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DE19916986A1 - Steuereinrichtung für die Lage eines Ventilschiebers - Google Patents

Steuereinrichtung für die Lage eines Ventilschiebers

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DE19916986A1
DE19916986A1 DE19916986A DE19916986A DE19916986A1 DE 19916986 A1 DE19916986 A1 DE 19916986A1 DE 19916986 A DE19916986 A DE 19916986A DE 19916986 A DE19916986 A DE 19916986A DE 19916986 A1 DE19916986 A1 DE 19916986A1
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voltage
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setpoint
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Danfoss Fluid Power AS
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    • G—PHYSICS
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Abstract

Eine Steuereinrichtung für die Lage (x) eines Ventilschiebers (3) enthält einen mit einer Gleichspannung (U¶B¶) bettriebenen Sollwertgeber (11), der ein der Stellung (w) eines Steuerhebels (10) und der Betriebsgleichspannung (U¶B¶) proportionales Sollwertsignal (U¶w¶) erzeugt, und einen mit der gleichen Gleichspannung (U¶B¶) betriebenen Istwertgeber (15), der ein der Lage (x) des Ventilschiebers (3) und der Betriebsgleichspannung (U¶B¶) proportionales Istwertsignal (U¶x¶) erzeugt. Die Proportionalitätsfaktoren der Abhängigkeit der Soll- und Istwertsignale (U¶w¶, U¶x¶) von der Lage (x) des Ventilschiebers (3) bzw. der Stellung (w) des Steuerhebels (10) und von der Betriebsgleichspannung (U¶B¶) sind gleich. Eine Regeleinrichtung (14) führt die Lage (x) des Ventilschiebers (3) in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen Soll- und Istwertsignal (U¶w¶, U¶x¶) der Stellung (w) des Steuerhebels (10) nach. Zur Vereinfachung der Ausbildung der Steuereinrichtung und zur Erhöhung ihrer Betriebssicherheit formt der Istwertgeber (11) die Lage (x) des Ventilschiebers (3) berührungslos in das Istwertsignal (U¶x¶) um.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für die Lage eines Ventilschiebers, mit einem mit einer Gleich­ spannung betriebenen Sollwertgeber, der ein der Stellung eines Steuerhebels und der Betriebsgleichspannung propor­ tionales Sollwertsignal erzeugt, mit einem mit der gleichen Gleichspannung wie der Sollwertgeber betriebenen Istwertge­ ber, der ein der Lage des Ventilschiebers und der Betriebs­ gleichspannung proportionales Istwertsignal erzeugt, wobei die Proportionalitätsfaktoren der Abhängigkeit der Soll- und Istwertsignale von der Lage des Ventilschiebers bzw. der Stellung des Steuerhebels und von der Betriebsgleich­ spannung gleich sind, und mit einer einen Vergleicher auf­ weisenden Regeleinrichtung, die in Abhängigkeit von einer durch den Vergleicher ermittelten Differenz zwischen Soll- und Istwertsignal die Lage des Ventilschiebers der Stellung des Steuerhebels nachführt.
Bei einer bekannten, im Handel erhältlichen Steuereinrich­ tung dieser Art sind der Istwertgeber und der Sollwertgeber jeweils als Potentiometer ausgebildet. Beide Potentiometer liegen an der gleichen Betriebsgleichspannung und haben das gleiche Übertragungsverhältnis zwischen Ein- und Ausgangs­ größe. Sie erzeugen daher jeweils ein sogenanntes "ratiometrisches" Signal, so daß Änderungen der Betriebs­ gleichspannung sich gleichermaßen auf die durch den Ver­ gleicher ermittelte Regelabweichung bzw. Regeldifferenz und damit auf das ausgangsseitige Stellsignal der Regeleinrich­ tung auswirken, ohne daß eine Stabilisierung der Betriebs­ gleichspannung erforderlich ist, sei es, um eine durch Stö­ rungen oder durch eine unterschiedliche Wahl der Betriebs­ spannung hervorgerufene Änderungen der Betriebsspannung auszugleichen.
Da der Ventilschieber mit dem Abgriff des seine Lage in das Istwertsignal umformenden Potentiometers verbunden ist, un­ terliegt er wegen der durch Regelvorgänge hervorgerufenen häufigen Verschiebung des Ventilschiebers einer relativ ra­ schen Abnutzung, wobei er zusätzlich durch das durch das Schieberventil gesteuerte Arbeitsfluid, wie Öl, z. B. bei unzureichender Abdichtung des Ventilschiebers im Ventilge­ häuse, beeinträchtigt werden kann, beispielsweise dadurch, daß das Arbeitsfluid zwischen den Abgriff und den Wider­ stand des Potentiometers gelangt und den Kontaktwiderstand zwischen beiden verändert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerein­ richtung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der der Istwertsignalgeber eine längere Lebensdauer aufweist und dennoch relativ einfach ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Istwertgeber die Lage des Ventilschiebers berührungslos in das Istwertsignal umformt.
Bei dieser Ausbildung arbeitet der Istwertgeber weitgehend verschleißfrei, so daß er eine höhere Lebensdauer aufweist. Ein Kontaktwiderstand, wie bei einem Potentiometer, ent­ fällt.
Vorzugsweise ist dafür gesorgt, daß der Istwertgeber zwei gegensinnig gewickelte und koaxial hintereinander angeord­ nete gleiche Spulen, die durch einen Wechselspannungsgene­ rator gespeist werden, und einen durch den Ventilschieber relativ zu beiden Spulen in deren Magnetfeld verschiebbaren Magnetkern aufweist. Dies ergibt eine einfache Ausbildung des Istwertgebers.
Der Wechselspannungsgenerator kann zwar ein Sinusgenerator sein. Vorzugsweise ist er jedoch ein Dreieckgenerator. Ein Dreieckgenerator, der in Verbindung mit den erwähnten Spu­ len ein "ratiometrisches" Istwertsignal ermöglicht, läßt sich jedoch einfacher ausbilden.
So ergibt sich eine einfachere Ausbildung, wenn die beiden Spulen in Reihe geschaltet sind, der Wechselspannungsgene­ rator einen einen einseitigen Dreieckpuls erzeugenden Drei­ eckpulsgenerator und ein Übertragungsglied mit dem Übertra­ gungsfaktor -1 aufweist und der Ausgang des Dreieckpulsge­ nerators direkt mit dem einen und über das Übertragungs­ glied mit dem anderen Anschluß der Reihenschaltung der bei­ den Spulen verbunden ist.
Insbesondere kann dafür gesorgt sein, daß der Dreieckpuls­ generator einen Integrator und einen Schmitt-Trigger auf­ weist, die jeweils einen Operationsverstärker aufweisen, daß der Ausgang des Integrators den Ausgang des Dreieck­ pulsgenerators bildet und mit dem Vergleichseingang des Schmitt-Triggers verbunden ist, daß der Ausgang des Schmitt-Triggers mit dem Eingang des Integrators verbunden ist, daß ein Bezugsanschluß des Integrators und des Schmitt-Triggers auf einem Bezugspegel liegt, der der hal­ ben Betriebsgleichspannung entspricht, und daß der Ausgang des Schmitt-Triggers über einen Widerstand an der Betriebs­ gleichspannung liegt. Dies ergibt eine besonders einfache Ausgestaltung des Dreieckpulsgenerators.
Hierbei können die Anschlüsse der beiden Spulen über einen phasenempfindlichen Gleichrichter, ein Tiefpaßfilter und einen Verstärker mit dem Vergleicher der Regeleinrichtung verbunden sein, um das nicht nur den Betrag, sondern auch die Richtung der Verschiebung des Ventilschiebers darstel­ lende Wechselsignal, das an den Spulen abgegriffen wird, in ein Gleichspannungssignal gleichzurichten, das ebenfalls die Lage des Ventilschiebers nach Betrag und Richtung an­ zeigt und weiterhin ratiometrisch ist, so daß es durch den Vergleicher der Regeleinrichtung mit einem ebenfalls ein ratiometrisches Gleichspannungssignal darstellenden Soll­ wertsignal verglichen werden kann. Dabei kann mittels des Verstärkers dafür gesorgt sein, daß die Proportionalitäts­ faktoren bzw. Übertragungsbeiwerte der beiden Geber gleich sind.
Der Sollwertgeber kann auf einfache Weise - wie bisher - ein Potentiometer aufweisen, dessen Abgriff mit dem Ver­ gleicher der Regeleinrichtung verbunden ist.
Die Erfindung und ihre Weiterbildung werden nachstehend an­ hand der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung näher beschrie­ ben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schieberventileinrichtung, deren Ventilschieber wahlweise manuell unmittelbar durch einen Steuerhebel oder durch die erfindungsgemäße Steuereinrichtung in seiner Lage einstellbar ist,
Fig. 2 ein Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung und
Fig. 3 ein ausführlicheres Schaltbild eines im Istwertgeber der Steuereinrichtung nach Fig. 2 enthaltenen Dreieckpuls­ generators.
Die Schieberventileinrichtung nach Fig. 1 hat ein Gehäuse 1 mit einer Bohrung 2, in der ein Ventilschieber 3 in der ei­ nen oder anderen Richtung axial verschiebbar gelagert ist, so daß ein an Anschlüssen A und B des Gehäuses 1 ange­ schlossenes Hydraulik-Arbeitsgerät durch ein Druckfluid, hier Öl, in der einen oder anderen Richtung betätigt werden kann. Das Druckfluid aus einer Pumpe 4, die nur schematisch im Gehäuse 1 dargestellt ist, tatsächlich aber außerhalb liegt, wird über eine Brückenschaltung 5 aus vier Magnet­ ventilen 6, 7, 8 und 9 abwechselnd der einen oder anderen Seite des Ventilschiebers 3 in Abhängigkeit von der Stel­ lung eines Steuerhebels 10 zugeführt, wie nachstehend an­ hand der Fig. 2 und 3 ausführlicher erläutert wird. Mit T sind Anschlüsse für den Druckfluid-Vorratsbehälter (Tank) bezeichnet. Mit P ist ein Pumpenanschluß bezeichnet.
Die Stellung des von Hand betätigten Steuerhebels 10 (auch "Joystick" genannt) wird durch einen Sollwertgeber 11 in ein ratiometrisches Sollwertsignal Uw umgeformt und durch einen Vergleicher 12 des Reglers 13 einer Regeleinrichtung 14 mit einem die Lage des Ventilschiebers 3 darstellenden ratiometrischen Istwertsignal Ux verglichen. Das Istwertsi­ gnal Ux ist das Ausgangssignal eines die Lage des Ventil­ schiebers 3 messenden Istwertgebers 15. In Abhängigkeit von dem Betrag und der Richtung einer durch den Vergleicher 12 ermittelten Regeldifferenz oder Regelabweichung verstellt der Regler 13 über einen Steller 13a der Regeleinrichtung 14, der die Magnetventile 6 bis 9 und zugehörige Treiber 16, 17, 18 und 19 aufweist, den Ventilschieber 3 in der ei­ nen oder anderen Richtung solange, bis der Ventilschieber 3 zumindest annähernd die durch die Stellung des Steuerhebels 10 bestimmte Lage eingenommen hat.
Der Sollwertgeber 11 enthält ein Potentiometer 20 mit einem Schleifer-Abgriff 21, dessen Stellung w durch den Steuerhe­ bel 10 bestimmt wird. Das Potentiometer 20 enthält einen ohmschen Widerstand mit dem Widerstandswert R. Für die am Schleifer-Abgriff 21 abgenommene, das Sollwertsignal Uw bildende Spannung gilt dann
wobei ko.w gleich dem Widerstandswert zwischen dem Schlei­ fer-Abgriff 21 des Potentiometers 20 und Masse ist. Das Sollwertsignal Uw ist mithin sowohl der Stellung w des Steuerhebels 10 als auch der Betriebsgleichspannung UB pro­ portional, wobei k1 = ko/R den Proportionalitätsfaktor bil­ det.
Der Istwertgeber 15 formt die Lage x des Ventilschiebers 3 berührungslos in das Istwertsignal Ux um. Zu diesem Zweck enthält der Istwertgeber 15 zwei gegensinnig gewickelte und koaxial hintereinander angeordnete gleiche Spulen 22, 23, die elektrisch in Reihe geschaltet sind und durch einen Wechselspannungsgenerator 24 gespeist werden. Ferner erhält der Istwertgeber einen Magnetkern 25, der starr mit dem Ventilschieber 3 verbunden und durch diesen relativ zu bei­ den Spulen 22, 23 in deren Magnetfeld verschiebbar ist.
Bei dem Wechselspannungsgenerator 24 kann es sich um einen Sinusgenerator handeln. Vorzugsweise ist er jedoch als Dreieckgenerator ausgebildet. Zu diesem Zweck enthält der Wechselspannungsgenerator 24 einen einen einseitigen Drei­ eckpuls erzeugenden Dreieckpulsgenerator 26 und ein Über­ tragungsglied 27 mit dem Übertragungsfaktor -1. Der Ausgang des Dreieckpulsgenerators 26 ist direkt mit dem einen und über das Übertragungsglied 27 mit dem anderen Anschluß der Reihenschaltung der beiden Spulen 22, 23 verbunden.
Nach Fig. 3 enthält der Dreieckpulsgenerator 26 einen Inte­ grator 28, hier einen Miller-Integrator, und einen Schmitt- Trigger 29, die jeweils einen Operationsverstärker 30 und 31 aufweisen. Der Ausgang des Integrators 28 bildet den Ausgang des Dreieckpulsgenerators 26 und ist mit dem Ver­ gleichseingang des Schmitt-Triggers 29, hier dem nicht um­ kehrenden Eingang (+) des Operationsverstärkers 31, über einen ohmschen Widerstand 32 verbunden. Ein Bezugsanschluß des Integrators 28, hier der nicht umkehrende Eingang (+) des Operationsverstärkers 30, und ein Bezugsanschluß des Schmitt-Triggers 29, hier der umkehrende Eingang (-) des Operationsverstärkers 31, liegen auf einem Bezugspegel Ur, der der halben Betriebsgleichspannung UB entspricht. Der Bezugspegel Ur wird am Verbindungspunkt zweier gleicher, einen Spannungsteiler bildender ohmscher Widerstände 33 ab­ gegriffen, die in Reihe an der Betriebsgleichspannung UB liegen. Der Ausgang des Schmitt-Triggers 29 liegt über ei­ nen ohmschen Widerstand 34 an der Betriebsgleichspannung UB, und der Ausgang des Operationsverstärkers 31 ist über einen Ausgangswiderstand 35 und einen Rückkopplungswider­ stand 36 mit dem nicht umkehrenden Eingang (+) des Operati­ onsverstärkers 31 verbunden. Das Verhältnis der Wider­ standswerte der Widerstände 32 und 36 ist entsprechend der gewünschten Amplitude des Dreieckpulses gewählt. Der Opera­ tionsverstärker 31 enthält in seiner Endstufe einen Transi­ stor mit offenem Kollektor, der, nachdem er gesperrt wurde, über den Widerstand 34 wieder "hochgezogen" wird. Das Aus­ gangssignal des Schmitt-Triggers 29 ist eine Rechteckspan­ nung, deren Rechteckimpulse in Abhängigkeit von ihrer Pola­ rität in der einen oder anderen Richtung durch den Integra­ tor 28 integriert werden, wobei die Polarität des Ausgangs­ signals des Schmitt-Triggers 29 jedesmal wechselt, wenn das Ausgangssignal des Integrators 28 den Bezugspegel Ur über- oder unterschreitet. Da sich der Bezugspegel Ur in Abhän­ gigkeit von der Betriebsgleichspannung UB ändert, ist auch die Amplitude des Dreieckpulses am Ausgang des Dreieckpuls­ generators 26 von der Betriebsgleichspannung UB abhängig, d. h. mit steigender Betriebsgleichspannung UB nimmt auch der Bezugspegel Ur und mithin auch die Amplitude des Drei­ eckpulses proportional zur Betriebsgleichspannung UB zu, und umgekehrt.
Anstelle des Dreieckpulsgenerators 26 könnte auch ein Si­ nusgenerator verwendet werden, doch wäre der dargestellte Aufbau des Dreieckpulsgenerators 26 einfacher als der eines Sinusgenerators.
Der Dreieckpuls des Dreieckpulsgenerators 26 stellt ferner eine pulsierende Gleichspannung dar, die durch das Übertra­ gungsglied 27 mit dem Übertragungsfaktor -1 in ein gegen­ sinnig pulsierendes Dreiecksignal umgepolt wird.
In Abhängigkeit von der Lage des Ventilschiebers 3 und da­ mit des Magnetkerns 25 ändern sich die Impedanzen der bei­ den Spulen 22, 23: Wenn der Magnetkern 25 aus der darge­ stellten Mittelpunktslage in bezug auf die beiden Spulen 22, 23 in der einen oder anderen Richtung wegbewegt wird, nimmt die Impedanz der einen Spule zu, während die der an­ deren Spule abnimmt. Dabei tritt am Verbindungspunkt der beiden Spulen 22, 23 eine Wechselspannung mit etwa dreieck­ förmigem Verlauf auf, deren Amplitude der Lage x des Ven­ tilschiebers 3 proportional ist und deren Phasenlage von der Richtung der Verschiebung des Magnetkerns 25 relativ zu den Spulen 22, 23 abhängt.
Die Anschlüsse der beiden Spulen 22, 23 sind über einen phasenempfindlichen Gleichrichter 37, ein diesem nachge­ schaltetes, die gleichgerichtete Spannung glättenden Tief­ paßfilter 38 und einen Verstärker 39 mit dem Vergleicher 12 der Regeleinrichtung 14 verbunden. Der Vergleicher 12 er­ hält daher auch durch den Istwertgeber 15 ein ratiometri­ sches Istwertsignal Ux, das der Lage x des Ventilschiebers 3 proportional ist und dessen Vorzeichen der Richtung der Verschiebung des Ventilschiebers 3 entspricht. Es gilt mit­ hin auch für das Istwertsignal
Ux = k2.UB.x (2)
Auch in diesem Falle ist mithin das Istwertsignal Ux pro­ portional zur Betriebsgleichspannung UB und der Lage x des Ventilschiebers 3, wobei der Proportionalitätsfaktor k2 dem Produkt der Übertragungsfaktoren der hintereinandergeschal­ teten Glieder 37, 38 und 39 im stationären (einge­ schwungenen) Zustand entspricht. Durch entsprechende Wahl dieser Übertragungsfaktoren, insbesondere des Verstärkungs­ faktors des Verstärkers 39, kann der Proportionalitätsfak­ tor k2 so gewählt werden, daß er gleich dem Proportionali­ tätsfaktor k1 ist. Jeder Stellung des Steuerhebels 10 ent­ spricht daher ein nach Betrag und Vorzeichen gleich großes Istwertsignal Ux, wenn der Ventilschieber 3 die Sollage einnimmt und mithin das Ausgangssignal des Vergleichers 12, d. h. die Regeldifferenz oder Regelabweichung, nahezu null ist. Eine Änderung der Betriebsgleichspannung UB hat daher praktisch keinen Einfluß auf das Ausgangssignal des Ver­ gleichers 12.
Der Regler 13 enthält ferner ein Summierglied 40 und einen Dreieckpulsgenerator 41, der einen bidirektionalen bzw. seine Richtung wechselnden Dreieckpuls, d. h. ein Wechsel­ signal mit dreieckförmigem Verlauf, erzeugt, der durch das Summierglied 40 dem Ausgangssignal des Vergleichers 12 überlagert wird. Das Ausgangssignal des Summiergliedes 40 hat daher einen Mittelwert, der dem Ausgangssignal des Ver­ gleichers 12 nach Betrag und Vorzeichen proportional ist. Der Ausgang des Summiergliedes 40 ist mit dem Vergleichs­ eingang zweier im Regler enthaltener Schmitt-Trigger 42 und 43 verbunden. Die Bezugseingänge der Schmitt-Trigger 42 und 43 sind gemeinsam mit dem Mittelabgriff des aus den Wider­ ständen 33 (Fig. 3) gebildeten Spannungsteilers verbunden, d. h. sie liegen beide auf dem gleichen Bezugspotential Ur wie der Bezugseingang des Schmitt-Triggers 29. Wenn das Ausgangssignal des Summiergliedes 40 das Bezugspotential Ur überschreitet, erzeugen die beiden Schmitt-Trigger 42, 43 jeweils ein binäres 1-Signal. Dagegen erzeugen sie ein 0- Signal, wenn das Ausgangssignal des Summiergliedes 40 das Bezugspotential Ur unterschreitet. Die Ausgangssignale der Schmitt-Trigger 42 und 43 werden zum einen direkt über die Treiber 16, 19 den Magnetwicklungen der Magnetventile 6 und 9 sowie über Umkehrstufen (NICHT-Glieder) 44 und 45 und die mit diesen in Reihe liegenden Treiber 17 und 18 jeweils den Magnetwicklungen der Magnetventile 7 und 8 zugeführt. Die Ausgangssignale der Schmitt-Trigger 42 und 43 sind in Ab­ hängigkeit von der Größe des Ausgangssignals des Summier­ gliedes 40 pulsdauermoduliert, so daß auch das Verhältnis von Öffnungs- zu Schließdauer der Magnetventile 7 bis 9 entsprechend dem Tastverhältnis der Ausgangssignale der Schmitt-Trigger 42 und 43 pulsdauermoduliert ist.
Wenn an den Ausgängen der Schmitt-Trigger 42 und 43 ein 1- Signal auftritt, werden die Magnetventile 6 und 9 aus der in Fig. 1 dargestellten Lage umgeschaltet, d. h. das Magnet­ ventil 6 geöffnet und das Magnetventil 9 gesperrt. Dagegen erhalten die Magnetventile 7 und 8 ein 0-Signal, so daß sie ihre in Fig. 1 dargestellte Lage beibehalten, in der das Magnetventil 7 gesperrt und das Magnetventil 8 geöffnet ist. Die Pumpe 4 würde dann über das geöffnete Magnetventil 6 den Ventilschieber 3 auf der in Fig. 1 rechts dargestell­ ten Seite mit einem Druckfluid beaufschlagen und nach links verschieben, wobei das Druckfluid von der anderen Seite des Ventilschiebers 3 über das geöffnete Magnetventil 8 zum Tank zurückfließt. Wenn das Ausgangssignal des Summierglie­ des 40 dagegen das Bezugspotential Ur unterschreitet, tre­ ten an den Ausgängen der Schmitt-Trigger 42 und 43 0- Signale auf, die bewirken, daß die Magnetventile 7 und 9 geöffnet und die Magnetventile 7 und 8 gesperrt werden, so daß das Druckfluid aus der Pumpe 4 über das Magnetventil 7 auf die linke Seite des Ventilschiebers 3 strömt, diesen nach rechts in Fig. 1 verschiebt, auf der rechten Seite des Ventilschiebers 3 austritt und von dort über das Magnetven­ til 9 in den Tank zurückströmt.
Aufgrund der Pulsdauermodulation der Öffnungs- und Schließ­ zeiten der Magnetventile 6 bis 9 nimmt auch der Ventil­ schieber 3 im Mittel eine Lage ein, die der Stellung des Steuerhebels 10 bzw. der Einstellung des Sollwertsignals Uw entspricht.
Im Rahmen der Erfindung liegende Abwandlungen des darge­ stellten Ausführungsbeispiels können beispielsweise darin bestehen, daß der Regler 13 als stetig arbeitender Regler und der Steller 13a ebenfalls stetig arbeitend ausgebildet wird, wobei die Magnetventile ebenfalls stetig arbeitend ausgebildet und durch zwei Magnetventile ersetzt werden können.
Der Steuerhebel 10 kann im Bedarfsfalle, wenn die Regelein­ richtung ausfallen sollte, auch über einen Steuernocken, wie dies schematisch in Fig. 1 dargestellt ist, mit dem Ventilschieber 3 in Eingriff gebracht werden, um ihn direkt manuell zu verstellen.

Claims (7)

1. Steuereinrichtung für die Lage (x) eines Ventilschiebers (3), mit einem mit einer Gleichspannung (UB) betriebenen Sollwertgeber (11), der ein der Stellung (w) eines Steu­ erhebels (10) und der Betriebsgleichspannung (UB) propor­ tionales Sollwertsignal (Uw) erzeugt, mit einem mit der gleichen Gleichspannung (UB) wie der Sollwertgeber (11) betriebenen Istwertgeber (15), der ein der Lage (x) des Ventilschiebers (3) und der Betriebsgleichspannung (UB) proportionales Istwertsignal (Ux) erzeugt, wobei die Pro­ portionalitätsfaktoren (k1, k2) der Abhängigkeit der Soll- und Istwertsignale (Uw, Ux) von der Lage (x) des Ventilschiebers (3) bzw. der Stellung (w) des Steuerhe­ bels (10) und von der Betriebsgleichspannung (UB) gleich sind, und mit einer einen Vergleicher (12) aufweisenden Regeleinrichtung (14), die in Abhängigkeit von einer durch den Vergleicher (12) ermittelten Differenz zwi­ schen Soll- und Istwertsignal (Uw, Ux) die Lage (x) des Ventilschiebers (3) der Stellung (w) des Steuerhebels (10) nachführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert­ geber (15) die Lage (x) des Ventilschiebers (3) berüh­ rungslos in das Istwertsignal (Ux) umformt.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Istwertgeber (11) zwei gegensinnig gewic­ kelte und koaxial hintereinander angeordnete gleiche Spulen (22, 23), die durch einen Wechselspannungsgenera­ tor (24) gespeist werden, und einen durch den Ventil­ schieber (3) relativ zu beiden Spulen (22, 23) in deren Magnetfeld verschiebbaren Magnetkern (25) aufweist.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wechselspannungsgenerator (24) ein Dreieck­ generator ist.
4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Spulen (22, 23) in Reihe geschaltet sind, daß der Wechselspannungsgenerator (24) einen einen einseitigen Dreieckpuls erzeugenden Dreieckpulsgenerator (26) und ein Übertragungsglied (27) mit dem Übertra­ gungsfaktor -1 aufweist und daß der Ausgang des Dreieck­ pulsgenerators (26) direkt mit dem einen und über das Übertragungsglied (27) mit dem anderen Anschluß der Rei­ henschaltung der beiden Spulen (22, 23) verbunden ist.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Dreieckpulsgenerator (26) einen Integrator (28) und einen Schmitt-Trigger (29) aufweist, die je­ weils einen Operationsverstärker (30, 31) aufweisen, daß der Ausgang des Integrators (28) den Ausgang des Drei­ eckpulsgenerators (26) bildet und mit dem Vergleichsein­ gang (+) des Schmitt-Triggers (29) verbunden ist, daß der Ausgang des Schmitt-Triggers (29) mit dem Eingang des Integrators (28) verbunden ist, daß ein Bezugsan­ schluß des Integrators (28) und des Schmitt-Triggers (29) auf einem Bezugspegel (Ur) liegt, der der halben Be­ triebsgleichspannung (UB) entspricht, und daß der Ausgang des Schmitt-Triggers (29) über einen Widerstand (34) an der Betriebsgleichspannung (UB) liegt.
6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse der beiden Spu­ len (22, 23) über einen phasenempfindlichen Gleichrich­ ter (37), ein Tiefpaßfilter (38) und einen Verstärker (39) mit dem Vergleicher (12) der Regeleinrichtung (14) verbunden sind.
7. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Sollwertgeber (11) ein Po­ tentiometer (20) aufweist, dessen Schleifer-Abgriff (21) mit dem Vergleicher (12) der Regeleinrichtung (14) ver­ bunden ist.
DE19916986A 1999-04-15 1999-04-15 Steuereinrichtung für die Lage eines Ventilschiebers Expired - Lifetime DE19916986C2 (de)

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