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Indirekter Drehzahlregler mit Beharrungsgewicht Die Erfindung betrifft
einen indirekten Drehzahlregler mit Beharrungsgewicht, bei dem Fliehgewichte, unterstützt
durch ein Beschleunigungsschwungrad, auf den Steuerschieber der Servosteuerung wirken.
Solche Regler können z. B. zur Steuerung der Regelglieder der Einspritzpumpen von
Brennstoff für Verbrennungsmotoren verwendet werden.
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Es sind bereits Regler bekannt, die bei einer schnellen oder langsamen
Geschwindigkeitszunahme tätig werden. Diese Regler wirken jedoch nicht bei einer
Geschwindigkeitsabnahme. Sie sind auch nicht für hydraulische Servosteuerungen vorgesehen.
Die Fliehgewichte sind anders angeordnet. Die übertragung benutzt keine Kuppelstangen
zurVerbindung des Schwungrades mit den Fliehgewichten.
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Eine andere bekannte Bauart benutzt einen durch Fliehkraft und Beschleunigung
wirkenden Regler mit hydraulischer Servosteuerung, bei dem durch ein Übertragungsglied
gleichzeitig Fliehkraft und Beschleunigung wirken und das seinerseits die hydraulische
Servosteuerung bedient. Bei dieser Regleranordnung ergeben sich Erschwernisse und
zusätzliche Trägheiten, weil die Flüssigkeit, die in der Servosteuerung wirkt, die
Beschleunigung und die Fliehkraft hervorruft. Außerdem werden in dieser Steuerung
zwei hydraulische Relais benutzt, dagegen fehlt ein Verteiler und Umkehrer für die
Druckflüssigkeit, die einem Aufnahmekolben vorgeschaltet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Regler so auszubilden,
daß er bei großer Stabilität eine schnellere Regelwirkung mit einem sehr geringen
P-Bereich oder einem P-Bereich von praktisch Null erzielt, ohne daß hierfür besondere
hydraulische Ausgleichmittel zur Hilfe genommen werden müssen, wie dies bisher der
Fall war. Die Regelung soll sowohl bei einer Geschwindigkeitszunahme als auch bei
einer Geschwindigkeitsabnahme eintreten.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in an sich bekannter
Weise die Beschleunigungswirkung mechanisch und unmittelbar auf die Fliehgewichte
übertragen wird, wobei die Fliehgewichte um eine zu ihrem Halter querverlaufenden
Achse beweglich und durch Kuppelstangen mit dem Beschleunigungsschwungrad verbunden
sind, das in an sich bekannter Weise als k-oaxialer Hohlkörper um ihren Halter angeordnet
ist.
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Auf diese Weise wird die Beschleunigungswirkung unmittelbar auf die
Fliehgewichte übertragen. Zur übertragung dient die Vermittlung der Kupplungsstangen.
Die Ansprechzeit der Regelung wird daher besonders bei solchen Regelanordnungen
verkürzt, bei denen sie im allgemeinen zu stark durch die Flüssigkeit der Servosteuerung
begrenzt ist.
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Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dar. Es zeigt F i g. 1 die Gesamtanordnung des Reglers mit
hy-
draulischer Servosteuerung, . F i g. 2 und 3 in gleicher
Darstellung wie F i g. 1
den Regler in zwei anderen Betriebsstellungen, F
i g. 4 und 5 in größerem Maßstab in einem Axialschnitt bzw. in einem
teilweise geschnittenen Grundriß die Steuerteile des Reglers.
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Gemäß der Ausführungsform der F i g. 1 bis 5
(insbesondere
F i g. 4 und 5) wird ein Schwungrad benutzt, welches frei auf dem
drehbaren Halter der Fliehkraftmassen drehbar, aber mit diesen durch Kuppelstangen
od. dgl. verbunden ist.
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Ein Halter 1 (F i g. 4) trägt Fliehgewichte
3, wobei der Halter mit einer von dem zu regelnden Motor angetriebenen Welle
2 starr verbunden ist und die Gewichte 3 in der üblichen Weise bei 4 schwenkbar
und der Einwirkung wenigstens einer einstellbaren Belastungsfeder 5 ausgesetzt
sind, welche sich auf einem Anschlag 6 abstützt, welcher seinerseits mit
den Fortsätzen 7 der Gewichte in Berührung steht. Der Anschlag
6 steht mit einem Steuerschieber 11
einer an sich bekannten hydraulischen
Servosteuerung direkt in Verbindung.
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Um diese Fliehgewichtsanordnung herum ist als koaxialer Hohlkörper
ein Schwungrad 8 angeordnet, welches vorzugsweise über Kugel- oder Nade114ger
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an dem Halter 1 der Fliehgewichte 3 gelagert und mit diesen
durch starre oder elastische Kuppelstangen 10 verbunden ist, deren Enden
einfache Gelenke oder Gelenke mit mehreren Freiheitsgraden tragen.
Bei
der an sich bekannten hydraulischen Servosteuerung, die nicht Gegenstand der Erfindung
ist, arbeitet der Steuerschieber 11 mit dem von der Welle2 gebildeten Mantel
zusammen. Dieser Mantel enthält geeignete Öffnungen 12, 13, 14 und wird durch
Zahnräder 15, 16, 17 von dem Motor aus in Umdrehung versetzt.
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Diese Verteileranordnung steuert einen mit einem Druckspeicher
19,20 kombinierten, von einer Pumpe 18 gespeisten Strömungskreis,
Die Pumpe kann zweckmäßig durch die Zahnräder 15 gebildet werden.
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Der Strömungskreis bewirkt die Verstellung eines Stellkolbens 21,
der bei der dargestellten Ausführungsfonn die Form eines Differentialkolbens hat.
Eine Seite dieses Kolbens steht ständig mit der Druckseite der Pumpe durch den Kanal
22 in Verbindung, während die andere bei 23 mit den Öff-
nungen 12
verbundene Seite je nach der Stellung des Schiebers entweder (F i
g. 2) ebenfalls den Förderdruck der Pumpe durch die Öffnungen 14 und 12 erhält
oder (F i g. 3) durch die Öffnungen 12 und 13
auf Auslaß geschaltet
ist.
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Der Kolben betätigt bei 24,25 das Gestänge 26 zur Regelung
der Energiezufuhr zum Motor.
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Der beschriebene Regler arbeitet folgendermaßen: F i g. 1 zeigt
die Gleichgewichtsstellung. Die öffnungen 12 sind geschlossen, wodurch der Kolben
21 in seiner Stellung festgehalten wird. Die Pumpe 18
fördert die Flüssigkeit
in einem geschlossenen Strömungskreis in Richtung der Pfeile, wobei ein durch die
Kraft der Feder 20 bestimmter Druck aufrechterhalten wird.
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Sobald der Motor entlastet wird, was eine positive Beschleunigung
der Welle 2 hervorruft, dreht sich diese schneller als das Schwungrad
8, welches infolge seiner Trägheit seine Geschwindigkeit konstant zu halten
sucht. Diese Relativbewegung bewirkt die fast augenblickliche Spreizung der Massen
3 und eine Aufwärtsbewegung des Schiebers 11. Hierdurch gelangt der
Druck unter den Differentialkolben 21, welcher nach oben verstellt wird und das
Gestänge 26 in dem Sinn der Verringerung der Kraftstöffzufuhr betätigt. Die
Gleichgewichtsbedingungen stellen sich nach verhältnismäßig kurzer Zeit wieder ein
(F i g. 2).
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Im Falle einer plötzlichen Belastung des Motors bewirkt die Verzögerung
der Welle 2 gegenüber dem Schwungrad die umgekehrte Reaktion, d. h. das Zusammenklappen
der Massen und die Vergrößerung der Kraftstoffzufuhr. Der Kolben 21 wird auf Auslaß
geschaltet und geht abwärts, wodurch das Gestänge 26 in dem Sinn der Vergrößerung
der Brennstoffmenge betätigt wird, worauf die Gleichgewichtsbedingungen wiederhergestellt
werden (F i g. 3).