DE884249C - Vorrichtung zur Anzeige und selbsttaetigen Regelung - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Anzeige. und selbsttätigen Regelung Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Anzeige und selbsttätigen Regelung von techiiisch-physikalischen Größen, wie Temperatur, Druck (Gewicht), Feuchtigkeit, Niveau, Menge, Geschwindigkeit.
• Es wurde bereits ein Kraftschalter für selbsttätige Regler für solche von einem Fühler erfaßte Größen mit einem im Kraftschalter ortsfest angeordneten Wärmefühler angegeben, der kontinuierlich nach Maßgabe der Stellung des Steuer-Zgliedes des Kraftschalters durch eine- ebenfalls ortsfest angeordnete Heizvorrichtung beeinflußt wird und bei welchem das in der unmittelbaren Nähe des Heizkörpers schwingende, als Abküh- lungskörper wirkende Steuerglied, welches aus Metall großer Wärmeleitfähigkeit, z. B. Silber, besteht und großflächig, z. B. als Folie, ausgebildet ist, auf der der Heizvorrichtung zugewandten Seite ein Absorptionsvermögen hat, welches größer als das 4er Heizvorrichtung ist, und der Heizkörper .eine so geringe Wärmekapazität hat, daß sich seine Temperatur in Abhängigkeit von der Stellung des Steuergliedes möglichst stark ändert (Patentschrift 730-347)-Dieser Kraftschalter hat sich für Regelzwecke außerordentlich gut bewährt. Außer der groß-en Empfindlichkeit ist die große Regelgenauigkeit bei diesem Steuerkraftgeber auffallend, die vor allem dadurch bedingt ist, daß kein-,- Reaktionskräfte auftreten. Außerdem ergibt sich überraschend eine völligeHysteresefrefheit, d.h. bei der rückwärtigen Annäherung der als Steuerglied verwendeten Folie an das Heizsystem erhält man die gleiche Temperaturabhängigkeit wie bei der Rinbewegung. Es erscheint nun nghtliegend, diese völlig eindeutige Stellungsabhängigkeit der Folie vom Heizsystem auch dazu zu benutzen, um eine- Meßgröße, wie Niveau und Geschwindigkeit (Drehzahl, Menge), in elektrische Größen umzuwandeln, die in einem elektrischen Meßwerk erfaßt und auf einer in der Meßgröße geeichten Skala abgelesen werden können.
• Eingehende Untersuchungen zurVerwirklichung dieses Gedankens haben nun grundsätzliche Schwierigkeiten ergeben. Bei schwankender Umgebungstemperatur ändert sich nämlich das Temperaturgefälle zwischen Folie und Heizsystem, weshalb in den Endlagen Fehla:nzeigen auftreten. Das überraschend einfache Ergebnis ist nun die Beseitigung dieser Schwierigkeiten dadurch, daß man die Stellung des Heizsystems, dem Wärme durch die Platte (Folie) entzogen wird, bei Schwankungen der Umgebungstemperatur selbsttätig gegenüber der Platte oder Folie sich ändern läßt, und zwar durch Lageänderungder Halterung in der Bewegungsrichtung der Platte oder Folie.
• Diese Lageänderung der Halterung des Heizsystems oder Hei,z,dra:htes kann auf verschieden-Arten bewirkt werden, beispielsweise dadurch, daß an der Halterung des Heizdrahtes ein Bimetallstreifen angreift. Die Anordnung trifft man dabei zweckmäßig so, daß das Heizsystem aus einem oder mehreren Heiz-drähten besteht, die als Wendeln den Haltedraht umgeben, dessen Enden unter -dem Einfluß des Bimetallstreifens stehen. Die Endpunkte eines solchen Haltedrahtes können auch an einer Kapsel oder Federröhre befestigt werden, deren Volumen oder Druck sich in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur ändert.
• Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird der Haltedraht für die Heiz-,vendeln als Steuerdraht in der Weise ausgebildet, daß man die Längenänderung, die als Folge der Temperaturänderung unter dem Einfluß des Wärmeentzuges durch die Platte oder Folie entsteht, auf ein Steuerventil, beispielsweise eine Drosselsteuerung, überträgt. Da die Drosselsteuerung nur eine Teilwärmeausdehnung des Haltedrahtes für seine Steuerung beansprucht, ist man durch diese Anordnung in der Lage, auch dann eine Anzeige der Regelgröße zu erhalten, wenn die Regelung noch nicht eingesetzt hat oder schon ausgesteuert ist; vorausgesetzt ist hierbei, daß die auf diesem Haltedraht angeordneten Wendeln temperaturabhängig sind und dieseTemperaturabhängigkeit in einem einzigen Instrument 'kenntlich gemacht wird. Die vorzugsweise als Wendeln ausgebildeten Widerstände bestehen in diesem Fall aus temperaturabhängigem Material, dessen spezifischer Widerstand wie -bei Wolfram mit der Temperatur zunimmt, oder aus Material, dessen spezifischer Widerstand mit zunehmender Temperatur abnimmt.
• Die für die Anzeige aus temperaturabhängigem Widerstand herzustellenden Heizdrähte bzw. Wendeln kann man zu einer Wi#derstandsbrücke zusammenschalten, deren Brückenstrom ein el-ektrisches Meßwerk erregt. Es besteht ab-er auch die Möglichkeit, mit nur zwei Widerständen auszukommen, die in diesem Fall auf ein Kreuzspuleninstrument geschaltet werden.
• Im Fall der Anwendung des Erfindungsgedankens auf ein-en Mengenregler empfiehlt es sich, die hierfür an sich bekannte Flügelrad- oder Taumelscheiben mengenmessung zu benutzen. Dies geschieht beispielsweise derart, daß bei einer Regelung der Zeiger, der den Momentanwert der Menge angibt, die Lage der Folie verändert und der so entstehende Strom die Drosselsteuerung betätigt. Es kann aber auch der gesamte Zeigerauss(ffilag des Mengenanzeigers so übersetzt werden, daß er- der Maximaländerung der Folie entspricht. In diesem Fall erhält dann das an -der Schalttafel sitzende Meßwerk eine Eichung in Menge.
• Die Erfindung wird nunmehr an Handder Zeichnung an einem Ausf ührungsbeispiel näher erläutert: Fig. i zeigt die Systemeinheit, die erfindungsgemäß als Steuerkraftgeber und wahlweise als Zustandswandler Anwendung finden soll, während Fig.:2 die zugehörige Seitenansicht ist, Fig. 3 zeigt die elektrische Schaltung, und zwar als Brückenschaltung, während Fig. 4,die Schaltung für ein Kreuzspulenelement darstellt; Fig. 5 zeigt die erfindungsgemäße Systemeinheit von Fig. i und :2 in Verwendung als Steuerkraftverstärker auf -der Skala eines Mengen- oder Drehzahlanzeigeinstruments.-Im einzelnen sind in Fig. i die als Wendeln ausgebildeten und in Brücke geschalteten Widerstände mit 1, 2, 3, 4 bezeichnet. Wie ersichtlich, befinden sie sich auf den Haltedrähten 5 und 6, deren Enden paarweise an den freien En-den eines Bimetallstreifens 7 und 8 befestigt sind. Die Mitten der Bimetallstreifen sind ihrerseits an den Säulen 9 und io angebracht.
• Wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich, dienen die Säuleng und io gleichzeitig als Lagerung für ,die wärmeabsorbierende Platte oder Folie ii, die durch das Gegengewicht 1:2 ausbalanciert ist. Auf der Achse der Folie sitzt auch ein Hebel 13, mit dem der auf -der Achse 15 befestigte Zeiger 14 des Instruments zusammenarbeitet. Ferner ersieht man aus Fig. 2 die Montageplatte 16, auf welcher die gesamte Systemeinheit mittels der Säulen 9 und io befestigt ist. Ferner ist 17 eine Uhrfeder, welche .die Folie in die Ruhelage bringt. _ Aus Fig. 3 ist ersichtlich, wie der Brückenstrom der Widerstandsbrücke 1, 22, 3, 4 dem beweglichen Teil 18 ein-es Drehspulenmeßwerks zugeführt wird. Der an der Spule 18 befestigte Zeiger spielt über einer in der Meßgröße geeichten Skala, ig.
• Wird die Systemeinheit von Fig. i und 2 direkt zur Regelung benutzt, so kann der Zeiger des beweglichen Systems eine Drosselsteuerung direkt betätig ,en.
• Wird die Systemeinheit von Fig. i und 2, gleichzeitig zur Anzeige benutzt, so erhält der Zeiger des beweglichen Systems 18 eine Steuerfolie 2o, die nun ihrerseits das Stenerglied für den Regler bildet.
• Figl. 4 zeigt, wie man mit zwei Widerstandselernenten 21 und 22 unter Verrneidung einer Brückenschaltung auskommt. In diesem Fall dient als Meßgerät ein Kreuzspulenelement mit den Wicklungen 23 und 24.
• In Fig. 5 ist die Systerneinheit von Fig. i und 2 schematisch Mit 25 angedeutet. Die Achse 27 der Systemeinheit ist so angeordnet, daß sie zweckmäßig mit der Achse des Anzeigeinstruments zusammenfällt. Zur Sollwerteinstellung ist der Zeiger 26 vorgesehen, der derselben Skala wie der Zeiger 14 zugeordnet ist.

Claims (1)

1. PATEN TAN S PR Ü C IIE: i. Vorrichtung zur Anzeige und selbsttätigen Regelung technisch-physikalischer Größen, beispielsweise von Temperatur, Druck (Gewicht), Feuchtigkeit, Niveau, Menge, Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß das Hei.zsystem, dem Wärme durch eine Platte (Folie) entzogen wird, deren Stellung in Abhängigkeit von der Meßgröße geändert wird, bei Schwankungen der Umgebungstemperatur selbsttätig seine Stellung gegenüber der Platte dadurch ändert, daß die Halterung des Heizsystems, dessen Temperatur sich mit der Meßwertänderung ändern soll, unter dem Einfluß der Sch-Nvankungen der Umgebungstemperatur eine Lageän-derung in der Bewegungsrichtung der Platte erfährt. :2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an der Halterung des Heizdrahtes ein Bimetallstreifen angreift. 3. Vorrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizsystern aus Heiz,drähten besteht, die als Wendeln um den Haltedraht als Achse angeordnet sind. 4. Vorrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltedraht als Stenerdraht in der Weise ausgebildet ist, daß die durch seine Temperaturänderung nach Maßgabe des Wärmeentzuges durch die Platte (Folie) entstehende Längenänderung zur Steuerung eines Hilfsventils (Drosselregler) Verwendung findet. 5. Vorrichtung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz-drähte (Wendeln) aus temperaturabhängigem Material bestehen und die bei Temperaturänderung entstehende Widerstandsänderung in einem elektrischen Meßwerk zur Anzeige gebracht wird.