CH443003A - Arrangement for the supply of liquid in spaces of a rotating shaft for functional testing of mechanical speed monitors of power machines at normal operating speed - Google Patents

Arrangement for the supply of liquid in spaces of a rotating shaft for functional testing of mechanical speed monitors of power machines at normal operating speed

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CH443003A
CH443003A CH1190266A CH1190266A CH443003A CH 443003 A CH443003 A CH 443003A CH 1190266 A CH1190266 A CH 1190266A CH 1190266 A CH1190266 A CH 1190266A CH 443003 A CH443003 A CH 443003A
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CH
Switzerland
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liquid
speed
speed monitor
space
shaft
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Application number
CH1190266A
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German (de)
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Peter Wilhelm
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Bbc Brown Boveri & Cie
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
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    • G05D13/00Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
    • GPHYSICS
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  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Description

  

      Anordnung    zur Flüssigkeitszuführung in Räume einer rotierenden Welle zur Funktionsprüfung  mechanischer Drehzahlwächter von     Kraftmaschinen    bei normaler Betriebsdrehzahl    Drehzahlwächter dienen als     überdrehzahlschutz     von Kraftmaschinen. Bei unzulässigem überschreiten  der Normaldrehzahl, also beim Erreichen einer vorge  gebenen     Auslösedrehzahl,        wind    durch den Drehzahl  wächter die Unterbrechung der Zufuhr des die Kraft  maschine durchströmenden Mediums ausgelöst und  somit die Kraftmaschine stillgesetzt.  



  Die     Fig.1    stellt die übliche Ausführung eines  Drehzahlwächters dar: Der Drehzahlwächter 24 ist in  der Hauptwelle 1 oder in einer von dieser betriebenen  Nebenwelle der     Kraftmaschine    angeordnet. Er besteht  im wesentlichen aus einem Schwunggewicht 2, einer  Führungshülse 3, einer Führungsmutter 4, einer Feder  5 und einem Federteller 6.  



  Der gemeinsame     Massenschwerpunkt    7 der radial  zur Wellenachse beweglichen Teile des     Schwungge-          wichtes    2 und des mit ihm verbundenen Federtellers 6  liegt ausserhalb der Wellenachse in Bewegungsrichtung  des     Schwunggewichtes    2. Die im Schwerpunkt 7 an  greifende Fliehkraft entspricht in ihrer Grösse der  jeweiligen Wellendrehzahl. Dieser Fliehkraft entgegen  wirkt die Federkraft der Feder 5. Gleichgewicht zwi  schen der Fliehkraft der beweglichen Teile 2 und 6  und der Federkraft besteht bei der vorgegebenen Aus  lösedrehzahl.

   Wird diese überschritten, so überwiegt  die Fliehkraft von Teil 2 und 6 die Federkraft und das       Schwunggewicht    bewegt sich, geführt in Teil 3 und 4,  um den Hub 8 radial zur     Wellenachse    nach aussen.  Der Kopf des Schwunggewichtes 2 trifft dabei auf eine  in der Zeichnung nicht dargestellte Klinke, deren  dadurch ausgelöste Bewegung ein hydraulisches oder  mechanisches Relais betätigt, das wiederum direkt oder  indirekt die Zufuhr des die Kraftmaschine durchströ  menden Arbeitsmediums absperrt und damit die Kraft  maschine     stillsetzt.     



  Die Sicherung der Kraftmaschine gegen überdreh  zahl hängt wesentlich vom einwandfreien Funktionie  ren des Drehzahlwächters ab. Oftmals werden deshalb  zwei Drehzahlwächter angeordnet, deren     Auslösedreh-          zahlen    voneinander verschieden sind. Die Funktions-    probe des Drehzahlwächters durch Erhöhung der Nor  maldrehzahl auf die     Auslösedrehzahl    führt zu unnötig  hoher     Fliehkraftbeanspruchung    der rotierenden Läufer  teile der Kraftmaschine. Dient die Kraftmaschine zum  Antrieb von     Kreiselradmaschinen,    z. B. von Pumpen  oder Kompressoren, so ist das Erreichen der Auslöse  drehzahl wegen des dazu erforderlichen Leistungsbe  darfs bei normaler Bemessung der Kraftmaschine nicht  möglich.

   Der Drehzahlwächter kommt bei solchen     An-          trieben    nur     bei        einer    Unterbrechung     der        Drühmoment          übertragung        zwischen        Kraft    und     Arbeitsmaschine     sowie bei     evtl.    Nullförderung bei geschlossenem     Saug-          oder    Druckschieber und entsprechend hoher     überdreh-          zahl    zum Ansprechen.  



  Es ist auch bekannt, die Funktionsprüfung des  Drehzahlwächters 24 bei Betriebsdrehzahl in folgender  Weise vorzunehmen: über eine axiale Bohrung 9 wird  vom benachbarten Wellenende der rotierenden Welle  eine Flüssigkeit zugeführt, die aus einer feststehenden  Düse 20 in die Bohrung 9 eingespritzt wird.  



  Durch den     Zulaufdruck        und.        durch    die     Fliehkraft     gelangt die Flüssigkeit über die radiale Bohrung 10  und über die Bohrung 11 in den Raum 12 des  Schwunggewichtes 2. Der Raum 12 ist so bemessen,  dass die jetzt zusätzlich an Teil 2 und 6 wirkende       Fliehkraft        :der        Flüssigkeitsfüllung    des     Raumes    12 aus  reicht, um das Schwunggewicht 2 bei Normaldrehzahl  gegen die Federkraft radial zur Wellenachse um den  Hub 8 nach aussen zu bewegen und somit die Auslöse  klinke zu betätigen.

   Nach Unterbrechung der Flüssig  keitszufuhr     fliesst    die Flüssigkeitsfüllung über die  Blende 13 ab.  



  Die beschriebene Art der axialen Flüssigkeitszufuhr  bedingt die Anordnung des Drehzahlwächters nahe  einem axial zugänglichen Wellenende. Die Unterbrin  gung des Drehzahlwächters in einer zugänglichen  Nebenwelle ist mit grösserem     konstruktiven    Aufwand  verbunden und enthält die Gefahr einer Unterbrechung  der Drehzahlübertragung von der     Kraftmaschinenwelle     durch Schäden (oder gar Montagefehler).      Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu  grunde, eine Anordnung zu schaffen, bei der die vor  genannten Nachteile vermieden sind.

   Diesem Zwecke  dient eine Anordnung zur Flüssigkeitszuführung in  Räume einer rotierenden Welle über in dieser angeord  nete Bohrungen, in die die Flüssigkeit aus mindestens  einer feststehenden Düse gespritzt wird, zur Funktions  prüfung mechanischer Drehzahlwächter von Kraftma  schinen bei normaler Betriebsdrehzahl.

   Die     erfindungs-          gemässe    Lösung der Aufgabe ist ausgezeichnet durch  eine in einem Wellenabsatz angeordnete, nur radial  innen offene Ringkammer, der die Flüssigkeit über  eine Düse     zugeführt    wird, sowie durch Bohrungen in  der Welle zur Leitung der Flüssigkeit von der Ring  kammer zu einem den Drehzahlwächter umgebenden  Ringraum, der seinerseits mit einem Raum des  Schwunggewichtes in Verbindung steht, welcher so  angeordnet ist, dass die Fliehkraft der in diesen Raum  eingebrachten     Flüssigkeit        das        Schwunggewicht        radial     zur Wellenachse nach aussen verschiebt.  



  Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin  dung anhand der     Fig.    2 und 3 der Zeichnung beschrie  ben. Dabei zeigt     Fig.    2 einen Längsschnitt entlang der  Wellen- und     Drehzahlwächterachsen,    während     Fig.3     einen     Querschnitt        der    Welle entlang einer Drehzahl       wächterachse    darstellt.  



  Mit 22 ist die in einem Absatz der Welle 1 an  geordnete, nur radial innen offene Ringkammer be  zeichnet. Die Flüssigkeit wird dieser Ringkammer 22  an einer beliebigen Stelle des Wellenumfanges zuge  führt und zwar über eine Leitung 26 und Düse 21. Die       Flüssigkeitszuführung    kann dabei durch das natürliche  Druckgefälle oder mit beliebig hohem     Zulaufdruck    er  folgen. Mit 17 ist ein, den Drehzahlwächter 24 umge  bender Ringraum bezeichnet, der einerseits über Boh  rungen 23 mit der Ringkammer 22 in Verbindung  steht und andererseits über Öffnungen 18 am Umfang  der Führungshülse 3 mit einem Raum 12 des       Schwunggewichtes    2 verbunden ist.

   Der Innenradius  der Ringkammer 22 ist, wie die Zeichnung erkennen  lässt, kleiner als der Abstand von der Wellenachse bis  zur Innenkante des Raumes 12.  



  Infolge der sich durch den rotierenden Ölring von  der radialen Dicke 27 einstellenden     Druckdifferenz,     strömt die Flüssigkeit von der Ringkammer 22 zum  Ringraum 17.  



  Von dem auf dem Radius     r1    liegenden Austritt der       Bohrungen    23 in den Ringraum 17 fliesst die Flüssig  keit den beiden Bereichen des Ringraumes 17 zu, die  auf dem grösseren Abstand     r.,    von der Wellenachse  liegen.     (Fig.    3)  Hierdurch wird die     Pumpwirkung    noch weiter er  höht.

   Durch Öffnungen 18 am Umfang der Führungs  hülse 3 tritt die Flüssigkeit schliesslich in den Raum  12 des     Schwunggewichtes    2 über und das     Schwungge-          wicht    bewegt sich wie bereits beschrieben unter der  Wirkung der von der Flüssigkeit im Raum 12 ausgeüb-         ten    Fliehkraft radial zur Wellenachse nach aussen. Die  nach dem Abstellen der Flüssigkeitszufuhr in der Ring  kammer 22 verbleibende Flüssigkeit     fliesst    über die       Blendenbohrung    25 ab.  



  Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung  kann, wie aus der     Fig.    2 ersichtlich ist, in Richtung der  Wellenachse neben dem Drehzahlwächter 24 ein weite  rer     Drehzahlwächter    24'     vorgesehen        sein.        Die    Flüssig  keitszufuhr zum Drehzahlwächter 24' kann dabei von  einem durch die Düse 21 über die Ringkammer 22  gespeisten Ringraum 1<B>7</B> am Drehzahlwächter 24 über  Bohrungen 23' in der Welle 1 erfolgen, welche den       Ringraum    17' mit     einem        Ringraum    117 am     Drehzahl-          wächter    24' verbinden.

   Die Auslösung des zweiten  Drehzahlwächters 24', dessen     Auslösedrehzahl    von der  des     Drehzahlwächters    24 verschieden sein kann, er  folgt sinngemäss in der     vorbeschriebenen    Weise.  



  Selbstverständlich kann ein Ringraum auch über  mehrere Düsen versorgt werden oder können, wenn  zwei getrennte Ringräume anzuordnen sind, diese  einander zugekehrt sein und z. B. nur über eine Zufüh  rung mit zwei Düsenbohrungen versorgt werden.



      Arrangement for the supply of liquid in spaces of a rotating shaft for functional testing of mechanical speed monitors of power machines at normal operating speed Speed monitors serve as overspeed protection of power machines. If the normal speed is impermissibly exceeded, ie when a predetermined trigger speed is reached, the speed monitor triggers the interruption of the supply of the medium flowing through the machine and thus the engine is shut down.



  1 shows the usual design of a speed monitor: the speed monitor 24 is arranged in the main shaft 1 or in a secondary shaft of the engine operated by this. It essentially consists of a flywheel 2, a guide sleeve 3, a guide nut 4, a spring 5 and a spring plate 6.



  The common center of mass 7 of the parts of the flywheel 2 moving radially to the shaft axis and the spring plate 6 connected to it lies outside the shaft axis in the direction of movement of the flywheel 2. The centrifugal force acting in the center of gravity 7 corresponds to the size of the respective shaft speed. This centrifugal force counteracts the spring force of the spring 5. Balance between tween the centrifugal force of the moving parts 2 and 6 and the spring force exists at the predetermined release speed.

   If this is exceeded, the centrifugal force of parts 2 and 6 outweighs the spring force and the flyweight moves, guided in parts 3 and 4, by the stroke 8 radially outwards to the shaft axis. The head of the flywheel 2 hits a pawl, not shown in the drawing, whose movement triggered thereby actuates a hydraulic or mechanical relay, which in turn directly or indirectly shuts off the supply of the working medium flowing through the engine and thus shuts down the engine.



  Securing the engine against overspeed depends essentially on the proper functioning of the speed monitor. For this reason, two speed monitors are often arranged, the release speeds of which are different from one another. The functional test of the speed monitor by increasing the normal speed to the trigger speed leads to unnecessarily high centrifugal forces on the rotating rotor parts of the engine. The prime mover is used to drive gyroscopic machines, e.g. B. pumps or compressors, so reaching the release speed is not possible because of the required Leistungsbe may with normal rating of the engine.

   With such drives, the speed monitor only responds if the torque transmission between the power and the driven machine is interrupted and if there is a possible zero delivery with the suction or pressure slide valve closed and a correspondingly high overspeed.



  It is also known to carry out the functional test of the speed monitor 24 at operating speed in the following way: a liquid is supplied from the adjacent shaft end of the rotating shaft via an axial bore 9 and is injected into the bore 9 from a stationary nozzle 20.



  By the inlet pressure and. Due to the centrifugal force, the liquid passes through the radial bore 10 and the bore 11 into the space 12 of the flyweight 2. The space 12 is dimensioned so that the centrifugal force now also acting on parts 2 and 6: the liquid filling of the space 12 is sufficient to move the flyweight 2 at normal speed against the spring force radially to the shaft axis by the stroke 8 outwards and thus to operate the release pawl.

   After the supply of liquid has been interrupted, the liquid filling flows through the diaphragm 13.



  The type of axial liquid supply described requires the speed monitor to be located near an axially accessible shaft end. The accommodation of the speed monitor in an accessible auxiliary shaft is associated with greater design effort and involves the risk of interruption of the speed transmission from the engine shaft due to damage (or even assembly errors). The present invention is based on the object of creating an arrangement in which the disadvantages mentioned above are avoided.

   This is the purpose of an arrangement for supplying liquid into spaces of a rotating shaft via holes in this angeord designated, into which the liquid is injected from at least one fixed nozzle, for functional testing of mechanical speed monitors of Kraftma machines at normal operating speed.

   The inventive solution to the problem is distinguished by an annular chamber, which is arranged in a shaft shoulder and is only open radially on the inside, to which the liquid is fed via a nozzle, and by bores in the shaft for guiding the liquid from the annular chamber to a surrounding the speed monitor Annular space, which in turn is connected to a space of the flywheel, which is arranged in such a way that the centrifugal force of the fluid introduced into this space moves the flywheel radially outwards to the shaft axis.



  In the following an embodiment of the inven tion is described with reference to FIGS. 2 and 3 of the drawings. 2 shows a longitudinal section along the shaft and speed monitor axes, while FIG. 3 shows a cross section of the shaft along a speed monitor axis.



  With 22 is in a paragraph of the shaft 1 to be ordered, only radially inwardly open annular chamber be distinguished. The liquid is fed to this annular chamber 22 at any point on the circumference of the shaft, namely via a line 26 and nozzle 21. The liquid can be fed in through the natural pressure gradient or with any high inlet pressure. With a 17, the speed monitor 24 umge bender annulus is designated, which is on the one hand via bores 23 with the annular chamber 22 in connection and on the other hand via openings 18 on the circumference of the guide sleeve 3 with a space 12 of the flywheel 2 is connected.

   As the drawing shows, the inner radius of the annular chamber 22 is smaller than the distance from the shaft axis to the inner edge of the space 12.



  As a result of the pressure difference established by the rotating oil ring from the radial thickness 27, the liquid flows from the annular chamber 22 to the annular space 17.



  From the exit of the bores 23 into the annular space 17 lying on the radius r1, the liquid flows to the two areas of the annular space 17 which are at the greater distance r., From the shaft axis. (Fig. 3) This increases the pumping effect even further.

   The liquid finally passes through openings 18 on the circumference of the guide sleeve 3 into the space 12 of the swing weight 2 and the swing weight moves, as already described, under the effect of the centrifugal force exerted by the liquid in space 12 radially outwards to the shaft axis . The liquid remaining in the annular chamber 22 after the liquid supply has been switched off flows off via the orifice bore 25.



  According to a further embodiment of the invention, as can be seen from FIG. 2, in the direction of the shaft axis next to the speed monitor 24, a wide rer speed monitor 24 'may be provided. The liquid can be supplied to the speed monitor 24 'from an annular space 1 on the speed monitor 24 fed by the nozzle 21 via the annular chamber 22 via bores 23' in the shaft 1, which connect the annular space 17 'with a Connect the annular space 117 on the speed monitor 24 '.

   The triggering of the second speed monitor 24 ', the triggering speed of which can be different from that of the speed monitor 24, it follows analogously in the manner described above.



  Of course, an annular space can also be supplied via several nozzles or, if two separate annular spaces are to be arranged, these can be facing each other and z. B. can only be supplied with two nozzle holes via a supply.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Anordnung zur Flüssigkeitszuführung in Räume einer rotierenden Welle über in dieser angeordnete Bohrungen, in die die Flüssigkeit aus mindestens einer feststehenden Düse gespritzt wird, zur Funktionsprü fung mechanischer Drehzahlwächter von Kraftmaschi nen bei normaler Betriebsdrehzahl, gekennzeichnet durch eine in einem Wellenabsatz angeordnete, nur radial innen offene Ringkammer (22), der die Flüssig keit über eine Düse (21) zugeführt wird, sowie durch Bohrungen (23) in der Welle (1) zur Leitung der Flüs sigkeit von der Ringkammer (22) zu einem den Dreh zahlwächter umgebenden Ringraum (17), der seiner seits mit einem Raum (12) des Schwunggewichtes (2) in Verbindung steht, welcher so angeordnet ist, dass die Fliehkraft der in diesen Raum (12) PATENT CLAIM Arrangement for the supply of liquid into spaces of a rotating shaft via bores arranged in this, into which the liquid is injected from at least one fixed nozzle, for functional testing of mechanical speed monitors of power machines at normal operating speed, characterized by a radial inside only arranged in a shaft shoulder Open annular chamber (22), to which the liquid is fed via a nozzle (21), and through bores (23) in the shaft (1) for the conduction of the liquid from the annular chamber (22) to an annular space surrounding the speed monitor ( 17), which in turn is connected to a space (12) of the flywheel (2), which is arranged so that the centrifugal force of the in this space (12) eingebrachten Flüssigkeit das Schwunggewicht (2) radial zur Wellen achse nach aussen verschiebt. UNTERANSPRüCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der Innenradius der Ringkammer (22) kleiner ist als der Abstand von der Wellenachse bis zur Innenkante des Raumes (12). 2. introduced liquid moves the flywheel (2) radially to the shaft axis outwards. SUBClaims 1. Arrangement according to claim, characterized in that the inner radius of the annular chamber (22) is smaller than the distance from the shaft axis to the inner edge of the space (12). 2. Anordnung nach Patentanspruch oder Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung der Wellenachse neben dem Drehzahlwächter (24) mindestens ein weiterer Drehzahlwächter (24') vorge sehen ist und die Flüssigkeitszufuhr von einem durch die Düse (21) gespeisten Ringraum (17') am Drehzahl wächter (24) zum Drehzahlwächter (24') über Bohrun gen (23') erfolgt, welche den Ringraum (17') des Drehzahlwächters (24) mit einem Ringraum (117) am Drehzahlwächter (24') verbinden. Arrangement according to claim or sub-claim 1, characterized in that in the direction of the shaft axis next to the speed monitor (24) at least one further speed monitor (24 ') is provided and the liquid supply from an annular space (17') fed by the nozzle (21) on the speed monitor (24) to the speed monitor (24 ') via bores (23') which connect the annular space (17 ') of the speed monitor (24) with an annular space (117) on the speed monitor (24').
CH1190266A 1965-08-20 1966-08-17 Arrangement for the supply of liquid in spaces of a rotating shaft for functional testing of mechanical speed monitors of power machines at normal operating speed CH443003A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004018226B4 (en) * 2004-04-15 2011-07-28 ZF Friedrichshafen AG, 88046 Device for oil supply of shafts, which identify an axially extending bore or oil passage

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004018226B4 (en) * 2004-04-15 2011-07-28 ZF Friedrichshafen AG, 88046 Device for oil supply of shafts, which identify an axially extending bore or oil passage

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