CH374409A - Fallbügelregler - Google Patents

Description

Fallbügelregler Die Erfindung bezieht sich auf einen Fallbügel- regler, bei welchem ein Impulsschaltwerk vorhanden ist, mit dem Regelimpulse verânderbar gegeben wer- den künnen und die Impulsdauer in Abhüngigkeit von der relativen Lage des Mel3werkzeigers zu Biner Sollwertmarke verândert wird. Diese Art der Rege- lung hat den Vorteil, da13 sich selbst grSBere Lei- stungen mit relativ einfachen und billigen Mitteln, beispielsweise Biner Quecksilberschaltrôhre, schalten lassen. Bei bekannten Reglern dieser Art hângt die Dauer der Impulse direkt von der Auslenkung des Mel3werkzeigers ab: Ist die Abweichung des MeB- werkzeigers von der Sollmarke grog, so weicht die Impulsdauer sehr stark von ihrem mittleren Wert ab, ist sie klein, so weicht die Impulsdauer von einem mittleren Wert nur wenig ab. Bei bekannten Reglern dieser Art wird zu diesem Zweck der Zeiger mittels Bines am Fallbügel vorgesehenen Stufenbleches abge- tastet. Je nach der Lage des Mel3werkzeigers kommt der Fallbügel in mehr oder weniger groBer Hôhe auf diesem zur Auflage. Von dieser Endstellung des Fallbügels wird ein Impulsschaltwerk gesteuert. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daB sich je nach der Belastung der Regelstrecke Bine bleibende Regel- abweichung ergibt, die erhebliche Werte annehmen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regler der vorliegenden Art zu schaffen, der diese Nachteile nicht aufweist.

ErfindungsgemâJ3 wird zu diesem Zweck die An- ordnung so getroffen, daB in Biner der eingangs ge- nannten Lagen des Mel3werkzeigers die Impulsdauer bei jedem Hub des Fallbügelreglers um ëmen vor- gegebenen Betrag vergrül3ert und in Biner anderen dieser Lagen verkleinert wird. Dies ermdglicht einen integral wirkenden Regler, der in der Lage ist, Bine Abweichung vollstândig herauszuregeln. Es künnen die in Sinne Biner Vergrdl3erung der RegelgrôBe wirkenden Regelimpulse unterdrückt wer- den, Solange der Mel3werkzeiger oberhalb des Soll- wertes steht. Entsprechend künnen natürlich auch im Sinne Biner Verkleinerung der Regelgrdl3e wir- kende Regelimpulse unterdrückt werden, Solange der Mel3werkzeiger unterhalb des Sollwertes steht. Auf diese Weise ergibt sich ein Regler mit sehr guten Stabilitâtseigenschaften. , Wenn beispielsweise durch den Regler Bine Tem- peratur geregelt werden soli, indem durch Bine Quecksilberrdhre Bine Heizung abwechselnd mehr odes weniger lange ein- und ausgeschaltet wird, so wird das Impulssuhaltwerk bei Biner lângeren starken Belastung der Regelstrecke (Ôffnën Biner Ofentür) mit der Zeit auf _sehr langeRTI ID="0001.0268" WI="26" HE="4" LX="1453" LY="1753"> Einschaltimpulse eingestellt, um die Belastung auszugleichen. In dem Moment, wo die Belastung wegfâllt (SchlieBen der Ofentür), steigt die Temperatur infolge der langen Einschaltzeiten schnell an und der Mel3werkzeiger schiel3t über den Sollwert hinaus. Dadurch, da13 in diesem Augenblick die Regelimpulse vollstândig unterdrückt werden, das heil3t die Heizung ganz abgeschaltet wird und dabei gleichzeitig die am Impulsschaltwerk eingestellte Impulsdauer stândig abgebaut wird, ist sehr schnell wieder der vor der Belastungsspitze herrschende Ausgangszustand erreicht.

In der Umgebung der Sollwertmarke kann ein Bereich vorgesehen sein, in welchem keine Verânde- rung-der Impulsdauer erfolgt.

ZweckmâBigerweise ist auch ira vorliëgenden Falle der Fallbügel in an sich bekannter Weise mit emem den MeBwerkzeiger abtastenden Stufenblech versehen. Die Anordnung kann so getroffen werden, da13 sich die Grü13e der Verstellschritte in Abh'ângig- keit von der Zeigerauslenkung ündert, beispielsweise indem das Stufenblech mehrere Stufen aufweist und im Bereich jeder Stufe vin gesonderter-Verstellmecha- nismus für das Impulsschaltwerk eingeschaltet wird.

Zur Verbesserung der Regeleigenschaften kdnnen gleichzeitig, vorzugsweise durch zweites Stufenblech, Mittel gesteuert werden, welche zusatzliche Regel- impulse geben, deren Dauer nur von der Stellung des Mel3werkzeigers abhiingt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch schaubildlich dargestellt und im folgenden beschriebën: Ein Mel3werkzeiger 1 spielt liber Biner Zeiger- auflageleiste 2 und wird von einem parallel geführten Fallbügel 3 periodisch abgetastet. Mit 4 ist die Soll- wertmarke bezeichnet. Der Fallbügel 3 ist mit einem Stufenblech 5 versehen. Steht der Mel3werkzeiger 1 links der Sollwertmarke 4, so kommt der Fallbügel 3 in seiner unteren Endstellung auf dem Zeiger 1 zur Auflage. Steht der Zeiger 1 jedoch rechts der Soll- wertmarke 4, so legt sich die untere Kante des Stufenbleches 5 - auf den Zeiger 1 auf, so da13 der Fallbügel 3 in viner etwas angehobenen Lage zurück- gehalten wird.

Mit 6 ist ein Schalthebel bezeichnet, der auf einer Achse 7 gelagert ist und von Biner -Feder 8 nach unten gezogen wird. Der Hebel 6 liegt mit Biner Rolle 9 an Biner Kurvenscheibe 10 an, die liber Bine Welle 11 mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Die Kurvenscheibe 10 weist einen Ausschnitt 12 auf. Bei Biner bestimmten Winkellage der Kurven- scheibe 10 fâllt die Rolle 9 unter dem Einflul3 der Feder 8 in den -Ausschnitt 12 und der Schalthebel 6 wird im Uhrzeigersinn verschwenkt. Er drückt dabei mit einem Arm 13 auf Bine Rolle 14 Bines Hebels 15, der bei 16 schwenkbar gelagert ist. An dem Hebel 16 sitzt Bine Quecksilberschaltrôhre 17. Der Hebël 16 wird in die gestrichelt dargestellte- Lage geschwenkt. Hier greift Bine Zunge 18, die unter dem Einflul3 Biner Torsionsfeder 19 stëht, liber die Rolle 14 und ver- riegelt die Quecksilberschaltrdhre 17 in der ver- schwenkten Lage.

Die Auslosung der Verriegelung erfolgt mittels ëiner Scheibe 19 mit einem Nocken 20, der auf Bine Druckkugël 21 in der Kurvenscheibe 10 wirkt und die Zunge 18 nach hinten drückt, worauf - die Queck- silberschaltrdhre 17 unter dem EinfluB Biner Feder 22 in ihre ursprüngliche Lage zurückgeht. Durch die Lage des Nockens 20 relativ zum Einschnitt 12 -wird die Dauer der mit der Rdhre 17 gegebenen Einschalt- impulse bestïmmt. Die Nockenscheibe 19 ist mit der Welle 23 verdrehbar, auf welcher zwei Stift- scheiben 24, 25 mit axialen Stiften 24', 25' sitzen.

Durch ein Gestange 26, 27, 28 wird in Abhangig- keit von der Bewegung. des Fallbügels 3 Bine Welle 29 vërdreht, auf der Nockenscheiben 30, 31 sitzen. An den Nockenscheiben 30, 31 liegen unter dem Einflul3 von Federn 32', 33' mittels Rollen 32", 33" Schwenkhebel 32, 33 an, die bei 34 bzw. 35 gelagert sind. An den Schwenkhebeln 32, -33 sied Schalt- RTIID="0002.0270" WI="13" HE="4" LX="305" LY="2618"> schienen 36 und 37 vorschiebbar geführt, die je an einen von zwei miteinander durch die festgehaltene Drehachse 38a gekoppelten Schritthebeln 38, 39 angelenkt sied und gegen die Wirkung der Federn 40, 41 nach unten ausweichen künnen. Der Schritthebel 38 ist als Winkelhebel ausgebildet, dessen Biner Arm von einem Stift 42 der Kutvenscheibe 10 bei jeder Umdrehung derselben einmal gegen die Wirkung Biner Feder 43 nach unten gedrückt wird. Dabei werden die Schaltschienen 36, 37 in der Zeichnung nach links vorn gezogen und bewegen sich, nachdem der Stift 42 den Hebel 38 wieder losgelassen hat, unter dem Einflul3 der Feder 43 wieder in die gezeichnete Lage zurück. Die Schaltschienen 32, 33 sied mit Nocken 44, 45 versehen, die jede Bine Schragflüche besitzen, und zwar fâllt die Schrâgflâche des Nockens 44 nach vorn und die des Nockens 45 nach hinten ab. Mit 46 ist ein Steuerblech bezeichnet, an dexn bei ange- hobener Lage des Fallbügels 3 ein Arm 6' des als Winkelhebel ausgebildeten Schalthebels 6 zur Anlage kommt und der so ein Verschwenken des Hebels 6 verhindert.

.Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Wenn der MeBwerkzeiger 1, wie dargestellt, unter- halb der Sollwertmarke 4 steht, senkt sich der Fall- bügël 3 bei jedem Hub bis in seine tiefste Lage, das Steuerblech 46 gibt den Hebel 6 frei.

Die Nockenscheibe 30 wird so weit verschwenkt, dal3 ihr Nocken das Bine Ende des Schwenkhebels 32 nach unten :drückt und dabei die Schaltschiene 36 mit dem Nocken 44 in den Bereich der Stiftscheibe 24 bringt, wahrend die Nockenscheibe 31 den Schwenk- hebel 33 loslâf3t, so da13 der Nocken 45 aus dem Bereich der Stiftscheibe 25 gelangt. Bei jeder Um- drehung der Kurvenscheibe 10 werden die Schalt- schienen 36, 37 in der beschriebenen Weise einmal hin und hër bewegt. Bei der Bewegung nach hinten dreht der Nocken 44 die Stiftscheibe 24 um cinen Schritt in Pfeilrichtung weiter, wahrend er vorher bei der Vorwârtsbewegung dank der Schrâgflâche gegen die -Wirkung der Feder 40 ausweicht. Mit der Stift- scheibe 24 verdreht sich auch die Nockenscheibe 19.

Sobald die Rolle 9 in den Ausschnitt 12 faut, drückt der Hebel 6 die Schaltrühre 17 nach unten, wo sie in der beschriebenen Weise dureh die Zunge 18 verriegelt wird. Die Verriegelung wird aufgehoben, wenn die Kugel 21 an den Nocken 20 der Nocken- scheibe 19 gelangt. Diese Zeit ist durch die beschrie- bene Verdrehung der Scheibe 19 verl'ângert worden, so daB die Einschaltzeit, in der die -Rühre 17 in der verschwenkten Lage ist, verlângert ist. Bei der nâch- sten Umdrehung der Kurvenscheibe 10 erfolgt Bine weitere Verlângerung der Einschaltzeit, so lange, bis bei einem Hub des Fallbügels der Zeiger 1 die Soll- wertmarke RTI ID="0002.0538" WI="20" HE="3"LX="1331" LY="2370"> überschreitet.

Dann kommt der untere Rand des Stufenbleches 5 auf dem Zeiger 1 zur Anlage. Das Steuerblech 46 aperrt dauernd den Hebel 6, so da13 die Heizung Oder dergleichen überhaupt nicht mehr cingeschaltet wird, unabhangig davon, was das Impulsschaltwerk tut. Gleichzeitig wird aber durch den Nocken der Nocken- scheibe 31 der Schwenkhebel 33 niedergedrückt, so da13 die Schaltschiene 45 in des Bereich der Stift- scheibe 25 gelangt, wâhrend die Nockenscheibe 30 des Hebel 32 freigibt. Durch die Schaltschiene 45 wird nus in entsprechender Weise die Scheibe 25 bei jeder Umdrehung der Kurvenscheibe um einen Schritt, jedoch im Uhrzeigersinne, verdreht und die Impuls- dauer, also die Einschaltzeit der Rohre 17, verkürzt.

Damit die Schaltwerke nicht bei jeder kleinen Abweichung in Tâtigkeit zu treten brauchen, kann in dem Stufenblech in der Umgebung des Sollwertes Bine Stufe eingeschnitten sein, wie sie in der Ab- bildung gestrichelt eingezeichnet ist, in deren Bereich keines der Schaltwerke -44, 24, 45, 25 wirksam ist.

Zur Erzielung Biner besseren Regelung kann die Anordnung auch so getroffen werden, dal3 das Stufen- blech 5 mehrere Stufen besitzt und im Bereich jeder Stufe ein gesondertes, nach Art der beiden gezeich- neten Schaltwerke arbeitendes Schaltwerk wirksam wird. Die Schaltschritte künnen dans mit der Ab- weichung vom Sollwert wachsen. Statt Bines Stiftes 42 an der Nockenscheibe 10 kdnnen auch mehrere Stifte vorgesehen werden, so daI3 bei jeder Umdre- hung der Scheibe 10 mehrere Schaltschritte erfolgen. Die Stifte 24' und 25' künnen ungleichmlifg ver- teilt sein, so dal3 die ersten Schaltschritte - bei gerin- geren Stdrungen - noch klein sind und die Schritte dans immer grMer werden, wenn der Sollwert dans noch nicht wieder erreicht ist. Diese Mal3nahmen kônnen dazu dienen, des Regler dem jeweils vor- liegenden Regelproblem anzupassen. Auch sonst, konnen übliche Mittel der Regelungstechnik, z. B. Bine Rückführung, zur Verbesserung der Regel- eigenschaften herangezogen werden.

Statt des dargestellten Impulsschaltwerkes kün- nen natürlich auch andere Impulsschaltwerke Ver- wendung finden, beispielsweise Impulsschaltwerke in Gestalt vos Bimetallschaltern. Die Weiterschaltung der Scheibe 19 kann statt durch die mechanischen Schaltwerke 24, 44, 25, 45 auch durch einen Elektro- motor erfolgen, der entsprechende elektrische Impulse erhült.

Claims (18)

1. PATENTANSPRUCH Fallbügelregler, bei welchem ein Impülsschalt- werk vorhanden ist, mit dem Regelimpulse verander- barer Dauer gegeben werden künnen und die Impuls- dauer in Abhangigkeit vos der relatives Lage des: Mel3werkzeigers zu Biner Sollwertmarke veründert wird, dadurch gekennzeichnet, daB in Biner dieser Lagen des MeBwerkzeigers die Impulsdauer bei jedem Hub des Fallbügelreglers um einen vorgegebenen Betrag vergrdBert und in Biner anderen dieser Lagen verkleinert wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Fallbügelregler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daB in der Umgebung der Sollwert- marke .ein Bereich RTI ID="0003.0273" WI="17" HE="4" LX="517" LY="2507"> vorgesehen ist, in welchem keine Veranderung der Impulsdauer erfolgt.
2. 2. Fallbügelregler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet; daB im Sinne Biner VergrBBerung der Regelgrül3e wirkende Regelimpulse unterdrückt werden, solange der MeBwerkzeiger obërhalb des Sollwertes stëht.
3. 3. Fallbügelregler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dal3 die Regelimpulse mittels Biner elektrischen Quecksilberschaltrdhre gegeben werden, die vos dem Impulsschaltwerk gesteuert wird.
4. 4. Fallbügelregler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da13 der Fallbügel mit einem mit dem MeBwerkzeiger in Wixkungsverbindung stehenden Stufenblech versehen ist.
5. 5. Fallbügelregler nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dal an dem Fallbügel vin Gestânge angelenkt-ist, durch welches je nach der sich aus der Zeigerstellung ergebendën unteren Endlage des Fall- bügëls Biner vos zwei hin und her beweglichen Schalt- schienen in Wirkstellung gebracht wird, vos denen die Bine bei jedem Hub das Impulsschaltwerk im Sinne Biner VergrdBerung der Impulsdauer und die andere im Sinne Biner Verkleinerung der Impulsdauer vërstellt.
6. 6. Fallbügëlregler nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daB die Schaltschienen mit Nockën versehen sied, die in der Wirkstellung an Stiftscheiben des Impulsschaltwerkes angreifen.
7. 7. Fallbügelregler nach Unteranspruch 6; dadurch gekennzeichnet, daB die Nocken je Bine Schrâgflâche aufweisen und daB die Schaltschienen federnd schwenkbar sied nnd des Stiften der Stiftscheiben bei je Biner Bewegungsrichtung ausweichen.
8. 8: Fallbügelregler nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet; daI3 die Stifte am Umfang-der Stift- râder mit ungleichmâl3igën Abstânden angeordnet sind.
9. 9. Fallbügelregler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daB das Impulsschaltwerk Bine mit konstanter Drehzahl umlaufende, mit einem Aus- schnitt versehene Kurvenscheibe aufwëist, an welcher ein Schalthebel kraftschlüssig anliegt, der beim Ein- 'fallen in des Ausschnitt Bine Schaltrühre gegen die Wirkung Biner Fedèr verschwenkt, sowie Verriege- lungsmittel, welche die Schaltrühre in der verschwenk- tes Lage festhalten und Mittel, durch welche die Verriegelung in einëm einstellbaren Zeitpunkt auf- gehoben wird.
10. 10. Fallbügelregler nach Unteranspruch 9, da- durch gekennzeichnet, dal3 die Verriegelungsmittel vos viner quer zur Schwenkebene des Schalthebels ausschwenkbaren Federzunge gebildet wird, die hinter einem mit der Schaltrühre verbundenen Ansatz- greift.
11. 11. Fallbügelregler nach Unteranspruch 10, da- durch gekennzeichnet, dal3 die Mittel zur Aufhebung der Verriegelung vos Biner verdrehbaren Nocken- scheibe gebildet werden, die mit Biner vos der Kurven- scheibe mitgeführten, axial verschiebbaren Druck- kugel zusammenarbeitet und die Kugel, an welcher die Federzunge anliegt, axial verschieben kann.
12. 12. Fallbügelregler nach Unteranspruch 9, da- durch gekennzeichnet; daB die Kurvenscheibe einen

    oder mehrsre Stifte (42) aufweist, welche auf je an einër Schaltschiene angelenkte Schritthebel einwirken.
13. 13. Fallbügelregler nach Unteranspruch 12, da durch gekennzeichnet, da13 Stiftscheiben auf der Achse der Nockenscheibe -ângeordnet sied.
14. 14. Fallbügelregler nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet; da13 der Schalthebel (6) als Winkelhebel ausgebildet ist, der bëi angehobener Lage des Fallbügels an ëinem Sperrblech zur Anlage kommt und an einem Vërschwenken gehindert ist.
15. 15. Fallbügelregler nach Patëntanspruch, dadurch gekennzeichnet, daB sich dis GrMe der Verstell schritte in. Abhângigkeit von der Zeigerauslenkung ândert.
16. 16. Fallbügelregler nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daB das Stufenblech mehrere Stufen aufweist und fin Bereich jeder Stufe ein gesonderter Verstellmechanismus für das Impulsschaltwerk ein- geschaltet wird.
17. 17. Fallbügelregler nach Unteranspruch 16, da- durch gekennzeichnet, daf3 eine Mehrzahl Schalt- schienen vorgesehen sied, die mit Stiftscheiben von unterschiedlichem Stiftabstand zusammenarbeiten, und daf3 bei den den verschiedenen Stufen des Stufen- bleches entsprechenden Endlagen des Fallbügels je- weils eine der Schaltschienen in Wirkstellung ist.
18. 18. Fallbügelregler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daB durch ein zweites Stufenblech Mittel gesteuert werden, welche zusâtzliche Regel- impulse geben, deren Dauer nur von der genannten Lage des Mel3werkzeigers abhângt.