DEGEN, Dirk (Gondelsheimer Strasse 43, Bruchsal, 76646, DE)
BECKER, Günter (Abergavennystraße 30, Östringen, 76684, DE)
DEGEN, Dirk (Gondelsheimer Strasse 43, Bruchsal, 76646, DE)
| Patentansprüche: 1. Fördervorrichtung mit Pleuelstange, umfassend ein mit einer Welle fest verbundenes Teil, an dem ein Drehlager angeordnet ist, mittels dessen die Pleuelstange mit ihrem ersten Endbereich vom Teil aufgenommen ist, insbesondere so dass ein exzentrisches Antreiben der Pleuelstange ausführbar ist, wobei auf dem Teil Ausgleichsgewichte mittels eines ersten Antriebs verschiebbar angeordnet sind, wobei ein auf dem Teil ein erster Rechner vorgesehen ist, welcher die Verschiebung der Ausgleichsgewichte steuert. 2. Fördervorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehlager auf dem Teil mittels eines zweiten Antriebs verschiebbar angeordnet ist, so dass der Abstand zwischen Drehlager und Mittelachse der Welle veränderbar ist, insbesondere wobei mittels des ersten Rechner die Verschiebung des Drehlagers steuerbar ist. 3. Fördervorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle eine Abtriebswelle eines Getriebes ist, das von einem Elektromotor und/oder einem Verbrennungsmotor angetrieben ist. 4. Fördervorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsgewichte derart verschiebbar angeordnet sind, dass der Schwerpunkt der aus dem Teil, den Ausgleichsgewichten und aus den zugehörigen, mit dem Teil fest verbundenen Komponenten gebildeten Anordnung parallel zur Verbindungslinie zwischen Drehlager und Achse der Welle verschiebbar ist. 5. Fördervorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung eine Tiefpumpe, insbesondere Ölpumpe zur Förderung von Erdöl, ist. 6. Fördervorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Teil eine Kurbelscheibe ist und/oder eine einzige Gewichtsplatte oder mindestens zwei Gewichtsplatten aufweist. 7. Fördervorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Teil ein erster Rechner angeordnet ist, der eine Datenaustauschverbindung zu einem stationär angeordneten zweiter Rechner aufweist, insbesondere wobei die Datenaustauschverbindung kontaktlos und/oder berührungslos ausgeführt ist, insbesondere mittels elektromagnetischen Wellen, wie Infrarotwellen oder Funkwellen. 8. Fördervorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Erfassung der Wirkleistung des die Welle antreibenden Antriebs mit dem stationär angeordneten zweiten Rechner verbunden sind. 9. Fördervorrichtung nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Rechner und die weiteren am Teil angeordneten elektrischen Verbraucher kontaktlos, insbesondere induktiv, versorgt sind, insbesondere wobei ein Primärleitersystem stationär angeordnet ist und am Teil mindestens eine Sekundärwicklung, die induktiv angekoppelt vorgesehen ist, insbesondere wobei der Sekundärwicklung jeweils eine derartige Kapazität parallel und/oder in Reihe zugeschaltet ist, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der Frequenz eines in das Primärleitersystem eingeprägten Wechselstroms entspricht. 10. Verfahren zum Regeln einer Fördervorrichtung mit Pleuelstange und mindestens einem Ausgleichsgewicht, wobei die Pleuelstange von einem Antrieb angetrieben wird, insbesondere exzentrisch, insbesondere über eine als Teil ausgeführte Kurbelscheibe, wobei die Wirkleistung des Antriebs erfasst wird, wobei abhängig von der erfassten Wirkleistung, insbesondere abhängig von deren Vorzeichen, und/oder abhängig von aus dem zeitlichen Verlauf der Wirkleistung bestimmten Werten, insbesondere Extremalwerte, das oder zumindest ein Ausgleichsgewicht verschoben wird. 11. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Teil ein Drehlager für die Pleuelstange verschiebbar angeordnet ist, so dass der Abstand zwischen Drehlager und Mittelachse der Welle veränderbar ist, wobei abhängig von der erfassten Wirkleistung und/oder abhängig von aus dem zeitlichen Verlauf der Wirkleistung bestimmten Werten, insbesondere Extremalwerte, der Abstand verändert wird, insbesondere also das Drehlager verschoben wird. 12. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem zeitlichen Verlauf der Wirkleistung ein lokales Extremum, insbesondere lokales Minimum, bestimmt wird und der zugehörige Wirkleistungswert als Istwert einem ersten Regler zugeführt wird, wobei der Istwert auf einen Sollwert hin geregelt wird, indem als Stellgröße des Reglers die Verschiebung des Ausgleichsgewichts verwendet ist, insbesondere zum Erreichen eines rein motorischen Betriebes des Antriebs, insbesondere wobei der Sollwert Null ist oder einen positiven Wert aufweist, der kleiner als ein Fünftel, kleiner als ein Zehntel oder kleiner als ein Zwanzigstel der Nennleistung oder dauerhaft maximal zulässigen Leistung des Antriebs ist. 13. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem zeitlichen Verlauf der Wirkleistung ein lokales Extremum, insbesondere lokales Maximum, bestimmt wird und der zugehörige Wirkleistungswert als Istwert einem zweiten Regler zugeführt wird, wobei der Istwert auf einen Sollwert hin geregelt wird, indem als Stellgröße des Reglers die Verschiebung des Drehlagers verwendet ist, insbesondere zum Optimieren der Förderleistung, insbesondere wobei der Sollwert die Nennleistung des Antriebs ist oder zumindest 80% der Nennleistung des Antriebs überschreitet. 14. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erster und zweiter Regler zeitlich abwechselnd betrieben werden, insbesondere wobei der erste Regler jeweils eine erste Zeitspanne, insbesondere eine vorgebbare Zeitspanne, und der zweite Regler dann eine zweite Zeitspanne, insbesondere eine vorgebbare Zeitspanne, betrieben wird. 15. Verfahren nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Regler mit einer kleineren Zeitkonstante wirksam ist als der zweite Regler, insbesondere wobei erster und zweiter Regler gleichzeitig betrieben werden. |
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Fördervorrichtung mit Pleuelstange und ein Verfahren zum Regeln einer Fördervorrichtung mit Pleuelstange und mindestens einem Ausgleichsgewicht.
Es ist allgemein bekannt, dass Tiefpumpen von einem Antrieb angetrieben werden. Dabei ist bei Ausführung des Antriebs als elektrischer Antrieb die Wirkleistung des Antriebs erfassbar. Bei negativem Vorzeichen der Wirkleistung arbeitet der Antrieb generatorisch, bei positivem Vorzeichen arbeitet der Antrieb motorisch. Der Antrieb ist beispielsweise aus einem Getriebe ausführbar, das von einem Elektromotor antreibbar ist. Bei Wechsel zwischen der motorischen und generatorischen Betriebsart wird ein Zahnflankenwechsel der
Verzahnungsteile des Getriebes ausgelöst und somit die Standzeit reduziert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fördervorrichtung mit Pleuelstange und ein Verfahren zum Regeln einer Fördervorrichtung mit Pleuelstange und mindestens einem Ausgleichsgewicht weiterzubilden, wobei der Umweltschutz verbessert sein soll, insbesondere die Standzeit verlängert werden soll.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei der Fördervorrichtung nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren nach den in Anspruch 11 angegebenen Merkmalen gelöst. Wichtige Merkmale bei der Fördervorrichtung mit Pleuelstange sind, dass sie ein mit einer Welle fest verbundenes Teil aufweist, an dem ein Drehlager angeordnet ist, mittels dessen die Pleuelstange mit ihrem ersten Endbereich vom Teil aufgenommen ist, insbesondere so dass ein exzentrisches Antreiben der Pleuelstange ausführbar ist, wobei auf dem Teil Ausgleichsgewichte mittels eines ersten Antriebs verschiebbar angeordnet sind, wobei ein auf dem Teil ein erster Rechner vorgesehen ist, welcher die Verschiebung der Ausgleichsgewichte steuert.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Von Vorteil ist dabei, dass ein ständiger motorischer Betrieb der Vorrichtung erreichbar ist und somit Zahnflankenwechsel vermeidbar, also die Standzeit verbesserbar. Hierzu werden bei Änderung der Belastung, beispielsweise durch Viskositätsänderung des zu fördernden Mediums, die Ausgleichsgewichte derart verschoben, dass bei jeder Umdrehung des Teils, wie Kurbelscheibe, zu keinem Zeitpunkt generatorischer Betrieb auftritt. Außerdem wird die generatorische Energie vom Umrichter einem Bremswiderstand zum Umwandeln in thermische Energie zugeführt. Somit ist bei Vermeidung des generatorischen Betriebs der Umweltschutz verbessert.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Drehlager auf dem Teil mittels eines zweiten Antriebs verschiebbar angeordnet, so dass der Abstand zwischen Drehlager und Mittelachse der Welle veränderbar ist, insbesondere wobei mittels des ersten Rechner die Verschiebung des Drehlagers steuerbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass somit der Hub veränderbar ist und dadurch auch die
Fördermenge.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Welle eine Abtriebswelle eines Getriebes, das von einem Elektromotor und/oder einem Verbrennungsmotor angetrieben ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Wirkleistung erfassbar ist und somit insbesondere bei elektromotorischem Betrieb generatorische Betriebsarten einfach und schnell erkennbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Ausgleichsgewichte derart verschiebbar angeordnet, dass der Schwerpunkt der aus dem Teil, den Ausgleichsgewichten und aus den zugehörigen, mit dem Teil fest verbundenen Komponenten gebildeten Anordnung parallel zur Verbindungslinie zwischen Drehlager und Achse der Welle verschiebbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass mittels Verschiebung des Schwerpunktes auch ein eventuell auftretender generatorischer Betrieb in einem Winkelbereich der Umdrehung der Abtriebswelle des Getriebes verhinderbar ist, indem die Ausgleichsgewichte und somit der Schwerpunkt geeignet verschoben werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Fördervorrichtung eine Tiefpumpe, insbesondere Ölpumpe zur Förderung von Erdöl. Von Vorteil ist dabei, dass auf dem drehbar gelagerten Teil, das mit der Abtriebswelle fest verbunden und somit zusammen mit dieser mitdreht, Antriebe anordenbar sind, die zum Verstellen der Ausgleichsgewichte beziehungsweise zum Verstellen des Drehlagers geeignet sind, und berührungslos versorgbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Teil eine Kurbelscheibe und/oder eine einzige Gewichtsplatte oder mindestens zwei Gewichtsplatten auf. Von Vorteil ist dabei, dass Unwucht ausgleichbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Teil ein erster Rechner angeordnet, der eine Datenaustauschverbindung zu einem stationär angeordneten zweiter Rechner aufweist, insbesondere wobei die Datenaustauschverbindung kontaktlos und/oder berührungslos ausgeführt ist, insbesondere mittels elektromagnetischen Wellen, wie Infrarotwellen oder Funkwellen. Von Vorteil ist dabei, dass auf dem über die Abtriebswelle des Getriebes drehbar gelagerten Teil elektrische Antriebe anordenbar sind, die berührungslos versorgbar sind.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Mittel zur Erfassung der Wirkleistung des die Welle antreibenden Antriebs mit dem stationär angeordneten zweite Rechner verbunden. Von Vorteil ist dabei, dass die Wirkleistung in einfacher Weise erfassbar ist, beispielsweise durch Bestimmung des Wirkstroms und der Wirkspannung mittels eines den Elektromotor speisenden Umrichters. Denn im Umrichter werden Strommesswerte und
Spanungsmesswerte der dortigen Steuerelektronik zugeführt, so dass ohne wesentlichen Zusatzaufwand die Bestimmung der Wirkleistung ermöglicht ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind der erste Rechner und die weiteren am Teil angeordneten elektrischen Verbraucher kontaktlos, insbesondere induktiv, versorgt, insbesondere wobei ein Primärleitersystem stationär angeordnet ist und am Teil mindestens eine Sekundärwicklung, die induktiv angekoppelt vorgesehen ist, insbesondere wobei der Sekundärwicklung jeweils eine derartige Kapazität parallel und/oder in Reihe zugeschaltet ist, dass die zugehörige Resonanzfrequenz im Wesentlichen der Frequenz eines in das Primärleitersystem eingeprägten Wechselstroms entspricht. Von Vorteil ist dabei, dass auf dem drehenden Teil Verbrauchern Energie kontaktlos und berührungslos zuführbar ist. Somit ist auch bei schmutziger Umgebung die notwendige Leistung zum Verstellen der Antriebe bereitstellbar.
Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Regeln einer Fördervorrichtung mit Pleuelstange und mindestens einem Ausgleichsgewicht, sind, dass die Pleuelstange von einem Antrieb angetrieben wird, insbesondere exzentrisch, insbesondere über eine als Teil ausgeführte Kurbelscheibe, wobei die Wirkleistung des Antriebs erfasst wird, wobei abhängig von der erfassten Wirkleistung, insbesondere abhängig von deren
Vorzeichen, und/oder abhängig von aus dem zeitlichen Verlauf der Wirkleistung bestimmten Werten, insbesondere Extrem alwerte, das oder zumindest ein Ausgleichsgewicht verschoben wird.
Von Vorteil ist dabei, dass generatorischer Betrieb unmittelbar erkennbar ist und durch Verschieben der Ausgleichsgewichte zum Verschwinden bringbar ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf dem Teil ein Drehlager für die Pleuelstange verschiebbar angeordnet, so dass der Abstand zwischen Drehlager und Mittelachse der Welle veränderbar ist, wobei abhängig von der erfassten Wirkleistung und/oder abhängig von aus dem zeitlichen Verlauf der Wirkleistung bestimmten Werten, insbesondere Extremalwerte, der Abstand verändert wird, insbesondere also das Drehlager verschoben wird. Von Vorteil ist dabei, dass der Hub der Pumpe verstellbar ist und somit die Förderleistung veränderlich. Somit ist die Leistung des elektrischen Antriebs voll ausnutzbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird aus dem zeitlichen Verlauf der Wirkleistung ein lokales Extremum, insbesondere lokales Minimum, bestimmt und der zugehörige
Wirkleistungswert als Istwert einem ersten Regler zugeführt, wobei der Istwert auf einen Sollwert hin geregelt wird, indem als Stellgröße des Reglers die Verschiebung des
Ausgleichsgewichts verwendet ist, insbesondere zum Erreichen eines rein motorischen Betriebes des Antriebs, insbesondere wobei der Sollwert Null ist oder einen positiven Wert aufweist, der kleiner als ein Fünftel, kleiner als ein Zehntel oder kleiner als ein Zwanzigstel der Nennleistung oder dauerhaft maximal zulässigen Leistung des Antriebs ist. Von Vorteil ist dabei, dass auch bei Änderung der Viskosität des zu fördernden Mediums oder bei Änderung der Fördertiefe ein Verbleiben in der motorischen Betriebsart gewährleistbar ist. Insbesondere wird hierzu ein schnell reagierender Regler eingesetzt und der Sollwert in den positiven nicht
verschwindenden Bereich der Wirkleistung gelegt.
Als Regler ist vorzugsweise ein linearer Regler verwendbar, der auch eine Vorsteuerung zusätzlich aufweisen darf. Als linearer Regler sind nicht nur Proportionalregler, also P-Regler, sondern auch Pl-Regler oder sogar PID-Regler vorteilhaft verwendbar.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird aus dem zeitlichen Verlauf der Wirkleistung ein lokales Extremum, insbesondere lokales Maximum, bestimmt und der zugehörige
Wirkleistungswert wird als Istwert einem zweiten Regler zugeführt, wobei der Istwert auf einen Sollwert hin geregelt wird, indem als Stellgröße des Reglers die Verschiebung des Drehlagers verwendet ist, insbesondere zum Optimieren der Förderleistung oder zum
Erreichen einer gewünschten, insbesondere von einer übergeordneten Steuerung
vorgegebenen Förderleistung, insbesondere wobei der Sollwert die Nennleistung des Antriebs ist oder zumindest 80% der Nennleistung des Antriebs überschreitet. Von Vorteil ist dabei, dass der elektrische Antrieb optimal nutzbar ist und nicht überdimensioniert werden muss. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung werden erster und zweiter Regler zeitlich abwechselnd betrieben, insbesondere wobei der erste Regler jeweils eine erste Zeitspanne, insbesondere eine vorgebbare Zeitspanne, und der zweite Regler dann eine zweite Zeitspanne, insbesondere eine vorgebbare Zeitspanne, betrieben wird. Von Vorteil ist dabei, dass beispielsweise nach Auftreten einer Viskositätsänderung oder bei Änderung der Fördertiefe oder Zuflusstiefe zunächst der generatorische Betrieb verhinderbar ist und dann das Optimieren der
Auslastung des elektrischen Antriebs und somit der Förderleistung ermöglicht ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der erste Regler mit einer kleineren Zeitkonstante wirksam als der zweite Regler, insbesondere wobei erster und zweiter Regler gleichzeitig betrieben werden. Von Vorteil ist dabei, dass ein gleichzeitiges Betreiben ermöglicht ist und trotzdem der erste Regler mit höherer Priorität betreibbar ist. Denn die Zeitkonstante bezieht sich auf die Zeitdauer, in welcher eine Veränderung des Istwertes ausregelbar ist, bis also der Istwert im Wesentlichen auf den Sollwert hingeregelt ist, wenn keine anderen Störungen wirksam sind. Wenn also der erste Regler derart ausgelegt wird, dass er mindestens fünfmal oder gar mindestens zehnmal schneller als der zweite Regler betrieben wird, werden die Minimalwerte des zeitlichen Verlaufs der Wirkleistung sehr schnell auf Null oder einen entsprechenden Sollwert geregelt, währenddessen die Maximalwerte langsamer in Richtung auf ihren Sollwert, also beispielsweise Nennleistung, hin geregelt werden. Die beiden Regler sind sozusagen zeitlich entkoppelt und stören sich somit nicht.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen
Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert: In der Figur 1 ist eine Ölpumpe schematisch skizziert.
In der Figur 2 ist ein Getriebe der Ölpumpe gezeigt, das eine Gewichtsplatte 8 antreibt.
In der Figur 3 ist der Verlauf der Wirkleistung zeitabhängig gezeigt, wenn in einem
Teilbereich jeder Umdrehung der Antrieb der Ölpumpe generatorisch arbeitet.
In der Figur 4 ist der Verlauf der Wirkleistung zeitabhängig gezeigt, wenn der Antrieb in jeder Umdrehung der Ölpumpe motorisch arbeitet.
In Figur 1 ist ein Lagerbock 27 gezeigt, an dem über ein Drehlager 2 eine drehbar gelagerte Wippe 4 mit einer Halterung 3, die einen festgelegten Abstand zum Drehlager 2 aufweist, gelagert ist, wobei an der Halterung 3 das Fördergestänge 27 verbunden ist. Bei einer Ausführung als Tiefpumpe ist das Fördergestänge auch als Ölpumpengestänge
bezeichenbar. An der Wippe 4 ist auf der der Halterung 3 gegenüberliegenden Seite der Wippe 4 eine Pleuelstange 5 verbunden, an der wiederum eine Gewichtsplatte 8 angehängt ist. Die Gewichtsplatte 8 ist mit einer Abtriebswelle 7 eines Getriebes 26 fest verbunden, das von einem Elektromotor angetrieben wird. Somit versetzt die Abtriebswelle die
Gewichtsplatte 8 in Drehbewegung um die Achse der Abtriebswelle 7 herum. Die
Pleuelstange 5 ist über ein Drehlager 6 an der Gewichtsplatte 8 befestigt und wird somit exzentrisch angetrieben.
An der Gewichtsplatte sind Schienen 20 vorhanden, die parallel zur Verbindungslinie zwischen Achse der Abtriebswelle 7 und Mittelpunkt des Drehlagers 6 ausgerichtet sind und auf denen Ausgleichsgewichte (9, 10) verschiebbar angeordnet sind. Wichtig ist dabei, dass durch Verschiebung der Ausgleichsgewichte eine Verschiebung des Schwerpunktes erreichbar ist, insbesondere in Richtung der Verbindungslinie. Auf diese Weise ist eine
Beeinflussung der Arbeitsweise der Ölpumpe erreichbar, insbesondere ein Erniedrigen der generatorischen Leistung pro Umdrehung der Abtriebswelle.
Auf der Gewichtsplatte 8 sind zum Verschieben der Ausgleichsgewichte elektrische Antriebe angeordnet, die von einer Rechnereinheit 11 gesteuert werden. Dabei ist die Rechnereinheit 11 mit einer Antenne 12 zum Datenaustausch mit einer stationär angeordneten
Rechnereinheit verbunden. Die stationär angeordnete Rechnereinheit ist mit einer Antenne 13 zum berührungslosen Datenaustausch, insbesondere per Funk, verbunden. Außerdem ist sie mit einem Mittel 14 zur Erfassung der Wirkleistung eines Umrichters zur Speisung eines eintriebsseitig am Getriebe 26 angeordneten Elektromotors verbunden. Somit ist die
Wirkleistung des elektrischen Antriebs, umfassend das Getriebe 26, erfassbar und aus dem zeitlichen Verlauf der Wirkleistung sind geeignete regelungstechnische Größen bestimmbar, wie beispielsweise Minimalwerte und Maximalwerte. Anhand der in Figur 2 und 3 dargestellten zeitlichen beispielhaften Verläufe der Wirkleistung wird nun das von der Rechnereinheit angewandte Regelungsverfahren näher erläutert.
In Figur 3 weist der beispielhaft gezeigte zeitliche Verlauf der Wirkleistung P Minimalwerte auf, die im negativen Bereich sich befinden. Dies bedeutet, dass zumindest innerhalb eines zeitlichen Anteils pro Umdrehung, also innerhalb eines Zeitintervalls der Umdrehungsdauer oder Periodendauer T, generatorisch erzeugte Leistung auftritt. Somit wird die Leistung des Motors zum Pumpen nicht ausreichend ausgenutzt. Die Minimalwerte werden als Istwerte einem Regler zugeführt und auf den Sollwert Null oder einen kleinen positiven Wert hin geregelt, indem die Ausgleichsgewichte verschoben werden. Die Position der
Ausgleichsgewichte (9, 0) dient also als Stellgröße des Reglers.
Als Regler ist ein linearer Regler, wie P-Regler, also Proportionalregler, oder PI Regler oder PID Regler, verwendbar. Bei einem im positiven Bereich liegenden Verlauf der Wirkleistung, wie beispielhaft in Figur 4 dargestellt, werden die Maximalwerte erfasst und auf einen Sollwert, beispielsweise den Nennwert des das Getriebe 26 antreibenden elektrischen Motors, hin geregelt, indem der Abstand des Drehlagers 6 zur Achse der Abtriebswelle 7 mittels eines weiteren elektrischen Antriebs, welcher auf der Gewichtsplatte 8 angeordnet ist, verstellt wird. Das Drehlager 6 ist also auf der Gewichtsplatte verschiebbar angeordnet. Hierdurch ist also der Hubweg verstellbar und somit als Stellgröße des zweiten Reglers verwendbar.
Der erste und zweite Regler sind beispielsweise alternierend betreibbar. Dies bedeutet, dass erst nach dem Verschwinden der generatorischen Zeitbereiche pro Umdrehung der zweite Regler aktiviert wird und die Spitzenwerte in Richtung auf die gewünschten Sollwerte an Wirkleistungsspitzenwerten regelt.
Wie in Figur 1 gezeigt ist, sind die Ausgleichsgewichte (9, 10) entlang der
Verschiebungsschienen 20 verschiebbar.
Außerdem ist die Abtriebswelle des Getriebes 26 beidseitig aus dem Getriebe herausgeführt und somit ist die Gewichtsplatte zweistückig ausführbar, also aus zwei über die Abtriebswelle 7 miteinander verbundenen Gewichtsplattenstücken. In Figur 2 ist das Gewichtsplattenstück 8 auf einer ersten axialen Seite der Abtriebswelle 7 gezeigt. Das zweite Gewichtsplattenstück ist hierzu auf der anderen axialen Seite der Abtriebswelle 7 parallel zum gezeigten
Gewichtsplattenstück 8 angeordnet. Auf jedem Gewichtsplattenstück sind zwei
Sekundärwicklungen (24, 25) befestigt, die induktiv an ein Primärleitersystem angekoppelt sind. Das Primärleitersystem ist elektrisch als geschlossene Stromschleife ausgeführt, die von einer Einspeisequelle mit einem Wechselstrom beaufschlagt wird. Das
Primärleitersystem ist hierbei aus einem ringförmig verlegten Primärleiter 21 , der als Hinleiter fungiert, und aus einem konzentrisch zu diesem, ebenfalls ringförmig verlegten Primärleiter 22, der als Rückleiter fungiert, zusammengesetzt. Mittels der induktiven Kopplung ist Energie berührungslos übertragbar an die auf der Gewichtsplatte angeordneten Verbraucher, also elektrischen Antriebe für die
Ausgleichsgewichte, elektrischer Antrieb für die Achsabstandsverstellung, also elektrischer Antrieb für die Verstellung des Abstandes des Drehlagers 6 zur Achse der Abtriebswelle 7. In Figur 2 ist die Eintriebswelle 23 gezeigt, die von einem nicht gezeigten elektrischen Motor oder von einem Verbrennungsmotor antreibbar ist.
Die Sekundärwicklungen (24, 25) sind als Flachwicklungen ausgeführt. Vorzugsweise sind die Flachwicklungen hierbei um einen T-förmigen oder E-förmigen Ferritkern ausgeführt, wobei die Schenkel des T oder E sehr kurz sind, insbesondere nur doppelt so lang wie die Breite der Flachwicklungen.
Zum Verstellen der Ausgleichsgewichte und/oder des Drehlagers werden vorzugsweise Linearaktoren, wie elektrisch angetriebene Spindelantriebe oder Synchronlinearmotoren, verwendet. In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird statt der genannten Funkübertragung der Daten eine Infrarotübertragung oder eine andere berührungslose Datenübertragung ausgeführt, insbesondere als Aufmodulation
Bezugszeichenliste
I Lagerbock
2 Drehlager
3 Halterung für Fördergestänge mit festgelegtem Abstand zum Drehlager 2
4 drehbar gelagerte Stange, insbesondere Wippe
5 Pleuelstange
6 Drehlager
7 Abtriebswelle eines Getriebes
8 Gewichtsplatte
9 verschiebbar angeordnetes Ausgleichsgewicht
10 verschiebbar angeordnetes Ausgleichsgewicht
I I Rechnereinheit
12 Antenne zum Datenaustausch
13 Antenne zum Datenaustausch
14 Mittel zur Erfassung der Wirkleistung eines Umrichters zur Speisung eines eintriebsseitig am Getriebe angeordneten Elektromotors
20 Verschiebungsschiene
21 Primärleiter
22 Primärleiter
23 Eintriebswelle
24 Sekundärwicklung
25 Sekundärwicklung
26 Getriebe
27 Fördergestänge, insbesondere Olpumpengestänge
T Periodendauer
P Wirkleistung
P_Opt Sollwert für gewünschte oder optimale Fördermenge
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