Regler. Die Erfindung macht sich zur Aufgabe, einen Regler zu schaffen, bei dem der Servo motor für das zu regelnde Organ und die Rückführungseinrichtung beliebig weit von einander getrennt angeordnet werden können, ohne dass die Empfindlichkeit und das sichere Arbeiten des Reglers darunter leidet.
Der neue Regler zeichnet sich dadurch aus, dass durch Zusammenwirken zweier ein ander zugeordneter Schaltglieder, von denen das eine ausschliesslich mit einer Mess- oder Anzeigevorrichtung, das andere ausschliess lich mit einer isodromwirkenden Rückfüh rungseinrichtung verbunden ist, Regelim pulse ausgelöst werden, durch die dem Ver- stellmotor für das zu regelnde Organ und dem Kraftspeicher der Rückführungseinrich tung gleichzeitig voneinander unabhängige Verstellenergien zugeführt werden, letz- terem,
indem er in einen Steuermittelstrom eingeschaltet wird, wobei der Kraftspeicher derart ausgebildet ist, dass seine Teile jeweils nach Unterbrechung des Steuermittelstromes mit dem Wiedererreichen des Regelgleich gewichtes wieder die gleiche Relativlage zu einander einnehmen.
Wie dieser Erfindungsgedanke beispiels weise verwirklicht werden kann, und welche Vorteile darüber hinaus mit einem derartigen neuen Regler erzielt werden, geht aus den Erläuterungen und den Abbildungen weiter hin hervor.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung, bei der ein Rückführzeiger, Fig. 2 eine Anordnung, bei der zwei Rückführzeiger vorgesehen sind; die Fig. 3 und 4 zeigen jeweils eine Drauf sicht auf die Anordnung .des Hebelmechanis mus. Gemäss der Fig. 1 fördert eine Zahnrad pumpe oder eine andere Kapselpumpe 1, die mit einem Motor 2 gekuppelt ist, durch die Rohrleitung 3 Öl entsprechend der jeweiligen Drehrichtung des Motors 2 aus ,dem Zylin der 4 in den Zylinder 5 oder umgekehrt.
Da- durch werden die Kolben 6, die mit ihren Kolbenstangen 7 und 8 über die Kuppel stangen 9 und 10 und den in dem Lager 11 drehbar gelagerten gleicharmigen Hebel 12 miteinander verbunden sind, in entgegen gesetzter Richtung zueinander bewegt. An der Kolbenstange 8 ist drehbar die Verbin dungsstange 13 befestigt, die mit ihrem an dern Ende an einem Hebel 14 angreift, der mit dem Zahnsegment 16 starr verbunden ist.
Das Segment 16 ist im Verstellhebel 18, der sich um eine in der Verlängerung der Zeiger achse des Anzeigeinstrumentes 19 liegende Achse 20 schwenken lässt, gelagert und greift in das Zahnrad 21 ein, das wiederum mit dem um die Achse 20 drehbaren Rückführzeiger 23 starr verbunden ist. Der Rückführzeiger 23 trägt die beiden Kontaktbahnen 215 und 26, zwischen denen die Kontaktperle 27 spielt, die mit einer Feder an dem Zeiger 28 des Anzeigeinstrumentes 19 befestigt ist.
Über den Kolben 6 liegen die Federteller 29, die durch die vorgespannte Feder 30 nach unten gedrückt werden. Die Bewegung der Federteller 29 ist durch die Führungs stangen 31 nach unten begrenzt. Die Länge der Führungsstangen 31 ist so bemessen, dass bei gleicher Höhenlage der beiden Kolben 6 die Federteller 29 ihre unterste Lage erreicht haben und oben noch auf dem Kolben 6 auf liegen, so dass die Federn 30 bestrebt sind die Kolben 6 stets in ihrer Mittellage zu halten. Auf der Achse des gleicharmigen Hebels 12 ist das Schiebeverbindungsstück 32 befestigt, und durch das Verbindungs stück 33 mit -dem Schiaber 34 gekuppelt.
Der Schieber 34 trägt unten einen keilförmigen Einschnitt und ändert je nach der Lage den Durchflussquerschnitt der Ausgleichsleitung 35 zwischen den Zylindern 4 und 5. Die Zylinder 4 und 5 sind zu zirka =,/s, die Aus gleichsleitung 35, die Rohrleitung 3 und die Zahnradpumpe 1 ganz mit 01 gefüllt. Die Lage des Verstellhebels 18 lässt sich mit Hilfe der Schraube 36 ändern. Diese Lagen änderung des Hebels 18 kann natürlich auch gegebenenfalls automatisch .durch einen Elek tromagneten, durch motorischen Antrieb oder etwa in Abhängigkeit von einem Zeitschalter erfolgen.
Die Wirkungsweise der Erfindung ist. nun folgende: Der Rückführzeiger 23 zeigt auf die vom Regler einzuhaltende, auf der Skala. des In strumentes 19 angegebene Betriebsgrösse. Der Abstand der Kontaktbahnen 25 und 26 von einander entspreche dem zugelassenen Schwankungsbereich. Wird dieser )Bereich nach oben oder unten überschritten, so be rührt die Kontaktperle 27 eine der Kontakt bahnen; zum Beispiel 26. Dadurch wird ein Stromkreis geschlossen, der über ein Steuerrelais ein Schütz betätigt, das den Motor des Regelorganes in der gewünschten Drehrichtung einschaltet. Zum Motor des Regelorganes ist der Motor 2 an der Zahn radpumpe 1 parallel geschaltet, wird also zugleich mit vom Einschaltschütz betätigt.
Durch die Parallelschaltung .des Motors 2 und des Servomotors für das zu regelnde Organ wird in einfacher Weise erreicht, dass diese beiden Motoren beliebig weit vonein ander getrennt angeordnet werden können, ohne dass die Empfindlichkeit und das sichere Arbeiten des Reglers darunter leiden. Die Drehrichtung sei so, dass die Zahnrad pumpe das @01 aus dem Zylinder 5 in den Zylinder 4 fördert. Dadurch hebt sich der Kolben 6 des Zylinders 4, während sich der des Zylinders 5 um den regelnden Betrag senkt.
Die an der Kolbenstange 8 drehbar befestigte Verbindungsstange 13 bewegt den Hebel 14 am Zahnradsegment 1-6 nach unten. Das Zahnsegment 16 bewegt also über das Zahnrad 21 den Rückführzeiger 23 so, dass der Kontakt zwischen der Kontaktbahn 26 und der Perle 27 gelöst wird. Dadurch fällt das Motorschütz ab und sowohl der Motor des Regelorganes, als auch der Motor 2 an der Zahnradpumpe 1 bleiben stehen und die Ölförderung hat aufgehört. Die zusammen gedrückte Feder 30 im Zylinder 4 sucht den zugehörigen Kolben 6 wieder in die Mittel lage zurückzubringen.
Durch Ausgleich der Ölmengen der beiden Zylinder 4 und 5 durch die Ausgleichsleitung 35 und, durch die Dre hung des gleicharmigen Hebels 12 hat sich der Schieber 34 gehoben. War dem Schie ber in seiner tiefsten Stellung keine Über deckung oder Toröffnung gegeben, so ist der Durchfluss durch die Leitung 35 freigegeben oder der Durchflussquerschnitt vergrössert worden und der Ölausgleich findet allmäh lich nach Massgabe der Schieberstellungen langsamer werdend statt, bis die Kolben 6 sich wieder in der Mittellage befinden und den Rückführzeiger 23 in die Sollage zurück geführt haben.
War dem Schieber 34 eine Überdeckung gegeben, so ist die Rückfüh rung starr, so lange bis der Schieber die Ausgleichsleitung 35 öffnet. Durch Ande- rung der Länge des .Schieberverbindungsstük- kes 32 und des Verbindungsstückes 33 lässt sich die Rückführgeschwindigkeit des Rück führzeigers 23 in beliebigem Masse ändern. Hat die einmalige Kontaktgabe genügt, um den gewünschten Sollwert einzuregeln, so ist der Regelvorgang beendet, andernfalls wie derholt sich der beschriebene Torbang so oft, bis der Sollwert erreicht ist.
Bei plötzlichen grossen Schwankungen der zu regelnden Be triebsgrösse jedoch wird der Instrumenten zeiger 28 mit der Kontaktperle 27 sich in der einmal eingeschlagenen Richtung weiterbewe gen und die Kontaktbahn wieder berühren, bevor der Rückführzeiger seinen Sollwert er reichen konnte. Die fortgesetzte Kontaktgabe bewirkt, dass die Auslenkung des gleicharmi- gen Hebels 12 immer grösser wird und mit hin auch die durch den Schieber 34 freige legte Öffnung der Ausgleichsleitung 35 sich vergrössert.
Die Zeitfolge der Kontaktgabe wird durch den schnellen Ausgleich der Öl mengen immer kürzer werden, bis die durch die Ausgleichsleitung 35 strömende Ölmenge gleich der Fördermenge der Zahnradpumpe 1 geworden ist. In diesem Augenblick ist der Dauerkontakt hergestellt und so die grösstmögliche Verstellgeschwindigkeit des Regelorganes hergestellt. Die Verstellge- sehwindigkeit ist also verhältnisgleich der Abweichung der zu regelnden Betriebsgrösse vom Sollwert. Zur Verstellung des einzu- regelnden Sollwertes dient die Schraube 36, durch die sich der Verstellhebel 18 um die Achse schwenken lässt.
Dabei wird der Dreh punkt des Zahnsegmentes 16 verschoben, so dass eine weitgehende Verstellung des Rück führzeigers 23 möglich ist.
Hält sich der zugelassene Schwankungs bereich der zu regelnden Betriebsgrösse in sehr engen Grenzen, so kann der Fall ein treten, dass für die Rückführbewegung zu wenig Raum vorhanden ist. Dann ist die Stellung der Kontaktbahnen 25 und 2,6 so dicht, dass beim Ausweichen des Rückführ- zeigers 23 die Kontaktperle 27 des Instru mentenzeigers 28 auf die andere Kontaktbahn aufläuft und so ein dauerndes Pendeln ent steht.
Aus diesem Grunde ist es vorteilhaft, gegebenenfalls eine getrennte Bewegung der Kontaktbahnen 25 und 26 durch zwei Rück führzeiger 23 und 24 vorzunehmen, so dass nur derjenige Rückführzeiger eine Rückführ- bewegung ausführt, dessen zugehörige Kon taktbahn von der Perle 27 berührt würde, während der andere Rückführzeiger in seiner Lage verbleibt.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Anord nungen ist in den Fig. 2 und 4 dargestellt. Der grundsätzliche Aufbau ist derselbe, wie er bereits vorhergehend beschrieben ist. Die hier nicht gezeigte Verbindung der Kolben stange 7 und 8 über Kupplungsstangen 9 und 10 und den gleicharmigen Hebel 12 ist dieselbe, wie bei der erstbeschriebenen Anord nung, sowie die Inneneinrichtung der Zylin der 4 und 5.
Jeder der beiden Rückführ- zeiger 23 und 24 erhält jedoch ein eigenes Zahnrad 21 und 22, die in je ein Zahnseg ment 16 und 17 eingreifen und ihren Antrieb über die Verbindungshebel 14 und 15 von je einer der Führungsstangen 31 der Zylinder 4 und 5 erhalten. Die Sebginente 16 und 17 sind in einem gemeinsamen Verstellhebel 18 ge lagert, der durch die Schraube 36 um die Achse 20 schwenkbar ist.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist ähnlich wie die der vorgeschriebenen Einrich tung. Der linke Rückführzeiger 23 ist dem linken, hier nicht sichtbaren, Federteller 29, und der rechte Rückführzeiger 24 dem rech ten Federteller 29 zugeordnet. Berührt die Kontaktperle 27 die linke Kontaktbahn 25, so. tritt wie beim ersten Beispiel die Zahn radpumpe 1 in Tätigkeit und fördert jetzt das Ü-1 aus dem Zylinder 5 in den Zylinder 4, der Kolben 6 des Zylinders 4 hebt den zugehörigen Federteller 29, der über .die Füh rungsstange 31 das Verbindungsstück 13 und das Zahnsegment 16 den Rückführzeiger 23 so bewegt, dass der Kontakt der Kontaktbahn 25 mit der Perle 27 gelöst wird.
Da der Federteller 29 des Zylinders 5 stehen bleibt, ist auch die Kontaktbahn 26 an ihrem Platz verblieben. Durch eine geeignete Vorrich tung kann es erreicht werden, dass der stehen bleibende Rückführzeiger von dem auswei- chenden Rückführzeiger nach Überschreiten eines festgelegten Winkels mitgenommen wird, damit bei plötzlicher entgegengesetzter Tendenz des Instrumentenzeigers 28 recht zeitig mit der Kontaktperle 27 Gegenkontakt gegeben wird.
Für die Wirkungsweise des Schiebers 34 gilt das gleiche, wie das für das erste Ausführungsbeispiel Gesagte.
Regulator. The invention has as its object to provide a controller in which the servo motor for the organ to be controlled and the feedback device can be arranged as far apart from each other as desired without the sensitivity and the safe operation of the controller suffering.
The new controller is characterized by the fact that the interaction of two switching elements assigned to one another, one of which is exclusively connected to a measuring or display device and the other exclusively to an isodrome-acting feedback device, triggers control pulses through which the Ver - the servomotor for the organ to be controlled and the energy storage device of the return device are simultaneously supplied with independent adjustment energies, the latter,
by being switched into a control medium flow, the energy storage device being designed in such a way that its parts again assume the same relative position to one another after the control medium flow has been interrupted when the regular equilibrium is reached again.
How this inventive concept can be implemented, for example, and what advantages can also be achieved with such a new controller, can be seen from the explanations and the figures.
1 shows an arrangement in which one return pointer is provided, FIG. 2 shows an arrangement in which two return pointers are provided; 3 and 4 each show a plan view of the arrangement .des Hebelmechanis. According to FIG. 1, a gear pump or another capsule pump 1, which is coupled to a motor 2, promotes oil through the pipe 3 according to the respective Direction of rotation of the engine 2 from the cylinder 4 in the cylinder 5 or vice versa.
As a result, the pistons 6, which are connected to one another with their piston rods 7 and 8 via the coupling rods 9 and 10 and the equal-armed lever 12 rotatably mounted in the bearing 11, are moved in opposite directions to one another. On the piston rod 8, the connec tion rod 13 is rotatably attached, which engages with its end at the other on a lever 14 which is rigidly connected to the toothed segment 16.
The segment 16 is mounted in the adjusting lever 18, which can be pivoted about an axis 20 lying in the extension of the pointer axis of the display instrument 19, and engages with the gear wheel 21, which in turn is rigidly connected to the return pointer 23 which is rotatable about the axis 20 . The return pointer 23 carries the two contact tracks 215 and 26, between which the contact bead 27 plays, which is fastened with a spring to the pointer 28 of the display instrument 19.
The spring plates 29, which are pressed down by the pretensioned spring 30, lie above the piston 6. The movement of the spring plate 29 is limited by the guide rods 31 downwards. The length of the guide rods 31 is so dimensioned that, with the two pistons 6 at the same height, the spring plates 29 have reached their lowest position and are still on top of the piston 6, so that the springs 30 tend to keep the pistons 6 in their central position hold. On the axis of the equal-armed lever 12, the sliding connector 32 is attached, and coupled by the connector 33 with the scraper 34 -dem.
The slide 34 has a wedge-shaped incision at the bottom and changes the flow cross-section of the compensating line 35 between the cylinders 4 and 5 depending on the position. The cylinders 4 and 5 are approximately =, / s, the equalizing line 35, the pipeline 3 and the gear pump 1 completely filled with 01. The position of the adjusting lever 18 can be changed with the aid of the screw 36. This change in position of the lever 18 can of course also take place automatically, if necessary, by an electric magnet, by a motor drive or, for example, as a function of a timer.
The mode of operation of the invention is. now the following: The feedback pointer 23 points to the one to be observed by the controller on the scale. of the instrument 19 specified operating size. The distance between the contact tracks 25 and 26 corresponds to the permitted range of fluctuation. If this) area is exceeded up or down, the contact bead 27 touches one of the contact paths; for example 26. This closes a circuit which, via a control relay, actuates a contactor that switches on the motor of the control element in the desired direction of rotation. To the motor of the control element, the motor 2 is connected to the gear pump 1 in parallel, so is operated at the same time with the switch-on contactor.
The parallel connection of the motor 2 and the servo motor for the organ to be regulated means that these two motors can be arranged as far apart as desired without the sensitivity and the safe operation of the controller being affected. The direction of rotation is such that the gear pump conveys the @ 01 from cylinder 5 to cylinder 4. As a result, the piston 6 of the cylinder 4 rises, while that of the cylinder 5 is lowered by the regulating amount.
The connecting rod 13 rotatably attached to the piston rod 8 moves the lever 14 on the gear segment 1-6 downwards. The toothed segment 16 thus moves the return pointer 23 via the gear 21 in such a way that the contact between the contact track 26 and the pearl 27 is released. As a result, the motor contactor drops out and both the motor of the control element and the motor 2 on the gear pump 1 stop and the oil supply has stopped. The compressed spring 30 in the cylinder 4 seeks to bring the associated piston 6 back into the central position.
By balancing the amount of oil in the two cylinders 4 and 5 through the balancing line 35 and, through the Dre hung of the equal-armed lever 12, the slide 34 has lifted. If the slide was in its lowest position no overlap or gate opening, the flow through the line 35 is released or the flow cross-section has been increased and the oil equalization takes place gradually, depending on the slide positions, slowing down until the piston 6 is back in are in the middle position and have returned the feedback pointer 23 to the target position.
If the slide 34 was covered, the return is rigid until the slide opens the equalizing line 35. By changing the length of the slide connecting piece 32 and the connecting piece 33, the return speed of the return pointer 23 can be changed to any desired extent. If the one-time contact is sufficient to regulate the desired setpoint, the control process is ended, otherwise the doorway described repeats itself until the setpoint is reached.
In the event of sudden large fluctuations in the operating variable to be controlled, however, the instrument pointer 28 with the contact bead 27 will continue to move in the direction taken once and touch the contact path again before the return pointer could reach its target value. The continued contact has the effect that the deflection of the equal-armed lever 12 becomes greater and greater and, with it, the opening of the equalizing line 35 exposed by the slide 34 also increases.
The time sequence of making contact will become shorter and shorter due to the rapid equalization of the oil quantities until the oil quantity flowing through the equalizing line 35 has become equal to the delivery rate of the gear pump 1. At this moment the permanent contact is established and thus the greatest possible adjustment speed of the control element is established. The adjustment speed is therefore proportional to the deviation of the operating variable to be controlled from the setpoint. The screw 36, by means of which the adjusting lever 18 can be pivoted about the axis, is used to adjust the setpoint to be regulated.
The point of rotation of the toothed segment 16 is shifted so that an extensive adjustment of the return pointer 23 is possible.
If the permitted fluctuation range of the operating size to be controlled is kept within very narrow limits, the case may arise that there is too little space for the return movement. Then the position of the contact tracks 25 and 2, 6 is so tight that when the return pointer 23 deviates, the contact bead 27 of the instrument pointer 28 runs onto the other contact track and so there is a constant oscillation.
For this reason, it is advantageous, if necessary, to make a separate movement of the contact tracks 25 and 26 by two return pointers 23 and 24, so that only that return pointer executes a return movement whose associated contact path would be touched by the pearl 27, while the other Return pointer remains in its position.
An embodiment of this Anord voltages is shown in FIGS. The basic structure is the same as described above. The connection, not shown here, of the piston rod 7 and 8 via coupling rods 9 and 10 and the equal-armed lever 12 is the same as in the first-described arrangement, and the interior of the cylinder 4 and 5.
However, each of the two return pointers 23 and 24 has its own gear 21 and 22, which each engage in a tooth segment 16 and 17 and are driven by one of the guide rods 31 of the cylinders 4 and 5 via the connecting levers 14 and 15. The Sebginente 16 and 17 are ge superimposed in a common adjusting lever 18, which is pivotable about the axis 20 by the screw 36. Die Sebginente 16 and 17 are ge in a common adjusting lever.
The operation of this arrangement is similar to that of the prescribed device. The left return pointer 23 is assigned to the left, not visible here, spring plate 29, and the right return pointer 24 is assigned to the right spring plate 29. If the contact bead 27 touches the left contact track 25, so. occurs as in the first example, the gear pump 1 in action and now promotes the Ü-1 from the cylinder 5 into the cylinder 4, the piston 6 of the cylinder 4 lifts the associated spring plate 29, the about .die Füh guide rod 31, the connector 13 and the toothed segment 16 moves the return pointer 23 such that the contact between the contact track 25 and the pearl 27 is released.
Since the spring plate 29 of the cylinder 5 remains, the contact track 26 has also remained in place. By means of a suitable device, it can be achieved that the stationary return pointer is carried along by the evasive return pointer after a specified angle has been exceeded, so that if there is a sudden opposite tendency of the instrument pointer 28, mating contact is made with the contact bead 27 in good time.
The same applies to the mode of operation of the slide 34 as was stated for the first exemplary embodiment.