[go: up one dir, main page]

DE102006006585B3 - Wandler eines elektrischen Eingangssignals in ein pneumatisches Ausgangssignal - Google Patents

Wandler eines elektrischen Eingangssignals in ein pneumatisches Ausgangssignal Download PDF

Info

Publication number
DE102006006585B3
DE102006006585B3 DE200610006585 DE102006006585A DE102006006585B3 DE 102006006585 B3 DE102006006585 B3 DE 102006006585B3 DE 200610006585 DE200610006585 DE 200610006585 DE 102006006585 A DE102006006585 A DE 102006006585A DE 102006006585 B3 DE102006006585 B3 DE 102006006585B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pneumatic
converter
actuator
transducer according
actuators
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE200610006585
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Kolbenschlag
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samson AG
Original Assignee
Samson AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samson AG filed Critical Samson AG
Priority to DE200610006585 priority Critical patent/DE102006006585B3/de
Priority to US11/668,192 priority patent/US7802585B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102006006585B3 publication Critical patent/DE102006006585B3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Active legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B5/00Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities
    • F15B5/006Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities with electrical means, e.g. electropneumatic transducer
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/02Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member
    • F15B15/06Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement
    • F15B15/065Mechanical layout characterised by the means for converting the movement of the fluid-actuated element into movement of the finally-operated member for mechanically converting rectilinear movement into non- rectilinear movement the motor being of the rack-and-pinion type
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/2278Pressure modulating relays or followers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/2278Pressure modulating relays or followers
    • Y10T137/2322Jet control type

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)

Abstract

Bei einem Wandler eines elektrischen Eingangssignals in ein pneumatisches Ausgangssignal, insbesondere I/P-Wandler, für einen pneumatischen Stellantrieb, umfassend einen an eine Druckquelle insbesondere konstanten Drucks angeschlossenen Druckeingang und einen Mechanismus zum Einstellen des pneumatischen Ausgangssignals anhand des elektrischen Eingangssignals, welches Ausgangssignal mindestens einem pneumatischen Verstärker zuzuführen ist, ist vorgesehen, dass der Mechanismus dazu ausgelegt ist, zwei separate pneumatische Ausgangssignale zu erzeugen, die in Abhängigkeit von dem Eingangssignal zueinander reziprok sind, und am Wandler für die zwei Ausgangssignale jeweils ein Ausgang zum getrennten Anschließen an einen oder an jeweils einen pneumatischen Verstärker vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wandler eines elektrischen Eingangssignals in ein pneumatisches Ausgangssignal, insbesondere einen I/P-Wandler, für einen pneumatischen Stellantrieb entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Zum Betreiben eines pneumatischen Stellantriebs ist es bekannt, in einer so genannten Vorstufe, die üblicherweise durch einen I/P-Wandler gebildet ist, ein Steuerdrucksignal zu erzeugen, das verstärkt durch einen pneumatischen Verstärker in eine Arbeitskammer des pneumatischen Stellantriebs gelangt, die sich entsprechend weitet oder zusammenzieht. Eine bewegliche Arbeitskammerwand ist mit einer Hubstange oder einer Schwenkwelle verbunden, durch die ein Stellorgan, wie ein Sicherheitsventil, entsprechend der Bewegung der Arbeitskammerwand gestellt wird. Derartige pneumatische Antriebe werden beispielsweise in Prozeßleitsysteme chemischer Industrie eingesetzt.
  • Der I/P-Wandler empfängt üblicherweise von einem Stellungsregler ein elektrisches Steuersignal. Der I/P-Wandler hat ein Düsen-Prallplatten-Aufbau, der das elektrische Steuerungssignal in ein pneumatisches Vorsteuersignal von beispielsweise 0,2 bis 1 bar umwandelt, das durch den pneumatischen Verstärker in einen dem pneumatischen Stellantrieb zuzuführenden Hauptsteuerdruck von 1 bis 6 bar verstärkt wird.
  • Neben einfach-wirkenden, pneumatischen Antrieben, die durch eine einzige pneumatische Arbeitskammer definiert sind, die von einer durch eine Gegenfeder vorgespannten Membran begrenzt ist, sind auch so genannte doppelt-wirkende pneumatische Antriebe bekannt, die durch zwei gegeneinander ausgerichtete, durch eine Wand getrennte Arbeitskammern definiert sind.
  • Zum Ansteuern der pneumatischen Arbeitskammern wird das elektrische Steuersignal in dem I/P-Wandler in ein Vorsteuerdrucksignal umgewandelt, das sowohl in einen ersten pneumatischen Verstärker als auch in einen zweiten pneumatischen Verstärker eingespeist wird. Der zweite pneumatische Verstärker dient als Umkehrverstärker. Da der eine pneumatische Verstärker mit einer pneumatischen Kammer und der pneumatische Umkehrverstärker mit der anderen pneumatischen Kammer des doppelt-wirkenden pneumatischen Antriebs verbunden ist, kommt es zu der gewünschten, reziproken Luftdruckbeaufschlagung der Arbeitskammern.
  • Nachteilig an der Ansteuerung des doppelt-wirkenden Antriebs ist es, daß die Kennlinien des pneumatischen Verstärkers und des pneumatischen Umkehrverstärkers nicht unabhängig voneinander einstellbar sind. Eine Möglichkeit einer unabhängigen Kennlinieneinstellung bei einem doppelt-wirkenden pneumatischen Antrieb besteht darin, zwei separat ansteuerbare I/P-Wandler einzusetzen, was allerdings einer erhöhten elektrischen Stromversorgung bedarf, die zumeist aufgrund der sicherheitsrelevanten Zündschutz-Auslegung von pneumatischen Stellantrieben nicht bereitstellbar ist.
  • DE 195 02 212 C1 offenbart einen elektropneumatischen Umformer mit einer Belüftungseinheit zum Belüften eines pneumatischen Antriebs und einer Entlüftungseinheit zum Entlüften des pneumatischen Antriebs. Die Belüftungseinheit und Entlüftungseinheit umfassen jeweils eine Düsen-Prallplatten-Anordnung. Aus DE 44 35 108 C2 ist ein elektropneumatischer Wandler zur Stellungsregelung bekannt, der eine elektrisch ansteuerbare elektropneumatische Vorstufe aufweist. DE 32 05 576 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Umformen von elektrischen Signalen in pneumatische Signale mit Hilfe einer Düsen-Prallplatten-Anordnung.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden, insbesondere einen I/P-Wandler bereitzustellen, mit dem die Ansteuerbarkeit der pneumatischen Arbeitskammer insbesondere eines doppelwirkenden pneumatischen Stellantriebs verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
  • Danach ist eine pneumatische Vorstufe, nämlich ein Wandler, insbesondere ein I/P-Wandler, für einen pneumatischen Stellantrieb vorgesehen, welcher Wandler an eine Druckquelle insbesondere konstanten Drucks angeschlossen ist und einen Mechanismus zum Einstellen des pneumatischen Ausgangssignals anhand eines, vorzugsweise zweier elektrischer Eingangssignale umfaßt. Dieses Ausgangssignal des Wandlers wird einer pneumatischen Hauptstufe, nämlich einem pneumatischen Verstärker zugeführt, bevor es der Arbeitskammer des Stellantriebs zugeführt wird. Erfindungsgemäß ist der Mechanismus des Wandlers dazu ausgelegt, zwei separate pneumatische Ausgangssignale zu erzeugen, die in Abhängigkeit von einem, vorzugsweise zwei getrennten Eingangssignalen, zueinander reziprok sind. Dies bedeutet, daß der eine Ausgangssignaldruck abnimmt, wenn der zweite, separate Ausgangssignaldruck zunimmt. Welche Ausgangsdrücke in dem Wandler erzeugt werden, hängt von dem in den Wandler eingespeisten elektrischen Eingangssignal, insbesondere von den beiden Eingangssignalen ab. Die Ausgangsdrücke werden jeweils an zwei separaten Ausgängen des Wandlers zur Verfügung gestellt, die entweder an einen einzigen oder jeweils an einem pneumatischen Verstärker anschließbar sind.
  • Mit der erfindungsgemäßen Bereitstellung eines pneumatischen Ausgangssignals, bereits in der pneumatischen Vorstufe, ist es möglich, die Kennlinie des Wandlers, insbesondere dessen Ausgangsdrücke, zu verändern, indem das Reziprokverhältnis zwischen den pneumatischen Ausgangssignalen eingestellt wird. Besonders geeignet ist der erfindungsgemäße Wandler bei den so genannten doppelt-wirkenden pneumatischen Antrieben mit zwei Arbeitskammern, die mit unterschiedlichen, insbesondere reziproken Arbeitsdrücken zu versorgen sind.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfaßt der Mechanismus zwei separate, mit der Druckquelle, insbesondere mit dem Druckeingang, verbundene Pneumatikinnenleitungen, die mit dem jeweiligen Ausgang verbunden sind. Zudem sind zwei Stellglieder den jeweiligen Pneumatikinnenleitungen zugeordnet, damit der pneumatische Druck am Ausgang der jeweiligen Pneumatikleitung veränderbar ist. Dabei sind die Stellglieder dazu ausgelegt, gegensinnig zu stellen. Die Stellglieder können beispielsweise derart ausgeführt sein, daß der Querschnitt der jeweiligen Pneumatikleitung entsprechend gegensinnig geändert wird, je nachdem mit welchem elektrischen Eingangssignal das Stellglied gesteuert wird.
  • Vorzugsweise wird wenigstens ein Stellglied, insbesondere beide Stellglieder jeweils, durch ein elektrische Eingangssignal gesteuert.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung weist der Mechanismus eine Düsen-Prallplatten-Anordnung mit zwei Düsen auf, die jeweils mit dem Druckeingang verbunden sind und das Ende einer Abzweigungsleitung von den Pneumatikinnenleitungen bilden. Dabei wird die Prallplatte derart zu den Düsen gestellt, daß sie reziprok geöffnet und geschlossen werden sowie Zwischenstellungen einnehmen können. Die jeweiligen Stellglieder sind dazu ausgelegt, das reziproke Öffnen und Schließen und damit das Verändern der Kaskadendrücke an den Düsen zu realisieren. Hierzu kann das jeweilige Stellglied auf die Prallplatte oder auf die jeweils den Düsen zugeordneten Einzelprallplatten einwirken.
  • Um die Kaskadendruckänderung an den Düsen jeweils kalibrierend einstellen zu können, kann jeder Düse eine Drossel vorgeschaltet sein. Die Drossel kann eine Einstelldrossel sein.
  • Bei der bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Prallplatte der Düsen-Prallplatten-Anordnung aus einem Teil gebildet und beiden Düsen zugewandt. Um das reziproke Verhal ten des Wandlers an dessen pneumatischen Ausgängen zu erreichen, kann die Prallplatte der Düsen-Prallplatten-Anordnung wippenartig gelagert sein, und dabei kann jeder Wippenarm der Prallplatte einer Düse zugeordnet sein. Vorzugsweise greift jeweils ein Stellglied an einem Wippenarm zum Stellen der Prallplatte relativ zu der entsprechenden Düse an.
  • Bei einer Ausführung der Erfindung umfaßt wenigstens ein Stellglied, vorzugsweise beide Stellglieder, einen elektromagnetischen Antrieb. Dabei kann/können das elektrische Eingangssignal, vorzugsweise zwei separate den beiden Stellgliedern zuzuführende Eingangssignale derart genutzt werden, daß der/die elektromagnetische/n Antrieb/e sowohl gesteuert als auch energetisch versorgt wird/werden.
  • Vorzugsweise ist die wippenartige Lagerung der Prallplatte derart eingestellt, daß bei stromlosen elektromagnetischen Antrieben die Kaskadendrücke an den Düsen im Wesentlichen gleich groß sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß im ausgeregelten Zustand des pneumatischen Antriebs, also wenn keine Veränderung der Position des von dem pneumatischen Stellantrieb zu bewegenden Stellorgans notwendig ist, in dem Wandler kein elektrischer Strom fließen muß und somit keine elektrische Leistung durch den Wandler verbraucht wird. Dieser Vorteil ist insbesondere bei hochsicherheitsrelevanten pneumatischen Antrieben von großer Bedeutung, bei denen besondere Zündschutzmaßnahmen zu treffen sind.
  • Bei einer Ausführung der Erfindung ist eines der Stellglieder durch eine Druck- oder Zugfeder und das andere Stellglied durch einen elektromagnetischen Antrieb realisiert. Dabei kann die Zug- oder Druckfeder derart auf die wippenartig gelagerte Prallplatte wirken, daß bei einem stromlosen Antrieb eine Düse geschlossen und die andere Düse vollständig offen ist. Bei dieser Ausführung ist nur ein elektromagnetischer Antrieb notwendig. Die Zug- oder Druckfeder greift an einer Seite des Wippzentrums an, während der elektromagnetische Antrieb auf der anderen Seite wirkt.
  • Bei dieser Ausführung ist nur ein elektromagnetischer Antrieb notwendig. Die Zug- oder Druckfeder greift an einer Seite des Wippzentrums an, während der elektromagnetische Antrieb auf der anderen Seite wirkt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Wandler als strukturelle Einheit realisiert, die als Vorstufe bei einem pneumatischen Antriebssystem eingesetzt wird. Dabei kann der Mechanismus in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht sein. Darin können beispielsweise die pneumatischen Innenleitungen, die Stellglieder, die Düsen-Prallplatten-Anordnung, etc. untergebracht sein. Der pneumatische Verstärker, die Hauptstufe, soll abseits des Gehäuses liegen.
  • Des weiteren betrifft die Erfindung einen pneumatischen Antrieb mit zwei voneinander getrennten pneumatischen Arbeitskammern, jeweils einem pneumatischen Verstärker, der an die jeweilige pneumatische Arbeitskammer angeschlossen ist und ein erfindungsgemäßen Wandler, dessen pneumatische Ausgänge mit dem jeweiligen pneumatischen Verstärker verbunden sind.
  • Weitere Einzelheiten und Eigenschaften werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:
  • 1 eine Prinzipskizze eines pneumatischen Antriebssystems mit einem erfindungsgemäßen I/P-Wandler, zwei pneumatischen Verstärkern und einem pneumatischen Antrieb;
  • 2a eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Wandlers gemäß 1
  • 2b eine graphische Darstellung der Kennlinienverläufe der pneumatischen Ausgangssignale des erfindungsgemäßen Wandlers gemäß 2a;
  • 3a eine Prinzipskizze einer alternativen Ausführung eines erfindungsgemäßen I/P-Wandlers; und
  • 3b eine graphische Darstellung der Kennlinienverläufe der pneumatischen Ausgangssignale des I/P-Wandlers gemäß 3a.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßes pneumatisches Antriebssystem mit der Bezugsziffer 1 versehen. Das pneumatische Antriebssystem 1 umfaßt einen pneumatischen Stellantrieb 3, der hier als Schwenkantrieb mit einer Stellwelle 5 ausgeführt ist. Der pneumatische Stellantrieb 3 umfaßt zwei Arbeitskammern 7 und 9, die jeweils einen (11) oder zwei (13, 15) Lufteinlässe haben.
  • Zum Betreiben des pneumatischen Stellantriebs 3 werden die Arbeitskammern 7 und 9 mehr oder weniger stark mit Luftdruck beaufschlagt. Nimmt der Innendruck in der Arbeitskammer 9 zu, wobei entsprechend der Arbeitsdruck in den Arbeitskammern 7 reziprok abnimmt, verlagern sich die Trennwände 17, 19 nach außen, wodurch der Stellwelle 5 Antriebsdrehmomente mitgeteilt werden. Ein mit der Stellwelle 5 verbundenes Ventil (nicht dargestellt), das in einer chemischen Prozeßanlage integriert sein kann, wird entsprechend gestellt.
  • Die Einlässe 11 und 13, 15 sind jeweils mit einem pneumatischen Verstärker 21, 23 verbunden, die beide demselben erfindungsgemäßen I/P-Wandler 25 vorgeschaltet sind.
  • Der I/P-Wandler 25 hat einen pneumatischen Eingang 27, der an eine nicht dargestellte Druckquelle konstanten Versorgungsdrucks PV (beispielsweise 1 bar) angeschlossen ist.
  • In dem Wandler 25 verzweigt sich eine pneumatische Eingangsleitung 29 in zwei Pneumatikleitungen 31, 33. Die Pneumatikleitungen 31, 33 sind jeweils über eine pneumatische Anschlußleitung 35, 37 an die pneumatischen Verstärker 23, 21 angeschlossen.
  • Die in 2a nicht dargestellten Pneumatikleitungen 31, 33 münden auch in jeweilige Abzweigungsleitungen 32, 34, die jeweils in einer Auslaßdüse 39, 41 enden. Die Auslaßdüsen 39, 41 liegen einer Prallplatte 43 gegenüber, die an einer Auflage 45 in der Art einer Wippe gela gert ist. Die Prallplatte 43 umfaßt gleich lange Wippenarme 47, 49, wobei der Wippenarm 47 der Auslaßdüse 41 und der Wippenarm 49 der Auslaßdüse 39 zugeordnet sind. Die an den Auslaßdüsen 39, 41 austretenden Luftströmungen teilen der Prallplatte 43 Drehmomente um die Auflage 45 mit.
  • Auf der den Auslaßdüsen 39, 41 abgewandten Seite der Prallplatte 43 sind bei dem in 1 und 2a gezeigten I/P-Wandler 25 zwei elektromagnetische Antriebe 51, 53 mit einer Metallkern-Spulen-Anordnung den jeweiligen Düsen 39, 41 gegenüberliegend positioniert. Die elektromagnetischen Antriebe 51, 53 werden mit zwei elektrischen Eingangssignalen i1 und i2 gesteuert und energetisch versorgt. Die elektromagnetischen Antriebe 51, 53 erzeugen ein Magnetfeld, das auf die magnetische Prallplatte 43 entsprechend stellend einwirkt.
  • In einem ausgeregelten Betriebszustand des pneumatischen Stellantriebs 3 sind die elektrischen Eingangssignale i1, i2 null, so daß in den Arbeitskammern 7 und 9 ein Druckgleichgewicht herrscht. Es wird keine Stellbewegung auf die Stellwelle 5 und somit auf das nicht dargestellte, durch den pneumatischen Stellantrieb 3 zu betreibende Ventil übertragen.
  • Erfindungsgemäß verhalten sich die elektromagnetischen Antriebe 51, 53 gegensinnig, d. h. wird der Erregerstrom i1 verändert, bleibt der andere Erregerstrom i2 gleich Null. Dementsprechend wird die wippenartig gelagerte Prallplatte 43 bei stärkerem Erregerstrom i1 hin zum elektromagnetischen Antrieb 51 gezogen, wodurch die Auslaßdüse 41 einen größeren Luftströmungsablaß zuläßt als die Auslaßdüse 39, die aufgrund der sich angenäherten Prallplatte 43 stärker geschlossen ist. Auf diese Weise empfängt der pneumatische Verstärker 21 über die Anschlußleitung 37 ein schwächeres pneumatisches Ausgangssignal P1 als der pneumatische Verstärker 23 (P2) über die Anschlußleitung 35, so daß die Arbeitskammer 9 des pneumatischen Stellantriebs 3 einen kleineren Innendruck als die Arbeitskammer 7 aufweist und die Trennwände 17, 19 nach innen verschoben werden, wodurch die Stellwelle 5 im Uhrzeigersinn angetrieben wird.
  • Je nach Wertigkeit der Erregerströme i1 und i2 wird die wippenartig gelagerte Prallplatte sich der jeweiligen Düse 39, 41 nähern und entfernen und somit den Arbeitsdruck innerhalb der Arbeitskammern 7, 9 ändern.
  • Ein beispielhafter Kennlinienverlauf der pneumatischen Ausgangsdrücke P1 und P2 relativ zu dem Versorgungsdruck PV ist in 2b entsprechend der Wandlerausführung gemäß 2a dargestellt. Die Kennlinie des pneumatischen Ausgangs P1 ist mittels durchgezogener Linie dargestellt, wobei die Kennlinie des Ausgangsdrucks P2 strichliert ist. In 2b ist gut das reziproke Verhalten des Ausgangsdrücke P1 und P2 ersichtlich. Die jeweiligen Ausgangsdrücke P1, P2 entsprechen dann dem Versorgungsdruck PV, wenn der jeweils andere Erregerstrom gleich null ist. Sollten die Erregerströme gleich oder vorzugsweise beide Null sein, herrschen in den pneumatischen Anschlußleitungen 35, 37 gleiche Drücke. Diese können etwa der Hälfte oder einem Teil des Versorgungsdrucks PV entsprechen.
  • In 3a ist ein alternativer I/P-Wandler dargestellt, wobei für identische und ähnliche Bauteile die gleichen Bezugszeichen wie in den 1 und 2a herangezogen werden, die um 100 erhöht sind.
  • Der I/P-Wandler 125 gemäß 3 unterscheidet sich von dem Wandler 25 gemäß 1 und 2a darin, daß anstatt zwei elektromagnetischer Antriebe (51, 53) nur ein elektromagnetischer Antrieb 151 und eine Feder 161 vorgesehen sind. Der elektromagnetische Antrieb 151 ist der Auslaßdüse 141 zugeordnet, wobei die Feder 161 an dem Wippenarm 149 angreift und somit der Auslaßdüse 139 zugeordnet ist.
  • Dabei ist die Feder 161 derart auf Zug vorgespannt, daß bei Schaltung des elektromagnetischen Antriebs 151 auf stromlos, die Düse 139 vollständig geöffnet ist, so daß der Ausgangsdruck P1 im Wesentlichen dem Versorgungsdruck PV, was in dem Kennlinienverlauf gemäß 3b ersichtlich ist, in der die Kennlinienverläufe für den Ausgangsdruck P1 und P2 im Hin blick auf die alternative Ausführung des in 3a dargestellten I/P-Wandlers 125 gezeigt sind.
  • Auch hier ist deutlich das reziproke Verhalten des Ausgangsdrücke P1 und P2 ersichtlich. Bei dieser Ausführung des Wandlers 125 ist nur ein Erregerstrom i1 notwendig.
  • In beiden oben genannten Ausführungen ist jeweils eine Drossel 163, 165 der jeweiligen Auslaßdüsen 39, 41, 139, 141 vor der Abzweigung zur Anschlußleitung 35, 37 angeordnet. Mit den Drosseln 163, 165 ist es möglich, eine Justierung, Kalibrierung oder dergleichen der Auslaßdüsen 39, 41, 139, 141, der elektromagnetischen Antriebe 51, 53, 153, und/oder der Zugfeder 161 durchzuführen.
  • Im Hinblick auf den strukturellen Aufbau der beiden erfindungsgemäßen Ausführungen erkennt der Fachmann, daß der Wandler 25, 125 für einen modularen Aufbau geeignet ist, um unterschiedliche, individuelle Kennlinien für die Ausgangsdrücke P1 und P2 zu erreichen. Dies kann von Nutzen bei der Ansteuerung des pneumatischen Stellantriebs 3 sein.
  • Der Wandler 25, 125 umfaßt ein Gehäuse 71, in dem sämtliche Komponenten, wie Prallplatte, Auslaßdüsen, elektromagnetische Antriebe, etc. untergebracht sind. Die pneumatischen Verstärker 21, 23 liegen außerhalb des Gehäuses 71.
  • 1
    pneumatisches Antriebssystem
    3
    pneumatischer Stellantrieb
    5
    Schwenkwelle, Stellwelle
    7, 9
    Arbeitskammer
    11, 13, 15
    Einlaß
    17, 19
    Trennwand
    21, 23
    pneumatischer Verstärker
    25, 125
    I/P-Wandler
    27, 127
    pneumatischer Eingang
    29, 129
    pneumatische Eingangsleitung
    31, 131, 33, 133
    Pneumatikleitung
    32, 34
    Abzweigungsleitung
    35, 37
    Anschlußleitung
    39, 139, 41, 141
    Auslaßdüse
    43, 143
    Prallplatte
    45, 145
    Auflage
    47, 147, 49, 149
    Wippenarm
    51, 53, 151
    elektromagnetischer Antrieb
    161,
    Feder
    63, 65, 163, 165
    Drossel
    i1, i2
    elektrisches Eingangssignal, Erregerstrom
    P1, P2
    pneumatischer Ausgangsdruck
    PV
    Versorgungsdruck

Claims (12)

  1. Wandler eines elektrischen Eingangsignals (i1, i2) in ein pneumatisches Ausgangssignal, insbesondere I/P-Wandler (25, 125), für einen pneumatischen Stellantrieb (3), umfassend einen an eine Druckquelle insbesondere konstanten Drucks angeschlossenen pneumatischen Eingang (27, 127) und einen Mechanismus zum Einstellen des pneumatischen Ausgangssignals anhand des elektrischen Eingangsignals (i1, i2), wo bei das Ausgangssignal mindestens einem pneumatischen Verstärker (21, 23) zuzuführen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus dazu ausgelegt ist, zwei separate pneumatische Ausgangssignale zu erzeugen, die in Abhängigkeit von dem Eingangssignal (i1, i2) zueinander reziprok sind, und am Wandler für die zwei Ausgangssignale jeweils ein Ausgang zum getrennten Anschließen an einen oder an jeweils einen pneumatischen Verstärker (21, 23) vorgesehen ist.
  2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus zwei separate, mit der Druckquelle, insbesondere mit dem Druckeingang, verbundene Pneumatikleitungen (31, 33, 131, 133), die mit dem jeweiligen Ausgang verbunden sind, und zwei Stellglieder (51, 53, 153, 161) zum Einstellen des pneumatischen Drucks am Ausgang der jeweiligen Pneumatikleitung (31, 33, 131, 133) aufweist, wobei die Stellglieder (51, 53, 153, 161) ein gegenläufiges Stellverhalten aufweisen.
  3. Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Stellglied (51, 53, 153, 161), vorzugsweise beide Stellglieder (51, 53), durch das elektrische Eingangssignal gesteuert ist/sind.
  4. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus eine Düsen-Prallplatten-Anordnung mit zwei Auslaßdüsen (39, 139; 41, 141) aufweist, die mit dem pneumatischen Eingang (27, 127) verbunden sind, wobei insbesondere durch jeweils ein Stellglied (51, 53, 153, 161) der Kaskadendruck an den Auslaßdüsen (39, 139; 41, 141) veränderbar ist.
  5. Wandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Auslaßdüse (39, 139; 41, 141) eine insbesondere einstellbare Drossel (63, 65, 163, 165) vorgeschaltet ist.
  6. Wandler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Prallplatte (43, 143) der Düsen-Prallplatten-Anordnung wippenartig gelagert ist und jeder Wippenarm (47, 49, 147, 149) der Prallplatte (43, 143) einer Auslaßdüse (39, 139; 41, 141) zugeordnet ist, wobei insbesondere jeweils ein Stellglied (51, 53, 153, 161) an einem Wippenarm (47, 49, 147, 149) zum Stellen der Prallplatte (43, 143) angreift.
  7. Wandler nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Stellglied (51, 53, 153, 161), vorzugsweise beide Stellglieder, einen elektromagnetischen Antrieb umfaßt/umfassen, der/die durch das elektrische Eingangssignal gesteuert und energetisch versorgt ist/sind.
  8. Wandler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die wippenartige Lagerung der Prallplatte (43, 143) derart eingestellt ist, daß bei stromlosen elektromagnetischen Antrieben die Kaskadendrücke an den Auslaßdüsen (39, 139; 41, 141) im wesentlichen gleich groß sind.
  9. Wandler nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Stellglieder (153) durch eine Druck- oder Zugfeder (161) und das andere Stellglied durch einen elektromagnetischen Antrieb (151) realisiert sind.
  10. Wandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zug- oder Druckfeder (161) derart auf die wippenartig gelagerte Prallplatte (143) einwirkt, daß bei einem stromlosen Antrieb eine Auslaßdüse (139, 141) geschlossen und die andere Auslaßdüse (141, 139) offen sind.
  11. Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mechanismus umfassend die pneumatischen Leitungen, die Stellglieder (51, 53; 151 153), die Düsen-Prallplatten-Anordnung in einem geschlossen Gehäuse (71) unterge bracht ist, wobei insbesondere der pneumatische Verstärker (21, 23) außerhalb des Gehäuses (71) liegt.
  12. Pneumatischer Antrieb mit zwei von einander getrennten pneumatischen Arbeitskammern, jeweils einem pneumatischen Verstärker, der an die jeweilige pneumatische Arbeitskammer angeschlossen ist, und einem nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildeten Wandler, dessen pneumatische Ausgänge mit dem jeweiligen pneumatischen Verstärker verbunden sind.
DE200610006585 2006-02-13 2006-02-13 Wandler eines elektrischen Eingangssignals in ein pneumatisches Ausgangssignal Active DE102006006585B3 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610006585 DE102006006585B3 (de) 2006-02-13 2006-02-13 Wandler eines elektrischen Eingangssignals in ein pneumatisches Ausgangssignal
US11/668,192 US7802585B2 (en) 2006-02-13 2007-01-29 Transducer of an electrical input signal into pneumatic output signals

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610006585 DE102006006585B3 (de) 2006-02-13 2006-02-13 Wandler eines elektrischen Eingangssignals in ein pneumatisches Ausgangssignal

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006006585B3 true DE102006006585B3 (de) 2007-10-18

Family

ID=38367097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610006585 Active DE102006006585B3 (de) 2006-02-13 2006-02-13 Wandler eines elektrischen Eingangssignals in ein pneumatisches Ausgangssignal

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7802585B2 (de)
DE (1) DE102006006585B3 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008007651B3 (de) * 2008-02-06 2009-09-24 Samson Aktiengesellschaft Stellungsregler für doppeltwirkenden, pneumatischen Stellantrieb, doppeltwirkender, pneumatischer Stellantrieb und Verfahren zum Betreiben des doppeltwirkenden, pneumatischen Stellantriebs
DE102011011826A1 (de) 2010-04-13 2011-12-15 Abb Technology Ag Vorrichtung und Verfahren zum Regeln eines Drucks in einer Druckkammer sowie Vorrichtung zur Ansteuerung eines Stellorgans
DE102016125643B3 (de) 2016-12-23 2018-06-14 Samson Aktiengesellschaft Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren für ein elektropneumatisches Feldgerät

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008053844B4 (de) * 2008-10-30 2010-09-30 Samson Ag Elektro-pneumatisches System, Anordnung und Verfahren zum Steuern eines doppelt wirkenden pneumatischen Stellantriebs
DE102009033214B4 (de) * 2009-07-15 2012-04-19 Abb Technology Ag Verfahren zur Erkennung von pneumatischen Antrieben
RU2516749C1 (ru) * 2013-03-01 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Способ преобразования электрического сигнала в пневматический
USD1088689S1 (en) 2020-09-22 2025-08-19 Nexgrill Industries, Inc. Barbeque grill assembly
DE102022122546B4 (de) * 2022-09-06 2025-07-03 Samson Aktiengesellschaft Elektropneumatischer Stellungsregler für einen pneumatischen Stellantrieb und Stellgerät umfassend einen Stellantrieb und einen elektropneumatischen Stellungsregler

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3205576A1 (de) * 1982-02-17 1983-08-25 Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt Vorrichtung zur umformung von elektrischen in pneumatische signale
DE19502212C1 (de) * 1995-01-25 1996-07-11 Samson Ag Elektropneumatischer Umformer
DE4435108C2 (de) * 1994-09-30 1997-10-02 Samson Ag Elektropneumatischer Wandler

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2832365A (en) * 1956-03-12 1958-04-29 Bendix Aviat Corp Electrohydraulic servo valve
US3176593A (en) * 1962-06-21 1965-04-06 Robert J Bernstein Pressure responsive servo valve
US3562521A (en) * 1968-01-30 1971-02-09 Lion Precision Corp Instrument for measurement of partial pressure of components in a fluid mixture
DE1935253B2 (de) * 1969-07-11 1972-07-13 Maschinenfabrik Koppern & Co KG, 4320 Hattingen Hydraulisch betriebener vibrationsantrieb
US3570407A (en) * 1970-04-07 1971-03-16 Clark Equipment Co Automatic vehicle control system
GB1462879A (en) * 1973-10-10 1977-01-26 Sperry Rand Ltd Hydraulic actuator controls
US4579137A (en) * 1981-10-06 1986-04-01 Inotek, Inc. Electro-pneumatic current to pressure transducer and pneumatic and electronic control circuits therefor
US4416146A (en) * 1982-03-05 1983-11-22 Ambrose Roy A Plastic pipe tester with feedback controlled pressurizer
US4509403A (en) * 1982-04-23 1985-04-09 Fisher Controls International, Inc. Positioner having user-adjustable dynamic response
DE3712337A1 (de) * 1987-04-11 1988-10-20 Vdo Schindling Elektropneumatischer stellungsregler
US5012722A (en) * 1989-11-06 1991-05-07 International Servo Systems, Inc. Floating coil servo valve
US5172547A (en) * 1991-04-30 1992-12-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Electronic valve control for gas generator outflow
US5564306A (en) * 1994-05-25 1996-10-15 Marcum Fuel Systems, Inc. Density compensated gas flow meter
DE4431463C2 (de) * 1994-09-03 1997-10-16 Honeywell Ag Kompaktregler für ein Regelventil
US5999868A (en) * 1996-02-26 1999-12-07 Board Of Regents The University Of Texas System Constant force suspension, near constant force suspension, and associated control algorithms
US6460558B2 (en) * 2000-12-04 2002-10-08 Sauer-Danfoss, Inc. Pilot stage or pressure control pilot valve having a single armature/flapper
US6644332B1 (en) * 2001-01-25 2003-11-11 Fisher Controls International Inc. Method and apparatus for multiple-input-multiple-output control of a valve/actuator plant
US20040016361A1 (en) * 2002-04-26 2004-01-29 Martin Teichmann Level control for a rail-mounted vehicle
US20040096368A1 (en) * 2002-06-28 2004-05-20 Igen International, Inc. Assay systems and components
DE102004004903A1 (de) * 2004-01-30 2005-08-18 Samson Ag Antrieb zum Stellen eines Stellorgans, wie eines Ventils, und Einrichtung zum Regeln einer Stellbewegung
US7349745B2 (en) * 2004-10-20 2008-03-25 Fisher Controls International Llc. Lead-lag input filter arrangement with adjustable initial conditions for electro-pneumatic control loops

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3205576A1 (de) * 1982-02-17 1983-08-25 Vdo Adolf Schindling Ag, 6000 Frankfurt Vorrichtung zur umformung von elektrischen in pneumatische signale
DE4435108C2 (de) * 1994-09-30 1997-10-02 Samson Ag Elektropneumatischer Wandler
DE19502212C1 (de) * 1995-01-25 1996-07-11 Samson Ag Elektropneumatischer Umformer

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008007651B3 (de) * 2008-02-06 2009-09-24 Samson Aktiengesellschaft Stellungsregler für doppeltwirkenden, pneumatischen Stellantrieb, doppeltwirkender, pneumatischer Stellantrieb und Verfahren zum Betreiben des doppeltwirkenden, pneumatischen Stellantriebs
DE102011011826A1 (de) 2010-04-13 2011-12-15 Abb Technology Ag Vorrichtung und Verfahren zum Regeln eines Drucks in einer Druckkammer sowie Vorrichtung zur Ansteuerung eines Stellorgans
DE102016125643B3 (de) 2016-12-23 2018-06-14 Samson Aktiengesellschaft Regelungs- und/oder Steuerungsverfahren für ein elektropneumatisches Feldgerät
EP3339992A1 (de) 2016-12-23 2018-06-27 Samson Aktiengesellschaft Regelungs- und/oder steuerungsverfahren für ein elektropneumatisches feldgerät
EP3537244A1 (de) 2016-12-23 2019-09-11 Samson Aktiengesellschaft Regelungs-und/oder steuerungsverfahren für ein elektropneumatisches feldgerät
US10711810B2 (en) 2016-12-23 2020-07-14 Samson Aktiengesellschaft Closed loop and/or open loop control method for an electropneumatic field device

Also Published As

Publication number Publication date
US20070186974A1 (en) 2007-08-16
US7802585B2 (en) 2010-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008014964B4 (de) Positionssteuermechanismus für doppelt wirkende Pneumatikzylinder
DE4326452B4 (de) Elektrohydraulisches Stellventil mit Kompensation der Durchflußcharakteristik
EP1762712B1 (de) Bypassventil für Verbrennungskraftmaschinen
DE102007062207B4 (de) Pneumatischer Verstärker und Anordnung zum Stellen einer Stellarmatur einer verfahrenstechnischen Anlage
DE112008001010T5 (de) Hybrider Hydraulik-Joystick für elektrisch betätigte Ventile
DE112017006181B4 (de) Elektropneumatisches Steuergerät und damit ausgestattete Prozesssteuervorrichtung
DE102017117335A1 (de) Betätigungseinheit für ein Prozessventil sowie Prozessventil
DE102006006585B3 (de) Wandler eines elektrischen Eingangssignals in ein pneumatisches Ausgangssignal
EP3379120B1 (de) Elektromagnetische prallventilanordnung
DE102010035747A1 (de) Ventileinheit
EP0918678B1 (de) Elektrohydraulische steuervorrichtung
DE102016106909A1 (de) Elektropneumatische Ventilgruppe
EP3181967A1 (de) Ventil
EP2258952B1 (de) Pneumatischer Stellungsregler mit piezopneumatischer Ventileinheit
DE102018004737A1 (de) Schaltkreisauswahlelektroventil für ein System von Elektroventilen und System von Elektroventilen umfassend ein solches Auswahlelektroventil
DE112008003999T5 (de) Fluidbetriebenes Betätigungssystem
EP0238782B1 (de) 5/3-Wege-Ventileinheit
EP1322880B1 (de) Elektromagnetisch betätigbare ventileinrichtung und ventilvorrichtung
DE2712491A1 (de) Vorrichtung zur signalwandlung
DE10046979B4 (de) Elektromagnetisch betätigbare Ventileinrichtung und kombinierte Ventilvorrichtung
WO1999067538A1 (de) Baueinheit für eine druckluftanlage
EP1591706B1 (de) Vorgesteuertes 4/3-Wegeventil
DE10153545A1 (de) Fluidkraft-Verriegelungssystem
DE102014207393B4 (de) Ventil
DE4435339C2 (de) Anordnung zur Ansteuerung eines hydraulisch betätigbaren Hauptventils

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
R082 Change of representative

Representative=s name: SKM-IP SCHMID KRAUSS KUTTENKEULER MALESCHA SCH, DE