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Regler mit thermischer Rückführung Es, ist bereits ein Regler mit
thermischer Rückführung für Temperaturen oder solche Regelgrößen vorgeschlagen,
bei denen nach einer Störung die Einstellung des Gleichgewichtszustandes ähnlich
wie bei einem Wärmeausgleichvorgang verläuft. Die thermische Rückführung ist dabei
so, ausgebildet, daß sie, ohne; einen bleibenden Ungleichförmigkeitsgra,d hervorzurufen,
durch entsprechende Bemessung der Wärmeausgleichbedingungen von zwei beheizten Gliedern.,
in die sie zur zeitweisen Aufhebung der positiven bzw. negativen Störungswirkung
unterteilt ist, Zeitkennlinien aufweist, die dem Zeitverlauf des. zu regelnden Vorganges
angepaßt sind. Das Wesentliche bei dieser Unterteilung ist, daß je nach der Richtung
der auftretenden Abweichungen zwischen Soll- und Istwert entweder die eine oder
die andere der beiden Heizeinrichtungen zur Wirkung kommt.
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Die Erfindung ermöglicht nun eine wesentliche Vereinfachung in der
Weise, daß nur eine als, thermische Rückführung wirkende Heizeinrichtung erforderlich
ist. Zu diesem Zweck beeinflußt die Heizeinrichtung gemäß der Erfindung je nach
der Richtung der auftretenden Abweichung der Anzeige der Regelgröße von dem Sollwert
durch ein entsprechendes Meßgerät dieses in der einen, oder anderen Richtung, wobei
das Meßgerät selbst die Umschaltung der Heizeinrichtung vornimmt.
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Diese-Unischaltung in der Weise, daß dass Anzeigeorgan des Meßgeräts
in jedem Falle in dem einer Rückführung entsprechenden Richtungssinn beeinflußt
wird, kann durch verschiedene Mittel vorgenommen
werden, am einfachsten
durch Umschaltung der Richtung eines das Meßgerät beeinflussenden Rückführungsstromes.
In manchen Fällen kann aber auch eine Anordnung vorteilhaft sein, bei der die Wirkung
der Heizeinrichtung durch eine gleichbleibende Gegenwirkung bei dem Sollwert der
Regelgröße ausgeglichen wird und das Meßgerät beim Abweichen von dem Sollwert die
Wirkungsrichtung der Rückführung durch Verändern der Stärke der Heizung umkehrt.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Bei der in Fig. i dargestelltem. Anordnung handelt es sich
.z.. B. um die Regelung eines Ofens, dessen Temperatur durch ein Thermoalement i
gemessen wird. Dieses liegt in Reihe mit der Drehspule :2 eines Meßgeräts 3, das
z. B. in an- sich bekannter Weise als Fallbügelgerät ausgebildet ist, in der einen
Diagonale einer Brückenschaltung, die- einerseits aus zwei Widerständen 4;" 5 und
andererseits aus einem Widerstand mit veränderlichem Abgriff besteht. Dieser wird
durch einen Widerstandsdraht 6 gebildet, der sich in einem zum Teil mit Quecksilber
gefülltem. U-Rohr 7 befindet. Das eine Ende -des Rohres 7 ist zu einem gasgefüllten
Ballon 8 erweitert, in dessen Innerem eine Heizwicklung 9 angeordnet ist. Diese
ist in die andere Brückendiagonale eingeschaltet. -Wenn das Meßgerät 3 den Sollwart
anzeigt, so steht dessen Zeiger io zwischen zwei Kontakten ii und 12. Wenn, die
zu regelnde Temperatur jedoch in dem einen oder anderen :Sinne von denn Sollwert
abweicht, so wird der Zeiger io durch einen Fallbügel 13 auf den Kontakt
i i oder 12 gedrückt. Damit wird ein weiterer Stromkreis parallel zu der Heizwicklung
9 geschlossen, der eine Batterie 14 und einen einstellbaren Widerstand 15 bzw. eine
Batterie 16 und einen einstellbaren Widerstand 17 enthält.
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Wenn, die Temperatur z. B. sinkt und der Zeiger io infolgedessen durch
den Fallbügel 13 auf den Kontakt i i gedrückt wird, so, wird von der Batterie 14
über den Widerstand 15, den Kontakt i i, den Zeiger io und den Fallbügel 13 die
Brückenschaltung und zugleich auch die Heizwicklung 9 gespeist. Infolgedessen dehnt
sich das Gasvolumen in dem Ballon 8 aus, und infolge der Verschiebung der Quecksilberfüllung
ändert sich das Brückengleichgewicht, so daß durch die Drehspule :2 ein zusätzlicher
Strom fließt, dessen Richtung von der Polung der Batterie 14 abhängt. Diese ist
nun so gewählt, daß der dadurch auf die Drehspule :2 ausgeübte Impuls. im Sinne
einer Rückführung des Zeigers io .in die Gleichgewichtslage wirkt. Wenn die Temperatur
den Sollwert übersteigt und der Zeiger io infolgedessen über dem Kontakt 12 steht,
so kommt die Batterie 16 zur Wirkung. Da diese umgekehrt gepolt ist, so wirkt auf
di,e Drehspule i:2 in diesem Fall ein Rückführungsimpuls in der entgegengesetzten
Richtung.
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Nach dem öffnen des betreffenden Kontaktes verschwindet der Einfluß
der Rückführung in jedem Falle nach Maßgabe der durch die Abkühlung der Heizwicklung
9 gegebenen thermischen Verzögerung. Dabei kann die Stärke der Beheizung und damit
auch die Wirkung der Rückführung durch Einstellen der Widerstände 15 und 17 den
jeweils vorliegenden Verhältnissen angep-aßt werden.
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Bei der in Fig. 2 dargestelltem. Anordnung ist angenommen, daß der
Gasdruck in einer Leitung 18 geregelt werden soll, der mittels eines Manometers
i j gemessen wird. Die Meßkapsel des Manometers wirkt auf einen, Hebel2o, der in
einem Gestell 21 drehbar gelagert und durch ein Isolierstück 22 unterteilt ist.
Die obere Fortsetzung das Hebels 2o bildet eine bewegliche Trennwand zwischen zwei
Membrankammern: 23 und 24, die je :eine Heizwicklung 25 bzw. 26 enthalten. Die Heizwicklungen,
werden von einer Stromquelle 27 in der in der Zeichnung ersichtlichen Weise über
Vorwiderstände 28 b:zw. 29 gespeist.
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Der Hebel 2o trägt nun einen Kontakt 3o, der bei dem Sollwert der
Regelgröße zwischen zwei Gegenkontakten 31 und 32 .spielt. Dabei ist der Kontakt
31 über .einen einstellbaren Widerstand 33 und der Kontakt 32 über einen einstellbaren,
Widerstand 34 in der in der Zeichnung erkennbaren Weise mit dem Widerstand 28 bzw.
mit der Verlängerung des. Hebels 2o verbunden. -Im Ruhezustand, d. h. bei dem Sollwert
des zu regelnden Druckes, sind die Heizwicklungen, 25 und 26 in den beiden Membrankammern
23 und 24 gleich stärk geheizt, so, daß sich die Trennwand und damit der Kontakt
30 in der Mittelstellung befindet. Wenn nun- der Druck in der Meßkapsel i9
z. B. abnimmt, so berührt der Kontakt 3o den Gegenkontakt 31. Dadurch wird der Vorwiderstand
28 kurzgeschlossen. Die Folge davon ist eine Erhöhung der Stromstärke in der Heizwicklung
25, so: daß die Trennwand infolge des Überwiegens der Drucksteigerung in der Kammer
23 sich nach rechts bewegt und der Kontakt 3o den Gegenkontakt 31 wieder verläßt.
Wenn dagegen der zu regelnde Druck steigt und sich der Hebel 2o nach links bewegt,
so, berührt der Kontakt 3o den Kontakt 32. Dadurch wird der Heizwicklung 25 der
Widerstand 34 parallel geschaltet. Infolgedessen sinkt die Stromstärke in der Heizwicklung
25, und die Ausdehnung in der Kammer 24 überwiegt, .so daß die Trennwand sich nach
links bewegt und der Kontakt 3o den Gegenkontakt 32 wieder verläßt.
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Um dieRückführung den gegebenen Verhältnissen anpassen zu können,
sind die Widerstände 29 und 30 veränderbar ausgebildet, so daß die Größe
des Rückführimpulses für die beiden; Richtungen unterschiedlich gewählt werden kann.