DE1076412B - Messwerkgesteuerter Druckmittelkraftschalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf einen meßwerkgesteuerten Druckmittelkraftschieber für Regler oder Überwachungsgeräte mit gehäusefest angeordneten, parallel zueinander in das Kraftschaltergehäuse ragenden Einlaß- und Auslaßdüsen und einem durch das Meßwerk verkippbaren, unter Federspannung stehenden hebelartigen Verschlußteil, das beide Düsen im Gleichgewichtszustand absperrt und bei Meßwerkausschlägen jeweils die eine Düse unter Abstützung auf der anderen Düse freigibt.

Vor allem ist es das Ziel der Erfindung, die Ausbildung eines derartigen Druckmittelkraftschalters einfacher, billiger und raumsparender zu gestalten. Ferner wind angestrebt, dieEmpfindlichkeit des Kraftschalters im Hinblick darauf zu steigern, daß die von dem Meß werk ausgeübten Steuerkräfte im allgemeinen verhältnismäßig schwach sind.

Die Erfindung besteht darin, daß eine das Verschlußteil des .Kraftschalters verkörpernde Klappe mit einer vom Meßwerk je nach dessen Ausschlagbewegung in der einen oder anderen Richtung drehbaren Steuerwelle durch ein Quergelenk verbunden ist, mittels dessen die Düsenverschlußklappe an ihrem den Düsenmündungen abgewandten Ende um eine im wesentlichen parallel zur Verbindungslinie zwischen den Düsenmündungen verlaufende Achse kippbar gelagert ist.

Das Quergelenk kann beispielsweise nach Art eines mit Querzapfen ausgerüsteten Gelenkes ausgebildet sein, indem die Verschlußklappe an ihrer den Düsenmündungen gegenüberliegenden Seite um eine Klappenachse drehbar gelagert ist, die von einem Lagerbock getragen wird, welcher seinerseits auf der vorzugsweise in der Ebene der Düsenmündungen verlaufenden Steuerwelle befestigt ist.

Gemäß einer besonders einfachen und vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Quergelenk jedoch als gegen die Drehung der Steuerwelle starres, die Kippbewegung der Verschlußklappe aber zulassendes Federgelenk ausgebildet. Zu diesem Zweck kann beispielsweise an Stelle des genannten Querzapfengelenkes mit dem Lagerbock und der Klappenachse eine Torsionsfeder vorgesehen werden, die in der Mitte auf der Steuerwelle befestigt und an beiden Enden mit zwei seitlichen Vorsprüngen der Verschlußklappe verbunden ist. Dieses Torsionsfedergelenk gestattet ebenso wie das Querzapfengelenk bei einem Drehaueschlag der Steuerwelle eine Klappfoewegung der Verschlußklasse derart, daß entweder die Einlaß düse oder die Auslaßdüse geöffnet wird, .wohingegen in der neutralen Stellung beide Düsen von der Klappe geschlossen gehalten werden.

Die Düsenverschlußklappe kann im übrigen zweckmäßig durch eine Feder belastet werden, welche die Meßwerkgesteuerter
Druckmittelkraftschalter

Anmelder:

Samson Apparatebau -Aktien - Gesellschaft, Frankfurt/M., Schielestr. 11-13

Gerhard Klee, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

Klappe auf die Mündungen der Ein- und Auslaßdüsen zu drücken sucht und welche vorzugsweise einstellbar ist.

Die Erfindung ermöglicht eine sehr gedrängte Bauart des Kraftschalters, weil das Quergelenk wenig Raum beansprucht und mit der Verschlußkl'appe und der Steuerwelle praktisch in einer Ebene liegt. Außeras dem sind nur wenige bewegliche Teile und Reibung verursachende Lagerstellen vorhanden, so daß der Kraftschalter bereits auf sehr kleine Verstellkräfte mit großer Empfindlichkeit reagiert. Dies ist von Bedeutung für die praktische Brauchbarkeit des Kraftschalters, weil das Meß werk, ζ. B. eine Steuermembran, ein Manometer- oder Thermometermeßwerk, oft nur relativ kleine Kräfte ausüben kann.

In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Aüsführungsfornien beispielsweise veranschaulicht.

Fig. 1, 2 und 3 «eigen im Längsschnitt nach der Linie I-I der Fig. 3, im Querschnitt nach der Linie H-II der Fig. 3 bzw. im Horizontalschnitt nach der Linie HI-III der Fig. 1 einen Kraftschalter mit Quergelenkkupplung;

Fig. 4 und 5 zeigen im Querschnitt zwei verschie · dene Ausschlagstellungen der Verschlußklappe;

Fig. 6, 7 und 8 zeigen perspektivisch die eine Verschlußetellung, die Gleichgewichtsstellung bzw. die andere Verschlußstellung der Verschlußklappe, und Fig. 9, 10 und 11 schließlich zeigen im Längsschnitt

nach der Linie IX-IX der Fig. 11, im Querschnitt nach der Linie X-X der Fig. 11 bzw. im Horizontalschnitt nach der Linie XI-XI der Fig. 9 einen Kraftschalter mit Federgelenk.

Der Kraftschalter besitzt ein Gehäuse I₁ welches einen Druckraum 2 umschließt, der über einen Stutzen 3 mit dem Driuckbetätigungssystem der zu steuernden Einrichtung in Verbindung steht. Diese kann beispiels-

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weise aus einem von einer Membran oder einem Kolben verstellbaren Regelventil, einem Meßgerät, einer durch ein Federrohr oder einen Kolben betätigten Steuereinrichtung od. dgl. bestehen.

In die Druckkammer 2 ragen zwei gleichgerichtete, mit gewissem Abstand nebeneinander angeordnete Düsen 4 und 5, von denen die Düse 4 als Einlaßdüse und die Düse 5 als Auslaßdüse dient, oder umgekehrt. Die Mündungen 6 und 7 der Einlaß- bzw. Auslaßdüsen 4, 5 können von der bzw. den Verschlußflächen 8 einer im Druckraum 2 gelagerten Verschlußklappe 9 entweder einzeln oder gemeinsam verschlossen werden. Die Verschlußklappe 9 ist an ihrer den Verschlußflächen 8 gegenüberliegenden Seite über eine Gelenkkupplung mit einer Steuerwelle 10 verbunden, die in einem in der seitlichen Gehäusewand angeordneten Lager 11 drehbar gelagert ist. Ein Dichtungsorgan, z. B. ein zum Teil über die Steuerwelle 10 und zum Teil über die Lagerhülse 11 gezogener Gummischlauch 12., sorgt für eine druckdichte Durchführung der Steuerwelle 10 nach außen. Auf dem nach außen ragenden Ende der Steuerwelle 10 ist ein Hebelarm 13 befestigt, an welchem die Verstellkraft eines beliebigen Meßwerks angreift.

Auf die Verschlußklappe 9 wirkt eine Belastungsfeder 14, die 2. B. von außen mittels einer Schraube 15 einstellbar ist. Die Feder 14 sucht die Verschlußklappe 9 mit ihren Verschlußflächen 8 auf die Mündungen 6 bzw. 7 der Ein- und Auslaß düsen 4 und 5 zu drücken. Die Verschlußfläche bzw. -flächen 8 können mit einem weichen, vorzugsweise elastischen Dichtungsmaterial, wie z. B. Gummi, belegt sein.

Beii der in Fig. 1 bis 8 veranschaulichten Ausführungsformen der Erfindung ist das Kupplungsgelenk nach Art eines Querzapfengelenkes ausgebildet. Die Verschlußklappe 9 ist hierbei um eine Klappenachse 16 drehbar gelagert, die von einem Lagerbock 17 getragen wird. Die Klappenachse 16 verläuft parallel zu den Düsenmündungen 6, 7 in der gleichen Horizontalebene wie diese. Der U-förmige Lagerbock 17 ist in der Mitte an dem inneren Ende der Steuerwelle 10 befestigt, welche senkrecht zu der Klappenachse 16 in derselben Horizontalebene verläuft, in der die Düsenmündungen 6,7 und die Klappenachse in ihrer neutralen Stellung liegen. In dieser neutralen oder Gleichgewichtsstellung des Kraftschaltersystems nimmt die Verschlußklappe 9 die in Fig. 2 und 7 dargestellte Lage ein, in der sie unter der, Wirkung der Belastungsfeder 14 auf die Düsenmündungen 6,7 gedrückt wird, so daß sowohl die Einlaß düse 4 als auch die Auslaßdüse 5 geschlossen ist. In dieser Stellung kann in den Druckraum 2 und damit in das angeschlossene Drucksystem das Druckmittel, z. B. Preßluft, weder ein- noch aus demselben austreten. Infolgedessen findet keine Verstellung des angeschlossenen Stellgliedes oder Meßgerätes statt.

Wird die Steuerwelle 10 von dem Meßwerk über den Hebelarm 13 in der einen oder anderen Richtung gedreht, so nimmt der an der SteuerwellelO befestigte Lagerbock 17 über die Klappenachse 16 die Verschlußklappe 9 mit. Diese kann der Drehbewegung aber nur folgen, indem sie um die Achse 16 eine Klappbewegung ausführt, wobei sich ihre Verschlußfläche 8 entweder gemäß Fig. 4 und 7 auf der Auslaß düse 5 abstützt und die Einlaß düse 4 freigibt oder sich gemaß Fig. 5 und 8 auf der Einlaßdüse4 abstützt und die Auslaßdüse 5 öffnet. Im ersten Fall strömt Druckmittel durch die Einlaßdüse 4 in den Druckraum 2 ein und erhöht den Druck in dem System, im letzten Fall strömt Druckmittel durch die Auslaßdüse 5 aus dem Druckraum aus, wodurch der Druck in dem System absinkt. Die andere Düse, auf der sich die Verschlußklappe 9 abstützt, bleibt hierbei vollständig oder nahezu vollständig geschlossen.

Bei Anwendung einer flachen Dichtungsfläche, welche wegen ihrer geringeren Toleranzempfindlichkeit praktisch vorzuziehen ist, tritt eine geringfügige teilweise Freigabe der abstützenden Düsenmündung ein, wenn die andere Düse voll geöffnet wird, weil die Dichtungsfläche 8 der Verschlußklappe 9 dann auf der Außenkante der Düsenmündung aufliegt. Die Wirkungsweise des Kraftschalters wird dadurch aber praktisch nicht beeinträchtigt. Um einen vollkommen dichten Abschluß zu erzielen, könnten z. B. kleine Kugeln als Dichtungsflächen verwendet werden.

Gemäß der vorzugsweise zur Anwendung gelangenden, in Fig. 9 bis 11 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung wird zwischen der Verschlußklappe 9 und der Steuerwelle 10 ein Federgelenk eingeschaltet. Hierbei ist beispielsweise eine Torsionsfeder 18 an Stelle des obenerwähnten Lagerbockes 17 in ihrer Mitte an der Steuerwelle 10 befestigt. Die beiden Enden der Torsionsfeder 18 sind an zwei seitlichen Vorsprüngen 19 der Verschlußklappe 9 befestigt. Diese Torsionsfeder 18 besteht zweckmäßig aus einer flachen Bandfeder, die so steif ist, daß bei einer Drehung der Steuerwelle 10 keine Durchbiegung eintritt, sondern nur die Mittelzone der Feder gegen die Enden etwas verdreht wird. Im übrigen wirkt die Torsionsfeder 18 ebenso als Quergelenk wie das vorstehend beschriebene, so daß sich eine nochmalige Erläuterung der Funktion erübrigt.

Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern sie umfaßt alle Varianten im Rahmen des wesentlichen Erfindungsgedankens. Beispielsweise kann die Verschlußklappe eine andere Form besitzen, die Belastungsfeder kann an anderer Stelle angreifen, und dieGelemcverbiiidung kann durch äquivalente Mittel bewirkt werden.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Meßwerkgesteuerter Druckmittelkraftschalter für Regler oder Überwachungsgeräte mit gehäusefest angeordneten, parallel zueinander in das Kraftschaltergehäuse ragenden Einlaß- und Auslaßdüsen und einem durch das Meßwerk verkippbaren, unter Federspannung stehenden hebelartigen Verschlußteil, das beide Düsen im Gleichgewichtszustand absperrt und bei Meßwerkausschlägen jeweils die eine unter Abstützen auf der anderen freigibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Verschliußteil verkörpernde Klappe (9) mit einer vom Meß werk je nach dessen Ausschlagbewegung in der einen oder anderen Richtung drehbaren Steuerweite (10) durch ein Quergelenk verbunden ist, mittels dessen die Düsenverschlußklappe an ihrem den Düsenmündungen (6,7) abgewandten Ende um eine im wesentlichen parallel zur Verbindungslinie zwischen den Düsenmündungen verlaufende Achse (16) kippbar gelagert ist.

2. Druckmittelkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß idas Quergelenk als gegen die Drehung der Steuerwelle (10) starres, die Kippbewegung der Verschlußklappe (9) zulassendes Federgelenk (18) ausgebildet ist.

3. Druckmittelkraftschalter nach Anspruch 2, dadurch- gekennzeichnet, daß zwei seitliche Vorsprünge (19) der Verschlußklappe (9) mit den

beiden Enden einer Torsionsfeder (18) verbunden sind, die in der Mitte auf der Steuerwelle (10) befestigt ist.

4. Druckmittelkraftschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenverschlußklappe (9) durch eine vorzugsweise einstellbare Feder (14) belastet ist.

5. Druokmittelkraftschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwelle (10) druckdicht, z. B. mit Hilfe eines teils über die Welle (10) und teils über eine Lagerhülse (11) gezogenen Gummischlauches (12) durch die Gehäusewandung (1) nach außen geführt und mit einem vom Meßwerk betätigten Hebelarm (13) versehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Feller, Instrument and Control Manual for operating engineers, New York und London (McGraw Hill), 1947, S. 214, Fig. 9, 26.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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