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" Elektromechanischer Regler für Druck und
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Temperatur"
Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen
Regler mit einem Gehäuse und mindestens einem ortsfest angeordneten elektrischen
Schalter sowie mit Istwert- und Sollwertanzeige für Druck oder Temperatur, bestehend
aus einem unter Druckeinfluß ausdehnbaren Hohl körper, einer vom Hohl körper beeinflußbaren
Istwert- Zeigerwelle mit Istwertzeiger, einem von der Istwert- Zeigerwelle längsverschiebbar
angetriebenen Obertragungsglied, welches an einem in einem Lager schwenkbar gelagerten
Schalthebel an einer Stelle "A" angreift, der sich seinerseits an einem Betätigungsglied
des Schalters an einer von "A" verschiedenen Stelle "B" abstützt, sowie aus einer
Sollwert- Zeigerwelle mit Sollwertzeiger, durch die die relative Lage des Obertragungsgliedes
zur Istwert-Zeigerwelle zusätzlich beeinflußbar ist. Eine spezielle Ausführungsform
eines derartigen Geräts ist durch die DT-PS 1 202 026 bekannt. Das betreffende Gerät
ist mit einer Bourdon-Spirale ausgestattet, und Sollwert- und Istwert- Zeigerwelle
sind koaxial angeordnet.
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Zwischen der Istwert- Zeigerwelle und dem übertragungsglied ist ein
gleichfalls koaxialer Getriebekörper mit einer Kurvenbahn für die Verschiebung des
auf der Sollwert- Zeigerwelle angeordneten übertragungsgliedes vorgesehen. Auf der
Sollwert-Zeigerwelle ist ein Mitnehmer für die Verdrehung des übertragungsgliedes
gegenüber der Kurvenbahn vorhanden, und ferner erstrecken sich die Betätigungsrichtung
des Schalters parallel und die Lage des Schalthebels im wesentlichen radial zur
gemeinsamen Achse von Sollwert- und Istwert- Zeigerwelle.
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In der genannten Druckschrift ist keine Verstellmöglichkeit für den
Schaltpunkt bzw. die Schaltpunkte des elektrischen Schalters beschrieben. Der Verzicht
auf eineJustiermöglichkeit fordert jedoch die Einhaltung engster Toleranzen und
damit eine kostenaufwendige Fertigung. Hinzu kommt, daß bei dem bekannten Gerät
der Schalthebel als Feder ausgebildet ist, so daß sich bei schwankenden Betätigungskräften
des Schalters unterschiedliche Schaltpunkte einstellen.
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Einstellmöglichkeiten für die Justierung der Schaltpunkte von Mikroschaltern
in Druck- oder Temperaturreglern gehören zum Stande der Technik. So ist es beispielsweise
bei Temperaturreglern mit beweglichen Mikroschaltern, die um die Achse der Zeigerwellen
schwenkbar sind und durch einen radial wirkenden Nocken betätigt werden, üblich,
in dem zwischen dem Nocken und dem Mikroschalter angeordneten Doppelhebel in einem
Schenkel dieses Hebels eine Stellschraube vorzusehen. Die Einstellung ist hierbei
jedoch kompliziert und nachträglich, d.h. ohne Uffnen des Reglergehäuses, überhaupt
nicht durchzuführen. Zu deri gleichen Zweck ist es auch bereits bekannt geworden,
die Kurvenscheibe bzw den Nocken auf dem Umfang der Istwert- Zeigerwelle zu versetzen.
Auch hierbei ist es schwierig, nachträglich eine Änderung der Einstellung vorzunehmen.
Zusätzliche Schwierigkeiten im Hinblick auf eine genaue Einstellung entstehen dadurch,
daß durch die Betätigungskräfte des Einstellwerkzeugs (Schraubenzieher) eine geringfügige,
elastische Verformung des Meßwerks erfolgt, die eine genaue Einstellung in Frage
stellt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfache
Einstellmöglichkeit für den eingangs beschriebenen elektromechanischen Regler anzugeben,
die auch nachträglich eine genaue Einstellung erlaubt, ohne daß die Betätigungskräfte
des Einstellwerkzeuges ihrerseits die Genauigkeit der Einstellung nachteilig beeinflussen.
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Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei dem eingangs beschriebenen
elektromechanischen Regler dadurch, daß das Lager des Schalthebels an einer Verstelleinrichtung
zur Verlagerung des Schaltpunktes bzw. der Schaltpunkte angeordnet ist.
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Die besonderen Vorteile einer derartigen Einstellmöglichkeit sind
insbesondere im Hinblick auf den ortsfest angeordneten elektrischen Schalter zu
sehen. Dadurch ist nämlich die Möglichkeit gegeben, daß das Lager des Schalthebels
seinerseits verstellbar am Reglergehäuse oder einem Teil des Reglergehäuses befestigt
ist, so daß die bei einer Einstellung auftretenden Kräfte vom Gehäuse unmittelbar
aufgefangen und nicht auf das Meßwerk übertragen werden.
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Ein weiterer Vorteil stellt sich gemäß der weiteren Erfindung dann
ein, wenn die Verstelleinrichtung ein Betätigungsorgan besitzt, welches durch das
Gehäuse nach aussen geführt ist.
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Hierbei läßt sich der Schaltpunkt bzw. lassen sich die Schaltpunkte
auch bei vollständig geschlossenem Reglergehäuse den gegebenen Betriebsbedingungen
anpassen,und zwar auch von weniger geübtem Personal. Vorzugsweise bringt man das
Betätigungsorgan für die Verstelleinrichtung in der Rückwand des Reglers an, jedoch
sind auch Lösungen denkbar, bei denen das Betätigungsorgan für die Verstelleinrichtung
in der Frontplatte oder in der Skala des Reglers angeordnet sind Die Verlagerung
des Betätigungsorgans nach aussen hat den zusätzlichen Vorteil, daß auf eine Zugänglichkeit
des Gehäuseinnern nicht mehr in dem Umfange geachtet werden muß wie zuvor, so daß
sich die Gehäuseabmessungen merklich verringern lassen. Auch der Montageaufwand
bei der Herstellung wird hierdurch nicht unbeträchtlich verringert. Durch die hierdurch
bedingte kompaktere Ausführung wird auch die Reproduzierbarkeit der einzelnen Schaltvorgänge
wesentlich erhöht ; Umgebungseinflüsse werden zusätzlich verringert.
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Eine besonders einfache und zuverlässige Ausführungsform einer von
aussen bedienbaren Verstelleinrichtung ist gemäß der weiteren Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung aus einem Lagerbock und aus einer in
den Lagerbock eingreifenden Stellschraube besteht, wobei der Lagerbock in einer
Gehäusebohrung teleskopartig verschiebbar und der Kopf der Stellschraube von aussen
zugänglich in einer Aussenwand des Gehäuses am Ende der Gehäusebohrung angeordnet
ist.
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Die Vorteile der erfindungsgemässen Lösung stellen sich unabhängig
davon ein, welche Art von Hohl körpern verwendet wird, die unter dem Einfluß eines
Druckes ausdehnbar sind.
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Die Erfindung ist gleich gut geeignet für Regler mit Dosenmembranen
und mit Bourdon-Spiralen. Bei Reglern mit Bourdon-Spiralen empfiehlt sich die eingangs
beschriebene koaxiale Anordnung der Zeigerwellen, wobei gleichfalls koaxial auch
der Getriebekörper mit der Kurvenbahn und das Ubertragungsglied angeordnet sind.
Bei einem derartigen Regelgerät wird die Bewegungsrichtung der beweglichen Teile
durch die gemeinsame Achse der Zeigerwellen vorgegeben. Es ist daher bei einem derartigen
Regelgerät besonders vorteilhaft, wenn die konstruktiven Maßnahmen in der Weise
ergriffen werden, daß die Bewegungsrichtung der Verstelleinrichtung parallel zur
Achse der Zeigerwellen verläuft.
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Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Schalthebel an der Stelle "A"
des Kraftangriffs auf das Obertraungsglied in Richtung auf das Obertragungsglied
konvex ausgebildet ist.
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Der Vorteil liegt darin begründet, daß der Schalthebel bei einer Verstellung
seines Lagers sowie beim Betrieb des Reglers eine Abwälzbewegung auf dem übertragungsglied
ausführt, welche durch die bombierte Ausbildung des Schalthebels begünstigt wird.
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Gemäß der weiteren Erfindung sollen der elektrische Schalter und die
Schalteranschlüsse auf einer vom Schaltergehäuse getrennten Platine angeordnet werden.
Hierdurch ist es möglich, die elektrischen Elemente des Reglers als geschlossene
Baugruppe in das Gehäuse einzusetzen und beispielsweise mit dem gleichen Reglertyp
auch unterschiedliche elektrische Elemente zum Einsatz zu bringen. Die erfindungsgemäBe
Verstelleinrichtung schafft hierbei die Möglichkeit, etwaige Toleranzen der an sich
vorteilhaften Platinenanordnung zusätzlich ausgleichen zu können. Ausserdem ist
es innerhalb gewisser Grenzen möglich, elektrische Schalter unterschiedlicher Längenabmessungen
zu verwenden. Die eingesetzte Platine schafft die zusätzliche Möglichkeit, nach
Art einer gedruckten Schaltung erzeugte Leiterbahnen für die elektrische Verbidnung
des Schalters mit den Schalteranschlüssen zu verwenden.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und seine Wirkungsweise
seien nachfolgend anhand der Figur näher erläutert, die einen Axialschnitt durch
ein vollständiges Regelgerät zeigt.
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Das Gehäuse 1 des Reglers besteht aus einem Grundkörper 2 und einer
Aussenhülle 3, die innerhalb eines Flanschrandes 4 eine Frontscheibe 5 besitzt.
Hinter der Frontscheibe ist mit etwas Abstand eine Skala 6 angeordnet. Den hinteren
Verschluß des Gehäuses 1 bildet eine Gehäuserückwand 7.
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Zwischen der Gehäuserückwand 7 und der Frontscheibe 5 erstreckt sich
eine durchgehende Sollwert- Zeigerwelle 8, auf deren vorderem Ende ein Einstellknopf
9 für die Sollwerteinstellung angeordnet ist. Auf der Sollwert- Zeigerwelle 8 ist
längsbeweglich ein Dbertragungsgl ied 10 angeordnet, welches aus einer Führungshülse
11 und einem Querbalken 12 besteht, der an einem Ende einen achsparallen Fortsatz
13 aufweist. Am freien Ende
dieses Fortsatzes befindet sich ein
radial nach innen gerichteter Führungsstift 14, der in eine Kurvenbahn 15 eingreift,
die Teil eines Getriebekörpers 16 ist. Durch den Eingriff des Führungsstiftes 14
in die Kurvenbahn 15 erzeugt eine Drehung des Obertragungsgliedes 10 gegenüber dem
(festgehaltenen) Getriebekörper 16 eine achsparallele Bewegung des Obertragungsgliedes
10. Die Drehung des Obertragungsgliedes 10 wird durch einen Mitnehmer 17 bewirkt,
der mittels eines Gewindestiftes 18 verdrehfest auf der Sollwert- Zeigerwelle 8
angeordnet ist und an einem Ende durch eine Ausnehmung 19 gabelförmig ausgebildet
ist und den Fortsatz 13 zum Zwecke einer Mitnahme zwischen sich einschließt. Auf
dem vorderen Ende der Zeigerwelle 8 befindet sich verdrehfest ein Sollwertzeiger
20, der die Stellung der Zeigerwelle 8 auf der Skala 6 anzeigt.
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Auf der Sollwert- Zeigerwelle 8 ist koaxial eine hohle Istwert- Zeigerwelle
21 drehbar angeordnet, die verdrehfest einen Istwertzeiger 22 trägt. Die Istwert-
Zeigerwelle wird von einem ausdehnbaren Hohl körper 22 gedreht , der im vorliegenden
Falle als Bourdon-Spirale 23 ausgeführt ist.
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Zu diesem Zweck ist das eine Ende der Bourdon-Spirale an einer ortsfesten
Stütze 24 befestigt, die gleichzeitig das Druckmedium in die Bourdon-Spirale leitet,
während das andere Ende mit der Istwert- Zeigerwelle verbunden ist.
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Eine Druckänderung in der Bourdon-Spirale teilt sich in bekannter
Weise der Zeigerwelle 21 als Drehbewegung mit.
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Mit der Istwert- Zeigerwelle 21 ist verdrehfest der bereits beschriebene
Getriebekörper 16 verbunden. Eine Drehbewegung des Getriebekörpers 16 gegenüber
dem (festgehaltenen) Obertragungsglied 10 erzeugt gleichfalls eine achsparallele
Verschiebung des Obertragungsgliedes 10.
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Aufgrund der sich überlagernden Bewegungen von Istwert-und Sollwert-
Zeigerwelle hat das übertragungsglied 10 stets dann die gleiche räumliche Lage,wenn
Istwert- und Sollwertzeiger die gleiche relative Lage zueinander haben.
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Sobald sich das Verhältnis von Sollwert zu Istwert ändert, führt das
Obertragungsglied 10 einen Hub aus, der sich einem Schalthebel 25 mitteilt, der
einseitig in einem Lager 26 in Richtung der Zeigerwellen schwenkbar gelagert ist.
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Der Schalthebel 25 hat eine zur Zeigerwelle in wesentlichen radiale
Erstreckung und stützt sich an der Stelle A am Obertragungsglied 10 ab. Zwischen
der Stelle "A" und dem Lager 26 stützt sich der Schalthebel 25 an einer Stelle B
auf dem Betätigungsglied 27 eines elektrischen Schalters 28 ab, wobei die Bewegungsrichtung
des Betätigungsgliedes 27 parallel zur gemeinsamen Achse der Zeigerwellen verläuft.
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Das Lager 26 des Schalthebels 25 ist an einer Verstelleinrichtung
29 angeordnet, die aus einem Lagerbock 30 und einem Betätigungsorgan 31 besteht,
welches durch eine in den Lagerbock 30 eingreifende Stellschraube 32 gebildet wird.
Der Lagerbock 30 ist teleskopartig verschiebbar in einer Gehäusebohrung 33 angeordnet,
wobei die Verschiebung durch drehen des Betätigungsorgans 31 bewirkt wird. Das Betätigungsoryan
31 ist von aussen zugänglich in einer Aussenwand des Gehäuses 1 angeordnet, im vorliegenden
Falle in der Gehäuserückwand 7. Um ein unbeabsichtigtes Verdrehen des Betätigungsorgans
31 und damit eine unbeabsichtigte Verstellung des Lagerbocks 30 zu verhindern, ist
die Stellschraube 33 von einer Druckfeder 34 umgeben, die sich yegen den Schraubenkopf
einerseits und gegen den Lagerbock 30 andererseits abstützt. Durch Verdrehen des
Betätigungsorgans 31 beispielsweise mit einem Schraubenzieher läßt sich der Lagerbock
30 in der einen oder anderen Richtung parallel zur Achse der Zeigerwellen verschieben,
wodurch der Schaltpunkt bzw. die Schaltpunkte des Schalters 28 entsprechend verlagert
werden.
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Der Schalter 28 ist auf einer aus Isolierstoff bestehenden Platine
35 befestigt, in der ausserdem einer oder mehrere Schalteranschlüsse 36 angeordnet
sind, die mit den Schalterkontakten über nicht dargestellte Leiterbahnen verbunden
sind, wie sie beispielsweise nach Art einer gedruckten Schaltung hergestellt werden
können.
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Die Schalteranschlüsse 36, von denen in der Figur nur der vordere
dargestellt ist, sind durch entsprechende Ausnehmungen in der Gehäuserückwand hindurchgeführt.
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Durch entsprechende Ausbildung der Platine 35 und die Befestigung
der Schalteranschlüsse 36 läßt es sich erreichen, daß auch erhebliche Kräfte, beispielsweise
beim Aufstecken von Flachsteckern auf die entsprechend ausgebildeten Schalteranschlüsse
36 keine Verlagerung des Schalters 28 eintritt.