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Ausschlagabhängiger Fall- oder Druckbügelregler Es ist üblich, eine
genaue Regelung von Zustandsgrößen durch möglichst feinstufiges Verstellen des Energie-
oder Mengenflusses herbeizuführen, damit die Pendelungen der geregelten Größe gering
bleiben. Im Gegensatz dazu stehen Regler, bei denen der ganze Energie- oder Mengenfluß
oder ein bestimmter Teil von ihm absatzweise an- bzw. abgestellt wird. In diesem
Fall ergeben sich Pendelungen der geregelten Größe um den Sollwert, deren Größe
von der H,äu:figkeit des Regeleingriffes; der Trägheit des geregelten Vorganges
und der Empfindlichkeit der Regelorgane abhängt. Der Vorteil dieser Regelung -gegenüber
der :erstgenannten liegt, abgesehen von der Einfachheit der V er stellorgane, in
dem großen Bereich der Veränderbarkeit des: Energie- oder Mengenverbrauches bei
der Regelung. So ist es z. B. bei elektrisch beheizten Öfen möglich, durch bloßes
Ein- und Ausschalten des Heizstromes beliebig wechselnde Ofenbelastung derart auszugleichen,
daß stets, um einen Mittelwert schwankend, eine konstante Temperatur erhalten wird.
Als Beispiel einer solchen be-
kannten Anordnung sei hier ein Regler erwähnt,
dessen :elektrische Kontakte tragende Schalthebel durch ein periodisch bewegtes
Organ und :eine Rückstellkraft in hin und her gehende Bewegung versetzt werden.
Bei Abweichttng des Ist- vom Sollwert wird der eine oder der andere der beiden Hebel
in bestimmter Lage vom Meßwerkzeiger vorblockt, in der er den gewünschten Vorgang
'einleitet. Dabei ist die Anordnung so getroffen, da13 der während der Verblockung
gehemmte zeiger vorübergehend .entlastet wird, so daß @er gegebenenfalls eine neue
Stellung aufsuchen
kann, ohne daß dabei eine einen Schaltvorgang
auslösende Änderung in der Stellung der Kontaktorgane eintritt.
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Die Erfindung bezieht sich nun auf :einen Regler, der die Nachteile
der beiden unterschiedlichen Regelungsarten vermeidet, die Vorteile aber derart
vereint, daß beim Regeln im Normalfall, in denen der Energiebedarf in annähernder
Lfibereinstimmung mit der Energiezulieferung steht, der Regler nur kleine Veränderungen
der Energiezulieferung vornimmt, z. B. durch schrittweises, feinstufges %-erstellen
von Drosselorganen oder anderen, die Energiezufuhr beeinflussenden Einrichtungen,
daß aber im Falle einer größeren Abweichung zwischen der erforderlichen und der
zugeführten Energie durch Dauerkontakte eine vergrößerte Energiezufuhr so lange
aufrechterhalten wird, als die Ursache für die große Abweichung zwischen Energie-Soll
und -Ist besteht. Die Erfindung geht dabei aus von einem ausschlagabh,ängigen Fall-oder
Druckbügelregler, bei dem Kontakte nach \lal'jgabe der Stellung eines Mef)werkzeigers
geöffnet oder geschlossen werden, -wobei die Kontaktgabe innerhalb eines bestimmten
Bereiches der Abweichung des Istwertes vom Sollwert impulsweise und bei größerer
Abweichung durch Dauerkontakte so lange erfolgt, bis die Abweichung des Istwertes
vom Sollwert wieder innerhalb des bestimmten Bereiches liegt.
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Die Erweiterung der üblichen kontinuierlich verstellenden Fallbügelregler,
die die Größe der Abweichung zwischen Soll- und Istwer t dazu benutzen, um bei einem
Fa.llbügelhuh eine mehr oder minder starke, also ausschlagabhängige Verstellung
der die Energiezufuhr bedingenden Organe durchzuführen, zu Reglern mit Dauerkontakten
hat sich n:ämlicli als wünschenswert erwiesen, da die: normale kontinuierliche Verstellung
des Energiezuflusses nicht sehr feinstuli- -emacht wer-, b e den und daher
nicht besonders schmiegsam erfolgen kann, ohne daß man Gefahr läuft, bei besonders
großen Abweichungen zwischen dein Energie-Soll und -Ist infolge der Schmiegsamkeit
der Anordnung die Regel--k des Systems völlig zu verlieren. Dies wird erst möglich,
wenn man im Falle einer größeren Abweichung zwischen Energie-Soll und -Ist durch
die Betätigung des Dauerkontaktes eine grobstutige Änderung der Energiebilanz durchführt.
Damit hat man also den Vorteil, die Schmiegsamkeit des Regelvorganges für den Normalfall
zu erhalten bzw. zu erhöhen, also mit hoher Regelgenauigkeit zu arbeiten, für den
Ausnahmefall jedoch
einen großen Regelbereich zur `'erfü-ttt,- zu Nahen. Ein
derartiger Regler, der jedoch vorzugsweise zur Sicherung der geregelten Anlage im
Falle von. anormalen Betriebsvier-' hä ltnissen infolge von Störungen gedacht ist,
arbeitet so, daß im normalen Betriebsbereich durch Fallbügel und Meßwerkzeiger Kontakte
geschlossen werden, wodurch eine j schrittweise Verstellung der die Energiezufuhr
beeinflussenden Organe durch einen Regelmotor erfolgt, d.aß jedoch im Störungsfall
ein Grenzkontakt geschlossen ic-ird, der den :Motor in die Endstellung des die Energiezufuhr
beeinflussenden Organs laufen läl.it, wobei eine .elektrische Verkiinkung diesen
Zustand so lange aufrechterhält, his der Betriebszustand der geregelten Anlage wieder
normale Werte .erreicht bzw. sich diesen genähert hat.
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Im Gegensatz dazu ist der neue Regler dadurch gekennzeichnet, daß
an dem Fall-oder Druckbügel zwei oder mehr mit ihm auf und ab bewegte Schalter angeordnet
sind, von denen zumindest einer bei Abweichung des Ist- vom Sollwert unmittelbar
von einem ahgestuften und innerhalb einer entsprechenden Aussparung des Fallbügels
gleitend angeordneten, ebenfalls vom Fallbügel bewegten Schiebestück derart betätigt
wird, daß dieser durch eine mit dem Fallbügel fest verbundene und mit diesem bewegte
Verklinkungsvorrichtung bei einer außerhalb des inneren Be-
reiches liegenden
Abweichung des Istwertes vom Sollwert unter vorübergehender Verhlokkttng des Meßwerkzeigers
unabhängig von seiner mit dem Fallbügel ausgeführten Bewegung so lange in seiner
Arbeitsstellung gehalten wird, bis der Me1.')werkzeiger in den inneren Bereich der
Abweichung des Istwertes vom Sollwert zurückgegangen ist. Dabei kann die Minderung
der Energiezufuhr beispielsweise bei einem elektrisch geheizten Ofen in einer Umschaltung
von 4 auf beruhen. Bei anderen Energiemitteln kann durch Ü,ffnen bzw. Schließen
von Ventilen eine sprungweise Änderung der Energiezufuhr dadurch verursacht werden,
da15 ein Ofen beispielsweise von einem Gas geringen Heizwertes auf ein solches mit
höheren, 11cizwertumgeschaltet wird.
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Es ist auch möglich, mittels des neuen Reglers den Energiebedarf der
zur Verfügung stehenden Energie dadurch anzupassen, dal.'# die Menge des die Energie
aufnehmenden Stoffes plötzlich um einen bestimmten Anteil verändert wird. Von dieser
Möglichkeit wird man hauptsächlich bei kontinuierlich Leschickten Üfen, z. B. Durchlauferhitzern,
Gebrauch machen.
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Man kann sich auch darauf beschränken, den Dauerkontakt zur Schaltung
eines signals zu benutzen, tim die erforderliche 1-n,-stellung der Energiezufuhr
oder der Beschikkung von Hand vornehmen zu lassen.
Von den Einzelheiten
der Schaltung hängt es ab, ob der gleiche oder verschiedene Schalter für die kontinuierliche
und die stufenweise Verstellung benutzt werden.
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In der Abb. i ist ein Schnitt durch einen Regler dargestellt, mit
dem die Erfindung beispielsweise verwirklicht werden kann. i ist der Zeiger eines
Meßgerätes, welches die zu regelnde Größe darstellt. Durch den Druckbügel z, der
periodisch um die Achse 3 durch eine Hilfskraft hin und her bewegt wird, -wird ein
Schiebestück 4. zeitweise von unten auf Zeiger i gedrückt. Befindet sich der Zeiger
Tiber dem Schiebestück, so wird durch ihn eine Bewegung des Schiebestückes mit dem
Druckbügel verhindert. Das Schiebestück gleitet innerhalb dies sich weiter bewegenden
Druckbügels und schaltet dadurch den Quecksilberschalter 6 in die Einschaltstellung,
indem es auf die Schaltschiene 17 des Quecksilberschalters drückt.
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Wie Abb.2 darstellt, wird je nach der Länge des stufenförmig ausgebildeten
Schiebestückes ,4 bei langsamem Hinundherbe`vegen des Druckbügels der Quecksilberkontakt
verschieden lange eingeschaltet werden, wenn das Schiebestück vom Zeiger getroffen
wird, je nachdem, von welcher Stufe des Schiebestückes der Zeiger festgeklemmt
wird. Mit zunehmender Abweichung des Istwertes vom Sollwert, der im Beispiel an
dem mit o gekennzeichneten Skalenstrich liegt, wird damit eine verschieden starke
Verstellung des be:einflußten Energiestromes herbeigeführt. Weicht jedoch der Zeiger
über ein gewisses Maß von der Sollstellung ab, so trifft er auf die Kante 5 des
Schiebestückes, wodurch das Quecksilberrohr 6 derartig weit um die Achse; gekippt
wird, daß seine Sperrnase 8 unter die Klinke 9 gerät, welche in dem Druckbügel um
die Achse io beweglich gelagert ist. Die Sperre bewirkt ein Geschlossenbleiben des
Kontaktes :auch für 'die Zeit, in welcher der Zeiger von dem Druckbügel bzw. von
dem Schiebestüclz zur Wiedereinstellung wieder , freigegeben wird. Solange der Zeiger
sich über der Kante 5 des Schiebestückes befindet, wird bei erneuten Druckbügelhüben
an der Einschaltstellung des Schalters nichts geändert. Zwar wird die Klinke g durch
Auftreffen des Hebels i i auf dem Gegenlager 12 von der Nase des Quecksilberrohres
bei jedem Druckbügelhub abgehoben. Doch verhindert das Schiebestück ein Zurückfallen
des Quecksilberschalters, solange der Zeiger oberhalb der Kante 5 des Schiebestückes
steht. Sobald jedoch die Änderung der Energiezufuhr bewirkt hat, daß sich der Zeiger
wieder der Sollwertstellung nähert, wird beim erneuten Druck des Druckbügels die
veränderte Stellung des Schiebestückes bewirken, daß die Aufhebung der Sperre durch
die Klinke g zu einer Ausschaltung des Quecksilberschalters führt, sobald der Druckbügel
sich wieder abwärts bewegt. Für den Fall, daß der Zeiger aus dem Bereich des Schiebestückes
heraustritt, verschwindet das Schiebestück bei der Aufwärtsbewegung des Druckbügels
innerhalb der Aussperrung des Gegenlagers 12 und bewirkt somit auch keine kurzzeitige
Einschaltung des Quecksilberschalters 6. Man kann jedoch weitere Schiebestücke derartig
anordnen, daß beispielsweise - ein weiteres Schaltrohr dann geschaltet wird, wenn
der Zeiger die entgegengesetzte Abweichung von seiner Sollstellung aufweist, wie
in Abb.3 dargestellt. In diesem Fall sind für die beiden Fälle sehr starker Abweichtingen
der Zeigerstellung vom Sollwert je einen besonderen Dauerkontakt ergebende Schiebestücke
13 und 14. mit besonderen Quecksilberschaltern 15 und 16 vorgesehen.
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Man kann aber auch, wie das Beispiel der Abb. 4.a bis .1c zeigt, den
Dauerkontakt und den für kurzzeitige Einschaltung der Verstellorgane dienenden Zeitkontakt
in einem Quecksilberschalter derart vereinigen, daß, wenn das Schiebestück nicht
trifft, kein Kontakt, wenn das Schiebestück nur wenig durchgeschaltet wird, der
Zeitkontakt mit den Stromzuführungen i8 und ig, wenn aber das Scliiebestü,ck soweit
durchgedrückt wird, daß die Klinke g einfällt, der Dauerkontakt über den Zuleitungen
i9 und 20 geschlossen ist.
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Es empfehlt sich, die Grenze der Zeigerabweichung, bei der eine Dauerkontaktabgabe
einsetzt, einstellbar zu machen. Dies geschieht beispielsweise nach Abb. i dadurch,
daß die Schaltschiene 17 des oder der Quecksilberkontaktes) 6 mittels der Schraube
21 derartig durchgebogen wird, daß die Sperrnase 8 des Quecksilberschalters bei
der gewünschten Zeigerstellung von der Klinke g gefaßt wird.