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Pneumatisches Zeitglied für Regler Die Erfindung betrifft ein pneumatisches,
nach dem Prinzip des Kraftvergleiches arbeitendes Zeitglied für Regler mit einer
über eine Drossel gespeisten Ausströmdüse, deren Austrittsöffnung von den Bewegungen
zweier miteinander verbundenen, in entgegengesetzten Richtungen wirkenden druckempfindlichen
Kammern gesteuert wird, und mit einer vor der Ausströmdüse abzweigenden Druckleitung,
die über eine Verzö-erun(Ysdrossel zu einem Zusatzvolumen führt, wobei der einen
der beiden druckempfindlichen Kammern der Eingangsdruck zugeführt wird, während
die zweite druckempfindliche Kammer zur Erzeugung einer Vorhaltwirkung hinter der
Verzögerungsdrossel angeschlossen ist und der Ausgangsdruck vor der Verzögerungsdrossel
abgenommen und der Steuerkammer eines Relais zu-eführt wird.
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Derartige pneumatische Zeitglieder werden in Regelkreisen benutzt,
um ein von der Geschwindigkeit der Änderung des Eingangssignals abhängiges Ausgangssignal
zu gewinnen, das je nach Aufbau des Zeitgliedes einen Vorhalt oder einen
inversen Vorhalt (ähnlich Integralwirkung) darstellt. Um ein bekanntes Relais von
direktem Vorhalt auf inversen Vorhalt umzustellen, muß es jedoch demontiert werden,
worauf ein Zwischenstück umzukehren ist. Die Demontage eines solchen Gliedes ist
recht kompliziert, und es kann, auch bei fachmännischer Arbeit, leicht zu einer
Beschädigung der Anlage kommen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein pneumatisches Zeitglied
zu schaffen, das es ermöglicht, ohne großen baulichen Aufwand, nämlich unter Verwendung
nur einer Verzögerungsdrossel in Verbindung mit nur einem Zusatzvolumen, wahlweise
zwei verschiedene Zeitfunktionen, eine Vorhaltwirkung und eine inverse Vorhalt-wirkun
' -, zu erzeugen, wobei die Umstellung von direktem auf inversem Vorhalt
ohne Eingriff in das Gerät durch einfaches Umschalten erfolgen soll.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mit Hilfe
eines an sich bekannten plattenförmigen Umschaltgliedes der Anschluß der zweiten
druckempfindlichen Kammer hinter der Verzö,-erungsdrossel mit dem Anschluß für den
Ausgangsdruck vor der Verzögerungsdrossel vertauschbar ist. Dabei ist für die inverse
Vorhaltfunktion das Vorhandensein der eingangs erwähnten abgeschlossenen Steuerkammer
mit einem bestimmten Volumen für den Ausgangsdruck maßgebend. Die Funktion dieses
Gerätes beruht darauf, daß der Raum zwischen einer Blende in der Zuleitung der Speiseluft
und einer Steuerdüse vermittels eines Drosselventils mit einer Kapazitätskammer
verbunden ist und daß das zwisehen zwei Lagen umstellbare plattenförrnige Umschaltglied
mit derart ausgebildeten Kanälen versehen ist, daß bei der einen Lage der Platte
die Kanäle einesteils eine Ausgleichkammer mit der Kapazitätskammer und andererseits
den Raum zwischen der Blende und der Steuerdüse mit der Steuerkammer verbinden,
wogegen in der anderen Lage der Platte durch die Kanäle einesteils der Raum zwischen
der Blende und der Steuerdüse mit der Ausgleichskammer, anderenteils die Steuerkammer
mit der Kapazitätskammer verbunden sind. Die hierbei angewendete Methode der Bildung
eines inversen Vorhalts, nämlich in die Steuer- bzw. Ausgangsleitung ein Verzögerungsglied
aus Drossel und Volumen zu schalten, ist dabei für sich von einem anderen Zeitglied
her bekannt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des pneumatischen Zeitgliedes
gemäß der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 einen Achsenschnitt
und F i g. 2 sowie F i g. 3 eine Draufsicht auf das Umschaltglied
in den beiden Lagen.
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Das Gerät wird von Druckluftkammern gebildet, welche in einem Gehäuse
durch Membranen und feste Wände gebildet sind. Das Eingangssignal wird in die Kammer
1 geführt, wo es auf die Membrane 2 einwirkt. Deren Mittelpunkt ist fest
mit einem Bolzen 3
verbunden, welcher je nach der Größe des Eingangssignals
in Richtung seiner Längsachse verschoben
wird. Durch die Bolzenbewegung
wird die Lage einer Klappe 4 geändert. Die Übertragung der Bewegung des Bolzens
3 auf die Klappe 4 geschieht vermittels eines exzentrischen Zapfens
5, um durch dessen Verdrehen die Mittellage der Membranen bequem einstellen
zu können. Eine dauernde Berührung zwischen der Klappe 4 und dem exzentrischen Zapfen
5 wird durch die Vorspannung der federnden Klappe 4 bewirkt. Durch Veränderung
der Lage der Klappe 4 gegenüber einer Düse 6 ändert sich der Luftdruck in
der Kammer 7 sowie auch im Raum zwischen der Blende 8 und der Düse
6. Der Druck in der Kammer 7
wird augenblicklich vermittels einer Ventilvorrichtung
9 durch den Druck in der Kammer 10 ausgeglichen, der das Ausgangssignal
des Gerätes darstellt. Der Druck in der Kammer 1 wird durch den Druck der
Kammer 11 ausgeglichen, welcher im umgekehrten Sinn wirkt und auch durch
das System Klappe-Düse gesteuert, jedoch mit Hilfe eines Drosselventils 12 gegenüber
dem Druck in den Kammern 7 und 10
verzögert wird. Dies bewirkt, daß
der Druck im Raume zwischen der Blende 8 und der Düse 6 vor dem Drosselventil
12 dem Eingangssignal plus seiner ersten Ableitung nach der Zeit gleich ist. Die
Wirksamkeit des Differentialanteils (Vorhalt) wird vermittels des Drosselventils
12 eingestellt, dessen Ausgang zwecks Einstellung größerer und genauerer Zeitkonstanten
zusätzlich mit der Kammer 13 verbunden ist.
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Beim erfindungsgemäßen pneumatischen Zeitglied erreicht man den inversen
Vorhalt durch einfaches Verdrehen der Umschaltplatte 14 am Gerät, wobei die Skala
der Zeitkonstanten sowohl für den direkten als auch für den inversen Vorhalt gültig
bleibt.
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In der F i g. 2 ist die Umschaltplatte 14 in einer Lage veranschaulicht,
in der sie zur Bildung des direkten Vorhalts mit ihren Kanälen den Luftweg aus dem
Raum hinter der Blende 8 in die Kammer 7 und den Luftweg aus der Kammer
11 in die Kammer 13 freigibt. In der F i g. 3 ist die
Umschaltplatte 14 in der für den inversen Vorhalt geeigneten Lage dargestellt, in
welcher sie den Luftweg aus dem Raum hinter der Blende 8 in die Kammer
11 sowie den Luftweg aus der Kammer 7 in die Kammer 13 freigibt.
Im ersten Fall sind die Kanäle in der Umschaltplatte 14 in der schematischen Darstellung
(F i g. 1) mit durchgehenden, im zweiten Fall mit unterbrochenen Linien dargestellt.