Hydraulische Reglereinrichtung Die Erfindung betrifft eine hydraulische Regel einrichtung, die sich für Antriebsvorrichtungen mit konstanter Drehzahl verwenden lässt, z. B. für den Antrieb eines elektrischen Wechselstromgenerators oder eines anderen, einen Antrieb mit im wesent lichen konstanter Drehzahl erfordernden Gerätes.
Die erfindungsgemässe hydraulische Regeleinrich tung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine mit mindestens angenähert konstanter Geschwindigkeit angetriebene Rotationspumpe und einen in einem Zylinder verschiebbaren Differentialkolben mit zwei ungleich grossen Flächen aufweist, welche Rotations pumpe mit dem Zylinder des Differentialkolbens derart verbunden ist, dass der Druck des geförderten Mediums auf die kleinere Fläche des Differential kolbens wirkt, ferner, dass zwischen dem Zylinder des Differentialkolbens auf der Seite der grösseren Fläche des letzteren und der Druckseite der Rotationspumpe ein von der Welle, deren Geschwindigkeit konstant zu halten ist,
in Rotation versetztes Steuerorgan mit einer regulierbaren Durchflussöffnung angeordnet ist und dass das Verhältnis zwischen den beiden Flächen des Differentialkolbens so gewählt ist, dass der Kolben stillsteht, wenn die Welle deren Ge schwindigkeit konstant oder mindestens angenähert konstant zu halten ist, mit der gewünschten Ge schwindigkeit dreht.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes .dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 schematisch die erste Ausführungsform der hydraulischen Reglereinrichtung, während die Fig. 2 die zweite Ausführungsform zeigt.
Die hydraulische Reglereinrichtung nach Fig. 1 weist eine Welle 1 .auf, die mittels eines nicht ge zeichneten Antriebsmittels mit einer bestimmten kon stanten Drehzahl in Umdrehung versetzt wird. Die Welle 1 ist einenends mit einer Zahnradpumpe 2 und andemends mit einer hohlen Reglerwelle 3 ver bunden.
Die Reglerwelle kann auch mit der Welle 1 identisch sein .oder koaxial zur letzteren und'/oder mit einer .der Wellen der Zahnradpumpe 2 angeordnet sein. Die Zahnradpumpe 2 fördert eine Flüssigkeit mit im wesentlichen, konstant bleibender Menge nach einer Druckleitung 4, aus welcher ,eine bestimmte Menge, die vom Druck in der Leitung 4 abhängig ist, durch die Bohrung eines als Drossel ausgebildeten Kontrollorganes 6 in :eine Leitung 5 übertritt, um nach der Eintrittsseite der Pumpe 2 zurückzufliessen.
Der Hohlraum der Reglerwelle 3 steht einenends über eine Bohrung 8 mit der Druckleitung 4 in Verbindung zum Zwecke der überleitung von Druck flüssigkeit nach einer Bohrung mit veränderbarer Austrittsöffnung, die sich in einem Ventilsitz 15 be findet, welche Austrittsöffnung durch einen Ventil körper 16 abschliessbar ist. Der Ventilkörper 16 ist .reit der Welle 3 mittels einer Feder 7 verbunden, die den Ventilkörper auf seinen Sitz drückt.
Ventil körper 16 und Feder 7 rotieren mit der Hohlwelle 3 und sind somit der Zentrifugalkraft unterworfen. Auf den Ventilkörper 16 ist ein Druck wirksam, .der dem Druck der Druckflüssigkeit entspricht, welcher im Hohlraum der Hohlwelle 3 herrscht, zuzüglich der Zentrifugalkraft, die den Ventilkörper 16 von seinem Sitz 15 abzuheben bestrebt ist, welchen Kräf ten aber die Federkraft der Feder 7 und .ein Druck entgegenwirkt, der in einer Kammer 9 herrscht, innerhalb welcher .der das Ventil<B>16,
</B> 15 tragende Teil der Reglerwelle 3 rotiert. Der Ventilkörper 1-6 wird von seinem Sitz 15 abgehoben, sobald die Summe der Kräfte aus dem Flüssigkeitsdruck inner halb der Reglerwelle .3 und der Zentrifugalkraft grösser wird als die Summe .der Gegenkraft, gebildet aus der Kraft der Feder 7 und dem Druck innerhalb der .Kammer 9.
Die Kammer 9 steht mit einer Kammer 10 in Verbindung, die sich auf der die grössere Fläche besitzenden Seite eines zwei ungleich grosse Flächen aufweisenden Differentialkolbens 11 befindet. Auf der die kleinere Fläche besitzenden Seite des Kolbens 11 befindet sich eine Kammer 12, die an die Druckleitung 4 angeschlossen ist. Die beiden Kammern 9 und 10 sind über eine Bohrung eines Kontrollorganes 13 mit der an die Eintrittsseite der Pumpe angeschlossenen Leitung 5 verbunden, so dass aus diesen Kammern eine bestimmte Flüssig keitsmenge, die von den in den Kammern 9 und 10 herrschenden Drücken abhängig ist, nach der Pumpe zurückfliessen kann.
In jede der beiden Kammern 10 und 12. ist eine am Kolben 11 anliegende Feder 14 bzw. 15' eingesetzt, die zur Aufrechterhaltung der Stabilität der Reglereinrichtung vorgesehen sind. Die beiden Federn 14 und 15' können auch weggelas sen sein.
Bei der Inbetriebsetzung der Reglereinrichtung vom Stillstand aus steigt die Geschwindigkeit der Welle 1 an und bleibt zunächst kleiner als die Ge schwindigkeit, bei welcher der Ventilkörper 16 von seinem Sitz abgehoben wird und das Ventil öffnet. Der in den Kammern 9 und 10 herrschende Druck ist im wesentlichen gleich dem Druck auf der Ein trittsseite der Pumpe 2, während der Druck in der Kammer 12 gleich ist dem Druck auf der Druck seite der Pumpe. Bei diesem Zustand bewegt sich der Kolben 11, unabhängig davon, ob die Federn 14 und 15' vorhanden sind oder nicht, in der Richtung der grösseren Fläche, d. h. von rechts nach links in Fig. 1, und gelangt bis an das Ende seiner Bewe gungsbahn, wenn das Ventil 15, 16 geschlossen bleibt.
Wenn das Ventil 15, 16 sich öffnet, stellt sich in den Kammern 9 und 10 eine Druckerhöhung ein, die abhängig ist vom Verhältnis der Grösse der Bohrung, die durch den Ventilkörper 16 freigegeben worden ist, zur Bohrung im Kontrollorgan 13. Der Kolben 11 kommt zum Stillstand, wenn die resul tierende Druckkraft auf die grössere Kolbenfläche zusammen mit der Kraft der Feder 14 gleich ist der erhöhten Druckraft, die auf die kleinere Fläche auf der Rückseite des Kolbens 11 zusammen mit dem Druck der Feder 15' wirksam ist.
Für den Fall, dass die Federn 14 und 15' weg gelassen sind, wird der Druckausgleich auf die grö ssere Vorderseite und auf die kleinere Rückseite des Kolbens 11 erst dann erreicht, wenn die Welle 1 ihre normale Geschwindigkeit angenommen hat, wo hingegen bei Anwesenheit der beiden Federn 14 und 15' der Ausgleich der auf die Vorderseite und die Rückseite des Kolbens wirkenden Kräfte nicht nur dann erzielt wird, wenn der Kolben 11 in seiner in Fig. 1 gezeichneten Mittelstellung zum Stillstand kommt, sondern auch bei Geschwindigkeiten der Welle 1, die etwas oberhalb oder unterhalb der normalen Geschwindigkeit liegen, in welchen Fällen der Kolben 11 am Abstand von seiner Normalstellung zum Stillstand kommt,
wobei dieser Abstand von der Grösse der Abweichung der Geschwindigkeit von der Normalgeschwindigkeit abhängig ist. Je nach dem die Geschwindigkeit etwa oberhalb oder unter halb der Normalgeschwindigkeit liegt, kommt der Kolben rechts oder links seiner Normalstellung zum Stillstand. Der Ventilkörper 16 schliesst erst dann vollständig ab, wenn der Kolben 11 eine solche Stellung erreicht hat, die einer extrem kleinen Ge schwindigkeit entspricht. Bei der Ausführungsform der Einrichtung nach Fig. 2 ist eine durch eine Steuerwelle 22 angetriebene Zahnradpumpe 21 vorgesehen, die<B>öl</B> oder eine andere Flüssigkeit durch einen Einlass 23 ansaugt und nach der Druckseite 24 fördert, an die zwei Leitungen 25 und 26 angeschlossen sind.
Die Lei tung 25 führt nach einem Auslass 27, wobei die aus tretende Flüssigkeitsmenge durch ein einstellbares Regelventil 28 geregelt werden kann. Die Leitung 26 führt über ein Regelorgan 29 nach einer zweiten Austrittsöffnung 31, hinter welcher ein unter Feder druck stehendes Entlastungsventil 30 eingebaut ist, wobei der Druck in der Leitung 32 vom Regler organ 29 nach dem Entlastungsventil 30 im wesent lichen konstant bleibt. In einem Zylinder 34 ist ein Differentialkolben 33 angeordnet, der dazu benutzt werden kann, eine Antriebsvorrichtung mit konstanter Drehzahl zu steu ern. Auf der Seite des Kolbens mit der grösseren Fläche befindet sich eine Kammer 35, die mit der Leitung 32 verbunden ist, in welcher Kammer ein konstanter Druck herrscht.
Auf der Seite des Kol bens mit der kleineren Fläche ist eine Kammer 36 vorgesehen, die an die Leitung 25 angeschlossen ist und in der ein Druck entsprechend dem Druck auf der Druckseite der Pumpe herrscht, der grösser ist als der Druck in der Leitung 32 zufolge des Druck abfalles im Reglerorgan 29. In der Kammer 36 be findet sich noch eine Schraubenfeder 37, derzufolge der Kolben 33 in einer bestimmten Stellung inner halb des Zylinders festgestellt wird, welche einer Differenz der hydraulischen Kräfte, die auf den beiden Kolbenseiten wirksam sind, entspricht.
Es sei angenommen, es stehe der Kolben 33 in der Mitte des Zylinders 34 still, wenn die Welle 22 mit der gewünschten Geschwindigkeit umläuft. Eine Abnahme der Geschwindigkeit an der Welle 22 hat eine Zunahme des Druckäbfalls innerhalb des Reglerorgans 29 zur Folge. Das Ergebnis davon ist, dass der in der Kammer 36 herrschende Druck den Kolben 33 aus seiner Normalstellung heraus von rechts nach links verschiebt, um die Kraft der Feder 37 zu verändern, und diese das Gleichgewicht der Kräfte wiederherstellt. Umgekehrt hat eine Er höhung der Geschwindigkeit an der Welle 22 eine Reduktion des Druckabfalles im Reglerorgan 29 zur Folge.
Dieser verminderte Druckabfall bewirkt eine Verschiebung des Kolbens 33 von links nach rechts in Fig. 2 und eine Erhöhung der Kraft der Feder 37 auf den Kolben zufolge des verminderten, in der Kammer 36 herrschenden Druckes.