DE125033C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

KLASSEGREAT

Vorliegende Erfindung betrifft einen durch Fliehkraft wirkenden Geschwindigkeitsregler, welcher zur Regelung der Bewegung einer beliebigen Antriebsmaschine dient, beispielsweise einer Dampfmaschine oder einer anderen durch irgend ein Fluidum getriebenen Maschine, eines Elektromotors oder einer Wasserkraft-' maschine.The present invention relates to a speed regulator acting by centrifugal force, which is used to control the movement of any drive machine, for example a steam engine or any other machine driven by some kind of fluid, an electric motor or a water power machine.

In den Zeichnungen istIn the drawings is

Fig. ι ein senkrechter Schnitt des Reglers, wobei einige Theile in der Ansicht dargestellt sind.Fig. Ι a vertical section of the controller, with some parts shown in the view are.

Fig. 2 ist ein wagerechter Schnitt des Reglers durch den Reglerhebel in der Richtung x-x von Fig. i.FIG. 2 is a horizontal section of the regulator through the regulator lever in the direction xx of FIG.

Fig. 3 zeigt den Regler in Ansicht.Fig. 3 shows the controller in view.

Auf der Antriebswelle 1 ist vermittelst des Bolzens 3 eine Hülse 2 befestigt, welche, wie Fig. 2 zeigt, auf einer Seite mit einer Feder 4 . versehen ist. Letztere greift in eine entsprechende Nuth 6 einer concentrisch um die Hülse >'2 gelegten, mit Gewinde versehenen Schraübenmuffe 5 ein. Auf diese. Weise kann die Schraube der Drehung der Welle und der Hülse folgen, auf letzterer gehoben und gesenkt werden. Am unteren Ende ist die Hülse, wie die Fig. 1 zeigt, zu einer Nuth für den Reglerhebel ausgebildet, indem auf die Schraubenmuffe 5 ein Ring 8 so aufgeschraubt ist, dafs zwischen diesem und dem Flansch 7 eine Nuth 9 entsteht. In diese ist ein Ring 1.0 eingelegt, der mit dem Hebel 13 befestigt ist, welcher durch die Stange 15 mit den Regulirorganen in Verbindung steht.On the drive shaft 1 by means of the bolt 3, a sleeve 2 is attached which, like 2 shows a spring 4 on one side. is provided. The latter intervenes in a corresponding one Groove 6 of a threaded one placed concentrically around the sleeve> '2 Screw socket 5. To this. Way, the screw can rotate the shaft and the Follow the sleeve, raised and lowered on the latter. At the bottom is the sleeve, As shown in FIG. 1, a groove for the regulator lever is formed by placing on the screw socket 5 a ring 8 is screwed on in such a way that a groove 9 is created between it and the flange 7. A ring 1.0 is inserted into this, which is attached to the lever 13, which by the rod 15 with the Regulirorganen communicates.

Auf die Schraubenmuffe 5 ist eine Mutter 17 aufgeschraubt, welche mit der ersteren durch eine Feder 18 zusammenhängt, deren .eines Ende an der Mutter und deren anderes Ende an der Schraübenmuffe 5 befestigt ist. Auf diese Weise wird die Drehbewegung der Hülse unter Vermittelung der Feder 18 der Mutter mitgetheilt, jedoch die Schraubenmuffe so weit in die Mutter hineingeschraubt, bis der Widerstand der Feder die Trägheit der Mutter und der damit in Verbindung stehenden Theile überwindet, worauf darm die Schraubenmuffe S und- die Mutter sich gemeinsam bewegen und mit der Welle drehen. Vermittelst des Bolzens 20. ist auf der Welle ι eine Hülse 19 aufgekeilt, die an ihrem unteren ,Ende mit einem ringförmigen Flansch 2t versehen ist.. Auf diesem ruht das Schwungrad 22, welches vermöge der Verbindung mit der Schraubenmutter 17 an der Drehung theilnimmt. Das Schwungrad 22 steht mit letzterer vermittelst der Gelenkstücke 23 und 24 und der Gewichte 25 in Verbindung. Die vorläufige Einstellung der Theile ist derart, dafs die Gelenke 23 und 24 einen Winkel mit einander bilden, welcher sich durch Einstellung der Schrauben 26 verändern läist. Statt der von einander unabhängigen Gelenke und Gewichte kann man auch paarweise angeordnete und fest mit einander verbundene Federn und Gewichte anwenden. Ein auf seiner unteren Seite hohles Auflager 27 für die Feder 28 liegt über der Mutter 17. Das obere Ende der Feder 28 stützt sich gegen eine Muffe 29, die an der die Welle 1 umgebenden Hülse 30 befestigt ist. Die letztere trägt an ihrem oberen Ende eine ringförmige Erweiterung, welche den ringförmigen Flansch der Hülse 19 umfafst und sich gegen die untere Fläche des Schwungrades 22 stützt.On the screw sleeve 5, a nut 17 is screwed, which with the former related by a spring 18, whose .eines end on the mother and the other End is attached to the screw socket 5. In this way, the rotational movement of the Sleeve communicated through the spring 18 of the nut, but the screw socket screwed so far into the nut that the resistance of the spring causes inertia overcomes the mother and the parts connected with it, whereupon the Screw sleeve S and the nut together move and rotate with the shaft. By means of the bolt 20. is on the Shaft ι a sleeve 19 wedged, which at its lower end with an annular Flange 2t is provided .. On this rests the flywheel 22, which by virtue of the connection with the screw nut 17 participates in the rotation. The flywheel 22 is connected to the latter by means of the joint pieces 23 and 24 and the weights 25. The provisional suspension of the parts is such that the joints 23 and 24 form an angle with one another which extends through Change the setting of the screws 26. Instead of the independent joints and weights can also be arranged in pairs and firmly connected to one another Use springs and weights. A hollow on its lower side support 27 for the spring 28 lies over the nut 17. The upper end of the spring 28 is supported against a Sleeve 29 which is attached to the sleeve 30 surrounding the shaft 1. The latter carries on its upper end an annular extension, which the annular flange of the Sleeve 19 embraces and against the lower Surface of the flywheel 22 is based.

Diese Vorrichtung wirkt nun in folgender Weise:This device now works in the following way:

Infolge der Drehung der Triebwelle wird ' die Hülse 2 mitgenommen, die unter Vermitte-' lung der Leiste 4 die Schraubenmuffe S dreht. Diese schraubt sich, so weit in die Mutter 17 ein, bis die Spannung der Feder 18 das Trägheitsmoment der Muffe, des Schwungrades und der Gewichte des Reglers überwindet. Jede Aufwärtsbewegung der Schraube hebt den Hebel 13 um ein entsprechendes Stück. Infolge ihrer Drehung werden die Gewichte 25 durch Fliehkraft sich von einander entfernen. Da nun das Schwungrad von dem Flansch 21 getragen wird und die Hülse 19 sich nicht nach unten bewegen kann, so werden, wenn die Gewichte 25 der Fliehkraft nachgeben, alle damit in Verbindung stehenden Reglertheile, die Mutter, die Sqhraubenmuffe und der Hebel 13 aufwärts gezogen, wodurch die Feder 28 zusammengedrückt wird.As a result of the rotation of the drive shaft 'the sleeve 2 is taken along, which is under Vermitte-' ment of the bar 4, the screw socket S rotates. This screws itself so far into the nut 17 until the tension of the spring 18 exceeds the moment of inertia of the sleeve, the flywheel and the weight of the controller overcomes. Every upward movement of the screw lifts the lever 13 by a corresponding piece. As a result of their rotation, the weights become 25 move away from each other by centrifugal force. Since the flywheel is now removed from the flange 21 is worn and the sleeve 19 cannot move downwards, so will if the weights give way to the centrifugal force, all related parts of the regulator, the nut, screw socket and lever 13 are pulled upwards, causing the spring 28 is squeezed.

Während der Bewegung der Mutter wird durch den Regler die Stange 15 stets in solche, der Belastung entsprechende Lage, eingestellt, dafs dadurch die Geschwindigkeit des Motors constant bleibt. Will man den Motor anhalten, so muis die Stange 15 so weit nach aufwärts gezogen werden, dafs sie den Zufluis von Triebmitteln zum Motor abschliefst.During the movement of the nut, the controller always moves the rod 15 into The position corresponding to the load, adjusted so that the speed of the motor remains constant. If you want to stop the engine, the rod 15 must go so far be drawn upwards so that they shut off the influx of propellants to the engine.

Wird z. B. die Belastung vermindert, so wird die Abnahme der Belastung sich augenblicklich im Gang des Motors fühlbar machen und eine plötzliche Geschwindigkeitsvermehrung hervorbringen. In dem Augenblick, in welchem der Motor seine Geschwindigkeit vergröfsert, wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der. Welle 1 entsprechend zunehmen.und die Bewegung dieser Welle i wird der. sich mit ihr bewegenden Schraubenmuffe 5 mitgetheilt. Infolge der vorher erlangten Geschwindigkeit des Reglers ist dem Schwungrad und den Schwunggewichten eine gewisse Stellung und eine gewisse.lebendige Kraft mitgetheilt wor-. den. Diese Theile haben daher bei dieser Geschwindigkeit ein gewisses Trägheitsmoment, welches überwunden werden muis, bevor die Geschwindigkeitsänderung eintreten kann. Bei den Vorrichtungen, wo die Regelung ausschliefslich von dem Wechsel der Geschwindigkeit der Schwunggewichte und des Schwungrades abhängt, ist aus diesem Grunde eine solche Geschwindigkeitsänderung nicht schnell zu vollbringen; aber in der vorliegenden Vorrichtung hängt die Geschwindigkeitsänderung hiervon nicht ab; die aus der zwischen der Schraubenmuffe 5 und der Mutter 17 befindlichen Feder 18 bestehende elastische Verbindung macht es möglich, dafs der Schraubenmuffe 5, wenn ihre Umdrehungsgeschwindigkeit plötzlich -zunimmt, statt des Widerstandes des Trägheitsmomentes der anderen Theile nur der Widerstand der Spiralfeder 18 entgegenwirkt, welche eine genügende Elasticität besitzt, um vermittelst der Schraubenrnuffe 5 bei plötzlichem Geschwindigkeitszuwachs die Spannung der Feder 18 zu erhöhen, bevor die beschleunigte Bewegung der Schraubenmuffe sich den anderen Theilen des Reglers mittheilt. Mit dem Spannungszuwachs der Feder 18 ist eine gröisere Torsion der Feder verbunden, die der gröfseren Umdrehungszahl der Schraubenmuffe im Vergleich zu der der Mutter entspricht und dieser Geschwindigkeitsüberschufs der Schraubenmuffe gegenüber der der Mutter bewirkt, dafs die Schraubenmuffe sich in die Mutter einschraubt. Infolge dieser Relativbewegung nimmt die Schraubenmuffe den Hebel 13 und die Stange 15 mit, welch letztere die Zuführung des Kraftmittels zum Motor vermindert. Nun ist jedoch auch durch die Spannung der Feder 18 der Mutter 17 die gröfsere Geschwindigkeit mitgetheilt und die Schwunggewichte gehen weiter aus einander. Hierdurch nimmt die Feder wieder ihre normale Spannung an und alle Theile kehren -wieder in ihre frühere gegenseitige Lage zurück. ■■ _: Is z. If, for example, the load is reduced, the decrease in the load will be felt immediately in the course of the engine and produce a sudden increase in speed. The moment the motor increases its speed, the speed of rotation becomes the. Wave 1 will increase accordingly. And the movement of this wave i will be the. with the screw sleeve 5 moving with it. As a result of the previously obtained speed of the governor, the flywheel and the flyweights have been given a certain position and a certain living force. the. These parts therefore have a certain moment of inertia at this speed, which must be overcome before the change in speed can occur. In the case of devices where the regulation depends exclusively on the change in the speed of the flyweights and the flywheel, such a change in speed cannot be accomplished quickly for this reason; but in the present device the speed change does not depend on it; the elastic connection consisting of the spring 18 located between the screw sleeve 5 and the nut 17 makes it possible that the screw sleeve 5, when its speed of rotation suddenly increases, is counteracted only by the resistance of the spiral spring 18 instead of the resistance of the moment of inertia of the other parts, which has sufficient elasticity to increase the tension of the spring 18 by means of the screw sleeve 5 in the event of a sudden increase in speed, before the accelerated movement of the screw sleeve is communicated to the other parts of the regulator. The increase in tension of the spring 18 is associated with a greater torsion of the spring, which corresponds to the greater number of revolutions of the screw socket compared to that of the nut and this excess speed of the screw socket compared to that of the nut causes the screw socket to screw into the nut. As a result of this relative movement, the screw sleeve takes the lever 13 and the rod 15 with it, the latter reducing the supply of the power means to the motor. Now, however, the greater speed is communicated to the nut 17 by the tension of the spring 18 and the flyweights diverge further. In this way the spring resumes its normal tension and all parts return to their previous mutual position. ■■ _:

Eine durch Zunahme der Belastung veranlafste Geschwindigkeitsabiiahme ' hat . die gerade entgegengesetzte Wirkung. Die durch die Belastungszunahme erzeugte Geschwindigkeitsänderung des Antriebsmotors wird der Welle i, sowie der Schraubenmuffe 5 augenblicklich mitgetheilt. Infolge der Trägheit der Mutter 17 und der damit verbundenen Massen erfolgt zwischen der Mutter 17 und der MüffeJ eine Relativbewegung, so dafs die Schraubenmuffe jetzt sofort unter der Wirkung der Elasticität der Feder 18 um ein gewisses Stück aus der Mutter herausgeschraubt wird.... D,adurch wird die' Schraubenmuffe sich senken itnd bewirkt auch eine Senkung des Hebels 13 und der Stange 15, welche nun mehr Kraftmittel in den Motor eintreten läfst und sofort die Geschwindigkeit wieder zunehmen läfst, um der Zunahme der Belastung sofort Ilechnung zu tragen, noch ehe die schwereren Theile des Reglers infolge ihres gröiseren Trägheitsmomentes von der Schwankung der Belastung beeinflufst werden. Wird nun bei dem durch die Geschwindigkeitsabnahme der Schraubenmuffe veranlafsten Auseinanderziehen der Feder 18 ihre Spannung" vermindert, so wird die Geschwindigkeit der Mutter und der damit verbundenen Theile des Schwungrades und der Schwunggewichte sich vermindern, bis die Feder wieder ihre normale Spannung angenommen und die Theile des Reglers in ihre normale Lage wieder eingestellt sind. Vermöge dieser Construction wird dem Regler eine Empfindlichkeit ertheilt, die so grofs ist, dafs die geringste Schwankung der BelastungHas a speed limit caused by an increase in the load. straight opposite effect. The change in speed caused by the increase in load of the drive motor is the shaft i, as well as the screw sleeve 5 instantly communicated. As a result of the inertia of the nut 17 and the masses associated with it there is a relative movement between the nut 17 and the sleeve, so that the screw sleeve now immediately under the effect of the elasticity of the spring 18 to a certain extent is unscrewed from the nut .... D, this will lower the 'screw socket itnd also causes a lowering of the lever 13 and the rod 15, which now have more power means lets you enter the engine and immediately increase the speed again, in order to immediately bear the increase in load before the heavier parts of the controller due to their larger moment of inertia from the fluctuation of the load be influenced. This is now due to the decrease in speed of the screw socket caused pulling apart the spring 18 their tension "is reduced, the Speed of the nut and associated parts of the flywheel and The swing weights decrease until the spring returns to normal tension and the parts of the regulator are restored to their normal position. Fortune this construction gives the regulator a sensitivity which is so great that the slightest fluctuation in the load

sich sofort fühlbar macht und eine entsprechende Einstellung veranlaist, bevor die durch Fliehkraft wirkenden Theile des Reglers den Ausgleich bewirken können.immediately makes itself felt and initiates a corresponding adjustment before the through Centrifugal force acting parts of the controller can bring about the compensation.

Durch das ziemlich schwere Schwungrad wird dem Regler eine möglichst gleichförmige Bewegung ertheilt. Die Elasticität der die Schraubenmuffe und die Mutter verbindenden " Feder 18 gestattet, kleine Schwankungen der Belastung" so schnell durch die Zu- oder Abnahme der Menge des zum Motor zugeführten -Kraftmittels auszugleichen, dais die Geschwindigkeit constant bleibt. Der Regler ist so empfindlich, dais bei Anlagen, in welchen die Schwankungen der Belastung eine, geringe Gröfse betragen, eine vollkommen gleichmäisige Geschwindigkeit durch stetige Regelung erhalten wird. Wollte man den Regler ohne Weiteres bei Anlagen anwenden, in denen sehr grofse Schwankungen der Belastung vorkommen, so könnte durch zu grofse Empfindlichkeit des Reglers ein Schwanken desselben (Ueberreguliren) eintreten. Um dieses zu vermeiden, ist derselbe so eingerichtet, dais zu groise Empfindlichkeit vermieden werden kann. Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, kann das obere Ende der Schraubenmuffe 5 in die auf der Unterseite des¹ Auflagers 27 befindliche Aussparung eintreten. Bei sehr grofser Belastungsänderung· wird die Schraubenmuffe so weit in die Mutter 17 eingeschraubt, dafs das Ende derselben in die Aussparung des Auflagers 27 eintritt und, gegen die Innenwandung derselben anschlagend, es der Spannung der Feder 28 entgegen nach oben bewegen. Hierdurch wird der Druck der Feder 28 auf die Muffe vergröfsert und die Empfindlichkeit verringert. Ist die Geschwindigkeitszunahme des Motors sehr bedeutend, so'wird Feder 28 so weit zusammengedrückt, dafs' sie das Gewicht des auf dem Flansch 21 der Muffe 19 ruhenden Schwungrades. überwindet und die ganze Vorrichtung einschliefslich des Schwungrades, der Schwunggewichte, der Mutter und der Schraubenmuffe durch die Hülse 30 hebt, welche sich gegen die Unterseite des Schwungrades legt. Dadurch wird der Flansch- 21 von' dem Gewicht des Schwungrades 22 entlastet und die Feder 28 noch weiter zusammengedrückt, wodurch die Schwunggewichte weiter aus einander gehen. Der Hebel 13 wird hierdurch auch noch weiter gehoben und damit auch die Stange 15, bis die Zuführung des Kraftmittels zum Motor fast oder ganz abgeschnitten ist:The rather heavy flywheel gives the regulator the most uniform possible movement. The elasticity of the "spring 18" connecting the screw sleeve and the nut allows small fluctuations in the load to be compensated for so quickly by the increase or decrease in the amount of power means supplied to the motor that the speed remains constant. The controller is so sensitive that in systems in which the fluctuations in the load are small, a completely constant speed is obtained through constant control. If the controller were to be used without further ado in systems in which there are very large fluctuations in the load, excessive sensitivity of the controller could cause it to fluctuate (overregulate). In order to avoid this, it is arranged in such a way that excessive sensitivity can be avoided. As can be seen from the drawings, the upper end of the screw sleeve 5 can in on the underside of the recess 27 located ¹ Auflagers occur. In the event of a very large change in load, the screw sleeve is screwed into the nut 17 so far that the end of the latter enters the recess of the support 27 and, abutting against the inner wall of the latter, moves it upwards against the tension of the spring 28. This increases the pressure of the spring 28 on the sleeve and reduces the sensitivity. If the increase in speed of the motor is very significant, the spring 28 is compressed so far that it takes the weight of the flywheel resting on the flange 21 of the sleeve 19. overcomes and the whole device including the flywheel, the flywheels, the nut and the screw sleeve lifts through the sleeve 30, which lies against the underside of the flywheel. As a result, the flange 21 is relieved of the weight of the flywheel 22 and the spring 28 is compressed even further, as a result of which the flyweights move further apart. The lever 13 is thereby also raised further and with it the rod 15, until the supply of the power medium to the motor is almost or completely cut off:

Es ist daher ersichtlich, dafs man durch drei verschiedene Mittel der Aufwärtsbewegung der Schräubenmuffe entgegenwirken und den Hebel 13 wieder in eine Gleichgewichtsstellung bringen kann. ' . . It is evident, therefore, that one can move upward by three different means counteract the screw socket and bring the lever 13 back into an equilibrium position. '. .

Da das Schwungrad leicht ausbalancirt und so gelagert werden kann, dais sein Gewicht nicht auf die Schwunggewichte drückt, so kann es schwer genug gemacht und schnell genug angetrieben werden, um einen möglichst gleichförmigen Gang des Reglers zu gewährleisten. Since the flywheel can be easily balanced and stored so as to reduce its weight Don't push on the swing weights so it can be done hard enough and quickly be driven enough to ensure that the controller runs as smoothly as possible.

(Es wird daher, wenn der eigentliche Fliehkraftregler in Wirkung tritt, bereits ein derartiger Ausgleich stattgefunden · haben, dafs nur noch geringe Geschwmdigkeitsänderungen zu regeln sind.(Therefore, when the actual centrifugal governor comes into effect, it is already one of these Compensation has taken place so that only slight changes in speed are still possible are to be regulated.

In manchen Fällen kann man das Schwungrad auch fortlassen und nur einen gewöhnlichen Fliehkraftregler in Verbindung mit der Schraubenmuffe und der Mutter mit gutem Erfolg benutzen; den besten Erfolg erhält man jedoch durch Vereinigung aller Einzeltheile.In some cases the flywheel can be left out and just an ordinary one Centrifugal governor in conjunction with the screw socket and the nut with good Use success; but the best result is obtained by uniting all the individual parts.

Eine der eben beschriebenen gleichartige Ausführungsform würde man dadurch erhalten, dais man die Anordnung der einzelnen Theile umkehrt und die Mutter mit der Triebwelle und die Schraubenmuffe mit dem Fliehkraftregler verbindet; die Wirkungsweise würde im Wesentlichen dieselbe bleiben.An embodiment similar to the one just described would be obtained by that one reverses the arrangement of the individual parts and the nut with the drive shaft and connects the screw sleeve to the governor; the mode of operation would remain essentially the same.

Claims

Patent Claims:

1. Speed controller, thereby marked- ' draws that one in the rotation of the shaft (1) participates in the longitudinal direction the shaft displaceable screw sleeve (5), which the inflow of the power means regulates, first influenced by a sudden change in speed is and is in a nut (17), which by the interposition of a spring (18) takes part in the rotation without itself being the result of the elastic action the spring and the inertia of the masses would be influenced by the fluctuations in speed, so that despite With great sensitivity, only a very slight overregulation can occur.

2. embodiment of a speed controller according to claim 1, characterized by the arrangement of a flywheel (22), which when the at its end by a hollow bearing shell (27) covered screw sleeve is pushed beyond its normal position, on a The loading spring (28) helps ensure greater uniformity large fluctuations in load.

1 sheet of drawings.