CH478995A - Anordnung zur Umformung eines Eingangssignals in eine Stellkraft - Google Patents

Description

  Anordnung zur Umformung eines Eingangssignals in eine     Stellkraft       Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Um  formung eines Eingangssignals in eine     Stellkraft    mit  einem in     Abhängigkeit    vom     Eingangssignal    beheizten  Teil.  



  Bekannte Umformer, die ein thermisch isoliertes,  beheiztes Element besitzen, haben ein regeltechnisch  ungünstiges Verhalten. Nach sprunghaften Änderungen  der Heizleistung erhält man anfänglich langsame Ände  rungen der Ausgangsgrösse, was in vielen Fällen unzu  reichend ist. Eine Verbesserung der regeltechnischen  Eigenschaften ergibt sich, wenn man die Masse bzw.  die Wärmekapazität des beheizten Elementes sehr klein  macht. Jedoch ist auch trotz dieser Massnahmen die  anfängliche Änderungsgeschwindigkeit der Ausgangs  grösse oftmals noch zu klein.

   Im allgemeinen ist daher  zu sagen, dass die bekannten Umformer langsam sind und  zusammen mit einem     P-Regler    nur für Regelstrecken  mit geringem     Schwierigkeitsgrad,    d. h. mit einem kleinen       Verzugszeit/Ausgleichszeit-    bzw.     Totzeit/Zeitkonstante-          Verhältnis    mit Erfolg eingesetzt werden     können.     



  Der genannte Nachteil wird bei der Anordnung nach  der Erfindung dadurch vermieden, dass der beheizte  Teil sich in     einem    Gehäuse befindet, dessen Wärme  kapazität grösser ist als die des beheizten Teils und  dass Mittel zur Wärmeleitung zwischen dem beheizten  Teil und dem Gehäuse vorhanden sind, derart, dass der  spezifische     Wärmeabfluss    vom beheizten Teil zum Ge  häuse mindestens ebenso gross ist wie der spezifische       Wärmeabfluss    vom Gehäuse an die Umgebung.  



  Durch die erfinderische Massnahme wird die Wärme  ableitung vom beheizten Teil zum Gehäuse erheblich       vergrössert.    Durch diese thermische Kopplung zwischen       Heiz-Element    und Gehäuse erhält man bei entsprechen  der Heizleistung eine grosse     Anfangs-Anderungsge-          schwindigkeit    der Ausgangsgrösse nach einer sprung  haften     Änderung    der Eingangsgrösse. Der Einfluss des  Gehäuses wird also für das dynamische Verhalten des  Umformers ausgenutzt.  



  Die Erfindung wird im folgenden     anhand    des in  der Figur dargestellten     Ausführungsbeispieles    näher er-    läutert, wobei weitere Merkmale des Erfindungsgegen  standes beschrieben werden.  



  Die Figur zeigt den Umformer in Verbindung mit  einem elektrischen     Proportional-Regelgerät    1, die über  eine elektrische Leitung 2 miteinander verbunden sind.  Eine derartige Anordnung ist insbesondere für die  Raumtemperatur- oder witterungsabhängige     Heizungs-          Regelung    geeignet. Es können an das gleiche Regelgerät  auch mehrere Umformer angeschlossen werden. Das       Proportional-Regelgerät    ist eine bekannte Vorrichtung,  bei der die Regelabweichung mit Hilfe eines Stromtores  in ein Impulssignal umgewandelt wird.  



  Der Umformer besitzt eine Konsole 3 und ein Ge  häuse 4, die durch einen Isolationskörper 5 voneinander  thermisch isoliert sind. Im Gehäuse 4     befindet    sich der  beheizte Teil des Umformers, bestehend aus dem     Ver-          dampfungskörper    6 und dem Heizelement 7, das zum  Ausgang des     Proportional-Regelgerätes    1 angeschlossen  ist. Der     Verdampfungskörper    6 ist über ein Kapillar  rohr 8 mit einer     Membrandose    9 verbunden. Die     Mem-          brandose    wirkt auf einen Stössel 10.

   Die Auflageplatte  11 dient als     überlastsicherung    der     Membrandose.     



  Wird der     Verdampfungskörper    6 durch das     Heiz-          element    7 beheizt, dann steigt in ihm der Druck entspre  chend dem     Dampfdruckgesetz    der gewählten Füllflüs  sigkeit. Der Druck wird in die     Membrandose    9 über  tragen und je nach der Grösse der aktiven Membran  dosen-Fläche wird er in eine mehr oder weniger grosse  Stehkraft umgewandelt, die z. B. entgegen einer Feder  kraft in einen proportionalen Hub des Stössels 10 über  geführt wird.  



  Zwischen dem     Verd-ampfungskörper    6 und dem Ge  häuse 4 befindet sich die erfindungsgemässe wärme  leitende Verbindung 12. Diese kann aus     einem    oder  mehreren dünnen Metalldrähten mit hoher Wärmeleit  zahl, z. B. Silber- oder Kupferdrähten, bestehen. Es  kann aber auch die Befestigung des beheizten Teils am  Gehäuse 4 in besonderer Weise so ausgeführt sein,  dass sie eine sehr gut wärmeleitende Verbindung dar  stellt.      Um ein regeltechnisch vorteilhaftes Verhalten, d. h.

    eine genügend grosse     Anfangs-Stellgeschwindigkeit    nach  einer Sprungänderung der Regelabweichung zu erhalten,  muss die wärmeleitende Verbindung 12     derart    ausgebil  det sein, dass der spezifische     Wärmeabfluss,    d. h. der       Wärmeabfluss    pro Temperaturdifferenz, vom beheizten  Teil zum Gehäuse mindestens ebenso gross ist wie der  jenige vom Gehäuse an die Umgebung. Da die Wärme  kapazität des beheizten Teils zur Sicherung eines guten  dynamischen Verhaltens sehr niedrig ist, ist sie in allen  praktisch vorkommenden Fällen kleiner als diejenige  des Gehäuses.  



  Die     Anfangs-Einstellgeschwindigkeit    einer über  gangsfunktion wird weitgehend durch die Wärmekapa  zität und die Wärmeableitung des beheizten Teils be  stimmt. In entsprechender Weise wird die     Nachstell-          geschwindigkeit    der Übergangsfunktion durch die Eigen  schaften des Gehäuses bestimmt. Demzufolge kann die       Nachstellgeschwindigkeit    durch zusätzlich an das Ge  häuse anzubringende Wärmespeicher verändert werden.  In der Figur sind Wärmespeicher 13 auf das Gehäuse  aufgeschraubt. Damit hierdurch die     Proportional-Be-          reichseinstellung    nicht oder nur unwesentlich geändert  wird, besitzen die Wärmespeicher einen Isolationsman  tel 14.

   Durch diesen wird erreicht, dass der spezifische       Wärmeabfluss    vom Gehäuse an die Umgebung mit und  ohne die Wärmespeicher 13 ungefähr gleich gross ist.  Der Anteil der langsamen Hubnachstellung zum Gesamt  hub des Stössels 10 wird durch das Verhältnis des spe  zifischen Wärmeabflusses des Gehäuses zu der Summe  der spezifischen Wärmeabflüsse des beheizten Teils und  des Gehäuses bestimmt.  



  Die beschriebene Anordnung weist gegenüber Regel  einrichtungen mit bekannten Umformern folgende Vor  teile auf: Der Einsatz bei schnellen Regelstrecken ist  möglich. Ausserdem lässt sich die Nachstellgeschwindig-         keit    in gewünschter Weise ändern, so dass eine grosse  Verstärkung eingestellt werden     kann    und sich kleine  bleibende Regelabweichungen ergeben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Anordnung zur Umformung eines Eingangssignals in eine Stellkraft mit einem in Abhängigkeit vom Eingangs signal beheizten Teil, dadurch gekennzeichnet, dass der beheizte Teil (6, 7) sich in einem Gehäuse (4) befindet, dessen Wärmekapazität grösser ist als die des beheizten Teils (6) und dass Mittel (12) zur Wärmeleitung zwischen dem beheizten Teil (6) und dem Gehäuse (4) vorhanden sind, derart, dass der spezifische Wärmeabfluss vom be heizten Teil (6) zum Gehäuse (4) mindestens ebenso gross ist wie der spezifische Wärmeabfluss vom Gehäuse (4) an die Umgebung. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zwischen dem beheizten Teil (6) und dem Gehäuse (4) eine metallene wärmeleitende Verbin dung (12) besteht. 2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Gehäuse (4) von einer mit diesem verbundenen Konsole (3) thermisch isoliert (5) ist. 3. Anordnung nach Patentanspruch oder einem der vorangehenden Unteransprüche, dadurch gekennzeich net, dass das Gehäuse (4) mindestens einen abnehmbaren Wärmespeicher (13) zur Änderung der Nachstellge- schwindigkeit trägt. 4. Anordnung nach Unteranspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, dass der oder die Wärmespeicher (13) einen Isolationsmantel (14) tragen.