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Vorrichtung zur mittelbaren Regelung technisch-physikalischer Größen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur mittelbaren Regelung technisch-physikalischer
Größen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Regelgetriebe
die Reibungsverhältnisse in einwandfreier Weise zu berücksichtigen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die einander
gegenüberstehenden Düsen, zwischen denen das Ende des Steuerhebels sich befindet
und die zu einer Auslaßdrosselsteuerung gehören, deren Querschnitt zur Stauung des
Steuermittels zwecks Bremsung einer von zwei von einem Motor durch ein Differentialgetriebe
angetriebenen Rädern geändert wird, auf der mit dem Stellglied verbundenen Spindel
des Regelgetriebes selbst sitzen und die hin und her gehende Bewegung dieser Spindel
mitmachen, so daß eine genaue Zuordnung des Stellgliedes zur Sollwertabyveichung
unter Berücksichtigung der Reibungsverhältnisse des Stellgliedes und der gegebenenfalls
auftretenden wechselnden Gegendrücke innerhalb des Stellgliedes gewährleistet ist.
Hiermit wird erreicht, daß die durch die Veränderung der Reibungsverhältnisse in
den Getrieberädern hervorgerufenen Veränderungen der Stellung der Getriebespindel
erfaßt werden, und zwar durch Auslösung von Gegenkräften über die Düsen. Ist nämlich
die Veränderung der Stellung der Getriebespindel nicht durch einen Steuerimpuls
bedingt, also nicht durch eine Veränderung der Lage des Steuerhebels, so ergibt
sich
eine . relative Verschiebung dieses Steuerhebels gegenüber
den Düsen, so daß diese das Steuermittel umlenken und die Bremsbänder in Aktion
treten lassen. Hiermit wird augenblicklich jede unkontrollierbare Bewegung der Steuerspindel,
der nicht ein bestimmter Steuerimpuls entspricht, verhindert, und zwar schon Bewegungen
von o,o2 min, da bereits- derartige Bewegungen die Umlenkung des Steuermittels durch
die Düse bewirken.
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In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird weiter vorgesehen, daß
der Steuerhebel als Zeiger eines Instrumentes, insbesondere eines elektrischen Instrumentes,
beispielsweise eines Kreuzspuleninstrumentes, ausgebildet ist.
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Ist das verwendete Instrument äußerst empfindlich, so besteht die
Gefahr, daß die Stellung des Zeigers von Erschütterungen und anderen unkontrollierbaren
Einflüssen abhängig ist.
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Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird zur Vermeidung
dieser gegebenenfalls auftretenden Übelstände eine Verstärkung der steuernden Kräfte
dadurch bewirkt, daß ein zweites Düsenpaar vorgesehen ist, das über eine Membrandose
die Steuerbewegung des Regelgetriebes einleitet, und daß für die Stellungsabhängigkeit
der Spindel des Steuergetriebes zum Impulsgeber ein besonderer Hebel vorgesehen
ist.
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Die Einzelheiten der Erfindung werden nunmehr an Hand der Zeichnung
erläutert.
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Fig. i zeigt schematisch das erfindungsgemäße Regelgetriebe; Fig.
2 ist eine Variante von Fig. i.
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Auf der Welle 29 des Motors 30 sitzt ein Trieb 47 mit zwei
Flanschen, in deren Mitte mit geringem Spiel das Reibungsrad 48 sich befindet, das
mit der Spindel 49 durch die Reibungskupplung 5o verbunden ist. Die Spindel 49 ist
in den Lagern 51 und 52 drehbar und schwenkbar angeordnet. Auf der Spindel 49 sitzt
im Gewindeeingriff die Mutter 53, die den eigentlichen Steuerhebel 36 trägt,
der zwischen den Düsen 16 und 17 sitzt, die die Auf-und Abwärtsbewegung der Spindel
2o mitmachen. Der Steuerhebel 36 ist gegen Verdrehen gesichert und kann sich lediglich
auf- und abwärts bewegen, wenn die Spindel 49 sich nach links oder rechts dreht.
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Das Düsenpaar 16, 17 sitzt auf der Spindel 2o und macht die Längsbewegung
dieser Spindel mit. Man erkennt ohne weiteres, daß bei der geringsten Abwärtsbewegung
der Spindel :2o die Düse 16 auf das Ende des Steuerhebels 36 auftrifft. Die Folge
ist, daß der Druck in dem Bremszylinder 18 steigt, die Umlaufgeschwindigkeit des
Rades i9 abgebremst wird, das zu dem Differentialgetriebe mit den Rädern 25, 26,
27, 19 und 22 und der Büchse 21 gehört, und die Abwärtsbewegung der Spindel 2o aufhört.
Dies geschieht gerade dann, wenn die Abwärtsbewegung der Spindel 2o erfolgt, ohne
daß durch Änderung der Meßgröße der als Impulsgeber dienende Hitzdraht 12 die Stellung
des Steuerhebels 36 beeinflußt. In gleicher Weise trifft bei der geringsten
Aufwärtsbewegung der Spindel 2o die Düse 17 auf das Ende des Steuerhebels 36. Dies
hat zur Folge, daß der Druck in dem Bremszylinder 24 steigt, die Umlaufgeschwindigkeit
des Rades 22 abgebremst wird und die Aufwärtsbewegung der Spindel 2o, auf der das
Stellglied sitzt, aufhört.
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In Fig. i ist weiter für die Begrenzung des Ventilhubes nach unten
der einstellbare Anschlagstift 37 und für die Begrenzung des Ventilhebels nach oben
der einstellbare Anschlagstift 37' vorgesehen.
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Bei der Anordnung von Fig. 2 ist als steuerndes Element der Htzdraht
12 vorgesehen:, der von einer lokalen Energiequelle seinen Strom erhält, dessen
Stärke nach Maßgabe der zu überwachenden Regelgröße sich ändert.
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Das Besondere von Fig.2 ist, daß das Ende des Hitzdrahtes 12 an dem
Zeiger 15 angreift, dessen freies Ende unmittelbar zwischen den Düsen 16 und 17
angeordnet ist.
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Weiter ist in Fig. 2 ein Wärmespeicher 38 in Form eines Hohlzylinders
vorgesehen, der aus wärmeisolierendem Stoff, wie Porzellan, besteht und seiner Länge
nach mehr oder weniger weit über den Hitzdraht geschoben werden kann. Auf diese
Weise erhält man eine sinnvolle Rückführung, da man so Pendelungen in der Temperatur
des Hitzdrahtes 12, bedingt durch Schwankungen der zu überwachenden Regelgröße,
unterdrücken kann.
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Sind die Steuerkräfte des Zeigers 15 voll Fig. 2 zu schwach, so kann
eine Verstärkung der steuernden Kraft vorgesehen werden, wie dies an Hand der Fig.
i beispielsweise gezeigt ist. Hier ist der vom Hitzdraht i2 über den Hebel 14 gesteuerte
Zeiger 15 unmittelbar zwischen den ortsfesten Hilfsdüsen 39, 4o angeordnet, die
über die Leitungen 41, 4a und die zugeordneten Kammern 43, 44 einer Differenzdruckdose
45 mit schlapper Membran .I6 mit der Saugseite der Luftpumpe 32 verbunden sind.
Die Druckleitungen der vom Getriebe 31 betätigten Luftpumpe 32 sind mit den Düsen
16, 17 verbunden über die Kammern 18, 24, so daß die Stellung der Spindel
2o durch den Steuerimpuls des Hitzdrahtes 12 bzw. des Zeigers 15 bestimmt wird.
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Die Anordnung arbeitet wie folgt: Dehnt sich der von der Feder 35
vorgespannte Hitzdraht 12 nach Maßgabe der Meßwertänderung aus, so bewegt sich der
Zeiger 15 gegen die Düse 4o. Hierdurch wird die Saugseite der Pumpe 32 über die
Leitung 42 geschlossen; die Membran 46 biegt sich nach links durch und bringt die
schwenkbar angeordnete Spindel 49 in Eingriff mit dem linken Flansch des Triebes
47. Auf diese Weise erhält die Spindel 49 eine Rechtsdrehung und schraubt die Mutter
53 mitsamt dem Hebel 36 nach oben, so daß das Steuermittel aus der Düse 16 nicht
mehr austreten kann und gestaut wird, was,über den Bremskolben 18 die Abbremsung
der Umlaufgeschwindigkeit des Rades i9 und die Aufwärtsbewegung der Spindel 2o zur
Folge hat.
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Diese Aufwärtsbewegung findet so lange statt. bis unter dem Einfluß
des Hebels 54 der Hitzdraht so lange nach unten gezogen wird, bis der Hebel i 5
seine mittlere Lage zwischen den Hilfsdüsen 39, -1o einnimmt.
Diese
Hubabhängigkeit der Spindel 20 zum Hitzdraht 12 wird durch Verschiebung des Lagerpunktes
55 des Hebels 54 eingestellt.
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Ferner ist eine Einstellschraube 56 vorgesehen, mit der der Hitzdraht
12 auf die Regelspannung eingestellt werden kann. Bei 57 und 58 ist unter Zwischenschaltung
des vom Fühler beeinflußten Regelwiderstandes die lokale Stromquelle angeschlossen.
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Zieht sich der Hitzdraht 12 nach Maßgabe der Zustandsänderung zusammen,
so erhält man, im Sinne der oberen Beschreibung, eine Abwärtsbewegung der Spindel
20 und eine Begrenzung dieser Abwärtsbewegung über den Hebel 54 durch Zurückführung
des Zeigers 15 in die Ausgangsstellung der Hilfsdüsen 39 und 4o.
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Wesentlich für die Anordnung ist, daß diejenige Saugseite der Luftpumpe
32 geschlossen wird, die zur Erzeugung des Luftdruckes nicht nötig ist.
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Um Vibrationen der Welle 49 zu vermeiden. kann bei 59 ein Bremszylinder
vorgesehen werden. An Stelle der dargestellten Luftpumpe 32 kann eine andere Pumpe
vorgesehen werden. Für den erfindungsgemäßen Zweck eignet sich jede Pumpe. die Druck
erzeugt.
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Eine Kolbenpumpe eignet sich deshalb am besten, weil beim Schließen
der Düsen 16, 17 der Druck für den Fall immer ansteigt, daß bei kleineren Drücken
die Bremszylinder keine hinreichende Kraft hergeben. Der Druck an den geschlossenen
Düsen steigt so lange, bis die gewünschte Regelwirkung eintritt. Man erhält also
im Falle der größten Kraftübertragung vollkommene Betriebssicherheit.