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- Elektrisches Regelmeßgerät mit einer Einrichtung zur Abgabe von
Impulskontakten Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Regelmeßgerät mit
einer Einrichtung zur Abgabe von Impulskontakten, deren Dauer von der Größe des
Zeigerausschlages abhängt und bei welcher der Meßzeiger von auf einem Fallbügel
angeordneten stufenförmigen Tastgliedern abgetastet wird. Das empfindliche Meßgerät
liegt meist als Nullinstrument in einer Brücken- oder Potentiometerschaltung und
gibt bei Abweichung von der Nullage nach der einen oder anderen Richtung Impulskontakte,
welche beispielsweise bei einer elektrischen Temperaturregelung, den Verstellmotor
eines Ventilantriebes in Rechts- bzw. Linksdrehung versetzt, wodurch die dem Ofen
zugeführte Gasmenge gedrosselt oder vergrößert wird. Befindet sich der Zeiger in
der Nullage, so wird kein Kontakt gegeben, und das Ventil behält seine Stellung
bei. Durch Anordnung stufenförmiger Bastglieder wird in bekannter Weise die Dauer
der Impulskontakte von der Größe der Abweichung des Zeigers von der Nullage abhängig.
Entsprechend wird das Ventil um einen mehr oder weniger großen Betrag verstellt.
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Bei einer der bekannten Einrichtungen ist eine Quecksilberumschaltröhre
an einem gleicharmigen Hebelpaar befestigt, welches wie bei einer Waage durch senkrechte
Verbindungsstege parallel geführt wird. Diese Stege laufen oben in horizontale Druckplatten
aus, über denen der Zeiger spielt. Durch einen schwingenden Bügel wird der Zeiger
periodisch niedergedrückt. Dabei wird dwe Umschaltröhre gekippt, wenn der Zeiger
über einer der Druckplatten steht. Wenn der Bügel den Zeiger wieder freigibt, geht
die Schaltröhre durch Federkraft in die Mittellage zurück. Der ,außerhalb seiner
Mittelstellung befindliche Zeiger wird also zwischen dem schwingenden Bügel und
der Druckplatte eingeklemmt. Er verbindet infolgedessen als kraftübertragendes Zwischenglied
diese beiden Teile miteinander und überträgt einen Teil der Bügelbewegung .auf die
Druckplatte. Dabei muß er die ganze Bewegung der Druckplatte kraftschlüssig mitmachen.
Bei
einer anderen bekannten Einrichtung sind die beiden Taststücke an einem schwingenden
Kupplungsbügel auf zwei beweglichen Hebeln befestigt, während der Zeiger unter einer
festen Anschlagbahn frei spielt. Weicht der Zeiger von seiner Nullage ab, so wird
er von einem der Tastbleche gefaßt, etwas gehoben und gegen die Anschlagbahn gedrückt.
Da der Kupplungsbügel sich weiter nach oben bewegt, knickt der jetzt an dem einen
Ende festgehaltene Tasthebel in seinen Gelenken gegenüber dem Bügel ein und betätigt
über eine Hebelanordnung die auf der betreffenden Seite liegenden Quecksilberschalter.
Das Einknicken des Tasthebels erfolgt entgegen einer Federkraft, welche zum Rückkippen
der Schaltröhren ausreichen muß. Dies geschieht unter kraftschlüssiger Vermittlung
des Zeigers, da sich beim Rückgang des Kupplungsbügels die eingeknickten Gelenke
wieder strecken und sich der Tasthebel dabei gegen den Zeiger abstützt. Der Zeiger
wird erst nach völligem Rückkippen der Schaltröhren wieder freigegeben.
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Es ist ferner eine Einrichtung bekannt, bei welcher die Zeigerbeanspruchung
dadurch herabgesetzt wird, daß der Zeiger von einem Stufenblech abgetastet wird,
durch welches ein Hilfszeiger der Stellung des Meßzeigers entsprechend eingestellt
und durch ein Rastblech arretiert wird. Erst dieser Hilfszeiger wird auf die beiden
Stufenbleche der Schalter gedrückt. Es handelt sich also gewissermaßen um zwei hintereinander
angeordnete Tasteinrichtungen, die einen verhältnismäßig komplizierten konstruktiven
Aufbau erleben.
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Mit dem Regelgerät nach der vorliegenden Eifindung wird eine weitergehende
Schonung des Zeigers und des Meßwerkes nicht nur in bezug auf die Größe, sondern
auch auf die Dauer der Beanspruchung mit einfachen Mitteln erreicht. Dies geschieht
dadurch, daß der Fallbügel bei Abwärtsbewegung der Tastglieder die bei Aufwärtsbewegung
der Tastglieder durch ihre eigene Schwerkraft oder durch Federwirkung in die eine
Schaltlage gebrachten Schaltelemente unmittelbar ohne Berührung des Zeigers in die
andere Schaltlage bringt. Insbesondere ist hierzu eine Verriegehingsvorrichtung
vorgesehen, welche die Schaltelemente in der einen Schaltstellung festhält und bei
Berührung eines der Tastglieder mit dem Zeiger unmittelbar durch diesen ausgelöst
wird. Weiterhin kann für die Aufwärtsbewegung der Tastglieder in Richtung auf den
Zeiger eine schwache Feder vorgesehen sein, während für die Rückwärtsbewegung eine
mit großer Kraft steuernde umlaufende Kurvenscheibe vorhanden ist.
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An Hand der schematischen Darstellung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel
der Einrichtung nach der Erfindung beschrieben.
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Der Zeiger i des Galvanometers spielt frei unter den rechteckigen
Ausschnitten der Ausl.öseklappen 6. Seine Stellung wird von Tastblechen 5 abgetastet,
die durch den Bügel 4 von einer motorangetriebenen Kurvenscheibe 3 aus periodisch
auf und ab bewegt werden. Bei jeder Abwärtsbewegung des Bügels werden die an der
Wippe 8 befestigten Quecksilberschaltröhren in die "Aus«-Labe gebracht, indem der
Bügel 4 auf .die linken Schenkel der Wippe '8 durch eine Klinke 7 verriegelt, so
daß sie diese Lage auch beibehält, wenn sich der Bügel 4 wieder aufwärts bewegt.
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Wenn beispielsweise bei der Verwendung dieses Regelgerätes für die
Temperaturregelung in dem geregelten Ofen die gewünschte Temperatur herrscht, so
steht der Galvanometerzeiger i in der Mitte zwischen den beiden Tastblechen 5. Bei
der Aufwärtsbewegung des Bügels 4 gehen in diesem Falle die Tastbleche rechts und
links am Zeiger vorbei, ohne ihn zu berühren, so daß die Schaltröhren in der »Aus«-Lage
bleiben. Weicht dagegen die Temperatur von dem gewünschten Sollwert ab, ist sie
beispielsweise zu niedrig, so schlägt der Zeiger nach links aus und wird bei der
nächsten Aufwärtsbewegung des Bügels 4 von einer Stufe des linken Tastbleches5 gefaßt
und gegen die Klappe 6 gedrückt. Diese Klappe wird dabei um einen geringen Betrag
angehoben, so daß die mit ihr verbundene Klinke 7, die bis jetzt den rechten Schenkel
der Wippe 8 gehalten hat, nunmehr die Wippe freigibt. Infolgedessen fällt die Wippe
mit der Schaltröhre der Schwerkraft folgend in die »Ein«-Lage. In dieser Lage bleibt
sie, bis der wieder abwärts bewegte Bügel 4 .auf den linken Schenkel der Wippe trifft
und diese in die -»Aus«-Lage bringt. Je mehr die Stellung des Zeigers von der Mittellage
abweicht, um -so früher trifft das Tastblech auf den Zeiger, und um so früher wird
dadurch ,die Verklinkung gelöst. Entsprechend ist auch die Einschaltzeit der Schaltröhre
um so größer, so daß z. B. das Regelventil, welches die Energiezufuhr zum Ofen einstellt,
je nach der Größe der Temperaturabweichung vom Sollwert um mehr oder weniger große
Beträge verstellt wird. Ist die Temperatur zu hoch, so leitet das rechte Tastblech
das gleiche Spiel bei der rechten Schaltröhre ein. Die rechte Schaltröhre ist in
der Abbildung in der »Ein«-Lage gezeichnet. Der Bügel 4 bewegt sich nach abwärts
und beginnt gerade, die Schaltröhre in die ;:Aus«-Lage zii bringen. Auf der linken
Seite ist dargestellt, wie der rechte Schenkel der Wippe 8 von der Klinke 7 in der
»Aus«-Lage gehalten wird. Bei dieser Einrichtung ergibt sich der Vorteil,
daß
die Vorgänge, zu deren Durchführung ein verhältnismäßig hoher Kraftbedarf erforderlich
ist, nicht von dem Zeiger des empfindlichen Meßwerkes vermittelt werden müssen.
Der eigentliche Arbeitshub, d. h. die Bewegung der Schaltröhren gegen die Wirkung
der Schwerkraft oder einer nicht dargestellten Feder in die »Aus«Lage, wird von
dem Bügelantrieb direkt bewerkstelligt, ohne daß .der Zeiger berührt wird. Der Zeiger
hat nur die Auslösung der Verklinkung einzuleiten, wobei er nur auf einem geringen
Wege (etwa i mm) zwischen dem Tastblech unter der Klappe 8 eingeklemmt wird.' Der
Kraft erfordernde Bügelhub nach abwärts wird direkt von der Kurvenscheibe des Antriebes
bewirkt, während der Tasthub nach aufwärts durch eine schwache Feder i I erfolgt.
Diese Arbeitsweise bedeutet eine weitgehende Schonung des Meßlwerkes, so daß es
möglich wird, statt eines teuren Sp,ezialmeßwerkes mit Faden- oder Spännbandaufhängung
ein billigeres spitzengelagertes Meßwerk zu verwenden.
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Ein weiterer Vorteil ist der, daß es mit einfachen Mitteln, möglich
ist, noch eine zusätzliche Schaltröhre auf jeder Seite anzuordnen, mit der bei zu
großer Abweichung vom Sollwert Warnungssignale gegeben oder zusätzliche Regelorgane
betätigt werden können.