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Isodrom wirkender Regler Bei Reglern mit nachgiebiger Rückführung
dient. im allgemeinen zur Herbeiführung der Nacgiebigkeit eine Flüssigkeitsbremse
im Rückführungsgestänge, die im wesentlichen aus einem Zylinder, einem in diesem
Zylinder gleitenden Verdrängeri<olben und einer Umführungsleitung besteht, die
die Zylinderräume oberhalb und unterhalb des Verdrängerkolbens miteinander verbindet.
Zur Erzielung einer besonderen Regelwirkung hat man ferner schon vorgeschlagen,
den Querschnitt der Umführungsleitung in Abhängigkeit von Abweichungen des Istwertes
vom Sollwert selbsttätig zu verändern. Die Erfindung geht von einer derartigen Regeleinrichtung
aus und besteht im wesentlichen darin, daß der Querschnitt der Umführungsleitung
den Abweichungen des Istwertes vom Sollwert entsprechend, aber unabhängig von ihren
Vorzeichen selbsttätig vergrößert wird. Dadurch wird insbesondere erreicht, daß
die Zahl der Regelschritte bz w*. Regelspiele, die erforderlich sind, um das zu
regelnde Organ entsprechend der Größe der Abweichung des Istwertes vom Sollwert
des impulsgebenden Gliedes in die neue Stellung zu bringen, wesentlich verkürzt
wird.
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Die in der Figur dargestellte Regeleinrichtung unterscheidet sich
von dem bekannten hydraulischen Isodromregler insbesondere dadurch, daß der Querschnitt
der Umführungsleitung der Flüssigkeitsbremse durch den Schieber i gesteuert wird,
dessen Lage sich gleichzeitig mit der Höhenlage des Armes 2, der mit dem Zylinder
3 ein Stück bildet, ändert. Wandert der Arm 2 mit dem Zylinder 3 nach oben oder
nach unten, so schließen die beiden Zugstangen q. und 5 einen mehr oder weniger
stumpfen Winkel ein, so daß der Steuerschieber i mehr oder weniger weit herausgezogen
wird. Die Zugstangen 4, 5 und 6 sind bei 7, 8, g und io beweglich angelenkt. Die
Stange 6 hängt bei io in einem festen Widerlager i i.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Nimmt man beispielsweise
.an, daß 12 die Bourdonfeder eines Manometers darstellt und der Druck an der Meßstelle
sinkt, so wird der Steuerstift 13 nach unten wandern. Dadurch wird der Steuerquerschnitt
1q. freigegeben, so daß die Steuerflüssigkeit in den Raum unterhalb des Arbeitskolbens
15 eintritt. Der infolgedessen aufwärts wandernde Kolben 15 hebt einerseits
das zu verstellende Regelorgan 16 an, andererseits zieht er mittels des Gestänges
17, 18, 1g und 2o den Verdrängerkolben 21 nach unten. Nach Maßgabe
des durch den Steuerschieber i freigegebenen Querschnittes der Umführungsleitung
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nimmt an dieser Abwärtsbewegung der Zylinder 3, die Stange .23
und die Rückführungshülse 24 teil. Gleichzeitig wird durch den Stellring ä' üind
den Federteller 26 die Feder 27 zusammengedrückt. Durch die Abwärtsbewegung der
Rückführungshülse 24 wird schließlich, wenn die Hülse dem Steuerstift z3,auf diese
Weise um ein hinreichendes Maß nachgeführt worden ist, die Steueröffnung 14 abgesperrt,
so daß der Arbeitskolben 15 und damit zugleich der Verdrängerkolben 2r zur
Ruhe kommt.
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Jetzt beginnt der Rückführungsvorgang. Unter dem Zwange der zusammengepreßten
Feder 2;7 tritt allmählich ein Druckausgleich zwischen den Zylinderräumen oberhalb
und unterhalb des Verdrängerkolbens 2,1 ein. Dadurch wird die Rückführcingshülse
24 wieder aufwärts bewegt.
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Hat sich das Verstellen des geregelten Organs 16 inzwischen so ausgewirkt,
daß. der Steuerstift 13 wieder in seine Sollwertstellung zurückgekehrt ist, so ist
damit der Regelvorgang beendet.
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Ist das nicht der Fall, so wird beim Aufwärtswandern der Rückführungshülse
24 die Steueröffnung 14 von neuem mehr oder weniger freigegeben, so daß sich das
Spiel wiederholt. Sinkt der Druck anhaltend sehr stark ab, so kann der Fall eintreten,
daß noch während und nach dein ersten Regelspiel der Steuerstift 13 fortgesetzt
nach unten wandert. In diesem Falle wird die Rückführungshülse 14 bei der Zurückführung
nicht erst wieder bis in ihre Sollwertstellung zurückkehren. Schon bevor sie ihre
Sollw ertstellung wieder einnimmt, wird dann die Steueröffnung 14 erneut freigegeben
werden, d. h. aber, daß auch der Bremszylinder 3 mit dem Arm 2 in denn Augenblick,
wo ein neuer Verstellimpuls wirksam wird, noch nicht wieder in seine Ursprungslage
zurückgekehrt ist. Der neue Impuls, der zur Folge hat, daß der Arbeitskolben 15
in der vorher eingeschlagenen Bewegungsrichtung weiter wandert, bewirkt auch von
neuem eine weitere Abwärtsbewegung des Bremszylinders 3 mit dem Arm 2. Da der Bremszylinder
3 indessen noch nicht wieder in seine Ursprungsstellung zurückgekehrt war, weist
der überströmquerschnitt der Umführungsleitung 22 jetzt infolge des etwas herausgezogenen
Steuerschiebers z einen größeren Wert auf, so daß gewissermaßen die Kupplung zwischen
dem Verdrängerkolben 2,1 und dem Bremszylinder 3 nachgiebiger geworden ist. Daraus
folgt, daß der Verdrängerkolben 2z in dieseln Stadium in bezug auf den Bremszylinder
3 eine größere Relativbewegung ausführen wird als beim vorangegangenen Regelspiel.
Auch die Rückführungshülse 24 wandert infolgedessen um eine entsprechend verminderte
Weglänge nach unten. Die Bedeutung dieser Tatsache wird besonders deutlich, wenn
man sich klarmacht, daß infolgedessen die neue überdeckung der Steueröffnung 14
durch Nachführen der Hülse 24 verzögert wird. Die Bewegung des Arbeitskolbens 15
muß also etwas länger andauern, um infolge der größeren Nachgiebigkeit der Flüssigkeitsbremse
die Rückführungshülse 24 so weit dein Steuerkolben 13 nachzuführen, daß die
Öffnung 14 abgeschlossen wird. Als ein wichtiges Ergebnis der Betrachtung der bisherigen
Vorgänge muß man festhalten, daß die Verstelldauer des Arbeitskolbens 15 durch die
neue Anordnung mit wachsender Abweichung des impulsgebenden Gliedes von der Sollwertstellung
ebenfalls angewachsen ist.
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Die darüber hinausgehenden Vorteile, die die neue Anordnung mit sich
bringt, werden erkennbar, wenn man den jetzt einsetzenden eigentlichen Rückführungsvorgang
näher verfolgt. Da nämlich die Nachgiebigkeit der Kupplung zwischen dem Verdrängerkolben
2 r und dem Bremszylinder 3 infolge des herausgezogenen Schiebers z angewachsen
ist, wird sich auch der Druckausgleich in den Zylinderräumen oberhalb und unterhalb
des Verdrängerkolbens 21 schneller vollziehen als bei dem betrachteten vorangegangenen
Regelspiel. Auch die Rückführungshülse 24 wird infolgedessen schneller ihrer Sollwertstellung
zustreben. Hat der Steuerkolben 13 inzwischen auch jetzt seine Sollwertstellung
noch nicht wieder eingenommen, so wird die Steueröffnung 14 also um so früher nochmals
freigegeben. Man erkennt, daß durch die neue Anordnung mit wachsender Abweichung
des impulsgebenden Gliedes von der Sollwertstellung die Regelspiele in ebenfalls
wachsendem Maße schneller aufeinanderfolgen. Hierin.- ist eine zweite, ebenso wichtige
Eigenschaft der neuen Regeleinrichtung zu erblicken.
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Die Erläuterungen der Erfindung an dem Ausführungsbeispiel zeigen
deutlich, daß, wie einleitend bemerkt wurde, in der Tat hierdurch auf schnellerem
Wege als mit den bisher bekannten Reglern Abweichungen der zu regelnden Betriebsgröße
vom Sollwert wieder aufgehoben werden können.
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Die beschriebene Erfindung kann man in vorteilhafter Weise noch dadurch
weiter ausgestalten, daß man die Längen bzw. das Verhältnis der Längen des Kniehebelsystems
zueinander veränderlich macht. Dadurch hat man es in der Hand, die Nachgiebigkeit
zugleich nach einer verschiedenartigen Charakteristik vor sich gehen zu lassen.
Man kann auch den Steuerkolben z so mit dem Verstellgestänge in Verbindung bringen,
daß erst ein gewünschter Leerlaufweg zurückgelegt
werden muß, bevor
das verstellende Gestänge auf den Steuerkolben i einwirkt. Dadurch hat man beispielsweise
die Möglichkeit, die Steuerleitung 22 so lange ganz geschlossen zu halten, bis der
Bremszylinder 3 so weit um ein gewisses Maß nach der einen oder anderen Richtung
aus seiner Normalstellung ausgewichen ist, daß der Leerlaufweg aufgezehrt ist. Bis
zu diesem Zeitpunkt arbeitet dann der Regler mit einer starren Rückführung, also
als statischer Regler.