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Hydraulische Regelungsvorrichtung.
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Regelungsvorrichtung, wie solche für Wasserkraftmaschinen verwendet werden, wobei aber zum Unterschiede von den bisher gebräuchlichen Bauarten die in der zweckdienlichen Verstellung des Steuerschiebers begründete Regelungs-
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verdrängung an einer die Verbindung aller als Verdränger ausgebildeten Sondereinrichtungen allein vermittelnden Flüssigkeitsmenge erreicht wird, so dass sich alle Wirkungen der selbsttätigen Regelung als positive oder negative Verdrängerwirkungen an dieser Flüssigkeitsmenge ausdrücken. und andererseits diese Regelungswirkung der Hauptbestandteile der Regelungsvorrichtung eine isodrome ist, die aber durch eine zusätzliche, ebenfalls als Verdränger ausgebildete Sondereinrichtung in eine solche mit Ungleichförmigkeitsgrad verwandelt wird.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 die schematische Darstellung der Gesamteinrichtung, wobei 1 den Arbeitszylinder, 2 den Steuerschieber, zusammen als Servomotor bekannt. 3 die Regelungs-
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in Fig. 1 ist auch der Zusammenhang der angeführten Teile der Regelungsvorrichtung ersichtlich.
Von der Kraftmaschinenwelle wird unter Zwischneschaltung geeigneter Übertragungsteile der Erregungsverdränger 4 angetrieben, der vorzugsweise als hydraulisches Tachometer ausgebildet ist. Dieses Tachometer besteht aus einem kreisenden Gefässe, das mit dem Behälter 10 nach unten in Verbindung steht und infolgedessen bei der Umdrehung hydrostatisch gesetzmässig Flüssigkeit von dem Behälter 10 nach dem Innern des kreisenden Gefässes oder umgekehrt verdrängt, wobei die Flüssigkeitsoberfläche im Gefässe die Form eines Paraboloids annimmt, dessen Scheiteltangentialebene mit dem Flüssigkeitsspiegel im Behälter 7C zusammenfällt.
Weiters entspricht jeder Umlaufszahl dieses Tachometers eine bestimmte Verdrängungsmenge über dem Behälterspiegel, ohne Abhängigkeit von dessen Höhenlage, und es können daher auch die von anderen Verdrängern verursachten Änderungen des Spiegels unmittelbar keine Rückwirkungen auf die Umlaufszahl des Tachometers zur Folge haben. Diese Eigenschaften eines Tachometers liessen sich auch erhalten, wenn ein entsprechend gebauter Fliehkraftregler mit einem Verdrängungskörper unmittelbar oder mittels Hebelübersetzung gekuppelt werden würde, wie dies in Fig. 2 schematisch dargestellt ist.
Der Verdränger 5 (Schwimmer) ist mit dem in bekannter Weise mit Vorsteuerung versehenen Steuerschieber verbunden. Mit dem Arbeitskolben bezw. mit der Regelungswelle 3 steht in fester Abhängigkeit ein Verdränger 6, der mit einer selbsttätig einstellbaren Flüssigkeitsbremse.
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und für Parallelschaltung, also bei allen willkürlichen Änderungen der Umlaufszahl, verwendet wird, wobei seine Tauchtiefe von Hand, allenfalls unter Zuhilfenahme eines Fernahtriebes. geändert
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dieser Sondereinrichtung besteht demnach in einer Füllung und Entleerung des Behälters. ? bezw.
in einer Veränderung des Behälterinhaltes im Bereiche der sonstigen Verdränger im Sinne eines Flüssigkeitszu-. oder -abflusses, an dessen Stelle aber die Verdrängerwirkung tritt.
Die Wirkungsweise der hydraulischen Regelungsvorrichtung ist folgende : In der Schlussstellung befindet sich der handverdränger 8 in seiner höchsten und der Behälterspiegel in seiner tiefsten Lage, wodurch der unter hydraulischem Druck stehende Arbeitskolben 1 die Regelung geschlossen hält, da auch der Steuerschieber seine tiefste Stellung eingenommen hat. Dies ist eine Folge des Abstellens (Umlaufszahlverdrängung auf Stillstand), da hiebei der Behälterspiegel dem Wirkungsbereich des selbsttätigen Ausgleichsverdrängers 6 entzogen wurde.
Um die Kraftmaschine anzulassen, wird nun der liahdverdränger 8 gesenkt. Der infolgedessen steigende Behälterspiegel zwingt den Steuerschieber 2 jenseits der Mittelstellung zu öffnen,
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auf doh Beharrungszustand des Leerlaufes erhöht. Findet nun eine Belastung der leerlaufenden Maschine statt, so hat dies einen Abfall an Umdrehungen zur Folge, der das Tachometer zu einer Hebull des Behälterspiegels veranlasst. Hiedurch öffnet der Steuerschieber und der Arbeitskolben verstellt die Regelllngswelle 3 auf grössere Füllung und hebt dabei gleichzeitig den Aus- gleichsverdränger 6.
Infolgedessen wird der Behälterspiegel unter Mitwirkung der gleichzeitig verstellten Verdränger 7 und allenfalls 9 wieder gesenkt. Dieser letztere, primäre Ausgleich der Errf'gung rd zunichst den Lauf des Arbeitskolbens 1 unterbrechen.
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kompensiert wurde, eine Regelungsbeweguhg im entgegengesetzten Sinne herbeiführen müsste.
Nun steht aber der Ausgleichsverdränger 6 vom Augenblicke des Kolbenstillstandes unter der freien Wirkung des Auftriebes, indem an dem aus seiner gewöhnlichen Stellung gehobenen Ausgleichsverdränger 6 die Flüssigkeitsbremse selbsttätig entsprechend geöffnet worden war, Ho dass ein Sinken des Verdrängers 6 eintritt, das mit der rückwirkenden Verdrähgungsdauer des Tachometers zeitlich zusammenfällt. Hiedurch findet ein sekundärer Ausgleich statt.
Dieser daraus sich ergebende, gegenüber dem erregenden kleinere und entgegengesetzte Spiegelhöhenunterschied gibt nun Veranlassung zu Nachregelungen, die aber derart immer kleiner werden, bis der Steuerschieber einen Rest des Spiegelhöhenunterschiedes nicht mehr empfindet und in seiner neutralen Stellung verharrt, wobei die Beharrungsumlaufzahl je nach der Stellung des Yerdrängers 7 mit jener vor der Belastung übereinstimmt (Isodromwirkung) oder hievon abweicht (Ungleichförmigkeit).
Für die Entlastung ergibt sich sinngemäss ein entgegengesetzter Vorgang.
Beim Abstellen der Kraftmaschine wird durch Heben des Handverdrängers 8 der Steuerschieber auf Schliessen gestellt, ohne dass eine endliche Kompensation eintritt. Diese findet erst beim Anlassen, wie vorher angegeben, statt. Für das Parallelschalten zweier Kraftmaschine ist nur eine differentielle Verstellung des Handverdrängers 8 notwendig.
Die Vorteile der hydraulischen Regelungsvorricht. utlg nach der Erfindung sind folgende : In erster Linie wird die Isodromwirkung mit der Wirkung der hauptsächlichen Regelungseinrichtung, nämlich der Verdränger 4, a und 6, erreicht und eine beliebig verlaufende, steigende oder fallende Schwankung der Umlaufszahlen zwischen Leerlauf und Vollbelastung durch die
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vorgeschriebenen Verlauf der Schwankungen der Umlaufszahlen entsprochen werden kann. Drittens tritt eine der wichtigsteh Sondereinrichtungen der Regelungsvorrichtung bei Anwendung des hydraulischen Tachometers 4 (Erreguhgsverdrängers) in einfachster Bauart auf und auch die anderen Sondereinrichtungen bedürfen keiner schwierigen baulichen Mittel.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hydraulische Regelungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftmaschine mittels geeigneter Vorrichtungen den Spiegel einer gleichbleibenden Flüssigkeitsmenge, in die ein den Steuerschieber (2) für den Arbeitszylinder verstellender Schwimmer (5) eintaucht, je nach ihrer Geschwindigkeit ändert, wodurch eine Schwimmerbewegung und durch diese eine Steuerschieberbewegung eingeleitet wird, wogegen durch einen mit dem Arbeitskolben (1) zwangläufig bewegten, in die Flüssigkeit eintauchenden Verdränger der gewählte ursprüngliche Flüssigkeitsspiegel wieder hergestellt wird, um den Steuerschieber in die Mittelstellung zurückzuführen.