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Elektrischer Zeigerregler Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen
Zeigerregler für Regeleinrichtungen mit isodromer Rückführung, bei denen der Zeiger
der Meß- oder Anzeigevorrichtung bei Abweichungen des Istweftes einer Betriebsgröße
voni einem Sollwert durch Öffnen öder Schließen eines Stromkreises den Verstellmotor
o. dgl. für das zu regelnde Organ steuert.
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Eine hierbei Verwendung findednde i sodrome Rückführung kann beispielsweise,
wie Fig. i zeigt, z , wei x. T. mit Flüssigkeit gefüllte Zylinder a, b enthalten,
die miteinander über eine in einer Rohrlei tung c eingeschaltete Pumpe d und eine
Atisäleichsleitung e verbunden sind. In jedem Zyliindera bzw.b ist ein uiiter der
Wirkung einer Feder f stehender Kolben h untergebracht. Wenn ein auf der Manometerwelle
vorgesehener Impulszeiger mit einem der Gegenzeiger Kontakt macht, wird über ein
Relais ein die Pumped antreibender Rückbührmotor eingeschaltet, wodurch die Pumpe,
d entsprechend, der jeweiligen Richtuhg des sie6 antreibenden Motors die Flüssigkeit
aus dem Zylinder a in den Zylinder b oder umgekehrt pumpt. Dadurch senkt sich der
Kolben des einen Zylinders und der andere, nmit diesem über Gestänge und einen gleicharmigen
Hebel k verbundene Kolben' hebt sich um den gleichen Betrag. An dier Kolbenstange
des einen Zylinders ist ein Gestänge angelenkt, das den mit einer auf der Skala
sichtbaren Zeigermarke versehenen ,Halter v mit den Gegenikontakt2eigern l und m
verstellt, so daß der Kontakt unteIbrochen wird. Mit dem Kolbengestänge steht ein
Schieber e in Verbindung" der jedesmal angehoben wird, wenn die Kolben h aus der
Mittellage gebracht wer den. Der Schieber m gibidann eine'Öffnung e in der
Ausgleichsleitung zwischen den beiden Zylindern, a und b mehr oder weniger
frei, und der unter der Wirkung gespannter Federn stehende gehobene Kolbendrückt
jetzt die -Flüssigkeit langsam durch die' Ausgleichsleitung wieder in den anderen
Zylinder zurück bis die Kolben -in ihre Mit# tellag-e gelangen. Dabeigeht der Halter
v in die Sollwertstellung zurück. Hat die Korrtaktgabe
genügt,
um den Sollwert einzuregeln, so ist der Regelvorgang beendet. Anderenfalls wird
erneut Kontakt gegeben, und der Vorgang wiederholt sich. Durch die Verstellung des
Schiebers wird erreicht, daß mit wachsender Abweichung des Istwertes vom eingestellten
Sollwert die Steuerimpulse immer häufiger werden und im Grenzfall zum Dauerkontakt
führen, bei dem die größtmögliche Verstellgeschwindigkeit des Regelorganes erreicht
wird.
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Derartige und ähnliche elastische Rückführungen, die nach vorstehendem
den durch die Kontaktzeiger hergestellten Kontakt unterbrechen und gegebenenfalls
wieder schließen, falls eine weitere Verstellung des Steuerorganes notwendig wird,
vermeiden zwar Überregelungen und Pendelungen, die entstehen würden, wenn der Kontaktschluß
zu lang wäre, und dadurch das Steuerorgan mehr verstellt werden würde als zur Erreichung
des Sollwertes notwendig wäre. Sie bedingen aber, daß die den Sollwert anzeigende
sichtbare Zeigermarke auf der Skalader Meß- und Anzeigevorrichtung wandert, da sie
mit der Rückführung dauernd verbunden ist. Infolgedessen kann man meistens bei den
lätigere Zeit, und zwar gegebenenfalls mehrere Minuten dauernden Einzelregelvorgängen,
insbesondere dann, wenn der jeweilige Istwert von dem Sollwert verhältnismäßig wenig
abweicht, nicht ohne weiteres feststellen, ob der Regelvorgang noch andauert oder
bereits beendet ist. Dies macht sich besonders dann unangenehm bemerkbar, wenn während
eines noch andauernän Regelvorganges ein neuer Sollwert eingestellt werden soll.
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Demgegenüber gestattet der Erfindungsgegenstand den stattfindenden
RegWorgang und zugleich den zu erreichenden Sollwert jederzeit zu erkennen. Dies
wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß das Kontaktzeigersystem
zwei auf der Skala sichtbare Zeigermairken trägt, die bei einer Verstellung des
Sollwertes gemeinsam bewegt werden, ohne ihre Lage zueinander zu ändern, und von
denen beim Regelvorgang die eine Zeigermarke bewegt wird, während die andere, den
Sollwert anzeigende Zeigermarke hierbei im Raume feststelit.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt. Eszeigen: Fig. 2 das Kontaktoeigersystem mit elastischer Rückführung
in Mittelstellung mit einem auf den mittleren Skalenwert eingestellten Sollwert,
Fig. 3 das Kontaktzeigersystem in Seitenaiisicht, wobei die elastische Rückführung
fortgelassen ist, Fig. 4 das Kontaktzeigersystem mit elastischer Rückführung in
einer beim Regelvorgang eingenommenen Stellung bei einem dem mittleren Skalenwert
entsprechenden Sollwert und Fig. 5 das Kontaktsystem beim verstellbaren Sollwert.
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Die isodrome Rückführung kann in Anlehnung an die Darstellung in Fig.
I und die eingangs beschriebene Wirkungsweise vorteilhaft z. T. mit öl, Glycerin
oder einer anderen Flüssigkeit gefüllte Zylinder 1, 2, enthalten, die über eine
Rohrleitung 3, in der eine motorisch angetriebene Zahnradpurripe 4 o. dgl. eingeschaltet
ist, und eine Ausggleichsleitung 5 miteinander verbunden sind. Die in den Zylindern
1, 2, untergebrachten, unter der Wirikung der Feder 65 stehenden Kollben 8 können
vorteilhaft über ein, Gestänge 6', 6, 6" miteinander verbunden sein, das einen gleicharmigen
drehbaren Hebel 6 enthält und mit dem Schieber 7 gekuppelt ist, der
mit seinem Endteil in die Ausgleichsleitung 5 hineinragt. Jee nach der Lage des
Schiebers 7 wird der-Durchlaßquerschnitt der Ausgleichsleitung 5 zwischen den Zylindern
i und 2 und somit die Regelgeschwindigkeit der zu regelnden Betriebsgröße vom Sollwert
geändert. Der Schieber 7 kann atich im Betrieb durch die Stellschraube
9 verstellt werden, wodurch auch eine Veränderung der Regelgeschwindigkeit
erreicht wird.
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An der Kolbenstange io ist ein Kuppelgestänge 17, 18 drehbar befestigt,
das am anderen Ende mittels eines Zapfens 37 mit einem Zahnradsegment ig so verbunden
ist, daß dadurch ein starres aus den Teilen 18, 37, i9 bestehendes Übertragungsgebilde
entsteht. Das Segmentig ist in einem dreiarmigen Kuppelhebel 28 schwenk-bar
üelagert, der um die Achse 16 der Kontaktvorrichtung drehbar ist. Die Achse-16 ist
in einem Lagerbock 5 1, gelagert, der mit der Meß- und. Anzeigevorrichtung
15 mechanisch verbunden werden kann. Auf der Achse 16 -sind die Gegenkontaktzeiger
13, 14 schwenkbar angeordnet, die mittels Spiralfed'ern 54, 55 mit
Vorspannung gegen das Distanzstück 50 gedrückt werden, und die mit einem
zwischen #en Gegenkontaktzeigern. 13, 14 sich befindenden Impulszeiger 2,4 zusammenwirken,
der, wie Fig. 3
zeigt, mit der Zeigerachse 2,6 des Meßwerkes der Anzeigevorriclitung
15 verbunden ist, und der sich auf den jeweiligen Meßwert einstellt.
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Auf -der Achse 16 sind Zahnräder 2o, 25
drehbar angebracht,
die mit Haltern 21, :22, versehen sind, die Über der Sikala. der Anzeigevorrichtung
15 sichtbare Zeigermarken i i, 12 tragen, von denen die Zeigermarke i i, wie Fig.
4 zeigt, beim Regelvorgang wandert, während die Zeigerniarke 1:2 hierbei feststeht
und dauernd den eingest811ten Sollwert erkennen läßt. Der auf -der Achse 16 vorgesehene
Kuppelhebel:28 trägt an seinem dem Zapfen 37 entgegengesetzten Ende einen
Zapf
en 36, auf dem ein Zahnradseernent 29 vorgesehen ist, das
mit dem Zahnrad 25 zusammenarbeitet.
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An dem Zapfen 36 ist ein beispielsweise am Lagerbodk 51 abgestütztes
Gestänge 38, 39 angeschlossen, wobei die Teile 38 und 29 ein starres Gebilde entstehen
lassen. Der Hebel 39 ist genau so lang wie der Hebel 17, und der Hebel i8; in der
Mittelstellurkg nach Fig. 2, und zwar ohne daß der Sollwert verstellt wird, nehmen
die Gestänge38, 39 und 17, 18 im Raume eine in bezug auf das Achsenkreuz 6o, 61
symmetrische Lage ein.
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Der einzuhaftende Sollwert wird durch Schwenkeni des gekröpften Kuppelhehels
28 in Richtung eines der in Fig. 2 angegebenen Pfeiles 42, 43 mittels einer Wandermutter
58 eingestellt. Wird in Mi ttelstellung der Rückführung, der Hebel 28 z. B. in Richtung
des Pfeiles 43 geschwenkt, so wird derdreiarmige Kuppelhebel 28 um die Achse 16
um einen Winkel a nach Fig. 5 geschwenkt. Das eine Ende des Kuppelarines 28 verursacht
somit, daß der Botzen 37 in Richtung des Pfeiles 44 gedreht wird, wodurch das Zahnradsegment
ig im Sinne des Uhrzeigers und das Zahnrad 2o entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht
wird., Zugleich wird durch das andere Ende des Kuppelarmes 28 die Bewegung des Zapfens
36 in Richtung des Pfeiles 45 verursacht, wodurch das Segment 29 im Uhrzeigersinn
und das Zahnrad 25 das genau so groß ist und genau dieselbe Zähnezahl enthält wie
das Zahnrad 2o , um den gleichen Winkel ß wie das Zahnrad 2o entgegen dem Uhrzeigersinn
gedreht wird. Zusammen mit den Zahnrädern 20, 2 5 bewegen sich somitauch die Halter
2 1, 22 mit ihren sichtbaren Zeigermarken i i, iz, ohne daß der Abstandzwischen
den Haltern bzw. den Zeigermarken verändert-wird. Der Verstellung der sichtbareh
Zeigermarken ii und 12 folgen die Gegenkontaktzeiger 13,14.
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Weicht der jeweilige Meßwert (Igtwert) um einen bestimmten Betrag
von dem eingestefiten Sollwert ab, so, legt sich der Impulszeiger 24 an einen der
Gegenkontaktzeiger 13 bzw. 14 an. Dadurch wird d er Steuerstrormkreis geschlossen,
der durch einen Motor das Regelorgan im gewunschten Sinne verstellt. Zugleich wird
die Zahnr adpumpe 4 in Betrieb gesetzt, die die Flüssi gkeit aus einem Zylinder
in den anderen, ptumpt. Hierdurch wird der Kolben des einen Zylinders z. B. I in
Fig. 4 gesenkt, und derdes anderen Zylindersz. B. 2 um den gleichen Betrag gehoben.
Das an der Kolbenstange io des Zylinders 2 angreif ende Gestänge 17, 18 wird bewegt,
wodurch die Lage des Gelenkes 4o ver2ndert und somit das Segment i9 um den Zapfen
37 inf Sinne des Uhrzeigers gedreht wird ' so daß das Zahnrad 2o, das mit dem Segment
19 in Eingriff seht, im entgegengesetzten Sinne d es Uhrzeigers bewegt wird, wodurch
der Halter 2gi mit der auf der Skala sichtbaren Zeigermarke i i etwa in die in Fig.
4 gezeichnete Lage gelangt. Bei dieser Bewegung wird der Gegenkontaiktzeiger 13
im gleichen Drehsinne mitgenommen und der Steuerstromkreis, geöffnet, ohne daß hier
bei das, Zahnrad 25 mit dem Halter 22 und somit die den Sollwert ständig anzeigende
sichtbare Zeigermarkei2 ihre Lage verändert.
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Der mit dem Kolbengestänge in Verbindung stehende Schieber 7 wird
jedesmal angehoben, wenn die Kolben 8 aus der Mi ttellage gebracht werden. Dieser
Schieber 7 gibt dann die Ausgleichsleitung zwischen den beidenZylindern i und2 tmehr
oder weniger frei. Der unter Federwirkung stehende ' gehobene Kolberr 8 drückt
jetzt langsam durch die Ausgleichsleitung die Flüssigkeit wieder in den, anderen
Zylinder zurück, bis zur Mittellage der Kolben 8. Dabei geht der Halter 21 in die
Sollwertstellung zurück. Hat die ,Kontaktgabe genügt, um den Sollwert einzuregeln,so
ist der Regelvorgang beendet. Ist das nicht ,der Fall, so wird erneut Kontakt gegeben
und der Vorgang wiederholt sich.
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Die Entfernung (Schwankungsbereich) der beiden Gegenkontaktzeiger
13, 14 voneinander ist durch die Lage 'des aus Isolierniaterial bestehenden drehbaren
Distanzstückes, 50 gegeben, das sich mittels eines, beispielsweise gerändelte'n
bzw._gezahnten Dreh,-knopfes beliebig einstellen läßt. - Hierdurch hat man
die Möglichkeit, den #chwankungsbereich des Reglers in weiten Grenzen zu ändern.
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Die Anwendung und- die Ausbildung',des Erfindungsgegenstandes ist
nicht auf das darggstellte und (beschriebene. Ausführungsbeispiel begrenzt. So kann
der Zeigerregler beispielsweise für Regeleinrichtungen mit beliebig ausgebildeter
Rückführung sinngemäß verwendet werden, bei der es sich um Konstanthaltung einer
B,etrieb.sgr6ße der strömenden gasförmigen oder flüssigen Medien handelt.