DE698711C

DE698711C - Jet pipe force switch

Info

Publication number: DE698711C
Application number: DE1937A0083731
Authority: DE
Inventors: Gert Zoege Von Manteuffel
Original assignee: Askania Werke AG
Current assignee: Askania Werke AG
Priority date: 1937-07-20
Filing date: 1937-07-20
Publication date: 1940-11-15

Description

Strahlrohrkraftschalter Die Erfindung betrifft einen Strahlrohrkraftschalter, der im wesentlichen aus einem von einem Druckmittel gespeisten Strahlrohr sowie an verschiedenen Seiten eines Servomotors angeschlossenen Auffangdüsen besteht, die je nach der Größe des von einem Impulsgeber verursachten Strahlrohrausschlages verschieden stark beaufschlagt werden, so daß sich eine den Servomotor antreibende Druckdifferenz in der einen oder der anderen Richtung ergibt.Jet pipe power switch The invention relates to a jet pipe power switch, which essentially consists of a jet pipe fed by a pressure medium as well there are collecting nozzles connected to different sides of a servomotor, depending on the size of the jet pipe deflection caused by a pulse generator are acted upon differently so that one driving the servomotor Pressure difference results in one or the other direction.

Die Erfindung besteht darin, die bekannten Strahlrohrkraftschalter dahingehend zu verbessern, daß eine Beeinflussung des Strahlrohres von sehen des aus dem Servomotor rückströmenden Druckmittels vermieden wird. Aus diesem Grunde werden der Erfindung gemäß die Auffangdüsenachsen überkreuz, d. h. so angeordnet, daß der kürzeste Abstand der Auffangdüsenachsen in Strahlrichtung betrachtet, hinter der die Eintrittsöffnungen der Auffangdüsen enthaltenden Ebene liegt. Diese Anordnung der Auffangdüsen gibt auch die Möglichkeit, die Strahlrohraustrittsöffnung dichter an die Eintrittsöffnungen der Auffangdüsen heranzudrücken und dadurch den gesamten Wirkungsgrad des Kraftschalters zu steigern.The invention consists in the known jet pipe force switch to the effect that an influence on the jet pipe of the see pressure medium flowing back from the servomotor is avoided. For this reason according to the invention, the collecting nozzle axes are crossed, d. H. arranged so that the shortest distance of the collecting nozzle axes viewed in the direction of the jet, behind the plane containing the inlet openings of the collecting nozzles. This arrangement the collecting nozzles also gives the possibility to make the nozzle outlet opening more dense to press against the inlet openings of the collecting nozzles and thereby the entire To increase the efficiency of the power switch.

Die in der Überkreuzanordnung liegenden Möglichkeiten lassen sich der Erfindung gemäß dann besonders gut-auswerten, wenn der Mittenabstand der Auffangdüseneintrittsöffnungen etwa 50 °1o größer als der Durchmesser der Strahlrohraustrittsöffnung ausgeführt wird. Die Auffangdüsenachsen können dann nämlich noch stärker überkreuz angeordnet werden, um die durch die Erfindung angestrebte vorteilhafte Wirkung noch zu steigern.The possibilities lying in the crossover arrangement can be according to the invention then evaluate particularly well if the center-to-center distance of the collecting nozzle inlet openings Executed about 50 ° 1o larger than the diameter of the nozzle outlet opening will. The collecting nozzle axes can then be arranged even more crosswise in order to further increase the advantageous effect aimed at by the invention.

Dabei ist es zweckmäßig, darauf zu achten, daß die Überkreuzanordnung der Aüffangdüsenachsen- in dem Bereich verbleibt, in welchem der Knick des Strahles beim Eintritt in die Düse erträglich ist. Aus diesem Grund empfiehlt es sich, die Überkreuzanordnung einerseits und die Vergrößerung des Mittenabstandes der Auffangdüseneintrittsöffnungen in bezug aufeinander derart zu wählen, daß der Abstand des Schnittpunktes der in die Strahlrohrausschlagebene projizierten Auffangdüsenachsen von der die Auffangdüseneintrittsöffnungen enthaltenden Ebene etwa das Fünffache des Mittenabstandes der Auffangdüseneintrittsöffnungen beträgt.It is useful to ensure that the crossover arrangement the Aüffangdüffangsenachsen- remains in the area in which the kink of the jet when entering the nozzle is tolerable. For this reason recommends it is the crossover arrangement on the one hand and the increase in the center-to-center distance to choose the receiving nozzle inlet openings with respect to each other such that the Distance between the intersection of the collecting nozzle axes projected into the jet pipe deflection plane about five times that of the plane containing the collecting nozzle inlet openings of the center-to-center distance of the collecting nozzle inlet openings.

Wegen des im Vergleich zu den bekännten Ausführungen größeren Mittenabstandes kann trotz der stärkeren Überkreuzanordn"ung der Knick von 25° bis auf i8° vermindert werden. Das bedeutet einen Gewinn, weil gerade in diesem Winkelbereich die Änderung des Wirkungsgrades erheblich ist.Because of the larger center-to-center distance compared to the known designs the kink can be reduced from 25 ° to 18 ° in spite of the stronger cross-over arrangement will. That means a profit, because it is precisely in this angular range that the change is taking place the efficiency is considerable.

Die Vergrößerung des Mittenabstandes der Auf fangdüseneintrittsöffnungen steht mit dem bisherigen Bestreben in Widerspruch, das dahin ging, diesen Abstand, d. h. praktisch gesehen, den die beiden Düsen voneinander trennenden Steg möglichst klein zu bemessen, um zur Steigerung der Empfindlichkeit mit möglichst kleinen Strahlrohrausschlägen auszukommen. Praktisch liegen die Verhältnisse aber anders, und zwar derart, daß, so paradox es zunächst erscheinen mag, die Strahlrohrausschläge kleiner sein können, wenn der Xbstand der Düsenmitten voneinander wesentlich vergrößert wird. Es ergibt sich dann der gleiche Differenzdruck bereits bei kleinerem Strahlrohrausschlag, weil der Einfluß der den wirksamen Strahlbereich vergrößernden Randwirbel erheblich vermindert wird. Bei der üblichen bekannten Ausführung haben diese Randwirbel auch in der Ausschlagstellung des Strahlrohres, in welchem es der einen Auffangdüse genau gegenübersteht, noch einen merklichen Einfluß auf die Druckverhältnisse in der anderen Düse, weil wegen der geringen Stegstärke zwischen den beiden Düsen deren Randzonen eng aneinanderliegen. Werden gemäß der Erfindung die Randzonen durch Vergrößerung der Stegstärke bzw. durch Vergrößerung des Düsenmittenabstandes auseinändergerückt, so reichen die Randwirbel des Strahles in dem geschilderten Falle nicht mehr an die andere Auffangdüse heran, können also die Druckverhältnisse in dieser überhaupt nicht mehr oder nicht wesentlich beeinflussen.The increase in the center-to-center distance of the collecting nozzle inlet openings is in contradiction with the previous efforts, which went to this distance, d. H. from a practical point of view, the web separating the two nozzles from one another if possible To be dimensioned small in order to increase the sensitivity with the smallest possible jet tube deflections get along. In practice, however, the situation is different, namely in such a way that, as paradoxical as it may seem at first, the nozzle deflections can be smaller, if the distance between the nozzle centers is significantly increased. It results the same differential pressure is then already achieved with a smaller spray lance deflection, because the influence of the edge vortices increasing the effective jet area is considerable is decreased. In the usual known design, these also have tip vortices in the deflection position of the jet pipe, in which there is exactly the one collecting nozzle opposed, still a noticeable influence on the pressure conditions in the other Nozzle, because because of the small web thickness between the two nozzles, their edge zones close together. According to the invention, the edge zones are increased by enlargement the web thickness or moved apart by increasing the nozzle center distance, so the edge vortices of the jet are no longer sufficient in the case described the other collecting nozzle approaches, so the pressure conditions in this can at all no longer or not significantly influence.

Wesentlich ist weiter, daß -mit der Vergrößerung des Düsenmittenabstandes ein Absinken der beiden Drücke in den Auffangdüsen in der Strahlrohrmittelstellung einhergeht. Für pneumatischen Betrieb bedeutet dies auch bei ausgelenktem Strahlrohr kleinere Verdichtungsdrücke, d. h. bei gleichem vom Strahlrohr zuströmenden Luftgewicht größere Luftvolumina in dem Servomotorkreislauf und damit eine schnellere Strömung, d. h. größere Steuergeschwindigkeit.It is also essential that -with the enlargement of the nozzle center distance a drop in the two pressures in the collecting nozzles in the jet pipe center position goes hand in hand. For pneumatic operation, this also means when the spray lance is deflected lower compression pressures, d. H. with the same air weight flowing in from the jet pipe larger air volumes in the servo motor circuit and thus a faster flow, d. H. greater control speed.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, in dieser Hinsicht die Anordnung so zu treffen, da:ß der Mitteldruck, d. h. also der sich . in der Mittelstellung des Strahlrohres einstellende Druck, etwa 5o °/o des Vordruckes beträgt, weil sich dadurch eine symmetrische Charakteristik und eine größere Steilheit des Druckverlaufes nach beiden Seiten von der Mittelstellung aus ergibt (vgl. Abb. 5). It has proven to be useful in this regard to make the arrangement in such a way that: ß the mean pressure, that is to say the self. The pressure setting in the middle position of the jet pipe is about 50% of the pre-pressure, because this results in a symmetrical characteristic and a greater steepness of the pressure curve on both sides from the middle position (see Fig. 5).

Wird aus irgendwelchen Gründen Wert darauf gelegt, bei einer vorhandenen Energiezufuhr möglichst große Vorstellgeschwindigkeit zu erzielen, so kann der Druck in der Mittelstellung des Strahlrohres noch mehr durch weitere Vergrößerung des Düsenmittenabstandes abgesenkt werden.For whatever reasons, value is attached to an existing one Energy supply to achieve the greatest possible advancement speed, so the pressure in the middle position of the jet pipe even more by further enlarging the Nozzle center distance can be lowered.

Die Vergrößerung des Düsenmittenabstandes bringt auch die Möglichkeit, z. B. bei hydraulischem Betriebe die Auffangdüseneintrittsöffnungen zu vergrößern, ohne auf die eingangs erwähnten Vorteile hinsichtlich der Verkleinerung des Strahlrohrweges verzichten zu müssen.The enlargement of the nozzle center distance also brings the possibility of z. B. to enlarge the intake nozzle inlet openings in hydraulic operations, without the advantages mentioned at the beginning with regard to the reduction in the size of the jet pipe path to have to do without.

Die Zeichnung dient an Hand eines Ausführungsbeispiels zur näheren Erläuterung des Erfindungsgegenstandes.The drawing is used for more detailed information on the basis of an exemplary embodiment Explanation of the subject matter of the invention.

Abb. i veranschaulicht schematisch den bekannten Strahlrohrkraftschalter, dessen Strahlrohr i von irgendeinem Impulsgeber 2 ausgeschwenkt wird und je nach der Ausschlaggröße die beiden zum Servomotor 3 führenden Auffangdüsen q. und 5 verschieden stark beaufschlagt. Es ergibt sich dann in bekannter Weise in den beiden zum Servomotor führenden Leitungen eine Druckdifferenz, die den Kolben des Servomotors verschiebt.Fig. I schematically illustrates the well-known jet pipe force switch, whose jet pipe i is swiveled out by any pulse generator 2 and depending on the deflection size the two collecting nozzles leading to the servomotor 3 q. and 5 different heavily loaded. It then arises in a known manner in the two to the servomotor lines leading to a pressure difference that moves the piston of the servo motor.

Wie schon oben erwähnt, wurde bisher an« gestrebt, die beiden Auffangdüsen q. und 5 an dem Eintrittsende möglichst dicht aneinander zu rücken, also den Abstand der beiden Düsen .möglichst klein zu machen.As already mentioned above, the aim so far has been "the two collecting nozzles q. and 5 to move as close together as possible at the entry end, that is, the distance of the two nozzles. to make it as small as possible.

Auf Grund der Erkenntnis, daß dieser Weg nicht der richtige ist, soll der Abstand 6' der Düsenmitten (Abb. 3) wesentlich größer Aals bisher ausgeführt, und zwar etwa 5o °/o größer bemessen werden als der Austrittsdurchmesser 7 des Strahlrohres i.On the basis of the knowledge that this path is not the right one, should the distance 6 'between the nozzle centers (Fig. 3) is much greater than previously implemented, namely about 50% larger than the outlet diameter 7 of the jet pipe i.

Die aus Abb. 3 ersichtlichen Mantellinien. 8 und g der beiden Düsen q. und 5 müssen, um eine Durchdringung der beiden Düsen zu vermeiden, einen -Abstand voneinander haben, der aus herstellungstechnischen Gründen ein Mindestmaß nicht unterschreiten darf. Die Vergrößerung des Abstandes 6 gestattet nun, wie aus Abb. 3 erkennbar ist, die Achsen io und ii der beiden Düsen in diesem Freispiel im Sinne des Uhrzeigerumlaufes stärker zu verschwenken, so daß sich die Projektionen der beiden Achsen io und i i in die Strahlrobrausscblagebene (Abb.2); im Gegensatz zu der bekannten Ausführung nach Abb. i, unterhalb der die Eintrittsdüsen enthaltenden Ebene 12, nämlich im Punkt 13 schneiden. Mit dem Verschwenken der Auffangdüsen im Sinne. der Erfindung entfernt sich der kürzeste Abstand 6 der Auffarigdüsenachsen ro und. i i: voneinander von der die Eintrittsöffnungen der Auffangdüsen enthaltenden Ebene 12 in Richtung des aus dem Strahlrohr i austretenden Strahles. Je kleiner der Abstand 14 äs Schnittpunktes 13 von der Ebene 12 ist, desto kleiner kann der Abstand des Strahlrohres i von der Ebene 12 sein. Da nun. aber der aus dem Strahlrohr austretende Strahl beim Eintritt in die Auffangdüsen einen Knick erfährt, der um so stärker ist, je kleiner der Abstand 14 ist, so soll- das Maß r4 etwa gleich dem Fünffachen des Düsenmitteniabstandes 6 sein; denn bei diesem Verhältnis ergibt sich der beste Gesamtwirkungsgrad. -Der Knick, den der Druckmittelstrahl beim Eintritt in die Auffangdüsen erfährt, ist am besten aus Abb.4 ersichtlich, die einen Schnitt A-B gemäß der Abb.3 zeigt. Der aus dem Strahlrohr i austretende .Strahl ist nahezu normal zur Ebene 12 gerichtet, während die Achse io der Auffangdüse 4 gegen die Normale geneigt ist.The surface lines shown in Fig. 3. 8 and g of the two nozzles q. and 5 must, in order to avoid penetration of the two nozzles, a distance have from each other, which is not a minimum for manufacturing reasons may fall below. The increase in the distance 6 now allows, as shown in Fig. 3 can be seen, the axes io and ii of the two nozzles in this free game in the sense of the clock hand to pivot more strongly, so that the projections the both axes io and i i in the Strahlrobrausscblagplane (Fig.2); in contrast to the known design according to Fig. i, below that containing the inlet nozzles Cut level 12, namely at point 13. With the swiveling of the collecting nozzles in Senses. the invention removes the shortest distance 6 of the Auffarigdüsenachsen ro and. i i: from each other from the one containing the inlet openings of the collecting nozzles Level 12 in the direction of the jet emerging from the jet pipe i. The smaller the distance 14 as intersection point 13 is from the plane 12, the smaller the can Be the distance of the jet pipe i from the plane 12. Because now. but the one from the nozzle exiting jet experiences a kink as it enters the collecting nozzles, which leads to the greater the smaller the distance 14, the dimension r4 should be approximately equal to that Be five times the nozzle center distance 6; because with this relationship it results the best overall efficiency. -The kink that the jet of pressure medium enters into the collecting nozzles is best seen in Figure 4, which shows a section A-B according to Figure 3 shows. The jet emerging from the jet pipe i is almost directed normal to the plane 12, while the axis io of the collecting nozzle 4 against the Normal is inclined.

Beim dargestellten Beispiel beträgt der Neigungswinkel 18°, während er bisher etwa 25° betrug. Eine weitere Verkleinerung des Winkels bringt nur einen geringen Gewinn: Bei einem Winkel von 18° ist die Ablenkung des Strahles hinsichtlich ihres Einflusses auf den Gesamtwirkungsgrad erträglich.In the example shown, the angle of inclination is 18 °, while up to now it has been about 25 °. Decreasing the angle further only brings one low gain: at an angle of 18 ° the deflection of the beam is with respect to their influence on the overall efficiency bearable.

Der Gefahr einer Beeinflussung des Strahlrohres von seiten des aus dem Servomotor kommenden Rückstromes kann zusätzlich noch dadurch begegnet werden, daß die Mantelfläche !1Q (vgl. Abb. 2) des StrahlrohrmundL stückes eine Kegelfläche mit so, kleinem Kegelwinkel a, erhält, daß die vom Servomotor kommenden und zu beiden Seiten des Strahlrohrmundstückes auseinanderstrehenden Rückströme auch bei aus der Mittelstellung ausgelenktem Strahlrohr i die kegelige Mantelfläche M nicht .streifen. Außerdem ist es zweckmäßig, das Strahlrohrmundstück so@ auszuführen, daß die Mantelfläche M mit der inneren Rohrwand R des Strahlrohres an der Strahlrohraustrittsöffnung eine scharfe Kante bildet, so daß also auch die Stirnseite des Strahlrohrmundstückes dem aus dem Servomotor kommenden Rückstrom keine Prallfläche bietet.The risk of influencing the nozzle from the side The reverse current coming from the servomotor can also be countered by that the jacket surface! 1Q (see Fig. 2) of the nozzle mouthpiece is a conical surface with so, small cone angle a, that the coming from the servomotor and to both Sides of the jet pipe mouthpiece divergent return currents also with from the The center position of the deflected jet pipe i does not .strip the conical outer surface M. In addition, it is useful to design the nozzle pipe so @ that the outer surface M with the inner pipe wall R of the jet pipe at the jet pipe outlet opening forms a sharp edge, so that the end face of the jet pipe mouthpiece does not offer a baffle surface for the return current coming from the servomotor.

Den Einfluß der neuen Ausführung gemäß der Erfindung auf die Druckverhältnissa in den Auffangdüsen veranschaulicht das Diagrämen. nach Abb. 5. Als .'Abszisse: sind- die Strahlrohrausschläge von der Mittelstellung nach beiden Seiten und in Abhängigkeit hiervon, als Ordinate die zu jeder Strahlrohrstellung gehörigen Drücke in den beiden Auffangdüsen aufgetragen. Die beiden gestrichelt angedeuteten Kurven a und b zeigen den Druckverlauf bei. der bisher üblichen Ausführung, die sich durch- einen möglichst kleinen Abstand zwischen den Auffangdüseneintrittsöffnungen auszeichnet. _ Die ausgezogenen Kurven ä und b'- stellen den Druckverlauf in den beiden Auffangdüsen für die neue Ausführung gemäß der Erfindung dar. Ein Vergleich der beiden Kurven a und b mit den Kurven ä und .b' gibt vor allem zu erkennen, daß, wie oben ausgeführt, der Druck in- der Strahlrohrnzittelstellung mit Vergrößerung des Abstandes der Auffangdüseneintrittsöffnungen abnimmt (vgl. Drücke p und p').The influence of the new design according to the invention on the pressure conditions in the collecting nozzles is illustrated by the diagrams. According to Fig. 5. As an abscissa: the jet pipe deflections are plotted from the central position to both sides and, depending on this, the pressures in the two collecting nozzles associated with each jet pipe position are plotted as the ordinate. The two curves a and b indicated by dashed lines show the pressure curve at. the previously usual design, which is characterized by the smallest possible distance between the collecting nozzle inlet openings. The solid curves a and b 'represent the pressure profile in the two collecting nozzles for the new design according to the invention. A comparison of the two curves a and b with the curves a and b' shows above all that, how As stated above, the pressure in the central position of the jet pipe decreases as the distance between the collecting nozzle inlet openings increases (see pressures p and p ').

Aus den Kurven a, b und a', b' kann der Verlauf des Differenzdruckes ermittelt werden. Von der Nullstellung des Strahlrohres ausgehend, wird einerseits der mit dem Strahlrohrweg zunehmende Abstand der Kurven a und b voneinander und andererseits der Abstand der Kurven d, b' voneinander als Ordinate von der Abszisse aus aufgetragen. Es wird die Strecke d, d. h. die Differenz der Ordinaten der beiden Kurven ä und b' mit der jeweiligen Abszisse von der Achse aus bis zum Punkt D' der Kurve c' aufgetragen: Ebenso gibt die Strecke als Ordinatendifferenz der Kurven a und b den Punkt D des Kurvenzuges c.The curve of the differential pressure can be determined from the curves a, b and a ', b'. Starting from the zero position of the jet pipe, on the one hand the distance between curves a and b, which increases with the jet pipe path, and on the other hand the distance between curves d, b ' from one another is plotted as the ordinate from the abscissa. It is d, the distance, ie the difference between the ordinates of the two curves, etc. and b 'with the respective abscissa from the axis to the point D' of the curve c 'applied: Likewise, the distance is as ordinate difference of the curves a and b, the point D of the curve c.

Es zeigt sich., daß die zu den Kurven ä und b' gehörige Differenzdruckkurve c' steiler verläuft als die Kurve c. Dies bedeutet, daß bei ein und demselben Strahlrohrausschlag der Differenzdruck bei der neuen Ausführung größer als bei der bisherigen Ausführung ist und daß infolgedessen mit kleineren Strahlrohraüsschlägen der gleiche Differenzdruck erzeugt werden kann. Demgemäß zeichnet sich der neue. Kraftschalter durch. größere Empfindlichkeit aus.It can be seen that the differential pressure curve belonging to curves a and b ' c 'is steeper than curve c. This means that with one and the same nozzle deflection the differential pressure in the new version is greater than in the previous version is and that as a result, the same differential pressure with smaller Strahlrohraüsbüs can be generated. Accordingly, the new one stands out. Power switch through. bigger Sensitivity off.

Es darf noch darauf hingewiesen werden, daß die rein schematische Abb-. i keinen Anspruch auf Maßstäblichkeit erhebt, daß dagegen die Abb. 2 bis 4, jedenfalls soweit es sich um die für die Erfindung wesentlichen Einzelheiten handelt, streng maßstäblich ausgeführt und genau projiziert sind.It should be noted that the purely schematic Fig-. i does not claim to be true to scale, whereas Figs. 2 to 4, at least as far as the details essential for the invention are concerned, are strictly to scale and accurately projected.

Claims

PATENT CLAIMS: - i. Jet pipe force switch with a 'jet pipe fed by a pressure medium which, depending on its deflection, acts on collecting nozzles connected to different sides of a servomotor to different degrees, thereby marked. that the shortest distance (6 ) of the collecting nozzle axes (io, ii), viewed in the jet direction, lies behind the plane (12) containing the inlet openings of the collecting nozzles:.

2. Nozzle power switch after Claim i, characterized in that the center distance (6) of the collecting nozzle inlet openings about 50'1, larger than the diameter (7) of the nozzle outlet opening (i).

3. Jet pipe force switch according to claim 2, characterized in that the distance (14) of the intersection (13) of the collecting nozzle axes projected into the jet pipe deflection plane from the plane (12) containing the inlet openings of the collecting nozzles (4 5) ' is five times the center-to-center distance (6) of the collecting nozzle inlet openings.

4. jet pipe force switch according to claim i, characterized in that the lateral surface of the nozzle mouthpiece (i) a conical surface with such a small cone angle (a) is that the coming from the servomotor (3) and on both sides of the nozzle diverging return currents even when the jet pipe is deflected from the center position do not touch the conical surface (M), and that the surface with the inner A sharp pipe wall (R) of the jet pipe (i) at the jet pipe outlet opening Edge forms.