DE123632C

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Publication number: DE123632C
Application number: DENDAT123632D
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KAISERLICHES

PATENTAMT,

Bei gewöhnlichen Schwungkugelreglern, wie solche bei Dampfmaschinen, Turbinen u. s. w. Verwendung finden, wird bezweckt, dafs bei einer möglichst geringen Schwankung der Tourenzahlen die Stellhülse ihren gegebenen Weg zurücklegt.

Im Gegensatze hierzu werden für gewisse Zwecke solche Regler verlangt, für welche die gegebenen Grenztourenzahlen sehr weit von einander abliegen und die Stellhülse innerhalb dieser äufsersten Grenzen ihren Weg zurücklegen mufs.

Ein solcher Regler wird insbesondere erforderlich bei mit Dynamo- und Sammlerbatterie betriebenen Einrichtungen zur elektrischen Beleuchtung von Eisenbahnfahrzeugen, wenn er unmittelbar von einer Achse aus angetrieben wird und bei einer gewissen Fahrgeschwindigkeit zunächst einen Stromkreis und dann bis zur höchst vorkommenden Geschwindigkeit Abtheilungen eines Widerstandes in den Erregerstromkreis der Dynamo einzuschalten hat.

Die Bedingungen, welche an einen solchen Regler gestellt werden, sind folgende:

1. Der Regler soll von einer bestimmten niederen Fahrgeschwindigkeit an bis zur höchst vorkommenden mit gleichbleibender Empfindlichkeit wirksam sein.

2. Die Hülsenkraft soll bei Beginn des Steigens im Verhältnifs zu den im Regelgetriebe auftretenden Reibungswiderständen möglichst grofs sein, ohne dabei bei der höchst vorkommenden Fahrgeschwindigkeit einen allzugrofsen Werth zu erreichen, damit es möglich wird, für diese obere Grenze eine Feder zu berechnen, welche bei genügender Sicherheit gegen Druck eine solche Hülsenkraft auszuhalten im Stande ist und im Radius doch nicht unverhältnifsmäfsig grofs und stark wird.

3. Zur Erreichung einer möglichst genauen Regelung wird ein grofser Hülsen weg erforderlich.

Um diesen Bedingungen möglichst < zu genügen, werden zwei verschieden starke Einzelregler in solcher Weise auf einer gemeinsamen waagerechten Spindel mit einander verbunden, dafs sich ihre Hülsenkräfte subtrahiren.

Der nachstehenden rechnerischen Darlegung sind für den Haupt- und für den Hülfsregler der Einfachheit halber beispielsweise Pendelregler nach dem System der Porterregler zu Grunde gelegt.

Bekanntlich besteht nach der »Hütte«, Bd. I, S. 528, Jahrgang 1892, für einen einfachen Pendelregler mit waagerechter Spindel in der Pendelebene folgende Gleichgewichtsbedingung:

h pG I

worin unter der Annahme, dafs 00 1 ist,

Q die Hülsenkraft, η die Tourenzahl per Minute, / die Pendelhebellänge, h die sogen. Pendelhöhe = I cos 0. -f- a cotg a = einer Function des Ausschlagwinkels α bei gegebener Pendelhebellänge / und gegebenem Abstand a des Pendelhebeldrehpunktes von der Spindelachse, G das Gewicht der an einem Pendelhebel hängenden Schwungmasse, ρ die Anzahl der um die Spindel angeordneten Pendel be-

deutet und λ = I₁

sin α cos γ

für das vor-

liegende Beispiel eines Porterreglers = 2 / wird. Setzt man für den vorliegenden Fall ρ = 2 und h als Function von a = /(α), so geht obige Gleichung in folgende über:

30 J - f(a) 2 G ' / /(α) ' Ο'

Hieraus ergiebt sich für Q unter Einführung von C für die constanten Zahlengröfsen:

Von den Factoren dieses Ausdruckes kommen nur n²· und /(a) in Betracht. f(a) = / cos α -j- α cotg α wird bei Zunahme des Winkels α, d. h. bei Vergrößerung des Pendelausschlages kleiner, da sowohl cos α als auch cotg α abnimmt.

Angenommen, es. stelle Q die Hülsenkraft für den Hauptregler dar, so läfst sich die Hülsenkraft Q¹ des Hülfsreglers unter Einführung der entsprechenden Gröfsen G¹ und 0} bei sonst gleichbleibenden Verhältnissen durch die Gleichung

ausdrücken.

Es wird demnach die sich ergebende Hülsenkraft
Q₁. = Q-Qi = C n* Gf(a) - C n> G¹/(α¹)

Für die Gröfse dieser Hülsenkraft Q_r ist demnach nicht nur das Quadrat der Tourenzahl n, sondern auch der eine Differenz darstellende Factor in der eckigen Klammer mafsgebend. Mit dem Wachsen der Tourenzahl des Reglers wird der Winkel α immer gröfser und f(a) immer kleiner, der Winkel α¹ aber immer kleiner und /(α¹) immer gröfser; es wird demnach der Minuend immer kleiner und der Subtrahend immer gröfser, d. h. die Differenz in der eckigen Klammer wird erst recht kleiner. Während also für den einfachen Regler die Zunahme des Factors w² (Quadrat der Tourenzahl) nur durch die Function f(a) in verhältnifsmäfsig geringem Mafse geschwächt wird, so wird bei dem neuen Verbundregler diese Schwächung der quadratischen Zunahme der Tourenzahl in viel höherem Mafse stattfinden,

G¹

und zwar wird dies durch die Gröfse {^al) bedingt. Man hat es daher in der Hand, durch passende Wahl des Verhältnisses der Schwungmassen des Haupt- und Hülfsreglers G¹ \

-^-I und des Winkels α¹ die Gröfse der re- GJ

sultirenden Hülsenkraft so zu bestimmen, dafs der Regler allen oben erwähnten Anforderungen entspricht.

Fig. ι und 2 der beiliegenden Zeichnung zeigen die bauliche Ausführung eines solchen, aus zwei verschieden starken Einzelreglern mn bestehenden Differenzschwungkugelreglers, dessen Hülse beispielsweise mit zwei Schaltvorrichtungen ab verbunden ist, welche bei einer mit Dynamo und Sainmelbatterie betriebenen Einrichtung zur elektrischen Beleuchtung von Eisenbahnfahrzeugen verwendet werden sollen und von weichen die eine α den Hauptstromkreis der Dynamomaschine über die Sammlerbatterie bei einer bestimmten Tourenzahl schliefsen soll, während die andere Schaltvorrichtung b gleichzeitig die Schliefsung des Erregerstromkreises derselben Dynamo bewirken und ferner bei über die erwähnte Tourenzahl wachsender Geschwindigkeit nach einander Theile eines Regelwiderstandes in den Erregerstromkreis einschalten soll. Zum Schutz gegen Staub und dergl. bewegt sich der Verbundregler in einem geschlossenen Gehäuse e, das zur Schmierung der Gelenke theilweise mit OeI gefüllt wird.

Die resultirende Hülsenverschiebung wird durch den Hebel q und das Zahngetriebe op (Fig. 2) auf die gemeinsame Welle t der beiden Schaltvorrichtungen a b übertragen.

Der neue Differential-Fliehkraftregler kann selbstverständlich auch anderweitige Verwendung finden, und zwar überall dort, wo der Unterschied zwischen den Grenztourenzahlen ein sehr gröfser ist und sonst die Reglerfeder bei gröfstem Hülsenweg, hoher Anfangsbelastung und zulässiger Materialbeanspruchung unverhältnifsmäfsig gröfse Abmessungen (im Radius wie auch in der Dicke) erhalten müfste.

Claims

Patent-Anspruch :
Differential-Fliehkraftregler, dadurch gekennzeichnet, dafs zwei verschieden starke Einzelregler in solcher Weise auf einer gemeinsamen waagerechten Spindel zusammengekuppelt sind, dafs sich ihre Hülsenkräfte gegenseitig subtrahiren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.