DE1094596B - Hydraulischer Geschwindigkeitsregler mit nachgebender Rueckfuehrung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Geschwindigkeitsregler mit nachgebender Rückführung für eine Kraftmaschine, mit einer von der Kraftmaschine angetriebenen Pumpe und einer verstellbaren Regelöffnung zur Entwicklung eines Drucks, der durch Federkraft vorgespannten Mitteln das Gleichgewicht hält, einem axial verschiebbaren Servokolben zum Betätigen der Regelvorrichtung der Kraftmaschine und einer Vorrichtung zur Entwicklung eines zweiten Drucks zur Ingangsetzung des Servokolbens, wobei die durch Federkraft vorgespannten Mittel mit dem Servokolben durch geeignete Kanäle oder Schlitze in Verbindung stehen.

Es ist eine insbesondere zur Steuerung von Dampfturbinen bestimmte hydraulische Ablaufregelung bekannt, bei der zur Änderung des Ungleichförmigkeitsgrades eine verstellbare Zulaufblende und zur Verstellung der Drehzahl eine verstellbare Ablaufblende vorgesehen ist.

Bei einem anderen bekannten hydraulischen Regler der oben definierten Art weist die Drehzahleinstellvorrichtung zwecks Anpassung des Ungleichförmigkeitsgrades an den jeweiligen Betriebszustand eine längs verschiebbare Nadel mit mehreren Abschnitten unterschiedlicher Konizität auf, wobei diese Nadel eine nicht längs verschiebbare, radial ausdehnbare Hülse durchdringt, die in die Kolbenbodenöffnung ragt. Die Drehzahleinstellvorrichtung kann aber auch in anderer Weise einen schwenkbaren Drehzahlwählhebel aufweisen, mit dem beim Verschwenken einerseits eine mit dem Kolben verschiebbare Drehscheibe verdreht wird, die zwecks Bildung eines Durchgangs veränderlichen Querschnitts eine mit der Kolbenbodenöffnung zusammenwirkende Öffnung enthält, während andererseits eine in die Seitenwand der Kolbenkammer eingelassene Schlitzführung derart verdreht wird, daß der Kolben während seiner axialen Verschiebung durch einen an ihm befestigten, in die Führung ragenden Greiffinger entsprechend der Stellung dieser Führung im einen oder anderen Sinne mehr oder weniger verdreht wird.

Es ist auch eine nachgiebige Rückführung der Regler mit zwischen dem Kraftschalter und dem Hilfsmotor eingeschalteter Federanordnung und Abschlupfeinrichtung bekannt, bei der die Federanordnung aus einer harten Feder ohne Vorspannung und einer weichen Feder mit kleiner Vorspannung so zusammengesetzt ist, daß bei kleinen Bewegungen nur die harte Feder wirkt, dagegen bei größeren Bewegungen beide Federn hintereinandergeschaltet wirken.

Weiterhin ist ein Isodromregler mit einem Ar-1>eitskolben und einem gedämpften Rückführungskolben bekannt, wobei der Arbeitskolben und der Rückführungskolben in ein und demselben Zylinder unter-Hydraulischer Geschwindigkeitsregler
mit nachgebender Rückführung

Anmelder:

Bryce Berger Limited,
Staines, Middlesex (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. G. Kalep, Patentanwalt,
Berlin-Nikolassee, Altvaterstr. 31

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien, vom 5. April 1956

gebracht sind und zwischen beiden Kolben ein von außen steuerbares, als Kupplung wirkendes ölpolster angeordnet ist.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Geschwindigkeitsregler besteht darin, daß sie die Kraftmaschine in nicht ausreichend stabiler Weise ohne jede bleibende Geschwindigkeitsabweichung regeln können, da zumindest in bestimmten Arbeitsstellungen keine Rückspeisung zwischen dem Servokolben und dem Vorspannungskolben erreicht wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten hydraulischen Geschwindigkeitsreglers mit nachgebender Rückführung der oben definierten Art, der bei verhältnismäßig einfachem Aufbau eine isochrone Regelung in zuverlässiger und stabiler Weise ermöglicht.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die durch Federkraft vorgespannten Mittel ein Ventil und zwei Kolben aufweisen, die alle axial verschiebbar in einem Zylinder angeordnet sind, und dadurch, daß sich der eine dieser Kolben in der Mitte befindet, wobei er in an sich bekannter Weise beidseitig durch je eine Feder belastet ist, daß eine dieser Federn an einem Ende gegen das Ventil und am anderen Ende gegen den Mittelkolben gelagert ist und die andere dieser Federn mit einem Ende an dem Mittelkolben und dem anderen Ende an dem zweiten Kolben aufliegt, daß ferner der Mittelkolben mit einer Ausgleichsbohrung veränderlicher Querschnittfläche versehen ist, um die Verbindung zwischen den Räumen auf jeder Seite des Kolbens zu regeln, wobei der eine Zylinderraum des die Regelvorrichtung der Kraft-

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maschine betätigenden Servokolbens mit einem Raum dem Kolben 25 verhindert wird. Falls nun die Bezwischen den erstgenannten beiden Kolben und der lastung der Kraftmaschine abfällt, erhöht sich ihre andere Zylinderraum mit einem Schlitz in dem mit Geschwindigkeit, das Ventil 6 bewegt sich nach links dem Ventil zusammenwirkenden erstgenannten Zylin- und Druckflüssigkeit tritt in den Zylinder 19 des der in Verbindung stehen, und daß der Servokolben 5 Servokolbens 16 ein. Dadurch wird der Servokolben 16 mit einer Kolbenstange versehen ist, die in an sich nach links bewegt, und der Kraftstoffzufluß zu der 1>ekannter Weise mit einem Ende eines Hebels zu- Kraftmaschine wird vermindert. Gleichzeitig aber sammenarbeitet, dessen anderes Ende zwischen einem wird Flüssigkeit von der entgegengesetzten Seite des verstellbaren Anschlag und dem äußersten der beiden Servokolbens durch den Kanal 33 in den Zylinderin dem erstgenannten Zylinder enthaltenen Kolben io raum 34 verdrängt und der Mittelkolben 28 wird daliegt, und daß die in der Regelöffnung entwickelte durch nach rechts bewegt, wodurch die Belastung der Druckdifferenz auf das Ventil entgegen der Kraft der Feder 29 und die auf das Ventil 6 wirkende Kraft l>eiden Federn wirkt. Die Querschnittfläche der Regel- erhöht werden, bis dieses wieder seine zentrale Beöffnung kann von Hand mittels einer Düsennadel ver- zugslage einnimmt und die Schlitze 26 des Ventils 6 stellbar sein. Die Vorrichtung zur Entwicklung eines 15 wieder geschlossen sind. Die Maschine läuft nun mit zweiten Drucks zwecks Antrieb des Servokolbens ist höherer Geschwindigkeit und geringerem Drehvorzugsweise ein durch Federkraft vorgespannter, moment. Da aber die Regulierfedern 29 und 30 außer axial verschiebbarer Kolben, der von dem hydrau- Gleichgewicht sind, ist eine auf den Mittelkolben 28 lischen Mittel betätigt wird und eingerichtet ist, um wirkende Kraft vorhanden, die ihn nach links zu be-Entlastungs- oder Rückflußdurchgänge zu öffnen, ao wegen sucht, und infolge der Ausgleichsbohrung 31 wenn ein vorher bestimmter Druck erreicht wird. bewegt er sich allmählich nach links, wodurch die

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zusammendrückung der Feder 29 und infolgedessen

Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt die von dieser auf das Ventil 6 ausgeübte Kraft ver-

Fig. 1 einen Schnitt durch eine zweckmäßige Form mindert wird. Das Ventil 6 bewegt sich deshalb ge-

eines Geschwindigkeitsreglers nach der Erfindung 25 ringfügig nach links und führt weitere Flüssigkeit

und durch die Schlitze 26 ein, so daß sich der Servokolben

Fig. 2 einen Schnitt durch einen abgeänderten Teil 16 weiter in der Richtung bewegt, in der eine Herab-

des Reglers nach Fig. 1. setzung des Drehmoments und eine geringe Verlang-

Eine von einer Kraftmaschine getriebene Ver- samung der Kraftmaschine herbeigeführt werden,
drängerpumpe 1 saugt Druckflüssigkeit an, die in ein 30 Eine weitere Bewegung des Servokolbens nach Gehäuse 2 durch eine Rohrleitung oder Kanal 3 ein- links sucht natürlich gleichzeitig den Mittelkolben 28 tritt, und fördert sie unter Druck in eine Rohrleitung in seiner ursprünglichen Lage, jedoch nicht in voll- oder Kanal 4 mit einer Durchflußgeschwindigkeit, die ständiger Weise, festzuhalten, und der Vorgang setzt der Maschinengeschwindigkeit im wesentlichen pro- sich fort, bis kein Differenz druck mehr an dem Mitportional ist. Die Flüssigkeit strömt dann durch eine 35 telkolben 28 vorhanden ist. Wenn dies der Fall ist, Regelöffnung 5 in ein Ventil 6 und weiter durch einen wird die auf das Ventil 6 von den kombinierten ReDurchgang 7 in eine Speicherkammer 8. Dadurch gulierfedern 29 und 30 ausgeübte Belastung so sein, wird der Speicherkolben 9 gegen seine Feder 10 be- wie sie vor dem Auftreten des Belastungsäbfalls war, wegt, bis ein Durchgang 11 geöffnet wird, so daß die so daß die Maschine ihre ursprüngliche Geschwindig-Flüssigkeit durch den Kanal 12 zu der Pumpe zu- 40 keit zurückgewonnen hat. Auf diese Weise wird eine riickströmen kann. Ein Servokolben 16 ist mit einer vorübergehende Geschwindigkeitsabfall-Charakteristik Kolbenstange 17 versehen, die mit einem Ende eines erhalten, die verhältnismäßig langsam absinkt, nach-Helx;ls 23 zusammenarbeitet. Das andere Ende des dem die Last an der Kraftmaschine erhöht worden ist, Hebels 23 liegt zwischen einem verstellbaren An- und umgekehrt.

schlag 24 und dem äußersten Kolben 25 von zwei 45 Die Auswahl der Geschwindigkeit, bei der die

Kolben 25, 28, die beide in einem Zylinder enthalten Kraftmaschine laufen soll, wird durch eine getrennte,

sind. von Haod einstellbare Öffnung oder Düse 35 erreicht,

Die Einstellung des Anschlags 24 in seinem Schlitz die in Verbindung mit der Regelöffnung 5 arbeitet. 27 ändert den Rückführungsgrad von der Kolben- Wenn die Querschnittfläche der Düse 35 verkleinert stange 17 zu dem Kolben 25 und stellt somit ein Mit- 50 ist, wird der Druckabfall durch die Regelöffnung 5 1el zum Einstellen des Grades des Geschwindigkeits- vergrößert, und es wird bewirkt, daß sich das Venabfalls dar. Wenn jedoch der Anschlag 24 zu dicht til 6 nach links bewegt. Dadurch werden die Schlitze an das Ende des Hebels 23 bewegt wird, dann kann 26 geöffnet, und der Servokolben reduziert die an die ein zu kleiner Geschwindigkeitsabfall vorhanden sein Kraftmaschine gelieferte Kraftstoffmenge, die sich in und Instabilität auftreten. 55 übereinstimmender Weise verlangsamt, bis der gleiche

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit ist eine Ge- Druckunterschied durch die Regelöffnung auftritt wie schwindigkeitsregulierfeder mit zwei Abschnitten 29 vorher. Das Ventil 6 ist nun in seine Bezugslage zu- und 30 vorgesehen, zwischen denen sich der Mittel- rückgekehrt, während die Maschine mit herabgesetzkolben 28 mit einer kleinen Ausgleichsbohrung 31 be- ter Geschwindigkeit läuft. Durch geeignete Einstelfindet, in die eine sich verjüngende Nadel 32 paßt. 60 lung der Düse 35 kann infolgedessen die Kraft-Wenn sich der Servokolben 16 angenommenermaßen maschine so eingerichtet werden, daß sie bei jeder nach links bewegt, strömt bei dieser Anordnung gewünschten Geschwindigkeit innerhalb ihrer Lei-Flüssigkeit in dem Kanal 33 nach unten in den Zy- stungsfähigkeit läuft.

linderraum 34. Der Mittelkolben 28 bewegt sich nach Die Nadel 32 bildet ein Stück mit der Düse 35. In

rechts, und die Regulierfeder 29 wird zusammen- 65 manchen Fällen kann dies erwünscht sein, da die

gedrückt. Stellung der Nadel 32 die Geschwindigkeit einstellt,

Nun wird angenommen, daß sich das gesamte bei welcher der zweiteilige Geschwinidigkeitsabfall

System im Gleichgewicht befindet und daß der An- aufhört, und durch die Vereinigung dieser Nadel mit

schlag 24 eine solche Lage in seinem Schlitz 27 hat, der Düse 35 kann erreicht werden, daß dies bei der

daß jede Rückstellung von der Kolbenstange 17 zu 70 geeignetsten Geschwindigkeit erfolgt, die mit der er-

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haltenen besonderen Geschwindigkeitseinstellung übereinstimmt. Auf diese Weise wird ein Mittel geschaffen, das ermöglicht, daß die Geschwindigkeit, bei der sich der zweiteilige Geschwindigkeitsabfall verliert, eine Funktion der gewählten Geschwindigkeit der Kraftmaschine ist.

In Fällen, in denen es nicht erforderlich ist, daß die Nadel 32 ein Stück mit der Düse 35 bildet, ist es nicht wesentlich, daß die Düse 35 oder die Regelöffnung 5 an dieser Stelle angeordnet wird.

Die Regelöffnung 5 kann beliebig angeordnet werden, solange sie eine Verbinidung zwischen dem Auslaß der Pumpe 1 und der Speicherkammer 8 bildet. Auch können die Ausgleichsbohrung 31 und die Nadel zweckmäßiger angeordnet werden, so daß die Nadel beispielsweise von Hand und von außen verstellbar sein würde, falls keine Mittel erforderlich sind, um zu ermöglichen, daß die Geschwindigkeit, bei der sich der zweiteilige Geschwindigkeitsabfall verliert, eine Funktion der ausgewählten Geschwindigkeit der Kraftmaschine ist, wie es bei Anwendungsfällen mit fester Geschwindigkeit der Fall sein würde.

Fig. 2 zeigt eine andere Anordnung Ausgleichsbohrung 31 und der Regelöffnung 5.

Claims (6)

25 Patentansprüche:

1. Hydraulischer Geschwindigkeitsregler mit nachgebender Rückführung für Kraftmaschinen mit einer von der Kraftmaschine angetriebenen Pumpe und einer verstellbaren Regelöffnung zur Entwicklung eines Druckes, der durch Federkraft vorgespannten Mitteln das Gleichgewicht hält, einem axial verschiebbaren Servokolben zum Betätigen der Regelvorrichtung der Kraftmaschine und einer Vorrichtung zur Entwicklung eines zweiten Druckes zur Ingangsetzung des Servokolbens, wobei die durch Federkraft vorgespannten Mittel mit dem Servokolben durch geeignete Kanäle oder Schlitze in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Federkraft vorgespannten Mittel ein Ventil (6) und zwei Kolben (25 und 28) aufweisen, die alle axial verschiebbar in einem Zylinder angeordnet sind, daß sich der eine (28) dieser Kolben in der Mitte befindet, wobei er in an sich bekannter Weise beidseitig durch je eine Feder belastet ist, daß eine (29) dieser Federn an einem Ende gegen das Ventil (6) und am anderen Ende gegen den Mittelkolben (28) gelagert ist und die andere (30) dieser Federn mit einem Ende an dem Mittelkolben (28) und dem anderen Ende an dem zweiten Kolben (25) aufliegt, daß der Mittelkolben (28) mit einer Ausgleichsbohrung (31) veränderlicher Querschnittfläche versehen ist, um die Verbindung zwischen den Räumen auf jeder Seite des Kolbens zu regeln, wobei der eine Zylinderraum des die Regelvorrichtung der Kraftmaschine betätigenden Servokolbens (16) mit einem Raum zwischen den erstgenannten beiden Kolben (25 und 28) und der andere Zylinderraum mit einem Schlitz in dem mit dem Ventil (6) zusammenwirkenden erstgenannten Zylinder in Verbindung stehen, und daß der Servokolben mit einer Kolbenstange (17) versehen ist, die in an sich bekannter Weise mit einem Ende eines Hebels (23) zusammenarbeitet, dessen anderes Ende zwischen einem verstellbaren Anschlag (24) und dem äußersten (25) der beiden in dem erstgenannten Zylinder enthaltenen Kolben liegt, und daß die in der Regelöffnung (5) entwickelte Druckdifferenz auf das Ventil (6) entgegen der Kraft der beiden Federn (30, 29) wirkt.

2. Hydraulischer Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittfläche der Regelöffnung (5) von Hand mittels einer Düsennadel verstellbar ist.

3. Hydraulischer Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine getrennte, von Hand einstellbare Öffnung oder Düse (35) vorgesehen ist, die in Verbindung mit der Regelöffnung (5) arbeitet.

4. Hydraulischer Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanische Verbindung (32) zwischen der Querschnitteinstellvorrichtung der Ausgleichsbohrung (31) im Kolben (28) und der verstellbaren Regelöffnung (5) vorgesehen ist.

5. Hydraulischer Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) zur Entwicklung eines zweiten Druckes zwecks Antrieb des Servokolbens (16) ein durch Federkraft vorgespannter, axial verschiebbarer Kolben (9) ist, der von dem hydraulischen Mittel betätigt wird, und daß der Kolben (9) eingerichtet ist, um Entlastungs- oder Rückflußdurchgänge (11) zu öffnen, wenn ein vorher bestimmter Druck erreicht wird.

6. Hydraulischer Regler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der axial verschiebbare Speicherkolben (9) um eine merkliche Strecke verschoben werden kann, so daß eine größere Menge des hydraulischen Mittels unter Druck gespeichert wird, bevor die Entlastungsdurchgänge (11) geöffnet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 559 797, 964 188,
728, 929 996;

Patentschrift Nr. 11 132 des Amtes für Erfindungsund Patentwesen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

französische Patentschrift Nr. 998 960.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen