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Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung beliebiger technisch-physikalischer
Größen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung
beliebiger technisch-physikalischer Größen, wie Temperatur, Druck, Gewicht, Feuchtigkeit,
Niveau, die durch die Stellung des Zeigers eines Meßinstrumentes angezeigt werden.
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Die Erfindung besteht darin, daß am Zeiger eine Platte aus wärmeleitendem
Material befestigt ist, die nach Maßgabe der Zeigerstellung einer von einer Stromquelle
gespeisten Heizwicklung Wärme entzieht, deren spezifischer Widerstand stark temperaturabhängig
ist und deren Widerstand nach Maßgabe der Wärmeabsorption durch die Platte sich
ändert, und daß diese Widerstandsänderung den Zeigerausschlag eines zweiten Meßwerkes
bewirkt, dessen bewegliches System Kontakte zur Einleitung des Regelvorganges steuert
oder dessen bewegliches System eine zweite Platte trägt, die durch Wärmeentziehung
Längenänderungen eines Steuerdrahtes bewirkt.
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Die Erfindung kann beispielsweise auch an einer Waage angewendet werden,
wie man sie zum Abfüllen von Gasfüllflaschen (Propan) benötigt. Hier kommt es darauf
an, große Gewichte genau abzuwiegen und mit dem Erreichen des Sollgewichtes selbsttätig
den Zufluß der Füllflüssigkeit abzusperren.
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Die Bedeutung der Erfindung besteht vor allem darin, daß ein über
den ganzen Meßbereich einstellbarer Ausschnitt des Meßbereiches beliebig vergrößert
wiedergegeben werden kann. So kann man beispielsweise ein Meßgerät mit einer Skala
von o bis 55o° verwenden, dessen Temperaturintervall von 95 bis zo5°
(Mittelwert
ioo°) durch den Zeigerausschlag des zweiten Meßwerkes beispielsweise auf das 6ofache
vergrößert wiedergegeben wird. Dabei kann das Gerät auch auf jeden anderen Mittelwert,
beispielsweise 35o°, einstellbar sein.
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Als Heizwicklung, deren Widerstand stark temperaturabhängig ist, wird
ein dünner Draht aus Eisen, Eisenlegierungen, Nickel, Wolfram usw. verwendet.
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Die Widerstandsänderung kann dadurch gut ausgenutzt werden, daß die
Heizwicklung den Zweigwiderstand einer Wheatstoneschen Brücke bildet, deren gegenüberliegender
Widerstand gleichfalls dem Einfluß der Platte zur Erzielung einer verstärkenden
Wirkung ausgesetzt ist.
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Zur Erzielung eines starken, schlagartig wirkenden Kontaktdruckes,
wie er beim Schließen und Öffnen elektrischer Stromkreise benötigt wird, empfiehlt
es sich, die Heizwicklung im Räum gegenüber der auf dem ersten Zeiger sitzenden
Platte so anzuordnen, daß in der einen Endstellung die Platte der Heizwicklung längs
ihrer ganzen Fläche satt anliegt.
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Die Regelvorrichtung kann zweckmäßig auch so ausgebildet werden, daß
die vom beweglichen System des zweiten Meßwerkes getragene zweite Platte auf einen
Steuerdraht wirkt, der mittels eines Steuerhebels Düsen steuert, welche die Bewegung
einer mit dem Stellglied der Regelvorrichtung verbundenen Spindel bewirken, und
daß der Steuerhebel mit dem Steuerdraht und den Düsen die Bewegung der Spindel mitmachen.
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Der von der Platte des zweiten Meßwerkes beeinflußte Steuerdraht kann
auch einen Kontakt oder mehrere Kontakte steuern.
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Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung an einigen Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Fig. i zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Regelvorrichtung. An einem Zeiger i, dessen Stellung die zu regelnde Größe darstellt,
ist eine Platte 2 aus wärmeabsorbierendem Stoff, wie Aluminium oder Kupfer, aufgesetzt.
Ortsfest und symmetrisch zu dem Zeigersystem 1, 2 sind Heizwicklungen 3, 4 vorgesehen,
deren Widerstand stark temperaturabhängig ist und deren Widerstand nach Maßgabe
der Wärmeabsorption durch die Platte 2, also nach Maßgabe der Stellung des Zeigersystems,
sich ändert. Durch diese Widerstandsänderung wird der durch die Leitungen 5 und
die bewegliche Spule 6 eines Kreuz- oder Drehspulinstrumentes 7 fließende Strom
geändert.
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Die Widerstandsänderung ergibt einen großen Zeigerausschlag des Instrumentes
7, wenn man gemäß Fig. 2 die Widerstände 3 und 4 als gegenüberliegende Widerstände
in eine Brückenschaltung legt, deren eine Diagonale das Kreuz- oder Drehspuleninstrument
7 selbst bildet. Die Brückenschaltung gewährleistet ferner, daß Temperaturänderungen
der Heizwicklungen, die nicht durch die Änderung der Zeigerstellung bzw. die Wärmeabsorption
der Platte 2 bedingt sind, kompensiert werden.
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Aus Fig. i ist ferner ersichtlich, daß die Drehachse des Instrumentes
7 außer der Spule 6 einen Zeiger 8 trägt, dem Kontakte g zugeordnet sind.
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Der zur Erzielung eines guten Kontaktes notwendige große Kontaktdruck
wird dadurch erzielt, daß durch die Kontakte der volle Ausschlag des Zeigers 8 gehemmt
wird.
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Die Fig. 3 zeigt den Ausschlag a, innerhalb dessen sich die Wärmeabsorption
der Folie 2 auf die Heizwicklung 3 ändert. Die Empfindlichkeit des Instrumentes
kann so gewählt werden, daß diesem Ausschlag ein Ausschlag des Zeigers 8 des Meßinstrumentes
7 über seinen Gesamtmeßbereich entspricht.
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Die neben der Steuerung der Kontakte g bestehende zweite erfindungsgemäße
Möglichkeit des Wirksamwerdens des Meßwerkes 7, 8 ist in Fig. 4 gezeigt. Nach dieser
Figur ist an dem Zeiger 8 eine Platte io befestigt, die dem Heizkörper ii je nach
ihrer Stellung bzw. derjenigen des Zeigers Wärme entzieht und so eine Längenänderung
des Steuerdrahtes i2 bewirkt, dessen rechtes Ende an dem Steuerhebel 13 angreift,
der mit den Düsen 14, 15 zusammenarbeitet. Der Steuerdraht 12 einschließlich seines
linken Befestigungspunktes 18, der Steuerhebel 13 und die Düsen 14, 15 sind von
einer Platte 17 getragen, die die Bewegung der mit dem Stellglied des Reglers verbundenen
Spindel 16 mitmacht. Bei einer Annäherung der Platte io an die Heizvorrichtung ii
wird der Steuerdraht i2 verkürzt, wobei sich der Steuerhebel 13 um den Drehpunkt
ig im Gegenzeigersinn dreht, so daß das obere Ende des Steuerhebels die Düse 14
abschließt. Dadurch wird die Druckluft derart umgelenkt, daß die Spindel 16 nach
unten bewegt wird, wobei sich die Heizvorrichtung ii von der Platte xo abhebt. Entfernt
sich die Platte io von der Heizvorrichtung ii, so längt sich der Draht 12. Der Steuerhebel
13 dreht sich unter Wirkung einer Federei im Uhrzeigersinn; sein unteres Ende schließt
die Düse 15, wodurch die Druckluft derart umgelenkt wird, daß die Spindel 16 sich
nach oben bewegt.
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In Fig. 5 ist schematisch gezeigt, wie mit Hilfe der Steuerplatte
io ein Kontakt 2o unter Zwischenschaltung des Steuerdrahtes 12 geschlossen werden
kann.
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Es wird noch darauf hingewiesen, daß bei einer Anordnung gemäß Fig.
2 nicht nur die Widerstände 3 und 4, sondern auch die beiden anderen Zweigwiderstände
auf die Platte 2 zur Einwirkung gelangen können.