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Regler.
Die Erfindung betrifft einen Regler, der sich durch äusserst geringe Trägheit und sehr grosse Empfindlichkeit auszeichnet, indem die Verstellung des Reglungsorgans ohne Änderung der Stellung der Reglerteile erfolgt.
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Kraft miteinander nachgiebig verbundenen und mit Bezug zu einander mit einer gleichbleibenden oder veränderlichen Geschwindigkeit gedrehten Teilen. Der eine der Reglerteile ist mit dem den zu regelnden Faktor beeinflussenden Regelungsorgan verbunden, der unter der Wirkung einer gleichbleibenden oder veränderlichen Kraft seiner Anfangslage zustrebt.
Beim Wachsen der die beiden Reglerteile kuppelnden Kraft entfernt der mit dem Regelungsorgan verbundene
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zu regelnden Faktors soweit, bis ein Gleichgewicht zwischen den Drehmomenten der die Kupplung der Reglerteile und die Rückkehr des Regelungsorgans in seine Anfangslage bewirkenden Kräfte eintritt.
Die nachgiebige Kupplung der beiden Reglerteile kann in vorteilhafter Weise entweder durch Reibung oder durch elektrodynamische Anziehung bewirkt werden. Zur Erzeugung der
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oder die elektromagnetische Anziehung dienen.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele des Reglers schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt den Erfindungsgegenstand als Geschwindigkeitsregler ausgeführt, bei dem die beiden Reglerteile durch Reibung gekuppelt sind, die durch die Fliehkraft erzeugt wird. r) e Reibungsseheibe 7 bildet den im Beharrungszustande des Reglers in Ruhe verbleibenden Reglert@il, der mit. einem Drehschieber 3 verbunden ist. Dieser bildet das in die Speiseleitung J eingeschaltete Rcgelungsorgan für den Durchfluss des Antriebsmittels der zu regelnden Maschine. Eine Feder'J ist derart angeordnet, dass sie den Drehschieber 3 stets in seine Anfangslage zurückzuführen trachtet, in der der Kraftmittelzunuss vollständig geöffnet ist.
Den anderen Reglerteil bilden die Reibungsbacken : ?, 2, die um Zapfen 6,6 sehwinghar auf der Welle 7 angeordnet sind. Die Welle 7 wird mittels einer geeigneten Übersetzung von der zu regelnden Maschine in Drehung versetzt, so dass die Umlaufsgeschwindigkeit der Well- mit der Geschwindigkeit der zu regelnden Maschine proportional ist. Die Reibungsbacken. ?. bilden Arme von Winkelhebeln, deren andere Arme 8, 8 die Gewichte 9, 9 tragen.
Die beim Drehen der Welle 7 auftretende Fliehkraft drückt die Backen 2 gegen die Reibungs-
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Faktor (die Geschwindigkeit) abhängig. Die Scheibe 1 wird samt dem Schieber 3 durch die Backen solange mitgenommen, bis die hiebei gespannte Feder 5, der die Teile 1 und 2 miteinander
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überwiegt und die Scheibe 1 samt dem Schieber 3 zurückgedreht und der Schieber mehr geöffnet wird. Bei Zunahme der Geschwindigkeit wird hingegen die Reibung zwischen den Backen 2 und der Scheibe 1 erhöht, so dass die Scheibe mitgenommen, die Feder 5 weitergespannt und der Kraftzufluss vermindert wird.
Es ist aus diesem ersichtlich, dass beim Regeln die Reglergewichte ihre Stellung nicht ändern müssen, sondern dass unmittelbar die auf die Gewichte wirkende Fliehkraft und nicht erst die durch die Änderung derselben eintretende Stellungsänderung der Gewichte die Regelung bewirkt.
Selbstverständlich kann die Scheibe 1 nicht nur einen Schieber, sondern ein beliebiges Regelungsorgan beeinflussen, welches seinerseits den Zufluss eines beliebigen Kraftmittel (Dampf, Wasser, Brennstoff, Pressluft, Elektrizität) regeln kann.
Die der zwischen den Kupplungsteilen 1 und 2 herrschenden. Reibung entgegenwirkende Kraft kann nicht nur durch eine Feder, sondern auch durch ein Gewicht oder in anderer Weise erzeugt werden. Diese Kraft braucht nicht, wie oben im beschriebenen Beispiele mit der Grosse der Verstellung des Regelungsorgans wachsen, sondern kann auch unverändert bleiben, wie dies Fig. 2 zeigt, in welchem Falle der Regler astatisch wirkt.
Gemäss Fig. 2 ist die Reibungsscheibe 1 mit einer Schnurtrommel 10 verbunden, um die eine Schnur 11 gewickelt ist. Die Schnur 11 läuft einerseits über die Rolle 12 und trägt an dem ein (ll Ende ein Gewicht J und andererseits über die Rolle 13 zu dem Reglerschieber 3. Das
Gewicht 5 trachtet den Schieber 3 zu heben und damit den Kraftmittelzufluss in der Leitung (J J zu erhöhen. Steigt die Geschwindigkeit über die normale, so nehmen infolge der erhöhten Reibung die Backen 2, 2 die Scheibe 1 mit, wodurch das Gewicht 5 solange gehoben wird, bis der durch
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entsprechend drosselt.
In Fig. 3 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher die Grösse der die beiden Reglerteile kuppelnden Reibung durch den Druck eines Druckmittels bedingt wird. Hier wird der im Raume 1 herrschende Druck durch Vermittelung der Membrane 15 auf den mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit umlaufenden Reglertril 2 Übertragen, der durch die Reibungskraft den anderen
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Die Reibung kann aber auch durch die Anziehungskraft eines Elektromagnets beeinflusst werden, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist, wo der Solenoid 16 durch Vermittelung des Hebels 17 auf die Spindel des Reglerteiles 2 einen von der Erregung des Elektromagnets abhängigen Druck ausübt.
Die Anfangslage des Regelungsorgans, in die es sich selbst überlassen, durch die Feder usw. zurückbewegt wird, kann nicht nur dem grössten Kraftmittelzulasse, sondern auch der vollständigen Absperrung des Kraftmittelzuflusses entsprechen, wobei die Anordnung derart getroffen sein muss, dass beim Wachsen des zu regelnden Faktors, hier z. B. der Geschwindigkeit, die die Reglerteile miteinander kuppelnde Kraft, z. B. die Reibung, abnimmt.
Eine solche Anordnung kann z. B. erzielt werden, wenn bei der Anordnung nach Fig. 4 der Hebe ! 77 durch eine Feder 18 nach oben gezogen wird (vergl. Fig. 5) und der Elektromagnet 16 bei Zunahme seiner Erregung der Feder entgegenwirkend, den Druck der Feder vermindert.
In den obigen Beispielen dient zur nachgiebigen Kupplung der Glieder 1 und. ? die Reibung ; es kann jedoch hiezu auch eine andere Wirkung z. B. die elektrodynamische Anziehung benutzt werden. Ein Beispiel dieser Art ist in Fig. 6 veranschaulicht.
Die Glocke 1 (aus Kupfer) befindet sich hier im Felde eines Elektromagnet, s 2, der durch die Welle 7 mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, welche mit der Geschwindigkeit der zu regelnden Maschine proportional ist.
Der Elektromagnet : 2 wird aus einer beliebigen Stromquelle erregt. Das Regelungsorgan ist hier z. B. ein Kontaktarm 3, welcher sich auf einen Reglungswiderstand 4 bewegt. Die durch den
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geschwindigkeit des Elektromagnete proportional, so dass der Elektromagnet eine mit seiner
Umdrehungsgeschwindigkeit proportionale mitnehmende Kraft auf die Glocke 1 ausübt. Die
Wirkungsweise ist dieselbe wie bei den früher beschriebenen Beispielen, nur kommt die Möglichkeit hinzu, die Normalgeschwindigkeit, welche der Regler aufrechtzuerhalten trachtet, ändern zu können, indem die Erregung des Elektromagneten 2 geändert wird.
Da es bei der in Fig. 6 dargestellten Anordnung blos auf die relative Geschwindigkeit des Elektromagnets 2 und der Glocke 1 ankommt, so kann diese Anordnung auch umgekehrt werden, indem die Glocke oder eine Scheibe 1 mit einer der zu regelnden Geschwindigkeit proportionalen
Geschwindigkeit gedreht wird, während der Elektromagnet 2 ruht. Es kann nun entweder der Elektromagnet oder aber die Scheibe mit dem Regelungsorgan verbunden sein. In Fig. 7 ist der letztere Fall veranschaulicht.
Die Scheibe 1 ist auf der Antriebswelle 7 lose und mit derselben durch Vermittelung der Feder J verbunden. Ajf dem mit Schraubengewinde versehenen Teil 19 der Welle 7 sitzt eine
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sich mit der Scheibe 1 zusammen drehen muss, ihr jedoch genähert oder von ihr entfernt werden kann. Der das Regelungsorgan bildende Hebel 3 greift in den Kragen 23 der Hülse 20. Auf die Scheibe 1 wirkt der aus einer geeigneten Stromquelle erregte Elektromagnet 24 bremsend.
Im Beharrungszustande des Reglers hält die Feder 5 der Bremskraft des EIektromagneta
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keit der Scheibe 1 gestört, so verdreht sich die Scheibe 1 samt der Hülse 20 mit Bezug auf die Welle 7. Hiedurch wird die Hülse 20 auf dem mit Schraubengewinde versehenen Teil 19 höher oder tiefer geschraubt, wobei der Kragen 23 den Hebel 3 entsprechend verstellt.
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einflusst werden.
Die in Fig. 8 dargestellte Anordnung entspricht der in Fig. 7 dargestellten, nur erfolgt hier die Bremsung der Scheibe 1 durch Bremsbacken 25, die z. B. durch einen Elektromagneten 26 oder durch Druck eines Druckmittels an die Scheibe 1 angepresst werden können.
Der Regler kann jedoch nicht nur zum Regeln der Geschwindigkeit, sondern zum Regeln eines anderen Faktors z. B. eines Gasdruckes oder einer elektrischen Spannung bezw. Strom- stärke benutzt werden.
So kann z. B. als Druckregler insbesondere die in Fig. 3 dargestellte Anordnung dienen, während als Spannungsregler z. B. die in Fig. 4,7 und 8 dargestellte Anordnung benutzt werden kann, wenn die Scheibe 1 durch irgend eine Kraft, z. B. durch einen besonderen Elektromotor in Drehung versetzt und der Elektromagnet 2 bezw. 26 durch einen mit der zu regelnden Spannung proportionalen Strom erregt wird. Der Hebel 3 beeinflusst nun in irgend einer bekannten Weise, z. B. durch Veränderung von Widerständen, die zu regelnde Spannung in dem gewünschten Sinne.
Bei der Anordnung nach Fig. 7 muss in diesem Falle die Umdrehungsgeschwindigkeit der Reglerscheibe konstant sein. während bei der Anordnung nach Fig. 4 und 8 die Änderung der Unidrehungsgeschwindigkeit der Reglerscheibe die Wirkung des Reglers nicht beeinflusst.
Bei den Anordnungen nach Fig. 6 und 7 kann man statt der Glocke oder der Scheibe einen bewickelten Anker benutzen, dessen'Wicklung entweder über regelbare Widerstände oder einfach kurz geschlossen sein kann.
Endlich sei noch darauf hingewiesen, dass bei den Anordnungen, wo der mit dem Regelungsorgan verbundene Reglerteil umläuft (Fig. 7 und 8), die Anfangsstellung, von welcher die das
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ein Regler, gekennzeichnet durch zwei, durch eine von der Grösse des zu regelnden Faktors abhängige Kraft miteinander nachgiebig verbundene, mit Bezug zu einander mit einer gleichbleibenden oder veränderlichen Geschwindigkeit gedrehte Teile, deren einer mit dem den zu regelnden Faktor beeinflussenden, unter der Wirkung einer gleichbleibenden oder veränderlichen Kraft seiner Anfangsstellung zustrebenden Regelungsorgan derart verbunden ist, dass er dieses Regelungsorgan beim Wachsen der die beiden Reglerteile kuppelnden Kraft von der Anfangsstellung soweit entfernt und dadurch die Grösse des zu regelnden Faktors soweit ver- ändert, bis ein Gleichgewicht zwischen den Drehmomenten der die Kupplung der Reglert. eile und die Rückkehr des Regelungsorgans in seine Anfangslage bewirkenden Kräfte eintritt.