DE2132088C3 - Pneumatischer Regler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft pneumatische Regler mit Kraftvergleich mittels eines um eins gestellfeste Achse kippbar gelagerten, im wesentlichen plattenförmigen Waagebalkens, an welchem auf der einen Seite der Kippachse wenigstens ein pneumatisches Eingangsmeßwerk und auf der anderen Seite ein Sollwert-Kraftgeber angreift und welcher auf einen das pneumatische Ausgangssignal liefernden Verstärker einwirkt, sowie mit einem pneumatischen Rückführelement, dessen Angriffshebelarm am Waagebalken einstellbar ist.

Pneumatische Regler dieser Art sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. So ist in dem Buch »Pneumatische Regler« von Kretzschmer, Düsseldorf 1958, auf den Seiten 20 bis 22 ein Regler mit einer Balgwaage mit je zwei zu beiden Seiten der Kippachse angeordneten, jeweils einander entgegenwirkenden Meßbälgen dargestellt, nämlich auf der ei nen Seite einem Istwert- und einem Sollwertbalgen und auf der anderen Seite einem Nachstell- und einem Rückführbalgen. Der Waagebalken steuert eine mit einer Düse zusammenwirkende Prallplatte, wobei die Düse über eine Drossel mit Druckluft versorgt wird und an den Eingang eines das Stellgrößensignal liefernden pneumatischen Verstärkers angeschlossen ist. Um die Verstärkung ändern zu können, geht der Steuerdruck vom Verstärker nicht unmittelbar in den Rückführbalg, sondern in eine aus einer festen Vordrossel und einer verstellbaren ins Freie abblasenden Nachdrossel bestehende Kaskade, wobei die Verbindungsleitung zwischen Vor- und Nachdrossel entweder unmittelbar oder über eine weitere Drossel und ein zusätzliches Vorhaltvolumen an den Rückführbalg angeschlossen ist. Mit der weiteren Drossel läßt sich der D-Anteil im Reglerausgangssignal einstellen.

Ein ähnlicher Regler ist in »Kleines Handbuch Technischer Regelvorgängc« von W. Oppelt, Weinheim/Bergstraße 1964, auf Seite 305, wiedergegeben, bei welchem auf der einen Seite der Kippachse des Waagebalkens sich gegenüberstehend ein dem Istwertdruck und ein dem Sollwertdruck ausgesetzter Balgen angreifen, wahrend auf der anderen Seite der Kippachse in gleicher Anordnung zwei eine nachgie-

bige Rückführung bewirkende Balgen angreifen, deren Abstand von der Kippachse zwecks Einstellung des Proportionaütätsfaktors des Reglers veränderbar ist.

Bei einem anderen, aus der USA.-Patentschrift 2 742917 bekannten pneumatischen Regler wirken vier um eine Achse symmetrisch engeordnete Federbälge auf die Unterseite eines starren Ringes ein, der mittels einer sich radial erstreckenden Blattfeder kippbar an einer durch den Mittelpunkt des Ringes verlaufenden und auf dessen Ebene senkrecht stehenden Achse befestigt ist. Oberhalb des Ringes ist parallel zu diesem eine starre Druckplatte angebracht, durch welche eine auf den Ring gerichtete Düse hindurchragt. Zwischen der Druckplatte und dem Ring ist um die gemeinsame Achse ein Doppelhebel schwenkbar, J-- an seinen beiden Enden je eine Laufrolle trägt, über -1>e sich der Ring an der Druckplatte abstützt. Durch Verstellen dieses Doppelhebels kann die Lage der Abstützlinie des Ringes an der Druckplatte und damit der Hebelarm der Krafteinwirkung der einzelnen Bälge auf Jen Ring zwecks Einstellung des Proportionalbandes des Reglers verändert werden. Der Druck in der über eine Drossel an eine Druckluftquelle angeschlossenen Düse dient wie üblich als Stellgrößensigna! für ein Stellglied.

Ferner zeigt die deutsche Auslegeschrift 1 673 576 einen pneumatischen Regler mit einer die Düse eines Klappenventils tragenden, um eine ortsfeste Achse schwenkbaren Platte, an deren Endteilen die von Einstellvorrichtungen erzeugten Kräfte angreiten. Die Platte ist an ihren Enden einstückig mit einem elastisch verformbaren Ring verbunden, der mit seiner Unterseite auf einem ihn diametral kreuzenden, fest abgestützten, parallel zur Ebene des Ringes schwenkbaren Hebel gelagert ist. Die Lagerstellen für den Ring sind durch die Ausleger eines um die Mittelsenkrechte des Ringes drehbaren doppelarmigen Hebel gebildet. Durch Drehung an dem Hebel bzw. an der Achse des Hebels kann die Federkraft des Ringes von Null bis zu einem vorgegebenen Maximalwert verändert werden, wodurch sich der Proportionalfaktor des Reglers einstellen läßt.

Bei dem der deutschen Offenlegungsschrift 1958 378 beschriebenen pneumatischen Regler ist der Waagebaiken nicht um eine gestellfeste Achse kippbar, sondern die Achse wird von einer drehbaren Lagerscheibe getragen, so daß die Kippachse in einer zur Ebene des Waagebalkens parallelen Ebene verdreht werden kann. Dadurch ändern sich gleichzeitig die beiden Hebelarme zu den ortsfest angeordneten Ausdehnungsbalgen. Eine solche Anordnung erlaubt es nicht, den Verstärkungsgrad des Reglers getrennt einzustellen, weil gleichzeitig infolge der Verlagerung der Schwenkachse auch der Einfluß der übrigen Balgen auf den Waagebalken mit verändert wird.

Aus der britischen Patentschrift 907 068 ist ein pneumatischer Regler mit Wegeveigleich bekannt, dessen Waagebalken an drei Punkten gelagert und um zwei zueinander senkrechte Achsen schwenkbar ist. Dabei liegt das Eingangsmeßwerk unter der Kippachse, um die der Waagebalken bei einer von einem Stellungsrückmelder auf den Regler übertragenen Lageänderung des Stellgliedes geschwenkt wird. Eine Rückführung im Regler selbst ist nicht vorgesehen. Der Angriffspunkt einer einer Drossel gegenüberstehenden Prallplatte am Waagebalken isl durch Verschwenken der Prallplatte parallel zur Ebene des Waagebalkens zwischen Positionen möglich, in denen die Kippachse der Prallplatte entweder auf der Verbindungslinie eines festen Abstützpunktes mit dem Angriffspunkt des Stellungsrückmelders, oder auf der Verbindungslinie des festen Abstützpunktes mit dem Angriffspunkt des Eingangshafen senkrecht steht. Zur Verstärkungsänderung ist es aus der Patentschrift Nr. 68 990 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin bekannt, das-Rückführsignal ίο über einen pneumatischen Umschalter, wahlweise zusätzlichen am Waagebalken angreifenden Faltenbälgen zuzuführen, welche ansonsten über den Umschalter mit Quellen für zusätzliche Einflußgrößen, insbesondere Störgrößen, verbunden werden können. Schließlich zeigt die deutsche Patentschrift 1 189733 eine Vorrichtung zum Ausgleichen der Drehmomentunterschiede, die durch unterschiedliche Wirkflächen von Federbälgen in pneumatischen Meßumformern hervorgerufen werden, bei denen auf einer druckbeao aufschlagten Membran ein oder mehrere Federbälge angeordnet sind, und bei denen das Mittetetück der Membran zwischen zwei starren Platten eingespannt ist. Zum Ausgleich der Drehmomentenunterschiede ist das Mittelstück der Membran in einem Drehpunkt »5 gelagert, und die Wirkflächen der Federbälge sind auf dem Mittelstück mit Hilfe einer von außerhalb des Meßumformers betätigbaren Exzenterschraube verschiebbar.

Ausgehend von einem pneumatischen Regler der eingangs genannten Art liegt der Erfindung im wesentlichen die Aufgabe zugrunde, das Regeiverhalten eines solchen pneumatischen Reglers, insbesondere seinen Verstürkungsgrad und Proportionalbereich leicht und übersichtlich einstellen zu können, ohne dabei die Meßwerke oder Federbälgc gegenüber dem Waagebalken verschieben zu müssen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung.

Der Regler zeichnet sich durch einen einfachen und übersichtlichen Aufbau und leichte Montagemöglichkeit aus. Sein Proportionalbereich läßt sich leicht von der Vorderseite hereinstellen u.id an einer dem Übertragungsarm zugeordneten Skala anzeigen. Auch kann man eine große Sollwertskala von vorn her ablesbar anbringen. Alle Meßwerke können in einer Ebene angeordnet werden, wodurch sich ihre Lagerung und Einstellung recht einfach gestaltet. Von den zahlreichen Einsatzmöglichkeiten des Reglers sei als Beispiel nur die Klimaregelung in Gebäuden erwähnt, wo das Istwert-Meßwerk beispielsweise von einem Raumtemperaturfühler gesteuert wird.

Darüber hinaus soll der Regler möglichst vielseitig einsetzbar und leicht in verschiedenen Anwendungszwecken anpaßbar sein. Hierfür geeignete Weiterbildüngen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der in einer das Eingangsmeßwerk, der Sollwert-Kraftgeber sowie das Rückführelement tragenden Grundplatte eine weiteres Meßwerk verstellbar angeordnet und zu beiden Seiten der Kippachse in einen wahlbaren Abstand von der Kippachse aufweisende Stellungen verschieb- oder schwenkbar ist. Bei einem Klimaregler in einem Gebäude kann beispielsweise dieses weitere Meßwerk den Einfluß der Außentemperatur in dem gewünschten Maße berücksichtigen, während das lsi wert-Meßwerk vom Raumlemperaturfühler gesteuert wird.

Es braucht zum Verändern des Einflußgradeseiner

zusätzlichen Meß- oder Störgröße das hierfür vorgesehene zusätzliche Meßwerk weder gegen ein anderes ausgetauscht noch der Regler anderweitig umgebaut zu werden, sondern man verstellt in einfacher Weise den Angriffspunkt dieses Meßwerkes am Waagebalken, indem man dieses zusätzliche Meßwerk entweder in einem ortsfesten Träger senkrecht zur Kippachse verschiebt oder das in einem Träger gelagerte Meßwerk mit dem Träger verschiebt oder schwenkt.

Es besteht in besonders einfacher Weise die Mög lichkeit, das Verhältnis von Meßsignal und Stellgrößensignal zu reversieren, indem der Verstärker an verschiedenen Stellen zu beiden Seiten der Kippachse des Waagebalkens befestigbar ist. Dies kann dadurch geschehen, daß die Düse eines mit Düse und Prallplatte ausgerüsteten Verstärkers entweder auf der einen oder auf der anderen Seite der Kippachse befestigt wird und der Waagebalken als Prallplatte dient oder eine solche trägt. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich bei Verwendung eines zugleich als Kraft/Druck-Umformer ausgebildeten Verstärkers. Ein derartiger Verstärker ist als in sich geschlossene Baueinheit leicht an der Trägerplatte zu befestigen und im Bedarfsfall umzusetzen oder auch auszuwechseln.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 schematisch den prinzipiellen Aufbau des Reglers,

Fig. 2 die Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Reglers bei abgenommenem Dekkel,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Regler längs der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch den Regler längs der Linie IV-IV mit aufgesetztem Deckel, F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V,

F i g. 6 bis 9 schematisch Beispiele von Möglichkeiten der Änderung des Beeinflussungsgrades einer Regelgröße χ, durch eine Störgröße X₂ durch Verschieben eines weiteren Meßwerkes und gegebenenfalls Verwendung von zusätzlichen der Störgröße ausgesetzten Meßwerken, und

Fig. 10 die Erzielung eines Integral- oder Nachstellverhaltens veränderbarer Größe durch Anschluß eines Drossel-Volumen-Elements an das verstellbare weitere Meßwerk.

In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 sind auf einer Grundplatte 1 vier Meßwerke 2 und zwar jeweils zwei Meßwerke zu beiden Seiten im gleichen Abstand α von der Kippachse 3 des Waagebalkens 4 angebracht. Die Grundplatte 1 trägt ferner ein pneumatisches Rückführelement 5 mit einem schwenkbaren Ansatz 6, wodurch sich der Angriffspunkt des Rückführelements am Waagebalken 4 auf den gewünschten Abstand von der Kippachse 3 einstellen läßt. Ferner ist an der Grundplatte 1 ein Verstärker 7 befestigt, auf dessen Eingangssteuerglied der Waagebalken 4 einwirkt. Je nach der gewünschten Wirkungsrichtung (direkt oder revers) wird der Verstärker 7 entweder rechts oder, wie strichpunktiert dargestellt, links von der Kippachse 3 an der Grundplatte 1 befestigt. Die Grundplatte 1 trägt ferner ein oder mehrere Meßwerke 8, welche in einem Schlitz 9 der Grundplatte verschiebbar geführt sind und an beliebige Stellen, beginnend im Abstand α links der Kippachsc bis zum gleichen Abstand α rechts von der Kippachse, gebracht werden können. Insbesondere als Sollwerteinsteller kann an Stelle eines pneumatischen Gebers eine auf den Waagebalken 4 einwirkende Druck- oder Zugfeder mit vorzugsweise einstellbarer Vorspannung eingesetzt werden. Als Meßwerke kommen beispielsweise Druckdosen und Federbälge aber gegebenenfalls auch Bourdon-Federn oder beliebige andere pneumatische Kraftgeber in Frage. Es brauchen nicht vier gestellfeste Meßwerke benutzt zu werden, sondern es genügt beispielsweise, wenn auf der einen Seite der Kippachse 3 ein Istwert-Meßwerk und auf der anderen Seite eine Sollwertfeder vorhanden sind und ein weiteres Meßwerk 8 den Einfluß einer Störgröße auf den Waagebalken 4 überträgt. Das Ausgangssignal des vom Waagebalken 4 gesteuerten Verstärkers 7 gelangt einerseits zum Stellglied und andererseits zum Rückführelement 5, welches über den Ansatz 6 auf den Waagebalken 4 einwirkt und dadurch den Regler im Sinne einer Gegenkopplung

ao beeinflußt. Je nachdem, in welchem Abstand von der Kippachse 3 das weitere Meßwerk 8 befestigt ist, hat die vom Meßwerk 8 auf den Waagebalken 4 ausgeübte, von der Störgröße herrührende Kraft entsprechend dem gerade vorhandenen Hebelarm einen mehr

as oder weniger großen Einfluß. Dieser kann sich zu dem des Regelgrößensignals addieren oder von diesem subtrahieren, je nachdem, ob die beiden Meßwerke auf der gleichen Seite oder auf entgegengesetzten Seiten der Kippachse 3 am Waagebalken 4 angreifen.

Der Einfluß einer im weiteren Meßwerk 8 zugeführten Störgröße oder zusätzlichen Meßgröße läßt sich also sowohl in seinem Betrag als auch in seiner Wirkungsrichtung verändern.

Bei dem im folgenden an Hand der F i g. 2 bis 5 zu erläuternden bevorzugten konstruktiven Ausführungsbeispiel der Erfindung werden sowohl als Meßwerke als auch als Rückführelement Druckdosen an sich bekannter Bauweise eingesetzt. Der Verstärker hat den im Gebrauchsmuster 7 (176 207 beschriebenen Aufbau.

Auf der Grundplatte 1 sind gestellfest drei Meßwerke 12, i3 und 14 befestigt, von denen in Fig. 5 das Meßwerk 12 im Schnitt dargestellt ist. Alle drei Meßwerke haben den gleichen Aufbau. Sie sind je-

weils mit einem zylindrischen Ansatz in die Grundplatte eingesetzt und auf der Rückseite durch eine Feder 90 mit der Grundplatte verspannt. An zwei in der Mitte der Grundplatte 1 vorgesehenen und sich längs der Kippachse 3 gegenüberstehenden Ansätzen 17 ist je eine Blattfeder 18 befestigt, z. B. durch Niete 19. Die beiden Blattfedern 18 bilden zusammen das Kipplager für den plattenförmigen Waagebalken 4, welcher zwei entsprechende Einschnitte 21 zur Befestigung der freien Enden der Blattfedern aufweist, !m vorliegenden Fall geschieht dies durch je eine Schraube 22. Die Meßwerke 12 bis 14 drücken mit ihren von Meßwerkmembranen getragenen Stößeln 24 gegen die dem Betrachter abgewandten Seite des Waagebalkens 4.

Die Sollwerteinstellung erfolgt mit Hilfe einer aus Fig. 5 ersichtlichen Einstellfeder 25. Im Boden einer Vertiefung 26 der Grundplatte 1 sind zwei Stifte 27 und 28 befestigt. Über den Stift 28 ist eine mit einem Außengewinde versehene Hülse 29 gestülpt, auf deren Gewinde eine Mutter 30 verstellbar ist. Diese Mutter 30 weist einen Ansatz 31 auf, welcher den anderen Stift 27 umfaßt und somit die Mutter 30 unverdrehbar, also nur in Längsrichtung verschiebbar führt.

Beim Drehen der Hülse 29 mit Hilfe eines in den Schraubenschlitz 32 eingesetzten Schraubenziehers wird also die Mutter 30 auf ihrem Gewinde hin- und hergeschraubt. Zwischen der Mutter 30 und dem Boden einer Ausnehmung 33 im Waagebalken 4 ist die Sollwerlfedcr 25 eingespannt. Wird die Muller 30 in Richtung auf den Waagebalken 4 verschraubt, so erhöht sich die Federspannung und damit die den Sollwert darstellende von der Feder auf den Waagebalken 4 ausgeübte Kraft.

Den Mcßwerkcn 12, 13 und 14 werden irgendwelche Meßgrößcnsignale, beispielsweise dem Meßwerk 12 der Istwert der Regelgröße, dem Meßwerk 13 irgendeine mit der Regelgröße gleichsinnig wirkende Störgröße und dem Meßwerk 14 eine von Hand eingestellte oder von einem vorgeschalteten Regler erzeugte Führungsgrößc, zugeführt. Das Meßwerk 14 könnte statt dessen auch zur Sollwcrt-Fcrneinstellung verwendet werden. Jedes Meßwerk ist mit zwei Luftanschlüsscn 35 versehen, wobei dem einen über eine ebenfalls im Regler untergebrachte Vordrosscl geregelte Druckluft zugeführt wird und der andere an den Fühler angeschlossen ist. Die Anordnung dieser Vordrossel im Regler ist aus Fig. 3 ersichtlich. Dort sind im rechten Teil ncbcneinandcrlicgcnd vier Luftansehlüsse 36 bis 39 zu sehen, welche in eine in einem besonderen Block 40 vorgesehene Kammer 41 münden. Der Block 40 ist in die Grundplatte 1 des Reglers eingesetzt. Die Kammer 41 besteht aus einer den Block weitgehend durchsetzenden seitlichen Bohrung, welche nach außen hin durch eine eingepreßte Dichtungskugcl 42 verschlossen ist. Der Anschluß 36 steht beispielsweise mit einer Druckluftzufuhrlcitung in Verbindung, während an den Anschluß 37 der noch zu beschreibende Verstärker angeschlossen ist. Zwischen die Kammer 41 und die Anschlüsse 38 und 39 ist je eine blockierbare Festdrossel 43 bzw. 44 eingefügt, welche mit Hilfe einer von der Gchäusevorderscite her zugängigen Schraube 45 bzw. 46 geöffnet oder geschlossen werden kann. Diese Drosseln bilden die bei pneumatischen Meßfühlern üblichen Fühler-Vordrosseln. Ihnen wird einerseits über die Leitung 36 und die Kammer 41 Druckluft zugeleitet, während sie ausgangsscitig. beispielsweise am Anschluß 38. einerseits mit dem Meßwerk und andererseits mit dem diesem Meßwerk zugeordneten Fühler verbunden sind. Im gezeigten Ausfuhrungsbeispkl dient als Verteiler die Meßwerkkammer, indem der Anschluß 38 beispielsweise an einen der Anschlüsse 35 angeschlossen ist, während der andere Anschluß 35 mit dem Fühler in Verbindung steht. Die Blockierbarkcil der Fühlerdrosscln im Regler hat den Vorteil, daß die einzelnen Fühler, beispielsweise beim Anfahren oder bei der Überprüfung der Regclanlage, beliebig zu- und abgeschaltet werden können, ohne daß man hierzu die an entfernt liegenden Stellen angebrachten Fühler selbst oder außerhalb des Reglers liegende Verteiler schließen und später wieder öffnen muß. Bei großer F.ntfcrnung zwischen Fühler und Regler kann man die betreffende Vordrosscl sperren und den Fühler an seinem l.inbauort über eine lokale Vordrosscl mit Druckluft versorgen.

In Fig. I ivi :m der Grundplatte 1 weiierhin der Verstärker 51 befestigt, dessen Aufbau im einzelnen nicht erläutert wird, sondern in der bereits erwähnten älteren Patentanmeldung P2O61 614.2 ausführlich beschrieben ist. Am Waagebalken 4 siizt in einem Ansatz 52 eine F.instcllschraube 53, über welche der Waagebalken auf den Eingangsstößel 54 des Verstärkers einwirkt. Der Verstärkerausgang ist einerseits an das Stellglied und andererseits an das zentral unter der Kippachsc 3 angeordnete Rückführclement 5 angeschlossen. Dieses hat, wie insbesondere Fig. 4 zeigt, praktisch den gleichen Aufbau wie die Meßwcrkc 12 bis 14. Es ist in eine zentrale Ausnehmung 62 der Grundplatte 1 eingesetzt und dient mit der zylindrischen Außenfläche 63 seines Gehäuses glciehzeitig als Lager für eine das Rückführelement umgebende und um dieses herum drehbare Buchse 64. Diese ist im wesentlichen topfförmig gestaltet, wobei die Topfwand auf der einen Seite zurückgesetzt ist und eine Blattfeder 65 trägt, welche als Kipplager für den am anderen Ende der Blattfeder befestigten doppelarmigen Ubertragungshebel 66 dient. Dieser weist eine aus der Ebene der Hebelarme abgewinkelten Ansatz 67 auf, an dem die Blattfeder 65 festgenietet ist. Er liegt mit seinem einen Hebelarm 68 am Aus-

ao gangsstößel 69 des Rückführelemenls 5 an und ist durch einen zapfenartigen Ansatz. 70 geführt, welcher in eine Bohrung dieses Hebelarmes hineinragt. Das

. andere linde 71 des Übertragungshebels drückt gegen eine Kreisförmig gebogene Führungsbahn 72 auf der Vorderseite des Waagebalkens 4. Das Hebelende 71 ist ferner mit einem als Zeiger dienenden Ansatz 73 ausgestattet, der mit einer auf der Vorderseite des Waagebalkens 4 vorgesehenen Skala 74 zusammenwirkt und die Ablesung des Proportionalbereiches bzw. der Verstärkung ermöglicht. Zur Einstellung der Verstärkung wird der Angriffspunkt des Rückführclements auf der Führungsbahn 72 des Waagebalkens 4 verstellt. Zu diesem Zweck ist in den Vorderteil der Buchse 64 eine Betätigungsvorrichtung in Form eines mit einem Einstellschlitz 75 versehenen Einstellknopfes 76 eingesetzt und mit der Buchse 64 in Drehrichtung durch zwei Schrauben 77 gekuppelt. Beim Drehen des Einstellknopfes 76 wird somit das Lager des Übertragungsarms 66 um den Angriffspunkt des Rückführelements 5 als Mittelpunkt geschwenkt und damit der Abstand des Angriffspunktes 71, 72 des Rückführelements von der Kippachsc 3 verändert.

Der zylindrische Außenumfang des Einstellknopfes 76 dient gleichzeitig als Lager für den ringförmigen Skalenträger 78, der an seinem äußeren Umfang einen Zahnkranz 79 trägt, welcher mit einem Zahnkranz 80 des Sollwerteinstellers 29, 32 im Eingriff ist. Der Zahnkranz 80 stützt sich federnd an dem Skalenring

so 78 ab, so daß er gegen die Kraft dieser Feder heruntergedrückt und damit außer Eingriff mit dem Skalenring 78 gebracht werden kann. Hierdurch läßt sich die Sollwcrtskala justieren. Den eingestellten Sollwert zeigt eine am Waagebalken 4 angebrachte Sollwertmarke 82 auf der Sollwcrtskala 78 an.

In einem sich nahezu über die gesamte Breite der Grundplatte 1 erstreckenden Schlitz 9 ist ein weiteres Meßwerk 8 verschiebbar befestigt. Es drückt mit seinem Ausgangsstößel 87 ebenfalls gegen die Unterseite des Waagebalkens 4. Ein durch den Schlitz 9 hindurchragendcr zylindrischer Ansatz 88 iM mit zwei gegenüberliegenden Ausnehmungen oder Vorsprüngen versehen, an denen sich zwei abgewinkelte Lappen 89 einer den Ansatz 88 umfassenden Haltefeder 90

abstützen. Das Mcßwcrk 8 kann zu beiden Seiten der Kippachse 3 in beliebige Stellungen gebracht werden wobei der größte Abstand demjenigen der Meßwcrkc 12, 13 und 14 von der Kippachsc entspricht. Führt

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man dem Meßwerk 8 cine beliebige Störgröße, weitere Meßgrößen oder Führungsgrößen zu. so kann man durch Versehieben des Meßwerkes 8 im Schiit/ 9 den Urad der Beeinflussung des Reglerausgangssignals durch diese zusätzliche Größe beliebig linstellen, und/war sowohl auf positive als auch aut negative Werte.

Soll das Rcglerausgangssignal reversiert werden, also beispielsweise nicht mehr mit wachsendem Eingangssignal steigen, sondern fallen, so wird der mittels der Lasche 56 und der Schraube 57 an der Grundplatte 1 befestigte Verstärker 51, der sich in Fig. 2 rechts von der Kippachse 3 befindet, nunmehr links von der Kippachse befestigt und zwar mit Hilfe der Schraube 58, welche dann in den in der Zeichnung freien linken Schlitz der Lasche 56 eingreift. Die Kraftübertragung vom Waagebalken 4 auf den Eingangsstößel 54 des Verstärkers erfolgt dann über die bei der Stellung gemäß Fig. 2 ungenutzte Einstellschraube 59. Außerdem wird der Übertragungsarm 66 derart geschwenkt, daß sein Angriffspunkt am WaagebaiKcn 4 auf der anderen Seite der Kippachse 3 liegt.

Das Rückführelement 5 hat, wie bereits erwähnt, im wesentlichen Jen gleichen Aufbau wie die Meßwerke 12,13,14 und 8. Es ist jedoch mit seinem zylindrischen Ansatz in der zentralen Bohrung 62 der Grundplatte 1 festgeschraubt, während die Meßwerke 12, 14 und 8 durch Spannfedern gehalten sind.

Der gesamte Regler ist nach vorn hin durch eine in Fig. 2 abgenommene Kappe 93 abgedeckt, welche mittels zweier Schrauben 94 an Vorsprüngen 95 der Grundplatte 1 befestigt ist. Die Grundplatte 1 hat. wie besonders die F i g. 3 bis 5 deutlich zeigen, topfförmige Gestalt, wobei in dem verbleibenden Hohlraum 96 die Anschlußleitungen zu den einzelnen Baugruppen des Reglers untergebracht sind. Da alle Meßwerke sowie das Rückführelement und der Verstärker als getrennte Baugruppen vorgefertigt, geprüft und in den Regler eingesetzt werden, ist der Zusammenbau des Reglers einfach und auch eine gegebenenfalls erforderlich werdende Reparatur durch Austausch der schadhaften Baugruppe ohne Schwierigkeiten am Einsatzort des Reglers durchzufuhren. Der Hohlraum 96 ist nach hinten durch eine Deckplatte 97 verschlossen, welche mittels zweier Schrauben 98 an der Grundplatte 1 befestigt ist. Diese Schrauben sind zur Befestigung eines Klemmbügel bei Schalttafclmontage mit Innengewinden versehen. Sowohl in der oberen Topfwand 9j als auch in der unteren Topfwand 100 der Grundplatte 1 sind Aussparungen 101 zum Einsetzen von pneumatischen Anschlußnippeln 102 vorgesehen, so daß die Verbindung des Reglers mit äußeren Anschlußleitungen, also beispielsweise mil der Druckluftversorgungsleitung, der Leitung zum Stellglied und den Leitungen zu den verschiedenen Fühlern, wahlweise entweder von der Gerätcobet seile oder von der Gerateunterseile her durchgeführt werden kann. Ferner ist sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite je eine Anbaufläche 103 vorgesehen, auf die vorzugsweise als Baugruppe ein oder mehrere Druckanzeiger und/oder eine Drossel-Volumen-Einheit /Air Erzeugung eines Integralverhaltcns aufgesetzt und .m die betreffenden Meßwerke und Leitungen angeschlossen werden.

Einige Ausführungsbeispide des Einwirkunjisgrades des dem verschiebbaren Meßwerk zugefiihrten Steuersignals v. auf das Rcgelgroßensignal λ. (Istwert) sollen im folgenden an Hand der Fig. 6 bis \) kurz erläutert werden. Dabei wird davon ausgegangen, daß der Sollwert in Form einer Führungsgröße iv einem Sollwertgeber-Mcßwcrk 110 zugeleitet wird.

Die Verhältnisse bleiben die gleichen, wenn der Sollweit beispielsweise durch eine Feder fest vorgegeben ist. In Fig. (■> ist der Normalfall bei Einwirkung einer Regelgröße .v, dargestellt, wo im gleichoi Abstand von tier Kippachse 3 auf der einen Seite die Rcgelgröße A₁ über das Meßwerk 12 und auf der anderen Seite die Fiihrungsgröße h> über das Meßwerk 110 auf den nicht dargestellten Waagebalken einwirkt. Der Übersichtlichkeit halber sind in den Fig. 6 bis 9 sowohl das Rückführclcmcnt als auch der Verstärker

»5 weggelassen.

Bei der Ausfuhrungsform gemäß Fig. 7 ist eine zweite Einflußgröße, nämlich die Störgröße X₁ vorhanden, welche dem verschiebbaren Meßwerk 8 zugeleitet wird. In der Stellung dieses Meßwerks links von der Kippachse 3 im gleichen Abstand wie das Meßwerk 12 unterstützen sich beide Größen A₁ und I₂, so daß sich beide Signale hundertprozentig summieren. In der entgegengesetzten Lage, wo das Meßwerk 8 sich im gleichen Abstand rechts von der Kipp-

achse 3 befindet, wirkt die Störgröße .v, der Regelgröße X₁ hundertprozentig entgegen. Die Beeinflussung beträgt also - 100%. In den Zwischenstellungen des verschiebbaren Meßwerks 8 liegt der Beeinflussungsgrad unter 100%; er entspricht dem jeweiligen Verhältnis der Hebelarme der Angriffspunkte der beiden Meßwerke 12 und 8.

In Fig. S ist außer den bisher genannten Meßwerken zusätzlich noch ein Meßwerk 13 im gleichen Abstand wie das Meßwerk 12 von der Kippachse 3 auf der Grundplatte 1 befestigt. Die Störgröße X₂ wird wiederum dem verschiebbaren Meßwerk 8 und gleichzeitig auch dem Meßwerk 13 zugeführt. In der gezeigten Lage des Meßwerks 8 heben sich diese Beeinflussungen durch die Störgröße gegenseitig auf.

weil das Meßwerk 8 im gleichen Abstand auf der einen Seite wie das Meßwerk 13 auf der anderen Seite der Kippachse 3 wirksam ist. Verschiebt man das Meßwerk 8 in die Mittelstellung, so hat es keinen Einfluß, und das Meßwerk 13 wirkt hundertprozentig, die Rcgelgröße X₁ unterstutzend. Wird das Meßwerk 8 schließlich in die gestrichelte Lage links von der Kippachse 3 im gleichen Abstand wie die Meßwerke 12 und 13 gebracht, so summieren sich die beiden Einflüsse der Meßwerke 8 und 13 zu demjenigen des Meßwerks 12. Die Beeinflussung beträgt also + UW'r.

Fig. ° schließlich zeigt eine Anordnung und Schaltung, bei welcher durch Verschieben des Meßwerks 8 eine Beeinflussung von 0 bis — 200% einstellbar ist.

Hier wird an Stelle des Mcßwcrks 13 auf der dem Regelgrößenmeßwcrk 12 gegenüberliegenden Seite ein Meßwerk 14 verwendet.

Fig. 10 zeigt schemalisch die Schaltung des Reglers, wenn mit Hilfe des verschiebbaren Mcßwcrks 8 eine einstellbare Intcgralkomponenteder Regelgröße erzeugt und in das Stellgrößensignal eingeführt werden soll. Die dem Regler über den Druckluftversorgungseingang 111 /ugcführte Druckluft gelangt einerseits über den Anschluß 37 und den Anschluß 36 /um Druckluftvcrsorgungscingangdcs Verstärkers 51 und andererseits über die Fühler-Vordrosscl 38 zum Meßwerk 12. Von dort zweigt die Leitung 112 zum Meßfühler ab, welcher an den Anschluß 113 auge-

schlossen ist. Die Drossel 39 ist geschlossen. Die Sollwertfeder oder ein Sollwert-Meßwerk sind nicht dargestellt. Der im Mcßwcrk 12 erzeugte, der vom Fühler gemessenen Regelgröße entsprechende Druck kippt den nicht dargestellten Waagebalken und beeinflußt damit den Verstarker 51. Dessen Ausgangssignal gelangt zum Riickführelement 5 und wirkt über dessen Übertragungsarm 66 in der geschilderten Weise auf den Waagebalken 4 ein. Gleichzeitig zweigt vom Riickführelement 5 eine Leitung 114 ab. über die das Versliirkerausgangssignal zum Anschluß 115 und von dort über die Anschlüsse 116 und 117 zum Stellglied gelangt. Auf die Grundplatte 1 ist ferner eine eine Drossel 118 sowie ein Integralvolumen 119 enthaltende baueinheit 120 aufgesetzt. Diese ist über die Drossel 118 an das Rückführelement 5 angeschlossen und erhalt somit ebenfalls das Verstärkerausgangssignal. Drossel 118 und H9hilden im Sinne der elektrischen Schaltungstechnik ein RC-Glied, also einen Integrator, dessen Ausgangssignal über den Anschluß 121 dem verstellbaren Meßwerk 8 zugeleitet wird. Dieses überträgt also eine durch Integralion des Verslärkcrausgangssignals gewonnene Kraft auf den Waagebalken 4. Die Anschlüsse 115, 116 und 121 sind in die hierfür vorgesehenen Aussparungen 101 an der oberen Topfwand 99 der Grundplatte 1 und die Anschlüsse 111,113 und 117 in die Aussparungen 101 an der unteren Topfwand 100 der Grundplatte 1 eingesetzt. Entsprechende Anschlußnippel 102 können für den Anschluß weilerer pneumatischer Eingangs- und Ausgangsleitungen in die Aussparungen 101 eingesetzt werden. Die einzelnen Meßwerke brauchen nicht notwendigerweise untereinander gleich aufgebaut zu sein, sondern können beispielsweise auch verschieden große wirksame Flächen hahen.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungsmöglichkeiten gegeben. So kann die im gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehene Spannbandlagerung des Waagebalkens beispielsweise durch

ein Kreuzfedergelenk ersetzt werden. Der Übertragungshebel 66 kann stau des Federgelenks eine Schneidenlagerung aufweisen. Die einzelnen Meßwerke können auf andere Weise an der Grundplatte 1 befestigbar sein. Zum Schwenken des Übertragungs-

hebcls 66 des Rückführelements 5 kann an Stelle eines geschlitzten Knopfes ein beliebiges anderes Einstellelement dienen. Der Verstärker 51 kann an Stelle der bevorzugten Ausführungsform mit einem Steuerknochen ein System mit Düse und Prallplatte enthal-

ten sowie gegebenenfalls fest auf der Grundplatte 1 montiert sein.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Pneumatischer Regler mit Kraftvergleich mittels eines um eine gestellfeste Achse kippbar s gelagerten, im wesentlichen plattenförmigen Waagebalkens, an welchem auf der einen Seite der Kippachse wenigstens ein pneumatisches Eingangsmeßwerk und auf der anderen Seite ein Sollwert-Kraftgeber angreift und welcher auf einen das pneumatische Ausgangssignal liefernden Verstärker einwirkt sowie mit einem pneumatischen Rückführelement, dessen Angriffshebelarm am Waagebalken einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückführelement (5) zentral unter der Kippachse (3) des Waagebalkens

(4) angeordnet und zum Einstellen der Größe der auf den Waagebalken einwirkenden Rückstellkraft ein mit seinem ein>jn Hebelarm (68) am Rückführelement und mit seinem anderen Hebel- ao arm (71) am Waagebalken angreifender Übertragungshebel (66) vorgesehen und um eine sowohl zu seiner eigenen Kippachse als auch zur Kippachse (3) des Waagebalkens rechtwinklig verlaufende Achse schwenkbar gelagert ist. as

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kipplager (67) des Übertragungshebels (66) an einer das Rückführelement

(5) zumindest teilweise umgebenden Buchse (64) befestigt und mit dieser um das Ruckführelernent herum schwenkbar ist.

3. Regler nach Anspruch 2, dadurch gekenn- , zeichnet, daß der andere Hebelarm (71) mit einem als Zeiger dienenden Ansatz (73) versehen ist, welcher mit einer gestelltesten Skala (78) für den Proportionalbereich zusammenwirkt.

4. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Waagebalken (4) eine konzentrisch zum Rückführelement (S) verlaufende Führungsbahn (72) aufweist, an weleher der Übertragungshebe] (66) angreift.

5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (72) auf der den Meßwerken (12 bis 14) abgewandten Seite des Waagebalkens (4) vorgesehen ist.

6. Regler nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (64) mittels einer zentral davor angeordneten Betätigungsvorrichtung (76) schwenkbar ist.

7. Regler nach Anspruch 6, dadurch gekenn- so zeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (76) zugleich als Lager für einen mit einer gestellfesten Marke (82) zusammenwirkenden Skalenring (78) für einen auf den Sollwert-Kraftgeber (29, 30) einwirkenden Sollwerteinsteller (29,32,80) dient.

8. Regler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung 2:wischen Sollwert-Einsteller (29, 32. 80) und Skalenring (78) durch axiale Verschiebung eines auf dem Sollwerteinsteller (29) angeordneten Zahnkranzes (80) aufhebbar und dadurch der Skalenring gegenüber dem Sollwerteinsteller drehbar ist.

9. Regler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz (80) in Achsrichtung federnd (81) auf dem Sollwerteinsteller (29) gelagert ist.

H). Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einer das Eingangsmeßwerk (12), den Sollwert-Kraftgeber (25 bis 32) sowie das Rückführelement (5) !ragenden Grundplatte (1) ein weiteres Meßwerk (8) verstellbar angeordnet und zu beiden Seiten der Kippachse (3) in, einen wählbaren Abstand von der Kippachse aufweisende, Stellungen verschieb- oder schwenkbar ist.

11. Regler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Meßweik (8) in einer schlitzförmigen A?isnehmung der Grundplatte (1) verschiebbar, mit einem durch die Ausnehmung hindurchragenden Ansatz (88) versehen und mittels einer auf diesen Ansatz aufgesetzten Feder (90) verschiebbar gegen die Grundplatte (1) verspannt ist.

12. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker (51) an verschiedenen Stellen des Trägers (1) zu beiden Seiten der Kippachse (3) des Waagebalkens (4) befestigbar ist.