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Vorrichtung zum Anzeigen und bzw. oder Regeln der Vibrationsamplitude eines an eine Wechselstromquelle angeschlossenen Vibrators
In der Zuckerindustrie ist man bei den Vorbereitungen zur Herstellung von Würfelzucker durch Fül- len und Packen einer feuchten Masse aus Zuckerkristallen in Formen unter kräftiger Vibrierung vor das
Problem gestellt worden, bestimmte Werte der Vibrationsintensität eines Vibrators mit grosser Amplitude genau einzuregeln und einzuhalten. Eine solche Regelung ist erforderlich, damit das Gewicht der herge- i stellten Zuckerwürfel sowie deren Abmessung in der Packungsrichtung der Zuckerkristalle bei hauptsäch- lich konstanten Werten gehalten werden können, so dass die Zuckerwürfel ein einheitliches Gewicht und eine einheitliche Grösse erhalten.
Vorhandene Mittel zum Anzeigen und Regeln der Vibrationsintensität bei Vibratoren sind indessen für diese besondere Regelungsaufgabe nicht anwendbar, da sie die beabsich- tigte Anzeige bzw. Regelung nicht mit der nötigen Genauigkeit zustandebringen können. Die Erfindung dient dem Zweck, densomitvorliegendenBedarfzu befriedigen und betrifft eine Vorrichtung zum Anzei- gen und bzw. oder Regeln der Vibrationsamplitnde eines an eine Wechselstromquelle angeschlossenen Vi- brators, die eine Wicklung und ein im Verhältnis zu ihr bewegliches Glied zur Induzierung einer Spannung in der Wicklung umfasst, welch letztere an ein Anzeigegerät und bzw.
oder einen Regler, vorzugsweise über einen Messwandler, angeschlossen ist, wobei das Glied und die Wicklung auf verschiedenen Elemen- ten des Vibrators angebracht sind, von denen das eine Element aus einem vibrierenden Element und das andere aus einem diesem gegenüber hauptsächlich ortsfesten oder mit wesentlich kleinerer Amplitude vibrierenden Element besteht, und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung aus der wie eine Dif- ferentialwicklungausgeftihrten Sekundärwicklung eines Differentialtransformators besteht, dessen Primär- wicklung an dieselbe Wechselstromquelle wie der Vibrator angeschlossen ist, während das Glied aus dem gegenüber den Primär- und Sekundärwicklungen in an sich bekannter Weise beweglichen Kern des Dif- ferentialtransformators besteht.
Zwecks Erläuterung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben werden. In der Zeichnung bedeutet Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Vibra- tors und das Schaltschema einer daran angeschlossenen, erfindungsgemässen Anzeige-und Regelvorrich- tung und Fig. 2 eine schematische Darstellung des zu der Regelvorrichtung gehörigen Differentialtrans- formators.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 ein elektromagnetischer Vibrator gezeigt, welcher aus einem von fer dernden Schenkeln 10 getragenen schweren Gegengewicht 11 und einem von federnden Schenkeln 12 ge- tragenen leichteren Vibrationssystem 13 besteht, das mit einem Flansch 14 an das zu vibrierende Element gekuppelt werden kann. Zwischen dem Gegengewicht 11 und dem Vibrationssystem 13 sind Schraubenfedern
15 angeordnet, und auf dem Gegengewicht 11 ist eine Erregerspule 16 angebracht, die mit einem Kern ver- sehen und über eine Leitung 17 mit Wechselstrom oder pulsierendem Gleichstrom gespeist wird, wobei der Kern der Spule in Abhängigkeit vom Strom das als Anker zum Kern angeordnete Vibrationssystem 13 betätigt, so dass dieses mit grosser Amplitude vibriert, während das Gegengewicht 11 mit einer im Vergleich dazu kleinen Amplitude vibriert.
Auf dem oben in grossen Zügen beschriebenen Vibrator ist ein Differentialtransformator angebracht, der in Fig. 1 allgemein mit 18 bezeichnet ist und dessen Schaltschema aus Fig. 2 hervorgeht. DerTrans-
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formator umfasst eine an eine Wechselstromquelle angeschlossene Primärwicklung 20, zwei auf der Sekundärseite angebrachte Differentialwicklungen 21 und 22, welche mit der Primärwicklung 20 auf dem Gegengewicht 11 fest angebracht sind, das in Fig. 2 durch eine gestrichelte Linie markiert ist, und einen beweglichen Eisenkern 23, welcher mit dem Vibrationssystem 13 fest verbunden ist, das in Fig. 2 durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist.
Die Differentialwicklungen 21 und 22 sind zwischen Endklemmen 24 derart miteinander reihengeschaltet, dass die mittels des Stromes in der Primärwicklung 20 induzierte Spannung über diese Endklemmen gleich Null ist, wenn sich der Eisenkern 23 in seiner Mittelstellung befindet. Wenn der Vibrator vibriert, wird durch die Vibrationsbewegung des Kernes 23 in bezug auf die Wicklungen 20,22 ein Wechselstromsignal von komplizierter Form in den Sekundärwicklungen 21 und 22 erzeugt. Dieses Signal ist betreffs seines Effektivwertes zur Vibrationsamplitude des Vibrators proportional und wird über die Klemmen 24 abgenommen, um zur Anzeige und bzw. oder Regelung der Vibrationsintensität verwendet zu werden.
Die Klemmen 24 sind an eine Leitung 25, Fig. 1, angeschlossen, durch welche das Signal als Eingangssignal zu einem anzeigenden Messwandler 26 übertragen wird, um in ein zur Regelung geeignetes Signal umgewandelt zu werden, welches zu dem die Vibrationsamplitude repräsentierenden Signal vom Differentialtransformator 18 proportional ist.
Dieser Wandler umfasst zweckmässigerweise einen Gleichrichter für das Signal, einen Wechselrichter für das gleichgerichtete Signal, einen Verstärker für das Ausgangssignal vom Wechselrichter und ein Folgeservosystem der an sich bekannten Art, die einen Servomotor aufweist, welcher teils ein Drehpotentiometer oder ein anderes Spannungsentnahmegerät, das ein zweckmässiges Ausgangssignal liefert, teils einen Anzeiger zur Anzeige der Lage des Servomotors und damit der Grösse des Ausgangssignals und teils em Antwortpotentiometer oder em Spannungsentnahmegerät antreibt, dessen Ausgangssignal zum Verstärker zurückgeführt wird und zum Ausbalancieren des dem Verstärker zugeführten Eingangssignals dient, wenn die durch dieses Eingangssignal verursachte Drehung über einen der Grösse des Eingangssignals entsprechenden Drehungswinkel erfolgt ist.
Das Ausgangssignal vom Messwandler 26 wird über eine Leitung 27 auf einen Fehlermesser 28 übertragen, welcher durch eine Leitung 29 auch an ein Potentiometer 30 zur Einstellung eines Sollwertes der Vibrationsintensität angeschlos- sen ist und ein Ausgangssignal liefert, das zum Unterschied vom Signal des Messwandlers 26 und dem vom Potentiometer 30 erhaltenen, den Sollwert repräsentierenden Signal proportional ist.
DerFehlermesser 28 liefert ein Ausgangssignal, das durch eine Leitung 31 auf einen elektrischen Servomotor 32 übertragen wird, welcher mit einem regelbaren Zusatztransformator 34 in mechanischer Verbindung steht-diese Verbindung ist mit 35 bezeichnet-dessen Primärwicklung durch eine Leitung 36 an dieselbe Wechselstromquelle angeschlossen ist, wie die Primärwicklung 20 des Differentialtransformators 18 und dessen Sekundärleitung gegebenfalls über einen Gleichrichter, an die Leitung 17 angeschlossen ist, so dass der Vibrator mit pulsierendem Gleichstrom gespeist wird.
Der Servomotor 32 stellt den regelbaren Zusatztransformator 34 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Fehlermessers 28 und damit in Abhängigkeit von der Vibrationsamplitude des Vibrators ein, wobei der Servomotor derart an den regelbaren Zusatztransformator 34 gekuppelt ist, dass eine Erniedrigung der Vibrationsamplitude eine Erhöhung der Spannung an dem Vibrator bringt.
Mit der beschriebenen Vorrichtung lässt sich die Vibrationsintensität somit durch Einstellung des gewünschen Sollwertes des Potentiometers 30 einstellen, wonach dieser Sollwert durch das von den Potentiometern 18, 26, 28, 32 und 34 sowie dem Vibrator gebildete Folgeservosystem unabhängig von Änderun- gen in Netzfrequenz, Netzspannung oder mechanischer Dämpfung des Vibrators automatisch aufrechterhalten wird.
Es ist möglich, die Regelung der Vibrationsintensität noch weiter zu automatisieren, indem eine Änderung des mittels des Potentiometers 30 abgegebenen Signals in Abhängigkeit von dem Gewicht oder der Abmessung der mit dem Vibrator behandelten Formlinge (Zuckerwürfel), beispielsweise durch Impulsregelung von einer Waage oder einem Messgerät her, automatisch bewirkt werden kann.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellte Ausführung beschränkt, sondern lässt sich im Rahmen des nachfolgenden Patentanspruches abändern und kann in verschiedenen Zusammenhängen zur Anwendung gelangen, wenn die Intensität (Amplitude) einer Vibration mit grosser Amplitude genau gere- gelt werden soll.