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Achsenregler mit in seiner Ebene sich verschiebendem, sich nicht verdrehendem
Steuerungsexzenter.
Die Erfindung, welche einen Achsenregler zum Gegenstand hat, sucht die Aufgabe zu lösen, das Steuerungsexzenter, welches durch den Ausschlag der Fliellgcwichte verstollt worden soll, bei dieser Bewegung derart zu führen, dass einerseits der Mittelpunkt des Exzenters auf einer gekrümmten, für die Zentralkurve geeigneten Bahn fortschreitet, dass aber andererseits das Exzenter vollkommen parallel zu sich selber in seiner Ebene verschoben wird und daher innerhalb des Exzenterringos keine Verdrehung ausführt, so dass auch keine Reibungsarbeit zu überwinden ist. Die Lösung dieser Aufgabe soll zunächst an Hand des in Fig. 1 dargestellten Schemas erläutert werden.
An der auf der Reglerwelle a loso drehbaren Beharrungsscheibe b, weche gegebenenfalls auch als Gehäuse ausgebildet sein kann, sei in bekannter Weise mittels des Doyens c das Fliehgewicht d drehbar gelagert. Mit dem festen System, d. h. mit der Reglerwolle a oder mit einem auf der letzteren befestigten Arm, sei die Beharrangsscheibe b oder auch das Fliehgewicht d mittels eines beliebigen Zwischengetriebes gelenkig verbunden, so dass bei der in der Richtung des Pfeiles e erfolgenden Drehung des Reglers die Beharrungsmasse und die Fliehgewichte mitgenommen werden.
Das Steuerungsexzenter. f sitzt nun nicht etwa drehbar auf der Reglerwelle a, sondern ist einerseits mittels des Bolzens 9 am Ende des auf der Reglerwello a lose ùrohharen Doppelarmes h i drehbar gelagert und kann sich andererseits mit einem Schlitz ''über einen Stein l verschieben, der an der Beharrungsmasse b mittels des Bolzens tn drehbar gelagert ist. Der dem Arm h gegenüberliegende längere Arm i ist in der Nähe seines Endes im Punkte n gelenkig, etwa mittels der Verbindungsstange o, mit dem Fliehgewicht d
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Pfeiles p verdreht, so dass sich der Gelenkpunkt g des Steuerexzenters in der Richtung des Pfeiles q abwärts bewegt.
Da nun beim Ansschlag der Fliehgewichte die Beharrungs-
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sind zwar verschieden voneinander ; die Längen dieser Hebelarme sind jedoch bei der Erfindung derart gewählt, dass sie sich umgekehrt verhalten, wie die zugehörigen Ver- drehungswinkel, so dass die Endpunkto 9 und m annähernd genau gleiche Wege beim Ausschlag des Fliehgewichtes d zurücklegen. Gelangt also bei dieser Bewegung Punkt g nach gl und Punkt m nach m1, so ist die Linie g1 m1 annähernd genau parallel zur Linie 9 m, d. h. das Steuerungsezenter f hat sich genau parallel zu sich selber verschoben.
Der Mittelpunt t des Exzenters gelangt bei dieser Verschiebung nach tl und schreitet hiebei auf der gekrümmten, für die Steuerung geeigneten Zentralkurve fort, nämlich auf einem zum Kreisbogen g g1 kongruenten und parallelen Bogen, ohne dass hiebei das Exzenter sich innerhalb des Exzontorringes verdreht, so dass jede Reibung vermieden wird. Eine krummlinige Zontra ! kurvo, wie bei der Erfindung, ist aber für eine gute Steuerung unbedingt erforderlich, da eine gerade Zentralkurve ungenügende Eröffnungen
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des verhältnismässig geringen Fliehgewichtausschlages ein grosser, so dass diese Einrichtung dio Möglichkeit bietet, eine verhältnismässig dünne Biegungsfeder anzuwenden.
Die konstruktive Durchbildung eines solchen Beharrungsreglers kann natürlich eine sehr verschiedene sein, und es ist beispielsweise in den Fig. 2 und 3 das schematische Gerippe, in den Fig. 4 und 5 dagegen die konstruktive Durchbildung eines solchen Achsenreglers in einer Ausführungsform veranschaulicht.
Wie zunächst aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind die Fliehgewichte d an der Beharrungsscheibe b mittels der Bolzen c drehbar gelagert. Auf der Reglerwelle a ist der (als punktierte Linie angedeutete) Arm w befestigt, mit dessen Ende x der Punkt y des einen Fliehgewichtes durch eine Gelenkstange z verbunden ist, derart, dass die Punkte c, a, x, y die Ecken eines Gelenkparallelogramms bilden. Infolgedessen sind die Fliehgewichte gegenüber dem auf der Reglerwelle festen Arm w parallel geführt. Die freien Enden 1 der bei den Fliehgewichte sind mittels der Gelenkstangen 2 mit den Enden des auf der Regierwelle a lose drehbaren Armes i verbunden, welcher in der Mitte den rechtwinklig zu i stehenden Arm h trägt.
Hiedurch sind beide F1îellgewichto zwangliiufig miteinander verbunden, so dass auch das zweite Fliehgewicht gegenüber dem festen System parallel geführt ist. Am Bolzen g des Armes h ist das Steuerungsexzenter f drehbar gelagert (vgl. Fig. 1). Auf der gegenüberliegenden Seite dagegen ist das Steuerungsexzenter f mittels des Schlitzes k längs des in der Beharrungsmasse b befindlichen Punktes m verschiebbar.
Beim Ausschlag der Fliehgewichte wird durch die letzteren der Arm i derart verdreht, dass sich der Punkt g des Exzenters in der eingezeichneten Pfeilrichtung nach rechts bewegt und in die in Fig. 3 veranschaulichte Stellung gelangt. Da gleichzeitig die Be- harrungsmasse b sich relativ zur Roglerwelle a rückwärts dreht, so bewegt sich Punkt m ebenfalls in der Pfeilriclltung nach rechts, d. h. in die Stellung der Fig. 3, und es wird hiedurch das Exzenter parallel zu sich selber verschoben, während der Mittelpunkt t desselben auf einer gekrümmten Zentralkurve u fortschreitet.
Zwischen dem auf der Reglerwelle drehbaren Arm i h einerseits und der in entgegen-
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Die konstruktive Durchbildung dieses Beharrungsreglers ist aus den Fig. 4 und 5 ohne weiteres ersichtlich, zumal die Bezugszeichen dieselben sind, wie in den Fig. 2 und 3.
Der Arm i h wird durch ein auf der Welle a mittels einer Nabe 3 drehbares, dreiarmiges Stück gebildet, dessen Arm i mittels der Gelenkstücke 2 mit den Enden 1 der Fliehgowichte cl verbunden sind. Wie in Fig. 4 veranschaulicht, trägt die Nabe 3 an ihrem vorderen Ende den kurzen Arm 5, welcher gemeinsam mit dem Arm h zur Lagerung des Drehbolzens y für die Exzenterscheibe f dient. Die letztere ist an der gegenüberliegenden
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feder < ! eingespannt, deren anderes Ende am Innenumfang der als Gehäuse ausgebildeten Beharrungsmassebbefestigtist.
Selbstverständlich könnten sowohl die Fliehgewichto als auch die den letzteren entgegenwirkenden Federn gegebenenfalls in anderer Weise angeordnet sein, ohne dass hiedurch dis Erfindung zugrunde liegende Prinzip, d. h. die Parallelverschiebung des Steuerungsexzenters bei krummliniger Zentralkurve, geändert wird. Beispielsweise wird bei dem in"ieD Fig. 6 und 7 dargestellten Regler der Fliehkraft der Schwunggewichte, statt durch omo Vordrehungsfeder, mittels der Druckfedern v aufgenommen, die unmittelbar zwischen den Schwunggewichten und den Widerlagsstücken 7 eingespannt sind. Die letzteren sind mit dem festen System, nämlich mit der verlängerten Nabe N der auf der Reglerwelle befestigten Arme w, durch Stangen 9 starr verbunden.
Die gegen das feste System parallel geführten Schwunggewichte drücken infolgedessen bei ihrem Ausschlag die Federn v zusammen, ohne dass sich deren Mittellinie ändert. Im übrigen entspricht der Regler dem in Fig. 4 dargestellten, nur mit dem Unterschiede, dass eine der Gelenkstangen S in
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Um ferner bei diesen Achsenreglern während des Betriebes die mittlere Umlaufzahl verändern zu können, ohne gleichzeitig den Ungleichförmigkeitsgrad des Reglers zu ändern, kann man folgende Einrichtung anwenden, die zunächst an Hand der schem@tischen Fig. 8 erläutert worden möge.
Eine zur Verwendung kommende Feder 10, weiche der Fliehkraft der Schwung-. gewichte allein oder auch gemeinsam mit den andern bereits vorhandenen und in der beschriebenen Weise angeordneten Federn entgegenwirkt, ist zwischen einem Punkte 1 des festen Systems a w und einem Punkte 12 des beweglichen Systems eingespannt. Durch den Ausschlag der Fliohgewichte wird in der oben beschriebenen Weise eine Verdrehung des beweglichen gegenüber dem festen System und eine Verstellung des Exzenters bewirkt, wobei die zwischen dem festen und beweglichen System eingespannte Feder 10 der Fliehkraft der Schwunggewichte ebenfalls (oder allein) entgegenwirkt.
Würde man nun den Angriffspunkt 12 der Feder im beweglichen System derart verstellbar machen, dass sich gleichzeitig mit der Federspannung auch der wirksame Hebelarm der letzteren in bezug auf das Wellenmittel a in gleichem Verhältnis ändert, so wurde man hiodurch erreichen, dass das den Fliehkräften jeweils entgegenwirkende Drehmoment der Federspannung sich mit dem Quadrat der letzteren ändert. Es würde also das Drehmoment der jeweiligen Grösse der Fliehkräfte, welche dem Quadrat der Umlauf- geschwindigkeiten proportional sind, stets genau entsprechen und es liesse sich auf diese
Weise, wie theoretische Erwägungen ergeben, der Ungleichförmigkeitsgrad des Reglers bei
Veränderung der mittleren Umlaufzahl vollkommen konstant erhalten.
Andererseits darf sich aber, nachdem der Regler auf eine bestimmte mittlere Umlauf- zahl eingestellt worden ist, beim Ausschlag der Fliebgewichte der Hebelarm der Feder- spannung in bezug auf das Wellenmittel nicht ändern, wenn mari ein Gleichbleiben des
Ungleichfürmigkeitsgrades erreichen will. Zu diesem Zwecke greift nun gemäss der Erfindung die Feder 10, deren eines Ende 11 am festen System gelagert ist, an ihrem andern Ende mittels eines Zugorganes 13, etwa eines Bandes oder einer Kette, am Umfang eines Bogen- stückes 14 an, dessen Mittelpunkt mit dem Wellenmittel etwa zusammenfällt. Beim Aus- schlag der Fliehgewichte wird sich in diesem Falle das Zugorgan 13 auf dem Umfang des Bodenstückes J4 auf-oder abwickeln und infolgedessen am beweglichen System b stets mit demselben Hebelarm angreifen.
Soll nun eine Änderung der mittleren Umlaufzahl während des Betriebes erfolgen, so muss man das Bogenstück 14 derart verschieben, dass sich die Federspannung und die
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muss also etwa zwischen den Lagen 141 und 142 verstellbar sein. Genau genommen müsste sich auch der Krimmungshalbmesser des Bogenstückes derart ändern, dass bei der Verstellung des letzteren der Mittelpunkt des jeweils zur Wirkung kommenden Bogenteiles stets mit dem Wellenmittel zusammenfällt. Man kann jedoch mit völlig genügender Annäherung dasjenige Bogenstück 14 zugrunde legen, welches der durchschnittlichen mittleren
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bewogt sich der Mittelpunkt desselben von al über a nach a2.
Die mittlere Lage sowie die Endlagen dieses Bogenstuckes und seines Mittelpunktes können durch Rechnung und Zeichnung genau festgelegt werden. Um das* Bogenstück annähernd in seiner theoretisch geforderten Weise zu führen, braucht man lediglich den Drehpol seiner Verschiebung im beweglichen System aufzusuchen. Nimmt beispielsweise ein Punkt (t 15 des Bogenstückes bei der Verstellung des letzteren die äussersten Lagen 151 und 152 ein, so liegt der Drehpol
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in welchem sich diese Mittelsenkrechten schneiden.
Mittels einer im Punkt 16 gelagerten Schwinge 17, deren Ende zu dem Bogensttick 14 ausgebildet ist, kann das letztere mit voliig hinreichender Annäherung in der theoretisch erforderlichen Weise geführt werden, derart, dass sich einerseits bei Bewegung der Schwinge die Federspannung im selben Verhältnis ändert, wie der wirksame Hebelarm der letzteren, andererseits dieser Hebelarm beim Ausschlag der Fliehgewichte annähernd genau konstant bleibt.
Auf welche Weise sich eine Verstellung der Schwinge 17 während des Betriebes erreichen lässt, soll durch Beschreibung des in den Fig. 9 und 10 dargestellten Achsenreglers erläutert werden, welcher im übrigen mit dem Regler gemäss Fig. 6 und 7 über- einstimmt.
Die eben im Prinzip beschriebene neue Einrichtung ist auf der dem Exzenterf entgegengesetzten Seite des Reglers innerhalb bezw. ausserhalb der Reslertrommel b angeordnet.
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. Schneide 19 aufgenommen, Das BogonstUck 14 bildet den einen Arm der Schwinge 17, welche am beweglichen System, d. h. an der Trommel b, mittels des Bolzens 16 gelagert ist. Da bei irgendeiner bestimmten mittleren Umlaufzahl der Hebelarm, mit welchem die Feder 10 am beweglichen System angreift, beim Ausschlag der Fliehgewichte stets dieselbe
Grösse behält, so führt hiebei die Feder um ihren Aufhängepunkt keine Drehung aus, so
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beiden Arme 14 : und 20 sind mittels der Bolzen 21 und 22 in Schlitzen und der Trommelwandung nochmals gefahr.
Die genannten Schlitze müssen natürlich gemäss einem Halbmesser, dessen Mittelpunkt im Drehpunkt 16 der Schwinge liegt, gekrümmt sein.
Um nun die Schwinge 17 während des Betriebes verstellen zu können, findet ein durch ein Differentialgetriebe in langsame Drehung versetztes Kurbel-oder Exzentergetriebe Anwendung, welches an der Schwinge 17 angreift und die letztere innerhalb der Reglertrommel langsam hin und her bewegt. Auf der Aussonnabe 25 der Reglertrommel (Fig. 10 rechts) sind nämlich dicht nebeneinander zwei Zahnräder 23 und 24 gelagert, und zwar ist das innere Zahnrad 23 auf der Nabe 25 lose drehbar, während das äussere Zahnrad 24 auf der Nabe 25 aufgekeilt ist. Beide Zahnräder besitzen genau gleichen Teilkreisdurchmesser, unterscheiden sich jedoch bezüglich der Zähnezahl um einen oder auch wenige Zähne, beispielsweise ist das Zahnrad 23 mit 60, das Zahnrad 24 dagegen mit 61 Zähnon ausgestattet.
In diese beiden Zahnräder greift ein gemeinsames Triebrad 26 ein, welches an einer Griffscheibe 27 drehbar gelagert ist. Die Griffscheibe nimmt für gewöhnlich an der Umdrehung der Reglertrommel teil, indem das Triebrad 26 als Kupplung zwischen den beiden grossen Zahnrädern 23 und 24 wirkt. Hält man dagegen die Griffscheibo 27 von Hand oder auf mechanischem bezw. elektrischem Wege durch eine Bremse fest, so dass auch das Triebrad 26 sich nicht mehr um die Welle a drehen kann, so veranlasst das Triebrad 26 eine langsame Relativdrehung des Zahnrades 23 gegenüber dem sich mit der Trommel umdrehenden Zahnrad 24. Diese langsame Relativdrehnng des Zahnrades 23 gegenüber dem beweglichen System wird zur langsamen Hin und Herbewegung der Schwinge 17 in folgender Weise benutzt.
Das Zahnrad 23 ist an seinem in die Trommel hineinreichenden Ende zu der Exzenterscheibe 28 ausgebildet, auf welcher der Exzenterring 29 drehbar ist. Dieser Exzenterring 29 erfasst den am Arme 20 der Schwinge gelagerten Bolzen 22 und bewegt somit den letzteren im Schlitz der Trommel hin und her, so dass die Schwinge 17 gegenüber dem beweglichen System eine volle Hin und Herhewegung ausgeführt hat, sobald sich das Zahnrad 23 gegenüber dem Zahnrad 24 um 3600 gedreht hat.
Die Verhältnisse lassen sich beispielsweise derart wählen, dass sich beim Festhalten der Griffscheibe 27 die Schwinge 17 gegenüber dem beweglichen System innerhalb 30 Sekunden einmal hin und her bewegt, so dass innerhalb eines Zeitraumes von 15 Sekunden das Hogenstück 14 sämtliche der Veränderung der mittleren Umlaufzah ! entsprechenden Zwischenlagen einnehmen kann. Sobald der Maschinist merkt, dass die jeweils gewünschte mittlere Umlaufzahl erreicht ist, lässt er die Griffscheibe 27 los, und es bleibt nunmehr, da das Differentialgetriebe selbstsperrend ist, die Schwinge 17 in ihrer Stellung gegenüber dem beweglichen System stehen.
Die Jetztbeschriebene Einrichtung ist ganz besonders dazu geeignet, das Gleichschalten von elektrischen Ein-oder Mehrphasenstrom-Dynamos in denkbar einf : robster Weise zu ermöglichen. Es ist zu diesem Zwecke nichts weiter erforderlich, als die Griffscheibe 27 solange festzuhalten, bis man am Synchronisator ein Erlöschen der Glühlampen beobachtet.
Sobald dip Glühlampen erlöschen, lässt man die Griffscheibe fahren und es sind nunmehr die Dynamos parallel geschaltet.
Bei dem beschriebenen Regler ist also eine die Fliehkraft der Schwunggewicht aufnehmende Feder 10 zwischen dem festen System und einem im beweglichen System derart verstellbar gelagerten Zwischenglied 7 eingMpannt, dass bei der zwecks Änderung der eitleren Umlaufzahl vorzunehmenden Verstellung des Zwischengliedes der Abstand des Zwischengliedes vom andern Angriffspunkt der Feder sich im selben Verhältnis, wie der Abstand des Zwischengliedes vom Wellenmittel ändert, so dass die Federspannung gleichzeitig mit dem Hebelarm ihres Kraftmomentes wächst und fällt.
Um nun die gleiche Wirkung auch für den Fall zu erreichen, dass man als Feder zwischen dem festen und dem beweglichen System eine annähernd kreisförmig gewundene Diegungsfeder anwendet, kann man die in den Fig. 11-14 schematisch dargestellten Ab- änderungen treffen. Wie aus Fig. 11 ersichtlich, ist die kreisförmig gewundene Biegung-
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behalten soll. Um nun das freie Federende zu zwingen, sich annähernd auf dieser Bahn zu bewegen, findet ein Lenker a. A Anwendung, welcher im festen System mittels des Bolzens 33 derart gelagert ist, dass der letztere etwa im Krümmungsmittelpunkt der Kurve 31 liegt. Auf diese Weise wird also erreicht, dass die Biegungsfeder v bei ihrer Anspannung stets kreisförmig bleibt.
Die Schwinge 17 ist mittels des Zapfens 16 am beweglichen System derart gelagert, dass sich das Bogenstuck 14, an welchem die Biegungsfedor mittels des Zugorgans tangential angreift, bei seiner Verstellung annähernd radial bewegt. Auf diese Weise wird erreicht, dass sich bei der zwecks Änderung der mittleren Umlaufzahl vorzunehmenden Verstellung des Zwischengliedes der Abstand des letzteren vom Wellenmittel etwa im selben Verhältnis ändert, wie die Spannung der stets kreisförmig bleibenden Feder.
Der andere Arm 20 der Schwinge 17 ist ähnlich wie in Fig. 9 mittels des Bolzens 22 mit dem Exzenterring 29 vorbunden, welcher auf dem verstellbaren Exzenter 28 drehbar ist. Das Exzenter 28 kann, wie es bei Fig. 9 beschrieben ist, während des Betriebes durch
Festhalten einer Griffscheibe untof Vermittlung eines geeigneten Differentialgetriebes in langsame Relativdrohung gegenüber dem beweglichen System versetzt, werden, wodurch die
Schwinge 17 innerhalb des Achsenreglers langsam hin und her bewegt wird, derart, dass man durch ein entsprechend langes Festhalten der Griffscheiùe während des Betriebes die mittlere Umlaufzahl des Reglers beliebig ändern kann.
Bei der in Fig. 11 gezeichneten Ausführnngsform des Achsenreglers erstreckt sich die wirksame Länge der Biegungsfeder annähernd über einen Halbkreis, bei der Aus- führungsform der Fig. 12 dagegen annähernd über einen Dreiviertelkrois. Der Drehzapfen 33 für den das Ende der Biegungsfeder fahrenden Lenker 32 liegt, wie sich aus theoretischen
Betrachtungen ergibt, stets annähernd genau auf der Winkelhalbierenden des von der wirk- samen Federlänge eingenommenen Bogens. Die am Lenker 32 mittels des Zapfens angelenkte Zugstange 30 greift bei dieser Ausführungsform an dem Zwischenglied einfach mittels eines Zapfens 12 an, der durch die Schwinge 17 annähernd radial geführt wird.
Wegen des verhältnismässig geringen Winlwlausschlages wird hiedurch annähernd dieselbe Wirkung erreicht, wie in Fig. 11 durch das üogenstuck 14, an dessen Umfang ein Zugorgan angreift. Der Zapfen 22 der Schwinge 17 wird in Fig.. 12 wiederum durch den Exzenterring 29 erfasst, welcher auf dem Exzenter 28 gleitet.
Die radiale Führung des Zwischengliedes 14, an welchem die Feder mittels der Zugstange 30 angreift, wird bei der in Fig. 13 dargestellten Ausführungsform dadurch erreicht, dass das Zwischenstück einerseits an seinem äusseren Ende in dem radialen Schlitz 35 des beweglichen Systems geführt ist, andererseits mit seinem inneren, gegabelten Ende 36 auf dem Stein 37 gleitet, der auf der Reglerwelle a drehbar ist. Auch hier wird der im Zwischenstück 14 befindliche Zapfen 22 von dem Exzenterring 29 erfasst, der auf dem verstellbaren Exzenter 28 gleitet.
Bei der in Fig. 14 veranschaulichten Ausführungsform endlich ist an dem radial
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**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.