DE919326C

DE919326C - Druckmittel-Kraftschalter fuer die Regelung einer Messgroesse und die von einer Messgroesse abhaengige Steuerung einer Groesse

Info

Publication number: DE919326C
Application number: DEP18282D
Authority: DE
Inventors: Karl Bester
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-10-15
Filing date: 1948-10-15
Publication date: 1954-10-18

Description

Druckmittel-Kraftschalter für die Regelung einer Meßgröße und die von einer Meßgröße abhängige Steuerung einer Größe Die Erfindung bezieht sich auf einen Druckmittel-Kraftschalter für die Regelung einer Meßgröße und die von einer Meßgröße abhängige Steuerung einer Größe, bei dem ein mit einem Meßwerk verbundener Steuerkörper einen Luftstrahl mehr oder weniger abdeckt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch den Steuerkörper reaktionsfrei eineneinzigen Luftstrahl durchschneiden zu lassen, der auf den Steuerkörper auch bei verschiedener Beaufschlagung keine Reaktionskraft ausübt. Diese Aufgabe gehört zu den wichtigsten der Regel- und Steuertechnik. Versuche zur Lösung dieser Aufgabe gibt es eine ganze Reihe.
So wurde beispielsweise bei einer Steuerung für einen Fernkompaß der Steuerkörper als eine exzentrisch gelagerte Scheibe ausgebildet, die mit zwei Luftdüsen zusammenarbeitet, von denen die eine Düse ein Drehmoment nach der einen Seite und die andere Düse ein Drehmoment nach der anderen Seite erzeugt, wobei die Reaktionsfreiheit auf die Magnetnadel dann erreicht ist, wenn beide Drehmomente gleich groß sind, d. h. die Steuerdüsen der Bewegung der Magnetnadel folgen, so daß der exzentrisch gelagerte Steuerkörper beide Luftströme in gleicher Größe anschneidet.
Jene an sich bekannte Anordnung erfordert zur Gewährleistung der Reaktionsfreiheit stets ein gleiches Anschneiden beider Luftdüsen. In jeder Stellung des Magnetsystems erfordert sie den gleichen Steuerdruck in der Auffangdüse.
Das gleiche ist der Fall, wenn an Stelle der exzentrisch gelagerten Steuerscheibe eine solche Verwendung findet, die radial verlaufende Steuerkanten aufweist, wobei die eine Steuerkante mit der einen Düse und die andere Steuerkante mit einer anderen Düse mit entgegengesetztem Drehmoment zusammenarbeitet. In beiden Fällen ist also der Steuerkörper bei verschieden starker Beaufschlagung nicht reaktionsfrei.
Bei Regelung von Größen, wie Druck, Temperatur, Drehzahl, soll aber bei einer Abweichung des Steuerkörpers aus seinem Mittelwert ein größerer oder kleinerer Steuerdruck erzeugt werden. Der Steuerkörper muß also bei verschieden starker Beaufschlagung durch den Luftstrahl reaktionsfrei bleiben, so daß der erzeugte Druck ein richtiges 'Maß des Istwertes darstellt. Dies gilt im besonderen für Drehspul- und Kreuzspulmeßwerke.
Zur Lösung der eingangs gestellten Sonderaufgabe wird erfindungsgemäß ein neuer Weg beschritten. Die Erfindung besteht nämlich darin, daß der Steuerkörper von einer ersten, zum Luftstrahl schrägen, und einer zweiten, zum Luftstrahl senkrechten Fläche begrenzt wird, so daß der Luftstrahl zuerst auf die Steuerkante der ersten, vorzugsweise konkav gekrümmten Fläche trifft, die von derjenigen der zweiten Fläche nicht überragt wird, derart, daß der Steuerkörper zunächst in den Luftstrahl hineingezogen wird, mindestens aber keine abstoßende Kraft erfährt.
Die abstoßende Kraft an der Steuerkante der zweiten Fläche wird gerade dann nicht zuerst zur Einwirkung gebracht, wenn im Sinn der Erfindung die Steuerkante dieser zweiten Fläche über die Steuerkante der ersten Fläche nicht hinausragt. Zweckmäßig macht man die Steuerkanten gegeneinander einstellbar. Diese Einstellung ist dann notwendig, wenn es darauf ankommt, die einzelnen Reaktionskräfte in ihrer Größe gegeneinander genau aufeinander abzugleichen und so eine völlige Kompensation zu erzielen.
Bei einer bekannten Einrichtung zum Messen, Regeln, Registrieren und Fernübertragen lenkt ein Hohlkörper, der von einem Meßwerk gesteuert wird, einen Luftstrahl um. Die erfindungsgemäße Anordnung benutzt auch einen vom Meßwerk gesteuerten Hohlkörper. Dieser dient aber dazu, einen Luftstrom mehr oder weniger abzudecken und dadurch die Steuerwirkung herbeizuführen. Die Kompensation findet dadurch statt, daß die an dem Steuerkörper vorgesehene schräge Fläche durch ihre Steuerkante in den Luftstrahl hineingezogen wird, während die am Steuerkörper vorgesehene, zum Luftstrahl senkrecht stehende Fläche durch ihre Steuerkante zurückgestoßen wird. Die erfindungsgemäße Wirkung ist daher ein Kanteneffekt und kein Strömungseffekt. Um diese gegensätzlichen Wirkungen restlos aufeinander abzustimmen, ist es zweckmäßig, den Luftspalt der Steuerkanten einstellbar auszubilden.
Um im besonderen nach Vollendung des Steuervorganges auch den Übergang zur senkrecht gestellten Fläche gleichmäßig und ohne Reaktionskraft zu vollbringen, ist es zweckmäßig, daß die Steuerkante der senkrecht gestellten Fläche gezahnt ist.
Man erkennt die Bedeutung dieser Erfindung daraus, daß es mit dem erfindungsgemäßen Steuerkörper als Steuerplatte möglich ist, direkt einen Kraftverstärker durch ein Kreuz- oder Drehspulmeßwerk zu betätigen. In diesem Fall wird der Steuerkörper am Zeiger oder an der Achse des Meßwerkes befestigt. Ein besonderer Vorzug besteht darin, daß er kompendiös mit einem Minimum an Eigengewicht ausgeführt werden kann. Nimmt man beispielsweise als Werkstoff ein Aluminiumblech von 1/1o mm Dicke, so ist dieser Steuerkörper mit einem Gewicht von etwa 6o mg ohne Schwierigkeiten auszuführen.
Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Fig. i zeigt schematisch die Wirkungsweise der erfindungsgemäß reaktionsfrei arbeitenden Steuerung in Verbindung mit einem Kraftverstärker; Fig. 2 ist eine Draufsicht des mit mehreren Steuerkanten ausgebildeten Hohlkörpers.
Im einzelnen stellt i eine Instrumentenachse dar, auf der der Steuerkörper 2 befestigt ist. Dieser Steuerkörper besteht aus der schräg gestellten, im vorliegenden Ausführungsbeispiel konkav ausgebildeten Fläche 3 und der senkrecht zum Luftstrahl 5 gestellten ebenen Fläche 4. Aus Fig. i ist weiter der Luftspalt a ersichtlich, der zweckmäßig einstellbar ausgebildet ist, um eine völlige Reaktionsfreiheit zu erhalten.
Wesentlich für die Erfindung ist insoweit, daß zur Erzeugung einer Steuerkraft ein nach Maßgabe der Meßgröße den Luftstrom 5 eines Kraftverstärkers mehr oder weniger abdeckender, mit den Steuerkanten 3' und 4 ausgebildeter Steuerkörper 2 vorgesehen ist, der zum Luftstrahl die senkrecht gestellte Fläche 4 und die schräg gestellte konkave Fläche 3 aufweist. Diese Flächen sind von den zugehörigen Steuerkanten 3' und 4' so begrenzt, daß das Auftreffen des Strahls 5 auf die Steuerkanten entgegengesetzte Reaktionskräfte gleicher Art auf den Steuerkörper erzeugt.
In Fig. 2 sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Hieraus ist im besonderen ersichtlich, daß die Steuerkante a' der senkrecht gestellten Fläche 4 gezahnt ist.
Aus der Fig. 2 ist weiter ersichtlich, daß die beiden Seiten der segmentförmig ausgebildeten Steuerplatte in gleicher Art ausgeführt sind. Dies hat den Vorzug der Umkehrbarkeit. Wird die Steuerdüse 5 um den Winkel a gedreht, so wird damit eine umgekehrte Steuerung erreicht. Die Steuerplatte ist bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel symmetrisch über den Mittelpunkt hinaus verlängert. Diese Verlängerung dient zur Auswuchtung der Steuerplatte.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Druckmittel-Kraftschalter für die Regelung einer Meßgröße und die von einer Meßgröße abhängige Steuerung einer Größe, bei dem ein mit einem Meßwerk verbundener Steuerkörper einen Luftstrahl zur Erzielung der Steuerwirkung mehr oder weniger abdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper von einer (ersten) zum Luftstrahl schrägen (3) und einer (zweiten) zum Luftstrahl senkrechten Fläche (4) begrenzt wird, so daß der Luftstrahl zuerst auf die Steuerkante (3) der ersten, vorzugsweise konkav gekrümmten Fläche (3) trifft, die von derjenigen (4) der zweiten Fläche (4) nicht überragt wird, derart, daß der Steuerkörper zunächst in den Luftstrahl hineingezogen wird, mindestens aber keine abstoßende Kraft erfährt.
2. Druckmittel-Kraftschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkante (4) der zum Luftstrahl (5) senkrecht gestellten Fläche (4.) gegen die Steuerkante (3') der schräg gestellten bzw. konkaven Fläche einstellbar ist.
3. Druckmittel-Kraftschalter nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt (a) der Steuerkanten (3' 4) des Steuerkörpers (2) zwischen senkrecht und schräg gestellter Fläche einstellbar ist.
4. Druckmittel-Kraftschalter nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkante (4) der zweiten Fläche (4) gezahnt ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 521 011, 465 957, 707 643; Maschinenbau - der Betrieb, 9., 1930, S. 742 und 743.