-
Einrichtung zur Verminderung der Empfindlichkeit von Reglern Im Hauptpatent
568 442 ist eine Einrichtung zur Verminderung der Empfindlichkeit von Reglern behandelt,
bei denen eine dem Istwert der zu regelnden Größe entsprechende Geschwindigkeit
mit einer dem Sollwert der zu regelnden Größe entsprechenden Geschwindigkeit verglichen
wird. Um. die Empfindlichkeit solcher Regler zu vermindern, ist gemäß dem Hauptpatent
eine Vorrichtung vorgesehen, die den Unterschied der von den Vergleichsgliedern
zurückgelegten Wege periodisch aufhebt. Die Vergleichsglieder werden hierbei in
Abhängigkeit von einem Schalter periodisch in die Nullage gebracht.
-
Die Erfindung hat eine Verbesserung der Einrichtung nach -dem Hauptpatent
zum Gegenstand. Erfindungsgemäß wird das Schaltorgan, welches die Vergleichsglieder
periodisch in die Nullage bringt, auch dazu benutzt, um den Regelschritt zu beendigen.
Hierdurch ist es auf einfache Weise möglich, durch das Schaltorgan die Größe des
Regelschrittes in Abhängigkeit von der Differenz zwischen Ist- und Sollwert zu ändern
und außerdem den mittleren Regelgeschwindigkeiten einen bestimmten Verlauf zu geben.
Unter mittlerer Geschwindigkeit wird dabei die Regelgeschwindigkeit verstanden,
durch die bei ununterbrochener Regelung die gleiche Veränderung der zu regelnden
Größe herbeigeführt wird wie durch das zeitweise In= gangsetzen der Verstellanordnung.
Zum besseren Verständnis der Einrichtung und ihrer Wirkungsweise soll zunächst an
Hand der Fig. T, 2, 3 und 5 der zeitliche Verlauf der Regelgeschwindigkeit v sowie
der mittleren Regelgeschwindigkeit v. bei den im Hauptpatent bezeichneten Reglern
(Integrationsreglern) erläutert werden, bei denen eine dein Istwert der zu regelnden
Größe entsprechende Geschwindigkeit mit einer dem Sollwert der zu regelnden Größe
entsprechenden Geschwindigkeit verglichen wird. Bei diesen Reglern ist der Abstand
der Regelimpulse nicht konstant, sondern umgekehrt proportional der Differenz zwischen
Ist- und Sollwert. Trotzdem die Geschwindigkeit, mit der die zu regelnde Größe verstellt
wird, unabhängig von der Differenz zwischen Ist- und Sollwert ist, ist doch die
mittlere Regelgeschwindigkeit von dieser Differenz abhängig, und zwar ist
die
Regelgeschwindigkeit bei großen Diferenzen groß, bei kleinen Differenzen zwischen
Ist- und Sollwert dagegen klein.
-
1n den Fig. r und 2 ist diagrammatisch der zeitliche Verlauf der Regelgeschwindigkeit--v
sowie die mittlere Regelgeschwindigkeit für einen Integrationsregler dargestellt,
find zwar für die Fälle, daß erstens die Abweichung zwischen Ist- und Sollwert klein
und zweitens die Differenz zwischen Ist-und Sollwert groß ist.
-
In den Figuren ist angenommen, daß im Zeitpunkt a. die Vergleichsanordnung
Kontakt macht und den Verstellmotor für die zu regelnde Größe in Gang setzt und
daß gleichzeitig die Vergleichsanordnung in ihre -Nulllage geführt wird. Nach Ablauf
einer bestimmten vorgeschriebenen Zeit wird die Verstellanordnung stillgesetzt (Zeitpunkt
&). Da zwischen den Zeitpunkten a. und b je Zeiteinheit die zu
regelnde Größe um einen bestinnnten Betrag verändert wird, so ist die Regelgescliwindigkeit
zwischen diesen beiden Punkten konstant. Es ist angenommen, daß im Zeitpunkt a1
ein neuer Regelimpuls gegeben Cird und der Regelvorgang in der gleichen Weise verläuft,
wie bereits beschrieben. Die mittlere Regelgeschwindigkeit ist durch die strichpunktierte
und mit r"1 bezeichnete Linie dargestellt.
-
Fig. 2 zeigt das gleiche Diagramm für den Fall, daß die Regelimpulse
in wesentlich kürzeren Zeitabständen aufeinanderfolgen. Aus dein Diagramm ist zu
ersehen, daß bei kleinen Differenzen zwischen Ist- und Sollwert (Fig. r) die mittlere
Regelgeschwindigkeit klein, bei großen Differenzen zwischen Ist-und Sollwert dagegen
groß ist.
-
Der Regelvorgang bei Anordnungen der zuletzt beschriebenen Art verläuft,
sofern ein einziger Regelimpuls nicht ausreicht, um die zu regelnde Größe dem Sollwert
anzupassen, in der Weise. daß nach dem Auftreten einer Differenz zwischen Ist- und
Sollwert ein Regelimpuls gegeben wird, der die Veränderung der zu regelnden Größe
um ein bestimmtes Maß herbeiführt, so daß die Differenz zwischen Ist- und Sollwert
sich verkleinert. In einem Zeitabstand, welcher der jetzt bestehenden Differenz
zwischen Ist- und Sollwert entspricht, wird der nächste Regelimpuls gegeben, -der
abermals eine Verkleinerung zwischen Ist- und Sollwert herbeiführt. Die Zeitdauer,
die bis zum nächsten Regelimpuls vergeht, wird also noch größer sein als die Zeitdauer
zwischen den beiden vorangehenden Regelimpulsen.
-
In Fig. 3 ist -der Verlauf der Regelung dargestellt. Aus der Abbildung
ist zu ersehen, daß der Abstand der Regelimpulse allinälilich größer wird. Dies
hat zur Folge, daß die mittlere Regelgeschwindigkeit, die durch die strichpunktierte
Linie dargestellt ist, sinkt. Wenn man auch leicht einsehen kann, daß bei Anordnungen,
die mit konstanter :Regelgeschwindigkeit arbeiten, leicht ein Überregeln eintritt,
so ist es nicht ohne weite--res erkennbar, daß eine Cberregelung auch bei solchen
Anordnungen auftreten kann, bei welchen die Regelgeschwindigkeit bei sinkender Differenz
zwischen Ist- und Sollwert ebenfalls kleiner wird. Tatsächlich tritt aber auch bei
solchen Reglern mitunter ein Cberregeln auf. Der Grund hierfür ist offenbar darin
zu suchen, daß die Änderung der zu regelnden Größe dem vom Regler gegebenen Konnnando
(Reglerimpuls) ziemlich stark, gelegentlich sogar uni -mehrere Sekunden nacheilt
und daher der Regler noch Regelimpulse, cl. 1i. Kommandos zur Veränderung der zu
regelnden Größe gibt, wenn bereits die Verstellvorrichtung so weit beeinfußt ist,
daß sie auch ohne weitere Verstellung eine ausreichende Veränderung der zu regelnden
Größe herbeiführen würde, außerdem wird ein dauerndes Pendeln um den Sollwert hervorgerufen,
dadurch, daß die Regelimpulse eine bestimmte Größe haben, während die Vergleichseinrichtung
auch auf sehr kleine Differenzen noch anspricht.
-
Die oben beschriebenen -Nachteile können durch die Verminderung der
Empfindlichkeit der Regelanordnung beseitigt «-erden, und zu diesem Zweck ist im
Hauptpatent eine Einrichtung vorgesehen, die durch ein Schalt organ die Kupplung
des einen Vergleichsgliedes mit seinem Antrieb periodisch löst und das entkuppelte
Glied unter der Einwirkung von Federn dein anderen Vergleichsglied gegenüber in
eine Mittellage bringt. Während nun im Hauptpatent ein besonderes Zeitwerk oder
die Unterbrechung der Kontaktgebung zwischen den Vergleichsgliedern den Regelvorgang
beendet, wird gemäß der vorliegenden Erfindung das die Vergleichsglieder periodisch
in die -Nullage bringende Schaltorgan gleichzeitig auch zum Beendigen des Regelvorganges
verwendet. Durch diese Maßnahme ist es möglich, nicht nur die Gefahr des Überregelns
zu vermeiden, sondern auch auf einfache Weise durch das Schaltorgan die Größe des
Regelschrittes und den Mittelwert der Regelgeschwindigkeit je nach der Größe der
Differenz zwischen Ist- und Sollwert stetig zu ändern oder auf einem bestimmten
Wert konstant zu halten.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. ,1 dargestellt.
-
Mit i ist eine an sich bekannte Vergleichsanordnung für den Soll-
und Isti-ert bezeichnet. Sie enthält das Fortschaltwerk 2, welches über die magnetische
Kupplung 3 den
Kontaktarm 4 antreibt. Es sei angenommen, daß die
Umlaufgeschwindigkeit des Kontaktarmes. der Leistungsabgabe eines Stromerzeugers
proportional ist. Der Kontaktarm 4. spielt zwischen der Gabel des Kontaktarmes 5,
die von dem Motor 6 angetrieben wird und deren Umlaufgeschwindigkeit dem Sollwert
der Leistung entspricht. Die Kontakte der Kontaktgabel 5 sind mit den Wicklungen
des Relais 7 verbunden. Sobald der Kontaktarm 4 mit einem der Kontakte der Kontaktgabel
5 in Berührung kommt, wird'das Relais 7 erregt und schließt einen der Stromkreise
der Relais 8 und g. Diese Relais sind mit Selbsthaltekontakten io und ii sowie je
einem weiteren Kontakt 12 und 13 ausgerüstet. Die Kontakte i2, 13 steuern
den Erregerstromkreis der eigentlichen Steuerrelais 14 und 15.
Die Kontakte
16 und 17 dieser Steuerrelais sind in Reihe geschaltet und liegen im Stromkreis
der Magnetkupplung 3. Die Kontakte 18 und ig liegen im Stromkreis des Hilfsmotors
2o, durch den die zu regelnde Größe, z. B. die Dampfzufuhr zu einer einen Stromerzeuger
antreibenden Maschine, verstellt wird. Um die Vergleichsglieder periodisch in die
Nullage zu bringen und auch den Regelvorgang zu beendigen, ist die mit 21 bezeichnete
Vorrichtung vorgesehen, die das umlaufende Schaltorgan 22 enthält, das die Vergleichsglieder
periodisch in die Nullage bringt und gemäß der Erfindung auch den Regelvorgang durch
Stillsetzen des Motors 2o beendet. Dadurch, daß der Arm 22 mehrere Funktionen erfüllt,
ist es möglich, mit einer einfachen und übersichtlichen Schaltung auszukommen, die
auch betriebssicher arbeitet, weil die Anzahl der erforderlichen Kontakte auf einen
kleinen Wert gebracht werden kann. Der Arm 2a wird über die Differentialgetriebe
z3 und 24 vom Motor 25 mit einer konstanten, vorzugsweise durch den Widerstand 26
einstellbaren Geschwindigkeit angetrieben. Der umlaufende, aus Isoliermaterial bestehende
Arm 22 läuft zwischen dem Kontaktpaar 27 hindurch und öffnet daher periodisch die
Kontakte, die im Haltestromkreis der Relais-8 und 9 sowie der Magnetkupplung 3 liegen.
Durch die periodische Öffnung der Kontakte 27 wird erreicht, daß die Regelanordnung
nur beim Überschreiten einer bestimmten Differenz zwischen Ist- und Sollwert . anspricht
und daher unnötige Regelimpulse vermieden werden. Wenn nämlich die Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen dem Hebelarm 4 und der Kontaktgabel 5 nicht so groß ist daß während eines
Umlaufs des rotierenden Armes 22 der Kontaktweg zwischen dem. Arm 4 und der Gabel
5 durchlaufen ist, so kann kein Kontaktschluß zustande kommen, weil unter dem Einfluß
des Armes 22 vorher die magnetische Kupplung 3 gelüftet wird und der Kontaktarm
4 unter der Wirkung der Feder 28 gegenüber der Gabel 5 seine Ruhelage einnimmt.
Die Umlaufgeschwindigkeit des Arrnes 22 und damit die Grenze, bei der der Regler
anspricht; kann durch Veränderung der Geschwindigkeit des Motors 25 geändert werden.
-
Für das weitere Verständnis der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels
ist es notwendig, darauf hinzuweisen, daß der Winkel, den der Kontaktarm 22 nach
dem Unterbrechen der Kontakte 27 durchläuft und der in der Figur beispielsweise
durch den Pfeil29 bezeichnet ist, der Differenz zwischen Ist- und Sollwert umgekehrt
prc,-portional ist, und zwar aus folgendem Grunde: Da der Arm 22 mit konstanter
Geschwindigkeit umläuft, so ist der Winkel, den dieser Arm vom Beginn der durch
das Schließen der Kontakte 12, 13 eingeleiteten Vergleichsperiode (Schließen
der Kupplung 3) bis zum Ansprechen der Vergleichsanordnung zurücklegt, ein Maß für
die Zeitdauer, die der Kontaktarm 4, zum Durchlaufen des Kontaktweges benötigt.
Diese Zeitdauer ist umgekehrt proportional der Differenz zwischen Ist-und Sollwert,
und es ist daher auch der durch den Pfeil 29 bezeichnete Winkel ebenfalls umgekehrt
proportional der Differenz zwischen Ist- und Sollwert.
-
Um eine konstante Regelgeschwindigkeit zu erhalten, muß man bei Reglern
der 'in der Fig.4 dargestellten Art dafür sorgen, daß bei rascher Aufeinanderfolge
der Regelimpulse, d. h. bei einer großen Differenz zwischen Ist- und Sollwert, die
Dauer, während der der Motor 20 umläuft, klein, also umgekehrt proportional der
Differenz zwischen Ist- und Sollwert ist. Die Abhängigkeit der Regelgeschwindigkeit
für diesen Fall ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Mit Hilfe der Vorrichtung
21 läßt sich dies in einfacher Weise erreichen. Wie weiter oben erläutert ist, ist
nämlich der Winkel, der durch den Arm 22 vom Beginn der Vergleichsperiode bis zum
Ansprechen des Reglers durchlaufen ist (Pfeil 29), umgekehrt proportional der Differenz
zwischen Ist- und Sollwert. Wenn man daher nach dem Ansprechen der Vergleichsanordnung
den Arm in umgekehrter Richtung mit konstanter Geschwindigkeit laufen läßt, so ist
die Zeit, die er vom Beginn der Umkehr seiner Drehrichtung bis zum Öffnen des Kontaktpaares
27 benötigt oder, mit ,anderen Worten, die er zum Durchlaufen des Winkels
29 in entgegengesetzter Richtung benötigt, umgekehrt proportional dir Differenz
zwischen Ist- und Sollwert. Da durch öffnen der Kontakte 27 die Anordnung in die
Ruhelage geführt und auch der Motor
2o stillgesetzt wird, so wird
dadurch erreicht, daß die Dauer, während der der Motor 20 durch jeden Regelimpuls
in Umlauf versetzt wird, umgekehrt proportional der Differenz zwischen Ist- und
Sollwert ist. Dies ist aber, wie oben erläutert, die Bedingung dafür, daß die mittlere
Regelgeschwindigkeit konstant ist. Eine Umkehr der Drehrichtung des Armes 22 beim
Ansprechen der Vergleichsanordnung kann man mit Hilfe der in Fig. 4 dargestellten
Vorrichtung2r leicht erreichen, wenn man mit Hilfe der Relais 14 und 15
durch
die Kontakte 30 und 31 den Stromkreis für den Rückstellmotor 32 steuert,
dessen L?ntlaufgescltwindigkeit zweckmäßig durch den Widerstand 33 eingestellt werden
kann. Die Umlaufrichtung und Drehgeschwindigkeit dieses Motors ist so gewählt, daß
er imstande ist, den Arm 22 entgegen seiner bisherigen Drehrichtung zu bewegen;
sobald einer der Kontakte 30 oder 31 geschlossen wird. Wenn nach der Umkehr der
Drehrichtung der Arm 22 den Kontakt 27 trennt, so werden die Haltestromkreise für
die Relais S und 9 unterbrochen und die gesamte Anordnung in die Ruhelage geführt.
-
Die Regelgeschwindigkeit soll in Abhängigkeit von der Differenz D
zwischen Ist- und Sollgeschwindigkeit den in der Fig. 6 dargestellten Verlauf nehmen,
und zwar soll sie sich unterhalb der mit K bezeichneten Differenz zwischen Ist-'und
Sollwert nach der Linie 37 stetig mit dieser Differenz ändern, während sie oberltalbvon
K auf einem bestimmten Wert konstant gehalten wird. Der konstante Teil ist durch
die Linie 35 dargestellt. Dieser Verlauf wird durch die Vorrichtung 21 wie folgt
erreicht: Wie weiter oben bewiesen wurde, ist der Winkel, den der Arm 22 vom Beginn
"der Vergleichsperiode periodisch bis zum Ansprechen der Vergleichsanordnung zurücklegt
(Pfeil 29), der Differenz zwischen Ist- und Sollwert umgekehrt proportional. Der
übrigbleibende Winkel, der durch den Pfeil 36 bezeichnet ist, entspricht daher der
Differenz zwischen Ist- und Sollwert. Wenn man daher nach dem Ansprechen der Regelvorrichtung
die Drehrichtung des Armes 22 nicht umkehrt, so ist die Zeit, die nach dem Ansprechen
der Regelanordnung bis zum iüffnen des Kontaktpaares 27, d. h. bis zur Stillsetzung
des Motors 2o vergeht, oder mit anderen Worten, es ist dann die Laufdauer des Motors
2o proportional der Differenz zwischen Ist- und Sollwert. Bei kleinen Differenzen
zwischen Ist- und Sollwert läuft daher der Motor 2o kurze Zeit, bei großen Differenzen
dagegen während längerer Zeit. Es wird dadurch die gewünschte Abhängigkeit zwischen
der Laufdauer des Motors 20 und der Differenz zwischen Ist-und Sollwert herbeigeführt.
Im allgemeinen wird es zweckmäßig sein, nach dem Ansprechen der Regelanordnung die
Geschwindigkeit des Armes 22 zu erhöhen.
-
Um bei der in Fig.4 mit 21 bezeichndten Vorrichtung von einer bestimmten
Differenz zwischen Soll- und Istwert an den Arm 22 beim Ansprechen der Regelanordnung
in der gleichen Richtung aber gegebenenfalls mit veränderter Geschwindigkeit laufen
zu lassen, ist in der Bahn des umlaufenden Armes 22 ein verstellbarer Kontakt 39
angeordnet. Da der Winkel, den der Arm 22 vom Kontaktpaar 27 bis zum Kontakt 39
durchlaufen muß, umgekehrt proportional der Differenz zwischen Ist- und Sollwert
ist, d. h. also, daß der Kontakt 39 nur vom Arm 22 erreicht wird, wenn die Differenz
zwischen Ist-und Sollwert über einen diesem Winkel entsprechenden Betrag liegt,
so kann man mit Hilfe des Kontaktes 39 die Einrichtung derart beeinflussen, daß
nach dem Erreichen des Kontaktes 39 die Drehrichtung des Armes 22 nicht geändert
wird, wenn die Vergleichsanordnung anspricht. Zu diesem Zweck ist der Kontakt 39
mit einem Relais 40 in Reihe geschaltet, welches mit einem Selbsthaltekontakt 41
ausgerüstet ist. Das Relais ist mit einem Doppelumschaltkontakt versehen, durch
welchen nach dem Ansprechen des Relais an Stelle des Motors 32 der Motor 42 eingeschaltet
wird, dessen Geschwindigkeit zweckmäßig durch den Widerstand 43 regelbar ist.
-
Die Anordnung arbeitet nun in der Weise, daß beim Überschreiten einer
bestimmten Differenz zwischen Ist- und Sollwert, deren Größe durch Verändern der
Lage des Kontaktes 39 eingestellt werden kann, beim Ansprechen der Regelanordnung
die Drehrichtung des Armes 22 umgekehrt wird, während die Drehrichtung beibehalten
wird, wenn diese Differenz zwischen Ist- und Sollwert nicht erreicht wird. Da die
Zeitdauer, wäh; rend der der Motor 2o umläuft, mit der Laufzeit übereinstimmt, die
der Arm 22 benötigt, um nach dem Ansprechen der Vergleichsanordnung in Richtung
des Pfeiles 34 das Kontaktpaar 27 zu erreichen, und diese Laufzeit von der Umdrehungsgeschwindigkeit
des Armes 22 in Richtung des Pfeiles 34 abhängt und diese Geschwindigkeit der Umlaufgeschwindigkeit
des Motors 32 entspricht, so kann man durch Verändern der Umlaufgeschwindigkeit
dieses Motors die Größe der konstanten Regelgeschwindigkeit einstellen. Diese Geschwindigkeit
ist in Fig.6 mit P bezeichnet. Da die Zeit, welche der Arm 22 nach dem Schließen
des Kontaktes 39 in Richtung des Pfeiles.45 bis zum öffnen des Kontaktpaares 27,
d. h. bis zum Stillsetzen des Motors 20 benötigt, von der Umlaufgeschwindigkeit
des
Motors 42 abhängt, so kann man durch Regeln der Geschwindigkeit dieses Motors die
Form der Kurve 37 (Fig. 6) verändern, man kann ihr beispielsweise die durch die
strichpunktierte Linie 37' dargestellte Form geben. 'Für die Grenze, an der die
Regelgeschwindigkeit von der Kurve 37 auf die Linie 35 springt, ist, wie bereits
erwähnt, die Lage des Kontaktes 39 maßgebend. Durch Verschieben des Kontaktes längs
der Bahn des ArmE's 22 kann also die Differenz zwischen Ist- und Sollwert, bei der
sich die Regelgeschwindigkeit sprunghaft ändert, beliebig eingestellt werden.
-
Der in Fig. 6 mit G bezeichnete Wert der Differenz zwischen Ist- und
Sollwert, unterhalb welchem -die Regelanordnung überhaupt nicht arbeitet, ist abhängig
von der Geschwindigkeit, die dem Arm 22 durch den Motor 25 erteilt wird, und entspricht
der Zeitdauer, die zwischen dem periodischen Öffnen des Kontaktpaares 27, liegt,
falls innerhalb dieser Zeit die Vergleichsanordnung nicht angesprochen hat.
-
Zum besseren Verständnis der Erfindung sei im folgenden die Wirkungsweise
der Anordnung erstens für den Fall beschrieben, daß die Abweichung zwischen Ist-
und Sollwert gering und zweitens daß die Abweichung zwischen Ist- und Sollwert groß
ist. Es sei angenommen, daß durch den entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufenden Arm
22 durch Öffnen der Kontakte 27 die gesamte Anordnung in die Ruhelage geführt ist
und auch die Kupplung 3 gelöst wurde. Sobald die Kontakte 27 geschlossen sind, wird
die Kupplung 3 erregt, und es beginnt der "Vergleich zwischen Ist- und Sollwert.
Es sei angenommen, daß der Kontaktarm 4 zum Durchlaufen des Kontaktweges eine so
große Zeit benötigt, daß der rotierende Arm 2a die durch die Linie 44 dargestellte
Lage erreicht hat. Der Hebelarm 22 hat dabei kurzzeitig den Kontakt 39 geschlossen,
so daß das Relais 40 erregt wurde, das sich über den SelbsthaltekOntakt 41 hält.
Dadurch wurde der Stromkreis des Motors 42 vorbereitet. Es sei angenommen, daß nun
durch Schließen eines Kontaktes an der Vergleichsanordnung das Relais 8 erregt wird.
Dieses Relais zieht seinen Anker an und schließt damit den Selbsthaltekontakt zo
sowie den Kontakt 12, durch welchen das Steuerrelais 14 erregt wird. Dieses Relais
zieht ebenfalls seinen Anker an und öffnet den Kontakt 16, der im Stromkreis der
Magnetkupplung 3 liegt. Durch Lüften dieser Kupplung wird die Vergleichsanordnung
in die Nullage geführt und bleibt zunächst für die Dauer, während der der durch
den Kontakt 18 eingeschaltete Motor 2o die Regelgröße verstellt, in dieser Nullage.
Durch den" Kontakt 3o wird der durch das Relais 40 vorbereitete Stromkreis zum Motor
42 geschlossen und dadurch dem Arm 22 eine Zusatzgeschwindigkeit erteilt. Sobald
der Arm 22 wieder die Kontakte 27 öffnet, wird die Gesamtanlage wieder in die Ruhelage
geführt. Wenn man annimmt, daß durch den beschriebenen Vorgang die Differenz zwischen
Ist- und Sollwert wohl verringert, aber noch nicht aufgehoben wird, -so wird bei
dem nun folgenden Regelvorgang, der sich in der gleichen Weise abspielt, der Arm
22 beispielsweise die durch die Linie 46 gekennzeichnete Lage Beinnehmen. Da der
Winkel, den der Arm 22 nun nach dem Ansprechen der Vergleichsanordnung durchläuft,
kleiner ist als beim vorangehenden Regelvorgang, so ist die Zeit, die zwischen dem
Ansprechen der Vergleichsanordnung und dem Öffnen der Kontakte 27 liegt, kleiner,
d. h. also die Laufdauer des Verstellmotors 20 ist kürzer.
-
Wenn die Differenz zwischen Ist- und Sollwert so groß ist, daß beim
Ansprechen der Vergleichsanordnung der Kontaktarm 22 den Kontakt 39 noch nicht berührt
hat, so wird einer der Kontakte 30 oder 31 geschlossen, bevor noch das Relais
40 umschalten konnte. Es wird daher an Stelle des Motors 42, der Motor 32 in Gang
gesetzt, der den Arm 22 nun in umgekehrtem Sinne umlaufen läßt. Wie bereits früher
beschrieben, ist dann die Laufdauer des Verstellmotors umgekehrt proportional der
Differenz zwischen Ist- und Sollwert. Im übrigen arbeitet die Anordnung in der gleichen
Weise, wie bereits. beschrieben.
-
Bei dem in Fig.4 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung beginnt
die neue Vergleichsperiode erst, nachdem der Verstellmotor 20 durch Öffnen des Kontaktpaares
27 stillgesetzt worden ist, denn erst dann wird die magnetische Kupplung 3 wieder
eingeschaltet.
-
In Fig. 8 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei
dem nach dem Ansprechen der Vergleichsanordnung t sofort eine neue Vergleichsperiode
einsetzt. Die mit der Fig.4 übereinstimmenden Teile der Fig. 8 tragen die gleichen
Zahlen. Zur periodischen Lüftung der Kupplung 3 bei der Anordnung nach Fig. 8 dient
das als Nockenscheibe 5o ausgebildete Schaltorgan, welches bei seiner Bewegung in
der Richtung des Pfeiles 51 nacheinander das Kontaktpaar 127 öffnet und das Kontaktpaar
139 schließt. Das Kontaktpaar i27 entspricht dem Kontaktpaar 27, das Kontaktpaar
139 entspricht dem Kontaktpaar 39 nach Fig. 4. Die Nackenscheibe 5o besteht
aus zwei gegeneinander verdrehbaren Teilen; die je einen Nocken
tragen.
Durch Verdrehung der beiden Scheiben kann der Abstand zwischen den Nocken eingestellt
werden. Die Nockenscheibe 5o wird durch den -Motor 25 mit konstanter Geschwindigkeit
mit Hilfe des Sperrades 52 und der Feder 53 angetrieben. Bei jeder Umdrehung der
Nockenscheibe wird das Kontaktpaar 127 einmal geöffnet und dadurch die Kupplung
3 gelüftet, so daß die Vergleichsanordnung in die Ruhelage geht. Während bei der
Einrichtung nach Fig.4 beim Ansprechen der Vergleichsanordnung dem Hebelarm 22,
dessen Funktion der Nockelischeibe ;o nach Fig. 8 entspricht, eine Zusatzgeschwindigkeit
erteilt wurde, derart, daß in einer der Differenz zwischen Ist- und Sollwert entsprechenden
Zeit das Kontaktpaar 27 geöffnet und damit die Regelanordnung in die Ruhelage gebracht
wurde, wird leim Ansprechen der Vergleichsanordnung bei der Einrichtung nach Fig.
8 die Nockenscheibe ;o festgebremst, dagegen aber die den Kontaktpaaren 27 und 39
entsprechenden Kontaktpaare 1-27 und 139 in Umlauf versetzt. Wenn die Differenz
zwischen Ist- und Sollwert einen bestimmten Betrag überschreitet und daher die Zeit,
welche vom Beginn der Vergleichsperiode bis zum Ansprechen der Vergleichsanordnung
vergeht, unterhalb eines gewissen Wertes liegt. der durch den Winkel zwischen den
Nocken 55 und 61 bestimmt ist, so werden beim Ansprechen der Vergleichsanordnung
die Kontaktpaare 127 und 139 in Richtung des Pfeiles 51 verdreht. Spricht die Vergleichsanordnung
aber erst an, wenn bereits das Kontaktpaar 139 durch den Nocken 55 geschlossen wurde,
so «-erden die Kontaktpaare 127 und 139 entgegen der Richtung des Pfeiles 51 verdreht.
In dein zuerst erwähnten Fall ist die Zeitdauer, während der der Motor 2o Strom
erhält, aus den bereits hei der Beschreibung der Fig. 4 erwä hiiten Gründen der
Differenz zwischen Ist- und Sollwert umgekehrt proportional. Wenn dagegen das ILontaktpaar
139 geschlossen «-orden ist, so ,viird in der gleichen Weise wie durch das Kontaktpaar
39 nach Fig. 4 an Stelle des Motors 3,2 der 'Motor 42 eingeschaltet, der
die Kontaktpaare 127 und 139 entgegen der Richtung des Pfeiles 51 umlaufen läßt.
Damit nach dein Ansprechen der Vergleichsanordnung und Lösen der Kupplung 3 mit
Hilfe der Kontakte 16 bzw. 17 die neue Vergleichsperiode sofort «-feder eingeleitet
wird, ist das Verzögerungsrelais 56 vorgesehen, das im Stromkreis der Kontakte 57,
58 liegt. Die Stromzufuhr zu den Stromkreisen der Kontakte ih, 17, 57 und 58 führt
über die Kontakte des Relais Co, (las vom Kontaktgeber 127 gesteuert wird. Sobald
dieses Kontaktpaar durch den Nocken 61 unterbrochen wird, läßt das Relais 6o seinen
Anker fallen und öffnet den Stromkreis der Magnetkupplung 3 und des Relais 56. Durch
das kurzzeitige Lüften der Kupplung 3 wird eine neue Vergleichsperiode eingeleitet.
-
Wenn innerhalb der Vergleichsperiode jedoch der Regler zum Ansprechen
gebracht «-orden ist, so werden nach dem Ansprechen des Reglers sowohl die Kontakte
16 und 57 bzw. 17 und 58 geöffnet und danrit die Vergleichsanordnung in die Ruhelage
geführt. Eine kurze Zeit nach dem Ansprechen des Reglers läßt aber das Verzögerungsrelais
56 seinen Anker los und schließt damit einen Überbrückttngsstronikreis für die Kontakte
16 und 17. Es wird dadurch die Kupplung 3 wieder erregt, und die \'erglciclisperiode
läuft von neuem. Da beim Ansprechen des Reglers die Nockenscheibe 50 mit
Hilfe des Elektromagneten 62 festgebremst wurde, so ist eine Zeitmessung mit Hilfe
dieser Nockenscheibe nicht mehr durchführbar. Als Zeitmaß wird jetzt die Verdrehung
des Sperrades 52 verwendet. Dieses verdreht sich gegenüber der Nockenscheibe und
spannt dadurch die Feder 53. Sobald nun der Regelvorgang dadurch beendet worden
ist, daß das Kontaktpaar 127
mit dem Nocken 61 in Berührung gekommen ist,
wird auch die Bremse 62 gelüftet, so daß nunmehr die Nockenscheibe 5o unter dem
Einfluß der Feder 53 in die jeweilige Lage des Sperrades 52 springt. Es wird also
ge= wisserinaßen die Nockenscheibe 5o nachträglich auf den Wert eingestellt, den
sie einnehmen würde, wenn ihre Bewegung nicht durch die Bremse 6 2 gehemmt worden
wäre.
-
Die Anordnung arbeitet nun in folgender Weise Es sei angenommen, daß
durch den Nocken 61 das Kontaktpaar 127 eben geöffnet worden ist. Durch dieses Öffnen
werden die Haltestromkreise für die Relais 8, 9 und 40 unterbrochen. Ferner wird
<las Relais 6o während der Unterbrechung des Kontaktpaares 127 stromlos. Die
Unterbrechung der Haltestromkreise der Relais 8 und 9 hat zur Folge, daß <las
Relais 14 bzw. 15 seinen Anker fallen läßt und dadurch der Motor 20 stillgesetzt
wird. Ferner läßt das Relais 4ö seinen Anker fallen, sofern er während der vorhergehenden
Vergleichsperiode angezogen worden ist. Durch die Unterbrechung des Stromkreises
des Relais 6o wird der Stromkreis der magnetischen Kupplung 3 sowie des Verzögerungsrelais
;(i unterbrochen. Die Verzögerung dieses Relais ist aber so groß, daß es w iilirend
der kurzzeitigen Unterbrechung des Kontaktpaares 127 noch nicht seinen Anker
fallen lassen kann. Durch das Unterbrechen des Kontaktpaares 127 ist also die ganze
Regelanordnung
in die Ruhelage geführt worden. Sobald der Nocken 61 das Kontaktpaar 127
verlassen hat, so daß die Kontakte wieder einander berühren, wird dem Relais 6o
wieder Strom zugeführt. Dieses Relais zieht seinen Anker an. Dadurch erhält die
Kupplung 3 sowie das Verzögerungsrelais 56 wieder Strom. Durch das Erregen der Kupplung
wird eine Vergleichsperiode ieingeleitet. ' Es sei angenommen, daß die Vergleichsanordnung
einen ihrer Kontakte schließt, wenn der Nocken 61 die in der Figur dargestellte
Lage erreicht hat. Durch das Schließen eines der Kontakte der Vergleichsanordnung
i ist eines der Relais 8 oder 9, z. B. das Relais 8, erregt worden. Es hält sich
selbst über den Haltekontakt io und schließt den Kontakt des Steuerrelais 1q.. Dieses
Relais zieht seinen@Anker an und setzt dadurch den Tourenverstellmotor 2o in Umlauf.
Durch dieses Relais wird gleichzeitig mit Hilfe des Kontaktes 3o die Wiciclung der
Bremse 62 erregt und über den unteren. Kontakt des Relais q.o dem Motor 32 Strom
zugeführt. Ferner wird der Kontakt 16 geöffnet, so daß der Stromkreis zur Magnetkupplung
3 unterbrochen wird. Ferner wird der Kontakt 57 geöffnet und dadurch das Verzögerungsrelais
56 stromlos. Nach einer bestimmten Zeit fällt der Anker dieses Relais jedoch ab
und schließt den Kontakt 59, über welchen nunmehr die Magnetkupplung 3 wieder Strom
erhält, so daß der Vergleichsvorgang von neuem beginnt.
-
Durch das Erregen der Bremse 62 wird die Nockenscheibe 50 festgebremst.
Die Sperrscheibe 52 bewegt sich nun gegenüber der Nockenscheibe in Richtung des
Pfeiles 5i. Der Verdrehungswinkel gegenüber der Nockenscheibe ist dann der Zeit
proportional, die seit dem Ansprechen des Reglers vergeht. Da diese Zeit, sich nur
um die Verzögerungszeit des Relais 56 von der Zeit unterscheidet, die seit Beginn
(Schließen der Kupplung 3) der neuen Vergleichsperiode vergeht, so ist der Verdrehungswinkel
der Nockenscheibe mit genügender Genauigkeit auch der Zeitdauer proportional, .während
der ein neuer Vergleich zwischen Ist- und Sollwert stattfindet.
-
Nach dem Ingangsetzen des Motors 32 mit Hilfe des Kontaktes 3o des
Relais 14 bewegen sich die Kontaktpaare 127 und 139 im Sinne des Pfeiles 51 -und
durchlaufen den Winkel, den die Nockenscheibe vom -Beginn der Vergleichsperiode
bis zum Ansprechen des Reglers zurückgelegt hatte. Die Zeitdauer, die die Kontakte
zum Durchlaufen der Wegstrecke brauchen, ist daher umgekehrt proportional der Differenz
zwischen Ist- und Sollwert. Sobald nun das Kontaktpaar 127 gegen den Nocken 61 läuft
und die Kontakte geöffnet werden, wird der Haltestromkreis für das Relais 8 stromlos.
Dadurch wird der Kontakt 12 unterbrochen, und das Steuerrelais 14 läßt seinen Anker
fallen. Dadurch wird der .Motor 2o stillgesetzt. Außerdem wird der Kontakt
30 geöffnet, so daß der durch den Motor 32 und die Magnetbremse 62 fließende
Strom unterbrochen wird: Die Bewegung der Kontaktpaare 127 und
139
hört damit auf. Durch das Lüften der Bremse 62. schnappt nun unter dein
Einfluß der Feder 53 die Nockenscheibe 5o in die Stellung, die inzwischen die Sperrscheibe
52 eingenommen hat. Dadurch wird die Lage der, Nockenscheibe 5o gewissermaßen korrigiert,
so daß ihre Stellung gegenüber der Lage der Kontaktpaare 127 und 137 der
Zeitdauer entspricht, die seit dem letzten Ansprechen der Vergleichsanordnung vergangen
ist, denn die Lage der Kontaktpaare 127 und 139 stimmt nun mit der Lage der Nockenscheibe
5o überein, in der sie beim Ansprechen der Vergleichsanordnung durch die Bremse
62 festgehalten wurde. Sobald die Vergleichsanordnung von neuem anspricht, arbeitet
die gesamte Anordnung in der gleichen Weise.
-
Wenn die Differenz zwischen Ist- und Sollwert klein ist, so wird vor
dem Ansprechen des Reglers das Kontaktpaar 139 durch den Nocken 55 geschlossen und
damit das. Relais 4o erregt. Dieses schaltet nun an Stelle des Motors 32 den Motor
4.2 in den Stromkreis des Kontaktes 30.
-
Wenn nun die Vergleichsanordnung anspricht, so verläuft der Schaltvorgang
in der gleichen Weise, wie bisher beschrieben, nur mit dem Unterschied, daß an Stelle
des Motors 32 nun der Motor .42 in Gang gesetzt wird und daß die Kontaktpaare 127,
139 nicht. in Richtung des Pfeiles 51, sondern entgegen der Richtung des Pfeiles
51 verdreht werden. Diese Bewegung entspricht der Erhöhung der Drehgeschwindigkeit
des Armes 22 in Richtung des Pfeiles 45 bei der Einrichtung nach Fig. q.. Durch
Öffnen des Kontaktpaares 127 durch den Nocken 61 wird die gesamte Anordnung wieder
in die Ausgangslage zurückgeführt.
-
Die Form des Verlaufs der Regelgeschwindigkeit kann durch Verändern
der Drehgeschwindigkeit der Motoren 32 und 42 in der gleichen Weise eingestellt
werden wie bei der Einrichtung nach Fig. q.. Die zulässige Abweichung zwischen Ist-
und Sollwert, bei der der Regler noch nicht anspricht, kann durch Beeinflussung
der Drehgeschwindigkeit des Motors 25 verändert werden.
Dadurch,
daß man die Umlaufgeschwindigkeit der Motoren 32 bzw. .12 abhängig von der Differenz
zwischen Ist- und Sollwert macht, indem man beispielsweise in der Bahn des Armes
22 weitere Kontakte anordnet, bei deren Ansprechen Widerstände in die Stromkreise
der :Motoren ein- bzw. ausgeschaltet werden, kann man die Abhängigkeit, in der die
Regelgeschwindigkeit bzw. -mittlere Regelgeschwindigkeit von der Differenz zwischen
Ist- und Sollwert besteht, in weiten Grenzen beeinflussen. Man kann beispielsweise
den durch die in Fig.7 eingezeichnete Kurve dargestellten Verlauf erteilen. Den
mit 46 bezeichneten Teil der Kurve kann man beispielsweise erhalten, wenn man die
Umlaufgeschwindigkeit des Motors .I2 von einer gewissen Differenz zwischen Ist-
und Sollwert an ändert.