DE730163C

DE730163C - Elektrisches Regelmessgeraet mit mehreren, entsprechend der Messgroesse ueber einen Buegel einstellbaren Kontakten, welche die Betriebsgroesse beeinflussen

Info

Publication number: DE730163C
Application number: DEA85271D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich Lindorf
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1937-12-18
Filing date: 1937-12-18
Publication date: 1943-01-11
Also published as: DE761718C

Description

Elektrisches Regelmeßgerät mit mehreren, entsprechend -der Meßgröße über einen Bügel einstellbaren Kontakten, welche die Betriebsgröße beeinflussen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung von Betriebsgrößen aller Art, wie z. B. von Temperatur, Druck, Menge usw. Dabei wird die an sich bekannte Einrichtung benutzt, bei der der Zeiger des Meßwerkes, welches die zu regelnde Betriebsgröße mißt, in gleichmäßigen Abständen durch eine mechanische Vorrichtung abgetastet wird, die je nach der Stellung des Zeigers Schalter betätigt, durch die wiederum Regelorgane, wie Schütze oder Ventile, zum Ansprechen gebracht werden. Handelt es sich um die Regelung komplizierter Vorgänge, so braucht man mehrere Schalter, da die Regelung in mehreren Stufen vor sich gehen muß. Dabei müssen die Schalter in der Stellung, in die sie einmal gebracht worden sind, so lange verbleiben, bis infolge der Änderung des Zeigerausschlages die Betätigung anderer Schalter erforderlich wird.
So sind für die Regelung eines großen elektrischen Ofens mit beispielsweise drei Heizzonen drei Schalter erforderlich. Beim Anheizen des Ofens müssen alle drei Schalter und damit alle drei Zonen eingeschaltet sein. Nähert sich die Temperatur dem Sollwert, so muß zunächst eine Zone, bei weiterer Temperatursteigerung die zweite 'Zone und schließlich auch die dritte Zone ausgeschaltet werden. Entsprechend müssen die Schalter des Reglers betätigt werden.
Bei einer bekannten Einrichtung wird- der Zeiger durch einen Bügel periodisch angehoben, so daß er seiner Stellung entsprechend in `Tippen gelagerte Quecksilberschaltröhren betätigt. Ist eine Röhre gekippt, so wird sie durch einen für alle Röhren gemeinsamen Arretierriegel verriegelt. Beim Heben einer anderen Röhre wird jedesmal die Verriegelung gelöst. Dieser Einrichtung haftet der Mangel an, daß der Zeiger bei jedem Bügelhub, auch wenn eine neue Schaltung nicht erforderlich ist, gehoben wird. Der Zeiger wird durch das gleichzeitige Anheben mehrerer Röhren stark beansprucht.
Bei eia--r anderen bekannten Einrichtung arbeitet der Zeiger zusammen mit einem durch einen periodisch angetriebenen Bügel auf und ab bewegten, stufenförmigen Tastgliede. Auch hierbei ist der Zeiger erheblich belastet, da er den mit der Verstellkraft des Bügels beeinflußten Taster in seiner Bewegung aufhalten muß. Der Aufbau dieses Regelgerätes ist wegen einer mit dem Hubglied für den Taster zusammenarbeitenden Sperrvorrichtung in seinem mechanischen Aufbau sehr kompliziert. Aullerdein läßt sich wegen der übereinander angeordneten Schalter meist nicht die erforderliche Anzahl zur Ausführung der erforderlichen Schaltmöglichkeiten anordnen.
Ferner ist eine Einrichtung bekannt, bei der durch das stufenförmige Tastglied zunächst ein besonderer Hilfszeiger eingestellt wird. Der Meßwerkszeiger ist zwar dadurch entlastet, jedoch ist für die Betätigung der in nur zwei Gruppen angeordneten Federkontakte durch die erforderliche Zwischenübertragung ebenfalls ein sehr komplizierter Aufbau bedingt.
hei einer anderen bekannten Anordnung wird vom Tastglied aus eine Lochblende verstellt, die mit an den Schaltern vorgesehenen Fühlhebeln zusammenarbeitet. Auch hierbei ist eine Kraftübertragung vom Zeiger auf die Schalter nicht erforderlich. Jedoch ist auch diese Anordnung umständlich iin Aufbau und besitzt viele Teile, die durch gleitende Reibung beansprucht werden, da jeder Fühlhebel durch ein Kurvengetriebe gesteuert wird.

Ein in seiner Wirkungsweise und in seinem Aufbau wesentlich vereinfachtes Regehneßgerät mit einem in Abhängigkeit von der Zeigerstellung sich entsprechend der Lage eines stufenfnrinigen Abtastgliedes periodisch einstellenden Tastbügels ist erfindungsgemäß so ausgeführt. daß der Tastbügel mit einem durch das Abtastglied eingestellten, pendelnd aufgehängten Schaltbiigel gelenkig verbunden ist, der von dein Tastbügel gegenüber den Schaltgliedern entsprechend der Hubhöhe des Tastgliedes verstellt wird und zur Auslösung einer dieser Einstellung entsprechenden

Schalthandlung unter dem Einfluß einer ihn

periodisch abwärts bewegenden Kraft steht.

Die Zeichnung veranschaulicht den Gegen-

' stand der Erfindung an einem Ausfübrungs-

beispiel.

Abb. i zeigt die mechanische Schalteinrich-

Lung des Reglers in schaubildlicher Darstel-

1ung.

Abb. 2 gibt den Wirkbereich des Zeigers

für die Beeinflussung der verschiedenen

Schaltröhren an.

Abb.3 zeigt die Einstellung der Schalt-

röhren bei entsprechender Zeigerstellung.

Abb. d. und 3 zeigen eine zusätzliche Ein-

richtung für die Auslösung der Schaltröhren

bei _\usbleiben der Betriebsspannung.

Gemäß Abb. i bewegt sich bei einem elek-

trischen Regelgerät der Zeiger i des nicht

dargestellten Meßwerkes über einer Lauf-

bahn 2, die mit einem Längsschlitz 3 ver-

sehen ist. Der Zeiger i besitzt einen sich

über die Breite der Laufbahn 2 erstreckenden

Verstärkungssteg d., mit dem er durch ein

Abtastglied 5; in gleichen Zeitabständen gegen

die Laufbahn gedrückt und in seiner Lage

festgehalten wird. .

Das Abtastglied 3 weist an seiner Unter-

seite mehrere Stufen auf, so dala es je nach

der Stellung des Zeigers verschieden tief in

den Schlitz 3 eintauchen kann. Entsprechend

der Eintauchtiefe wird über einen Tastbügel 6

ein pendelnd aufgehängter Rahmen 7 mehr

oder weniger weit aus seiner senkrechten

Lage heraus verschwenkt. Der Bügel ist mit-

tels Zapfen 8 frei beweglich aufgehängt. 'Mit

einem seitlichen Arm 9 wird er durch eine

Feder io gegen eine Nockenscheibe ii ge-

zogen, die den Rahmen 7 in gleichen Zeitab-

ständen anhebt. Unter Vermittlung des Rah-

inens 7 wird auch das Tastglied @, das für

eine bestimmte Betriebsgröße der Skala

gegenüber eingestellt ist, gehoben und ge-

senkt. Gelangt der Zeiger i in den Bereich

des Tastgliedes 5, so setzt dieses auf den

Steg 4. auf, der Rahmen 7 behält die ihm da-

durch gegebene Lage bei, und die \ocken-

scheibe i i läuft leer weiter.

Die \ockenscheibe ii wird durch ein Zeit-

werk mittels einer Welle 12 angetrieben. :'1uf i

der Welle 12 sitzt eine weitere -ockenscheibe

i3, die auf einen mit dem Rahmen 7 gelenkig

verbundenen Schaltbügel 14 einwirkt. Der

Schaltbügel 14 ist in seinen Gelenken i3 frei

beweglich und wird durch eine Feder i6 ent- 1

gegen der Spreizwirkung der Scheibe 13, die

ihm vom Rahmen 7 abzuspreizen versucht,

nach oben gezogen. Außerdem gleitet aber

auch der Bügel i.1 unter Rollen 172 die eine

_1ufwärtsbewegung i-öllig verhindern, so daß i

er bei den Pendelbewegungen des Rahmens 7

sich lediglich in der waagerechten Ebene ver-

stellen kann. Durch die Nockenscheibe 13 wird er dann nach Einstellen durch das Tastglied 5 abwärts gedrückt.

Bei der Abwärtsbewegung betätigt der Bügel 14 Schaltröhren 18 unter Vermittlung von stößelartigen Schaltgliedern 2o und 21. Diese Schaltglieder sind durch Parallelogrammlenker 22 und 23 miteinander verbunden. Die Lenker sitzen auf Achsen 24 und 25, so daß bei Betätigung eines der Schaltglieder 2o oder 21 ein Kippen der Röhre 18 stattfindet.
Die Schaltglieder oder Stößel2o und 21 sind an ihren oberen Enden mit verschieden langen Schenkeln 26, 27 versehen. Je nach der Einstellung des Schaltbügels 14 ihnen gegenüber werden beim Niederdrücken entweder die Stößel2o oder 21 betätigt. Entsprechend der vorzunehmenden Regelung lassen sich eine größere Anzahl derartiger Kippschalter auf den Achsen 24. und 25 mit verschiedenen Abmessungen der Schenkel 26 und 27 anordnen, so daß bei einem bestimmten Zeigerausschlag ganz bestimmte Schaltröhren 18 betätigt werden.
Die Wirkungsweise des Regelgerätes ist in den Abb. 2 und 3 dargestellt. Gegenüber der Skala des Meßgerätes wird der mit dein verschwenkbaren Tastbügel 6 in'starrer Verbindung stehende Sollwertzeiger 6o entsprechend einer Betriebsgröße eingestellt. Weicht der Zeiger i mit seinem Steg 4 von diesem Sollwert ab, so werden die Schaltröhren 18 je nach der Stellung entsprechend betätigt. Eine Betätigung erfolgt auch, wenn der Zeige r4 ganz aus dem Bereich des Tastgliedes 5 herausgelangt, wie es beispielsweise Abb.2 zeigt. In diesem Bereich A, dem die Stellung des Schaltbügels 14 in Abb. 3 a entspricht, die durch die Hubgröße des Tastgliedes 5 gegenüber der Anschlagbahn :2 bestimmt wird, sind die beiden hier vorgesehenen Schaltröhren 18 eingeschaltet. Die dritte Röhre 18' ist ausgeschaltet und dient als Signalröhre bei zu hoher Temperatur oder bei Ausbleiben der Spannung am Meßwerk durch Leitungsbruch oder infolge Zerstörung des Thermoelementes. Ihre Einschaltung erfolgt beispielsweise in der äußersten Lage, also etwa in der Nullstellung des Zeigers i, durch ein besonderes Tastglied 5i, das ebenfalls mit dem Rahmen 7 verbunden sein muß. Die entsprechende Lage des Schaltbügels 14 gegenüber den Schaltgliedern 26 und 27 ist in Abb. 3 d gezeigt. Befindet sich der Zeiger i nahe unterhalb des Sollwertes, also noch im Bereich des Tastgliedes 5, so wird er bei der periodischen Bewegung des Tastbügels 6 von der oberen Stufe erfaßt. Es wird damit eine der Abb. 3 b entsprechende Verschiebung des Schaltbügels 14 bewirkt, in der beim Niederdrücken durch die Nockenscheibe 13 die erste Regelröhre ausgeschaltet wird, die zweite dagegen eingeschaltet bleibt, so daß dem Ofen nur noch eine geringe Heizenergie zugeführt wird. Bei der nächsten Stufe am Abtastglied 5 ist dann die Solltemperatur erreicht, und beide Regelröhren sind ausgeschaltet. Bei der dritten Stufe, die gegenüber dem Bereich B für eine Untertemperatur einer Übertemperatur entspricht und daher zu dein Gefahrenbereich C gehört, wird wie in dem zuvor geschilderten Fall die Schaltröhre i8' eingeschaltet und ein Signal gegeben.
Der Regler läßt sich auch für die .stufenlose Regelung mittels motorisch angetriebener Regelorgane einrichten. Bei einer solchen Regelung wird z. B. das durch einen Umkehrmotor angetriebene Regelventil eines Dampfkessels mehr oder weniger weit geöffnet. Die Verstellung des Ventils entsprechend der Laufzeit des Motors soll dabei um so größer sein, je größer die Abweichung vom Sollwert ist. Demnach muß die Einschaltzeit der Regelröhre von der Zeigerstellung abhängig sein. Je nach der Stellung des Zeigers oberoller unterhalb des Wertes ist eine Röhre für Rechts- und eine für Linkslauf vorgesehen. Bei der einen Röhre ist statt des Stöliels 20 und bei der anderen Röhre statt des Stößels 21 ein Stufenblech vorgesehen, während der andere Stößel lediglich die Parallelogrammverbindung zwischen den Lenkern 22 und 23 aufrechterhält. Die Ausschaltlage der an den Schaltgliedern angebrachten Röhren wird durch eine Feder bewirkt, die nach Freigabe der Stufenbleche durch den Schaltbügel i4 die Schalter wieder an die Ausschaltstellung bringt. Bei der größeren Zeigerabweichung vom Sollwert in der einen oder anderen Richtung wird der Schaltbügel gegenüber den Stufenblechen an den Schaltgliedern eine solche Lage einnehmen, die eine frühere Einschaltung und spätere Ausschaltung bewirkt. Umgekehrt wird in den mittleren Lagen, also nahe beim Sollwert, eine kürzere Einschaltzeit die Folge sein. Entsprechend diesen Einschaltzeiten läuft der Verstellmotor für das Regelventil und bewirkt eine entsprechende Verstellung.
Der Regler kann ferner mit einer NTullspannungssicherung, wie sie in Abb.4 und 5 dargestellt ist, ausgerüstet sein. Diese Sicherung hat den Zweck,- beim Ausbleiben der Spannung für den Antriebsmotor die Schaltröhren in ihre Grundstellung zurückzuführen, also beispielsweise die Regelröhren auszuschalten und die Signalröhre, sofern diese an eine besondere Spannungsduelle angeschlossen ist, einzuschalten. Dadurch wird bei einer Störung in der Stromzufuhr des Reglers verhindert, daß die Ofenheizung eingeschaltet bleibt. Zu diesem Zweck: sind die beiden Achsen 24 und 25, welche die Schaltglieder tragen, in einem um Gelenke 28 kippbaren Rahmen 29 gelagert. Der Rahmen besitzt eine Klinke 30, mittels der er vorn Anker 31 eines unter der Betriebsspannung des Reglers stehenden Elektromagneten 32 gehalten wird. Außerdem ist an den Stößeln 2i ein Ansatz 33 vorgesehen, der sich gegenüber einem starren Anschlag 34 befindet. Beim Ausbleiben der Spannung wird die Verklinkung durch eine am Anker angebrachte Feder 35 aufgehoben, der Bügel 29 mit den Schaltgliedern fällt herunter, und der Anschlag 34 kippt die Schaltröhren 18 in die Ausschaltstellung.
Fin besonderer Vorteil des Reglers ist der, daß durch Versetzen der Schenkel 26 und 27 an den Stöl)elli 20 und 21 oder durch eiltsprechend leichtes Auswechseln di-e Arbeitsweise des Reglers geändert oder besonderen Betriebsverhältnissen angepaßt «erden kann. Die Betätigung der Schalter erfolgt ohne kraftschlüssige Zwischenschaltung des Zeigers, und die Rückwirkung auf den Zeiger ist infolge der Anordnung der Gelenke 15 des Schaltbügels 14 senkrecht unterhalb der Achsen 8 des Rahmen 7 sehr gering, so daß das -lleßwerk geschont wird. Der Regler läßt sich auch mit geringfügigen Änderungen für die Impulsregelung mit ausschlagabhängiger Kontaktdauer einrichten. Wesentlich ist ferner die Möglichkeit, in einfacher Weise eine Nullspannungssicherung einzubauen, die beim Ausbleiben .der Antriebsspannung für den Regler alle Schalter in die Grundstellung zurückführt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Regelliießgerät finit in Abhängigkeit von der Zeigerstellung sich entsprechend der Lage eitles stufenförmigen Abtastgliedes periodisch einstellendem Tastbügel, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastlriigel (6, 7) finit einem durch das Ahtastglied (5) eingestellten, peildelnd aufgehängten Schaltbügel (14) gelenkig verbunden ist, der von dein Tastbügel gegenüber den Schaltgliedern (2o, 21, 26, 27) entsprechend der Hubhöhe des Tastgliedes verstellt wird und zur Auslösung einer dieser Einstellung entsprechenden Schalthandlung unter dein Einfluß einer ihn periodisch abwärts bewegenden Kraft steht.
2. Regelmeßgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk (i,#) des pendelnd aufgehängten Schaltbügels (14) im wesentlichen senkrecht unter der Lagerstelle (8) des Tastbügels (6) liegt.
3. Regelmeßgerät nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur periodischen Bewegung des Tast-e, (6) und des Schaltbügels (14) dienenden Nockenscheiben (11, 13) voll einer -eineinsamen Welle (12) angetrieben werden.
4. Regelineßgerät nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltbügel (14) vorzugsweise durch Rollen (17) geführt ist.
5. Regelineßgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Betätigung der in bekannter Weise all Parallelogrammlenkern kippbar (24, 25) gelagerteil Schaltröhren dienenden Stößel (2o, 21) verschieden lange, einstellbare oder auswechselbare Anschläge (26, 27) zur wahlweisen Ein- oder Ausschaltung entsprechend der Stellung des Schaltbügels (i4) aufweisen.
6. Regelmeßgerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei vom Tastied (5) nicht beaufschlagtein Zeiger der gl entsprechenden Sfellung des Schaltbügels (14) gegenüber den Schaltgliedern (20, 21, 26, 27) diesem ein oder mehrere Schaltglieder zur Betätigung zugeordnet sind.
7. Regelineßgerät nach Anspruch i und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (26, 27) an den Stößeln (20, 21) für die wahlweise Betätigung der Schalter in gleicher oder ähnlicher Weise wie -das Tastglied (5) stufenförmig ausgebildet sind,'so daß die Dauer der Koiltaktgabe von der Größe des Zeigerausselilages abhängig ist. Regelmeßgerät nach Anspruch i und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur @-ernleidung der Überregelung, z. B. beim Ausbleiben der Betriebsspannung des Reglers, die Kippachsen (24. 25) für die Regelkontakte in einem senkbaren Raliinen (29) gelagert sind, der durch einen all der Betriebsspannung liegenden Elektromagneten bzw. dessen Anker (31) gehalten wird, so daß beim Abfallen. des Rahmens (29) die Stößel au: dein Bereieli des Schaltbügels (14) und durch eiltsprechend vorgesehene -@iischlä ge (33. 34) in die Ausschaltstellung bzw. Signalstellung gelangen.