschlossen. In der Leitung 8 und unter den Kolben 5^α, 5^δ, 5° herrscht demnach jetzt ein anderer Öldruck, dem durch die Federn

^a, 6⁶, 6^C das Gleichgewicht gehalten wird und dem eine bestimmte Kolbenstellung.und demgemäß auch eine bestimmte Öffnungsstellung der Drosselklappen entspricht.

Beim Sinken des Druckes in der Leitung 1 er- n₀ folgt der umgekehrte Vorgang. Es wird jetzt die Leitung 8 mit dem Abfluß freigegeben, so daß der Druck unter den Kolben 5°, 5^δ, 5^C sinkt und unter der Wirkung der Federn 6°, 6⁶, 6° die Verschiebung in der anderen Richtung erfolgt. n₅ Dementsprechend werden die Drosselklappen entsprechend geschlossen. Der Vorgang dauert so lange an, bis der Druck in dem Rohr 1 wieder den Anfangswert hat, da sich dann das Strahlrohr mit dem Kolben 10 wieder in der Mittelstellung befindet, in welcher die Leitung 8 abgeschlossen ist.

Es wird demnach eine vollkommene Gleichwertregelung erzielt, ohne daß irgendwelche elastische Zwischenglieder notwendig sind, und es ist noch der weitere Vorteil erreicht, daß die S Steuerung einerseits und die die Drosselklappen bedienenden Kraftzylinder andererseits räumlich beliebig voneinander getrennt werden können. Will man innerhalb der verschiedenen Zweigleitungen 2°, 2⁶, 2° eine Abstufung der

ίο Drücke vornehmen, so kann dies durch entsprechende Einregelung der Federn 6°, 6⁶, 6° erfolgen. Bei gleicher Federspannung werden alle Kolben gleichzeitig ansprechen, bei verschiedener Einstellung der Federn dagegen werden sie je nach der Spannungsdifferenz in entsprechenden Zeitabstanden in Tätigkeit treten. Macht man die Spannungsdifferenz zwischen den einzelnen Federn 6^a, &, 6° gleich dem von der Pumpe geförderten Öldruck oder belastet man die Kolben entsprechend, so kann man erreichen, daß jeder folgende Kolben erst in Bewegung kommt, wenn der vorhergehende seine Bewegung beendet hat. Es würde sich also jede folgende Drosselklappe erst dann zu öffnen bzw. zu schließen beginnen, wenn die vorangehende bereits ganz geöffnet oder geschlossen ist.

Natürlich ist die Erfindung baulich in der verschiedensten Weise durchführbar; so kann man statt Drucköl auch jedes andere Druckmittel, wie Druckluft, verwenden, an Stelle der Membrandose ein anderes Meßsystem, z. B. einen Kolben. Ebenso kann an Stelle des Strahlrohres mit Folgekolben ein ähnlich wirkendes anderes Steuerglied Verwendung finden. An Stelle der Schieber können Hähne treten und die Kolben und Zylinder durch andere entsprechendwirkende Servomotore ersetzt werden. Die Vorrichtung kann auch zu Regelungen anderer Art verwendet werden, bei denen es auf gemeinsame Gleichwertregelung verschiedener Vorgänge ankommt; sie ist nicht auf die Regelung von Gasströmen beschränkt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur gemeinsamen Steuerung mehrerer, durch je einen besonderen Steuermotor, welcher in der einen Richtung durch eine Kraft (Feder) bewegt wird, während er auf der anderen Seite unter der Wirkung eines von der Impulsstelle aus beeinflußten Druckmittels steht, bedienter Regelorgane, welche z. B. in von einer gemeinsamen Gasleitung ausgehenden Zweigleitungen angeordnet sind, durch einen einzigen gemeinsamen Steuerimpuls, gekennzeichnet durch ein durch den Steuerimpuls (Druck in der Impulsleitung 19) betätigtes Steuerorgan (9), welches den Druckmittelzufluß bzw. -abfluß (8) zu den Steuermotoren (5^ 5*> 5") vollkommen absperrt, sobald der Steuerimpuls den gewünschten Wert erreicht hat.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Steuermotor einseitig belastende Kraft, also z. B. die Spannung der ihn belastenden Federn (6) (oder die Größe der ihn belastenden Gewichte), einstellbar ist, um ein Ansprechen der einzelnen Regelorgane in bestimmter Zeitfolge zu erreichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen