-
Elektrischer Regler Die Erfindung bezieht sich auf einen ;elektrischen
Regler mit periodisch betätigtem Fall- oder Druckbügel, der eine nach Art eines
Hebelparallelogramms ausgebildete Kontaktwippe betätigt. Die Waagebalkenhebel sind
an ihren Enden durch je einen Lenker verbunden, deren freie. Endgins in die Bahn
des Meßwerkzeigers eintreten und an den vor einem .festen Anschlag spielenden Zeiger
zwecks Schaltung anstoßen können. Die Behinderung der Bewegung des einen oder anderen
Lenkerendes durch dien Meßwerkzeiger ergibt eine Verschiebung des Hebelparallelogramms
und damit die gewünschte Schaltung der Kontaktwippe.
-
Diese im Aufbau verhältnismäßig einfache Anordnung genügt zum Ein-
und Ausschalten, wobei die Regelgröße ständig um den Mittelwert schwankt. Für die
Beurteilung der Regelgenauigkeit ist dabei der Betrag maßgebend, um den der Mittelwert
von dem eingestellten Regelwert abweicht. In dem Bestreben, die Regelgenauigkeit
zu steigern, sind ständig neue Bauarten mit dem Ziel einer feinstufigeren Regelung
vorgeschlagen worden. Nach Maßgabe der Abweichung der den Istwert darstellenden
Zeigerstellung von dem Sollwert des Einstellzeigers werden hierbei Kontakte betätigt,
und zwar kurzzeitig bei kleinen und langzeitig bei großen Abweichungen des Istwertes
vom Sollwert. Zu diesen Reglern gehört eine bekannte Bauart, bei welcher die Langzeitkontaktgabe
durch eine mechanische Verklinkungsvorrichtung herbeigeführt wird, die bei einer
bestimmten größeren Abweichung des Istwertes vom -Sollwert -unter vorübergehender
Blockierung des Meßwerkzeigers wirksam wird, während bei nur kleinen Abweichungen
des Istwertes vom Sollwert die Verklinkung durch eine Sperre verhindert wird, so
daß eine kurzzeitige Kontaktgabe erfolgt.
-
Nach der Erfindung wird die einfache und betriebssichere Kontaktwippe
für eine feinstufigere Regelung weiter entwickelt. Diese Entwicklung kennzeichnet
sich durch ein auf einer Seite der Kontaktwippe wirksames Rückführgewicht, das die
Kontaktwippe mit ihren beiden Lenkern in einer einseitigen Ausgangsstellung hält,
aus der bei der periodischen Fall- oder Druckbügelbetätigung eine kurz- oder langzeitige
Umschaltung erfolgen kann. Die langzeitige Umschaltung ergibt sich, wenn der eine
Lenker allein
am Zeiger Anschlag findet, während der andere am Zeiger
vorbeigeht, so daß die Kontaktwippe unter Aufhebung der Wirkung des Rückführgewichts
in ihrer äußersten Kipplage umgeschaltet wird. Eine kurzzeitige Umschaltung erfolgt
dann, wenn beide Lenker am Zeiger anliegen, so daß nur eine teilweise Kippbewegung
der Kontaktwippe stattfindet, die nach periodischer Freigabe des Zeigers von dem
Rückführgewicht wieder rückgängig gemacht wird.
-
Das gekennzeichnete Rückführgewicht ist auch bei symmetrisch gebauten
Kontaktwippen anwendbar, bei denen ein in der Mitte liegender Kontakt und zwei zu
beiden Seiten liegende Kontakte vorgesehen sind, die von mehrstufigen Lenkerenden
der Kontaktivippe gesteuert werden. In diesem Falle ist erfindungsgemäß an der Kontaktwippe
ein pendelartig wirkendes Rückführgewicht in der Mittelachse der Kontaktwippe angeordnet
und die Lenkerenden der Kontaktwippe sind mehrstufig ausgebildet, so daß die bei
einstufigem Unterschied in der Anlage der Lenker am Zeiger entstehende Kippbewegung
von dem angehobenen Rückführgewicht nach periodischer Fre?gabe des Zeigers, also
kurzzeitig, selbsttätig wieder rückgängig gemacht wird. Bei zweistufigem Unterschied
in der Anlage der Lenker am Zeiger findet hingegen eine volle Umschaltung der Kontaktwippe
unter Aufhebung des Rückführgewichts statt, die zu einer langzeitigen Kontakteinschaltung
führt.
-
Weitere Erfindungsmerkmale sind in der nachfolgenden Beschreibung
an Hand der Zeichnungen erläutert.
-
Abb. i zeigt im Schaubild eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
mit einseitiger Anordnung des Rückführgewichts, Abb.2 bis 5 zeigen die aufeinanderfolgenden
Bewegungsvorgänge für die langzeitige Umschaltung, während die Abb. 6 bis 8 bei
veränderter Zeigerstellung die folgerichtigen Bewegungsvorgänge für eine kurzzeitige
Umschaltung veranschaulichen.
-
Abb.9 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform mit
symmetrischer Kontaktwippe und pendelartig angeordnetem Rückführgewicht< In der
Ausführungsform nach den Abb. i bis 8 ist über der Zeigerbahn ein fester Anschlagbügel
i vorgesehen, unterhalb dessen der heb- und senkbare Druckbügel 2 parallel mit entsprechendem
-Abstand angeordnet ist. Der Traghebe13 für die Kontaktwippe 4 ruht .mit seinem
vorderen Ende auf dem Druckbügel 2. Er ist in senkrechter Richtung leicht beweglich,
so daß .er der periodischen Aufundabbewegung des Druck-Bügels 2 leicht folgt; außerdem
kann er um sein zentrisch zum Verlauf des Druckbügels angeordnetes Anlenkende seitlich
auf den jeweils gewünschten Regelwert verschwenkt werden. An der Kontaktwippe 4
ist die Qu.ecksilberkippkontaktröhre 5 mit einseitigen Befestigungsmitteln so angeordnet,
daß der Schwerpunkt S sowohl in der Stellung nach der Abb.2 sowie 6, 7, 8 links
-vom Scheitelpunkt der Kontaktwippe verbleibt und nur in den Stellungen nach den
Abb. 3, 4. 5 nach der rechten Seite übertritt. Die zwei parallelen Waagebalken der
Kontaktwippe 4 sind in den an ihren freien Enden vorgesehenen Gelenken 6 mit den
Schaltlenkern 7 und 8 verbunden, deren obere Enden in die Bahn des Zeigers 9 _ eintreten
können.
-
Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist aus den Abb. 2 bis
5 für die langzeitige und aus den Abb. 6 bis 8 für die kurzzeitige Schaltung erkennbar.
Die Kontaktwippe 4 ist mit ihrer senkrechten Mittelachse x-x, in die auch die Achse
des Spaltes zwischen den oberen Enden der Schaltlenker 7, 8 fällt, auf einen Anzeigewert
eingestellt, der ein wenig rechts von dem durch die Linie y-y gekennzeichneten Regelwert
liegt. Es sei vorausgesetzt, daß die in Abb.2 dargestellte Lage der Kontaktwippe
4, 5 der Einschaltstellung entspricht, also beispielsweise der Zuführung von Heizstrom
zu einem Industrieofen. Der Druckbüge12 befindet sich in seiner untersten Stellung;
der Zeiger steht in dem durch die Linie z-z angedeuteten Istwert, der eine erhebliche
Abweichung vom Sollwert y-y darstellt. Wenn alsdann der Druckbügel 2 infolge seiner
periodischen Betätigung nach oben geht, wird der Traghebel 3 und damit die Kontaktwippe
4, 5 gehoben. Dabei wird der Schaltlenker 8 am Zeiger 9 angehalten, während der
Schaltlenker 7 links am Zeiger 9 vorbeigehen kann; die Kontaktwippe gerät infolgedessen
in die Stellung nach Abb.3. Dabei tritt der Schwerpunkt S, der in der Stellung nach
Abb. 2 noch links von der Mittelachse x-x der Kontaktwippe liegt, über diese Mittelachse
nach rechts (Abb.3), so daß anschließend selbsttätig unter der Wirkung des nach
rechts fließenden Quecksilbers eine weitere Kippbewegung der Kontaktwippe in die
Stellung, nach Abb.4 stattfindet. Abb.5 zeigt, daß die Umschaltung der Kontaktwippe
gemäß Abb.4 auch dann erhalten bleibt, wenn der Druckbügel 2 und damit auch die
Kontaktwippe 4, 5 mit ihrem Traghebel 3 wieder nach unten sinkt. Solange der Zeiger
9 in seiner größeren Abweichung vom Sollwert verbleibt, ändert sich dieser Zustand
auch dann nicht, wenn die Kontaktwippe 4,5 von dem Druckbügel 2 periodisch wiederholt
gehoben und
gesenkt wird; dies bedeutet eine langzeitige Ausschaltung
des Ofenheizstromes.
-
Die kurzzeitige Ausschaltung des Heizstromes veranschaulichen die
Abb. 6 bis B. In Abb. 6 unterscheidet sich die Stellung der beweglichen Teile von
derjenigen nach Abb. --
lediglich in bezug auf den Zeiger 9, der nunmehr nur
noch ein wenig über dem Sollwert steht; der Heizstrom ist eingeschaltet. Erfolgt
in dieser Stellung ein Anheben der Kontaktwippe, dann findet nicht nur der Schaltlenker
8, sondern auch der Schaltlenker 7 an dem Zeiger 9. Anschlag, und die Kontaktwippe
wird auf eine Kipplage gemäß der Stellung nach Abb. 7 beschränkt, in welcher der
Schwerpunkt S noch links von der Mittelachse x-x der Kontaktwippe verbleibt, trotzdem
das Quecksilber nach rechts geflossen ist und zunächst eine Ausschaltung des Heizstromes
bewirkt hat.
-
Entsprechend dem Verbleib des Schwerpunktes S auf der linken Seite
der Mittelachse x-x der Kontaktwippe erfolgt sogleich beim Sinken der ganzen Kontaktwippe
und der damit verbundenen Lösung der Schaltlenker 7, 8 von dem Zeiger g ein Zurückkippen
der Kontaktwippe mit ihrer Schaltröhre 5 in die Stellung nach Abb. 6, wie dies in
Abb.8 nochmals dargestellt ist. Solange der Zeiger 9 in der Stellung nach den Abb.
6 bis 8 verbleibt, wiederholen sich die durch die Abb. 6 bis 8 dargestellten Bewegungsvorgänge
bei jeder periodischen Druckbügelbetätigung, und es findet somit fortgesetzt eine
kurzzeitige Ausschaltung des Heizstromes statt.
-
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß bei entsprechender Verbreiterung
der Stufenausbildung an den oberen Enden der Schaltlenker wahlweise ;ein mehr oder
weniger großer Zeigerweg neben dem Regelwert für die kurzzeitige Ausschaltung vorgesehen
werden kann, bevor die langzeitige Ausschaltung wirksam wird.
-
In der Ausführungsform nach Abb. 9 ist bei symmetrischer Anordnung
der Befestigungsmittel der Quecksilberkontaktröhre 5' das Rückführgewicht i o an
einem in der Mittelachse der Kontaktwippe sitzenden Arm i i angeordnet, und zwar
unterhalb der Drehachse der Kontaktwippe, so daß dieses Gewicht io pendelartig nach
links oder rechts ausschwenken und somit nach beiden Seiten wirken kann. Hierbei
sind an den oberen Lenkerenden mehrere Stufen 7, 7' und 8, 8' vorgesehen, die mit
dem Zeiger g' zusammenwirken. In der gezeichneten Stellung wird die Kontaktwippe
bei angehobenem Druckbügel mit -den beiden gleichartigen Stufen 7 und 8 am Zeiger
9s angehalten, so daß die Wippe in ihrer Mittellage und damit in ausgeschalteter
Stellung der Kontakte verbleibt. Verschiebt sich der Zeiger 9' ein wenig nach links
oder rechts, so finden bei der nächsten Druckbügelbetätigung die Stufen 7 und 8'
(Linksbewegung des Zeigers) oder 7' und 8 (Rechtsbewegung des Zeigers) Anlage am
Zeiger 9', und die Kontaktwippe macht dabei eine beschränkte gippbewegung nach rechts
oder links, wobei das Gewicht i o nach der -entgegengesetzten Seite angehoben
wird. Nach Lösen der Lenkerenden vom Zeiger 9' beim Absinken des Druckbügels und
der Kontaktwippe kehrt diese unter der Wirkung des Gewichts i o in die gezeichnete
Mittelstellung zurück. Bei diesem Vorgang hat nur eine kurzzeitige Einschaltung
des Stromes stattgefunden. Steht der Zeiger 9' jedoch so, daß eines der beiden Lenkerenden
mit seinen Stufen 7, 7' oder 8, 8' an dem Zeiger g' nach oben vorbeigehen kann,
dann wird die Kontaktwippe so weit nach rechts oder links gekippt, daß die nach
rechts oder links fließende Quecksilbermenge die rückführende Wirkung des Gewichts
i o aufhebt und die Kontaktwippe bei sinkendem Druckbügel nicht wieder selbsttätig
in ihre Mittelstellung zurückkehrt; es findet alsdann eine langzeitige Einschaltung
statt, die so lange anhält, wie der Zeiger g' in einer Lage verbleibt, in der einer
der beiden Schaltlenker jeweils am Zeiger g' nach oben vorbeigehen kann.
-
Mit den dargestellten Ausführungsbeispielen sind nicht alle Möglichkeiten
erschöpft. So lassen sich z. B. die Betätigungszeiten des Druckbügels und die Stufenabstände
an den freien Enden der Schaltlenker einstellbar machen. Es können ferner weitere
Steuerkanten vorgesehen werden, um Kurzzeitschaltungen verschiedener Dauer zu erzielen.
An Stelle von Schaltröhren mit durch die Quecksilberfüllung veränderbarer Schwerpunktlage
können bewegbare Federkontaktsätze mit durch Lauf- oder Hebelgewicht veränderbarer
Schwerpunktlage verwendet werden. Mit einem Regler der beschriebenen Bauart lassen
sich die Temperaturen elektrisch beheizter Öfen regeln, desgleichen auch die Temperaturen
von Öl- oder gasbeheizten Öfen, wenn elektromagnetisch betätigte Klappen
oder Ventile verwendet werden.