-
Elektrischer Regler Die Erfindung betrifft einen mit einer insbesondere
isodromwirkenden Rückführungseinrichtung ausgestatteten elektrischen Regler, bei
dem der Zeiger einer Meß- oder Anzeigevorrichtung bei Abweichungen des Istwertes
einer Betriebsgröße von einem vorgeschriebenen Sollwert durch Öffnen oder Schließen
eines Stromkreises einen Verstellmotor für das zu regelnde Organ steuert.
-
Damit solche Regeleinrichtungen hinreichend feinfühlig arbeiten und
Überregelungen vermieden werden, läßt man den Verstellmotor über ein Getriebe auf
das zu regelnde Organ einwirken, das die Motordrehzahl weitgehend 'herabsetzt, so
daß also die Verstellgeschwindigkeiten für das zu regelnde Organ niedrig liegen.
Das bringt aber den Nachteil mit sich, daß, wenn gelegentlich plötzliche und große
Istwertabweichungen auftreten, diese unter Umständen nicht rasch genug aasgeregelt
werden.
-
Diesem Übelstand wird gemäß der Erfindung dadurch abgeholfen, daß
mit Hilfe von Teilen des Reglers, deren jeweilige Stellungen, Stellungsänderungen
oder Stellungsänderungsgeschwindigkeiten ein Abbild der Größe :der Istwertabweichungen
vom Sollwert liefern, ein zweiter Verstellmotor für das zu regelnde Organ gesteuert
wird, der auf dieses zusätzlich in gleichem Verstellsinne wie der erste Motor einwirkt,
sobald die Istwertabweidhungen die Ansprechgrenze der den ersten Motor steuernden
Kontakteinrichtung um ein bestimmtes Maß nach oben oder unten überschreiten. Hierbei
kann
die -Steuerung des zweiten Verstellmotors im- besonderen. durch
von der Rück- oder Nachführungseinrichtung des Reglers betätigte Schaltglieder erfolgen.
_ Die Fig. i und 2 zeigen an ' Hand eines Ausführungsbeispiels, das von einem bekannten
iso-`dromwirkenden Kontaktzeigerregler ausgeht, wie man den Erfindungsgedanken auf
einfache: Weise v erwi rkl ichen kann. D ie Fig . 3 bis 6 zeigen, auf welche Weise
die Verstellbewegungen für das zu regelnde Organ durch zwei voneinander unabhängige
Verstellmotoren bewirkt werden können. Hierbei ist beispielsweise angenommen, daß
der Regler die Aufgabe hat, einen bestimmten Druck aufrechtzuerhalten, der steuernde
Kontaktzeiger des :Reglers also der Zeiger eines Manometers, das zu regelnde Organ
also ein Ventil ist.
-
Die Wirkungsweise des in den Fig..i und 2 dargestellten Reglers, der
im Übrigen in der Patentschrift 63912:29 eingehender beschrieben ist, ist folgende:
Nimmt man einmal an, daß der Istdrucik im Betrieb über den Soll:druclt hinaus anwächst,
so schlägt der stromführende Kontälitzei-ger 28 des Manometers: i9 im Uhrzeiggers.inne
aus, so daß schliehlich die Kontaktperle 27 mit .der Kontaakktfaline 26 des Zeigers
23 in Berührung kommt. Hierdurch wird ein Stromkreis geschlossen, demzufolge gleichzeitig
einerseits der eine Verstellmotor für das Ventil; und zwar derjenige, :der das Ventil
nur langsam verstellt, andererseits der iMotor 2 eingeschaltet wird. Der Ventilverstellmotor
bewegt dann die Venti-lspindel, je nachdem wie :die Anlage gerade aufgebaut ist,
so daßdurch die Ventnlverstellbewegungen eine Istwertminderung herbeigeführt wird.
Liegt das Ventil beispielsweise in einer Leitung, in welcher der vom Regler überwachte
Druck :durch Schließen dieses Ventils vermindert wird, so führt der Ventilverstellmotor
in diesem Falle aiso eine Schließbewegung :des genannten Ventils herbei. Beidem
in den Abb. 3 bis 6 dargestellten Ventilantrieb sei der Motor iol7 (Fig. q.) bzw.
207 (Fig. 6) derjenige Motor; der die langsamen Verstellbewegungen: des Ventils
hervorbringt. Der gleichzeitig mit diesem slJotor von der Konta`ktzeigereinrichtung
eingeschaltete Motor 2, dessen Drehrichtung sich im übrigen beim Betriebe der Regeleinrichtung
stets zugleich mit der der Motoren 107 hzw. 207 umkehrt, treibt nun
eine Zahnradpurripe'i-an, die mit Hilfe der Leitungen 3 aus :dem Zylinder 5 ein
flüssiges .Steuermittel, beispielsweise 01; absaugt und' in den Zylinderraum .4
hineindrückt. Hierdurch wird .der Kolben 6 im Zylinder q. nach oben, der entsprechende
im Zylinder 5 befindliche Kolben nach unten bewegt. Diese Bewegungen werden über
die Ko.lben-.stangerl7 und 8 und die Hebel 9 und iso auf einen in dein Teil iii
gelagerten Wagehatlken 12 übertragen, der sich bei der :gegenläufigen Bewegung der
Kolben dann schräg einstellt. -Von der Bewe- -gung der -Kolbenstange 8- wird gleichzeitig
auf diene Wege über die beiden Hebel 13 und 1,. eine Bewegttng abgeleitet, :die
das Zahnsegment 1(6 in dem vorliegenden Fall entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht.
Mit diesem Zahnsegment steht .ein Ritzel 211 im Eingriff, an dem die beiden dem
Kontakt 2; zugeordneten Gegenkontaktfähnen 25 und 26 sitzen Der Zeiger 23 Ist, ebenso
wie der Zeiger 28, jedocl unabhängig von diesem, u.m den Zapfen 20 drehbar. Die
entgegen dein Uhrzeigers@in.n verl@aufendE . Drehbewegung -des Zahnsegmentes 1.6
bewirkt übel das Ritzel 2i einen Ausschlag des Zeigers 23 irr Uhrzeigersinne, wodurch
der vorher zwischen der Konta@'ktperle 27 und der Kontaktfahne i26 geschlossene
Stromkreis wieder geöffnet wird. Damit werden sowohl der Motor 107 bzw.
207 und der Motor 2 wieder stillgesetzt. Von diesem Au.genblick an setzt
eine rücklaufende Bewegung der in den be'vden Zylindern q. und 5 befindlichen Kolben
ein, wobei sich die bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 29 zusammengedrückte Feder
3,0 entspannt und das flüssige Steuermittel aus dem Raum 4 durch die Überströrrileitung
35 in den Raum des Zylinders 5 hineindrückt. ' Daß der Überströmquerschnitt der
Leitung 35 nebenbei noch durch einen Zylinder 34 gesteuert wird, der über die Hebelverbindung
33. 32 von dem Wagebalken 12 her mit bewegt wind, ist für das Verständnis der Erfindung
weniger von Wichtigkeit und sei :daher nur nebenher erwähnt. Desgleichen sei nur
kurz darauf hingewiesen, daß die in der Abbildung noch @darge;ste.llte Spindel 3,6
mit Hilfe des Hebels iS eine Handeinstellung der Ausgangslage des Zeigers 23 erlaubt,
wodurch der ,Sollwert, den der Regler einhalten soll; eingestellt bzw. verändert
werden kann.
-
Die gegenläufige Bewegung der beiden in den Zylindern 4 und 5 befindlichen
Kolben hat nun zur Folge, daß der Gegenkontaktzeiger 23 eine Bewegung entgegen dem
Uhrzeigersinn ausführt. Hat das Verstellen des von dem Regler gesteuerten Ventils
nun bereits die Wirkung gehabt, daß der istdruck inzwischen wieder auf den Solldruck
abgesunken ist, *so kehrt- .die Kontaktfahne 26 für diesen Fall in die gezeichnete
Ausgangsstellung zurück, ohne :daß es hierbei zu einem erneuten Stromschluß zwischen
ihr und der Kontaktperle 2:7 kommt, so daß also das Regelspiel damit beendet ist.
Hat die Verstellung des Ventils jedoch nicht ausgereicht, den Istidurck wieder auf
den Solldruck zurückzuführen, so tritt bei der Rücklaufbewegung :des Zeigets 23
eine erneute Kontaktgabe ein, so daß sich- das vorher beschriebene Spiel nochmals,
evtl. auch- noch mehrmals wiederholt, bis schließlich das Regelgleichgewicht wieder
vollkommen hergestellt ist.
-
Das was den bisher beschriebenen Regler nun erfindungsgemäß auszeichnet,
ist die Anbringu,ng der beiden Anschläge 307 und soß an :den Kolbenstangen 7 und
8 sowie der ihnen zugeordneten Kontaikteinrichtungen 4.07 und 4.o8. Diese Anschläge
sind, solange die Kolbenstangen 7 -und S nur verhältnismäßig kleine Bewegungen ausführen,
wirkungslos. Tritt aber eine plötzliche und große Abweichung des Isüdruokes vom
Solldruck ein, derzufolge der Zeiger 28 mit der Konta#lctperle 27 zunächst unatufhaltsam
im Uhrzeigersinn auswandert,
ohne daß der von der beschriebenen
hydraulischen Hilfseinrichtung nachbewegte Gegenkontaktzeiger 23 ,den Stromschluß
alsbald wieder aufhebt, so schließen die Anschlüsse 307 bzw. 3:08 je nach ihrem
Bewegungssinn schließlich über die Kontakteinrichtung q.07 bzw. q.08 einen Stromkreis,
durch den jetzt der zweite Ventilverstellmotor reg (Fig. q.) bzw. 20g (Fig. 6) in
entsprechendem Sinn in Betrieb gesetzt wird. Kommt der Anschlag 3!08 zur Wirkung,
so wird der ;Motor @.iog bzw. Zog im Öffnungssinne, kommt dagegen der Anschlag
307
mit der Kontakteinrichtung q=0'7 zur -Wirkung, so wird der Motor log bzw.
Zog im ,Schließsinne des Ventils eingeschaltet. Hierdurch erfährt das Ventil also
für die Dauer des Stromschlusses an den Kontakteinrichtungen 407 bzw. q:08 eine
zusätzliche, im Sinne einer rascheren Wiederherbe.iführung des Solldruckes wirkende
Verstellbewegung.
-
Der Zweimotorenantrieb des Regelventils ist e.nt-,veder dadurch möglich,
daß man den einen Motor die Ventilspindel, den andern die Ventilspinidelmutter antreiben
läßt oder daß man zwischen dem Motor und der Ventilspindel ein als Ausgleichsgetriebe
gebautes Zahnradgetriebe einschaltet. Die erstgenannte Antriebsart ist in den Fig.
3 und 4, die zweite Antriebsart in den Fig. 5 und 6 angedeutet.
-
Bei .dem Antrieb, wie ihn die Fig.3 und q. zeigen, treibt der Motor
107 die Ventilspindel 111 über eine Schnecke r1,2, ein Schne-akenrad )113 und einen
Vierkant 114 an, während der 'Motor rog über eine Schnecke 115 und
ein Schneckenrad i@n6 die Spindelrnutter 1,17 in Umlauf setzt. Die beiden Schnecken
11,2 und 115 sind in diesem Fall als selbsthemmende Schnecken ausgeführt. Die Schnecke
1112 ist im übrigen zugleich entgegen der Kraft von zwei Federni118 und Zig axial
verschiebbar gelagert. Übersteigt das Drehmoment der Spindel i i i einen bestimmten
Wert, so wandert die Schnecke 112 nach der einen oder anderen Seite aus und bewegt
hierdurch auf dem Wege über einen Nodcenr12o den einem oder anderen Stößei:i2.i
bzw. 122 eines Momentschafters, der- .den Motor 107 alsdann abschaltet. Für den
vorliegenden Zweck müßte auch die Schnecke i 15 auf gleiche Weise verschiebbar angeordnet
werden und mit Endschaltern zusammenwirken, damit der Motor iog, wenn er das Ventil
in diie ganz geöffnete Stellung gebracht hat, zum Stillstand kommt. In den Abbildungen
ist diese Schaltvorrichtung nicht besonders dargestellt.
-
Die Fig. 5 und 6 zeigen den oben angeführten zweiten Fall der Getriebegestaltung
mit dem Zweimotorenantrieb. Hier wirkt der Motor 207 auf eine selbsthemmende
Schnecke 1,23 ein, die mit einem Schneckenrad 124 im Eingriff steht, in welchem
zwei Zapfen 125 und 126 drehbar gelagert sind. Diese Zapfen tragen Zahnräder 127
bis 13o. Die beiden Räder 127, 128 kämmen mit einem innen verzahnten Rad 131, während
die beiden Räder 129, 130 in das innen verzahnte Rad z32 eingreifen. Mit
dein Raid r!31 ist das Schneckenrad 133 fest verbunden, in das die selbs.fhemmende
Schnecke 134 des Motors Zog eingreift. Steht der Motor Zog still, während der Motor
207 1äu,ft, so läuft mit dem feststehenden Rad 131 infolge der verschieden großen
Durchmesser der Räder 1127 und 1!2i9 das Rad 132 um und nimmt über .den Vierkant
135 die Spindel 13;6 mit. Ste#h.t dagegen der Motor 207 still und ist der Motor
209 im Betrieb, so wird über die selbsthemmende ,Schnecke 123 das Schneckenrad 124
festgehalten, wodurch ebenfalls wieder das Rad 13.2 in Umdrehung versetzt wird.
Auch hier können also wieder :die beiiden Motoren 207 und Zog unabhängig
voneinander das Ventil verstellen. Das Ausschalten der beiden Motoren 207 und 2o9
beim Erreichen der einen oder anderen Ventilendlage erfolgt bei dem zuletzt beschriebenen
Ventilantrieb unter Zuhilfenahme einer axial verschiebbar gelagerten Schnecke, die
auf dem Wege Über einen Nocken auf .die Endschalter -einwirkt. In diesem Fall ist
es die Scllnedte 13q., die die Endschalter steuert. Im Gegensatz zu dem in Fig.
3 und q. gezeichneten Ventilantrieb genügt hier allein diese Schnecke zur Endschalterbetätigung
für beide Motoren.