DE1426463C - Beharrungsregler fur Kraftmaschinen - Google Patents

Description

3 4

bestimmte Größe erreicht, wie sie z. B. nur auf- und schnelle Abstellen der Maschine bzw. das Betreten kann, wenn die zu beschleunigende Schwung- grenzen ihrer Drehzahl noch wesentlich verbessert,
masse nur noch aus dem Läufer der Kraftmaschine Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der besteht, und der dann wie ein Sicherheitsregler wirkt Erfindung an Hand der F i g. 1 und 2 der Zeichnung und die Maschine stillsetzt oder über einen Wandler 5 näher beschrieben.

auf eine gewünschte Drehzahl herunterregelt. Dabei F i g. 1 stellt einen Querschnitt durch einen nach sollen die den bekannten vergleichbaren Ausfüh- der Erfindung ausgeführten Beschleunigungswächter rungen anhaftenden Nachteile vermieden werden, ins- dar. Die bei 20 gelagerte Antriebswelle 1 wird von besondere soll aber der Beharrungsregler bzw. Be- einer nicht dargestellten Maschine, deren Beschleunischleunigungswächter astatisches Verhalten auf- io gung überwacht werden soll, in Richtung des Pfeiles weisen. 10 angetrieben. Das Beharrungsgewicht 2 ist auf der Zu diesem Zweck ist bei einem Beharrungsregler Antriebswelle 1 drehbar gelagert. Die relative Drehfür Kraftmaschinen, bei dem die relative Drehbewe- bewegung des Beharrungsgewichtes gegenüber der gung eines Beharrungsgewichtes gegenüber seiner Antriebswelle ist in beiden Richtungen durch einen Antriebswelle unmittelbar auf die Steuerung ein- 15 Anschlag 8 am Bund 9 der Antriebswelle und eine wirkt, gemäß der Erfindung Ausfräsung 17 im Beharrungsgewicht 2 begrenzt

a) der Beharrungsregler in an sich bekannter (F i g. 2).

Weise als Beschleunigungswächter ausgebildet, des- Im Bereich der zulässigen Beschleunigungen wird

sen Beharrungsgewicht durch eine in axialer Rieh- das Beharrungsgewicht 2 durch die Kraft einer außer-

tung wirkende Kraft, z. B. eine Feder, gegen einen 20 halb des' rotierenden Systems angeordneten Feder 6

Bund 'der Antriebswelle des Beharrungsgewichtes mittels des Hebels 21 in axialer Richtung gegen den

gedrückt wird, Bund 9 der Antriebswelle 1 und in Umfangsrichtung

,' b) und es wird dabei die in axialer Richtung wir- mit der Fläche 18 der Ausfräsung 17 gegen den An-

kende Kraft über Stelzen, Hebel oder eine Kurven- schlag 8 am Bund 9 der Antriebswelle 1 gedrückt,

führung in Umfangsrichtung umgelenkt, so daß eine as Dabei erfolgt die Übertragung der Federkraft über

in Umfangsrichtung wirkende Komponente dieser ein in axialer Richtung verschiebbar gelagertes Wälz-

Kraft das Beharrungsgewicht im Sinn der Dreh- lager 7, welches axiale Kräfte übertragen kann, auf

bewegung der Antriebswelle des Beharrungsgewich- einen mit der Antriebswelle 1 umlaufenden Ring 3,

tes gegen einen Anschlag der Antriebswelle drückt, welcher durch die Keile 4 auf der Antriebswelle axial

von dem es sich bei Überschreitung der zulässigen 30 verschiebbar gelagert ist, sowie die in dem Ring 3

Beschleunigung abheben und die relative Drehbewe- und dem Beharrungsgewicht schwenkbar gelagerten

gung zu seiner Antriebswelle ausführen kann, und es Stelzen 5.

sind ferner Wenn nun die zulässige Beschleunigung überschritc) die Stelzen oder Hebel so angeordnet, daß sie ten wird, bleibt das Beharrungsgewicht 2 gegen die sich bei Beginn der Relativbewegung des Behar- 35 Wirkung der Feder 6 in Richtung des Pfeiles 11 rungsgewichtes gegen die in axialer Richtung wir- zurück. Dabei richten sich die Stelzen oder Hebel 5 kende Kraft aufrichten, so daß die Größe der in Um- gegen die Kraft der Feder 6 auf, so daß die über die fangsrichtung wirkenden Komponente ' der durch . Stelzen in Umfangsrichtung übertragene Komponente die Stelzen oder Hebel auf das Beharrungsgewicht der Federkraft abnimmt, woraus das astatische Verübertragenden Kraft beim Sichaufrichten der Stel- 40 halten des Beschleunigungswächters resultiert. Durch zen oder Hebel abnimmt. den konstruktiven Aufbau ergeben sich sehr kleine Der erfindungsgemäße Beschleunigungswächter Axialhübe, so daß die Erhöhung der Federspannung hat gegenüber dem üblichen Drehzahl-Sicherheits- während dieses Vorganges vernachlässigbar klein

:, regler den Vorteil, daß er sofort anspricht, sobald die ist. Die Drehbewegung des Beharrungsgewichtes 2

Ί nur bei einem Schaden oder einer Fehlbedienung 45 ist durch die Fläche 19 begrenzt.

mögliche Beschleunigung auftritt. Die Maschine muß Die Schwenkbewegung des Beharrungsgewichtes 2 also nicht erst die Auslösedrehzahl eines Drehzahl- bringt die Schlitze 12 und 13 eines Steuermittel-Sicherheitsreglers erreichen. Würde man die Ma- abflusses zur Deckung, so daß das über den Ring-

schine nur mit einem Drehzahl-Sicherheitsregler aus- raum 14 und die Bohrung 16 in der Antriebswelle 1 rüsten, müßte der Läufer festigkeitsmäßig für eine 50 anstehende Steuermittel abfließen kann. Die hierhöhere Drehzahl bemessen werden, da die Auslöse- durch verursachte Druckabsenkung des Steuermittels drehzahl des Drehzahl-Sicherheitsreglers oberhalb bewirkt in an sich bekannter Weise über entspreder maximalen Betriebsdrehzahl liegen muß, so daß chende Regel- oder Steuerorgane ein Stillsetzen oder diese Drehzahldifferenz zu der bis zur Unterbrechung Begrenzen der Drehzahl der Maschine,
der Betriebsmittelzufuhr auftretenden weiteren Dreh- 55 Bei der beschriebenen Ausführung ist die Breite Zahlsteigerung hinzukäme. der Ausfräsung 17 so bemessen, daß die Stelzen 5 Der erfindungsgemäße Beschleunigungswächter nicht bis in die Axiallage geschwenkt werden können, kann dagegen bei jeder Betriebsdrehzahl ansprechen. damit ein Rückstellmoment in die Ausgangslage erGegenüber dem Drehzahl-Sicherheitsregler wird also halten bleibt. Selbstverständlich kann die Breite der im ungünstigsten Falle entsprechend der Differenz 60 Ausfräsung 17 auch so gewählt werden, daß der zwischen maximaler Betriebsdrehzahl und der Aus- Regler durchschaltet. In diesem Falle ist eine Rücklösedrehzahl früher ausgelöst. Der Erfindungsgegen- stellung gegen die Umfangskomponente der Kraft stand hat den weiteren Vorteil, daß bei Auftreten der Feder 6 erforderlich.

der den Regelungsvorgang auslösenden Beschleuni- Durch Änderung der Vorspannung der Feder 6 gung keine Teile mit wesentlicher Schwungmasse zu 65 kann auf Grund der gewählten Anordnung die beschleunigen sind. Auslösebeschleunigung bei laufender Maschine ein-Durch das astatische Verhalten des erfindungs- gestellt werden. Die Erfindung ist nicht auf das begemäßen Beschleunigungswächters wird das sichere schriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. An Stelle

der Stelzen könnten z. B. an beiden Enden gelagerte Hebel verwendet werden. Bei dem Ausführungsbeispiel "wurden Stelzen gewählt, weil diese geringe Reibungskräfte verursachen. Auch könnten die einander zugekehrten Flächen der Teile 2 und 3 aneinander anliegen und eine solche Kurvenform aufweisen, daß das Beharrungsgewicht 2 und der Ring 3 eine ähnliche astatische Bewegung wie bei dem beschriebenen Beispiel ausführen. Auch könnte die öffnung eines Steuermittelabflusses durch die Axialbewegung des Teiles 3 bewirkt werden. Selbstverständlich könnte die astatische Bewegung des Teiles 2 oder 3 auch auf eine mechanische oder elektrische Regeleinrichtung wirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Es sind bereits Beharrungsregler bekannt (DT-PS Patentansprüche: 401 816), bei denen der Ausschlag des Beharrungs gewichtes der Größe der Beschleunigung proportio-

1. Beharrungsregler für Kraftmaschinen, bei nal ist, so daß die Größe der relativen Drehbewegung dem die relative Drehbewegung eines Beharrungs- 5 des Beharrungsgewichtes und der die Verminderung gewichtes gegenüber seiner Antriebswelle unmit- der Drehzahlsteigerung bewirkende Regehwgang telbar auf die Steuerung einwirkt, dadurch auch der Größe der Beschleunigung entspricht. Das gekennzeichnet, daß Begrenzen der Beschleunigung während des norrna-

a) der Beharrungsregler in an sich bekannter len Betriebes ist aber insbesondere bei Kraftmaschi-Weise als Beschleunigungswächter ausgebildet io nen, welche mit in großem Bereich veränderlicher ist, dessen Beharrungsgewicht (2) durch eine in Drehzahl betrieben werden, oft unerwünscht, da axialer Richtung wirkende Kraft, z. B. eine Fe- hierdurch ihre Tätigkeit unnötig vergrößert würde,
der (6), gegen einen Bund (9) der Antriebs- Bei derartigen Beharrungsreglern ist es auch schon welle (1) des Beharrungsgewichtes (2) gedrückt bekannt, den Regler so auszubilden, daß er nur bei wird, 15 raschen Geschwindigkeitsänderungen eingreift, d. h.,

b) daß die in axialer Richtung wirkende Kraft daß der Beharrungseinfluß erst dann auf die Steueüber Stelzen, Hebel (5) oder eine Kurvenführung rung der Kraftmaschine zur Wirkung kommt, wenn in Umfangsrichtung umgelenkt wird, so daß eine die Beschleunigung eine bestimmte Größe erreicht in Umfangsrichtung wirkende Komponente die- hat, bei der die Beschleunigungskräfte größer sind ser Kraft das Beharrungsgewicht (2) im Sinn der so als die Vorspannung einer ihnen entgegenwirken-Drehbewegung der Antriebswelle (1) des Behar- den Feder. Durch die dabei erfolgende Relativrungsgewichtes gegen einen Anschlag (8) der An- bewegung des Beharrungsgewichtes gegenüber seiner triebswelle drückt, von dem es sich bei Über- Antriebswelle wird bei den bekannten Anordnunschreitung der zulässigen Beschleunigung ab- gen der Druck im Druckölsystern der Regelventile hebt und die relative Drehbewegung zu seiner 25 der Turbine so beeinflußt, daß vorübergehend der Antriebswelle (1) ausführt, und Hub der Regelventile vermindert wird, und zwar

c) daß die Stelzen oder Hebel (5) so angeord- noch bevor der Drehzahlregler die durch seine Unnet sind, daß sie sich bei Beginn der Relativ- gleichförmigkeit bedingte höhere Drehzahl erreicht bewegung des Beharrungsgewichtes gegen die in hat, bei welcher er als solcher die Regelventile um axialer Richtung wirkende Kraft aufrichten und 30 den entsprechenden Betrag geschlossen hat.

daß die Größe der in Umfangsrichtung wirkenden Es ist auch ein als Beschleunigungswächter ausge-

Komponente der durch die Stelzen oder Hebel (5) bildeter Beharrungsregler bekannt (FR-PS 776 800),

auf das Beharrungsgewicht (2) übertragenen Kraft bei dem die axiale Verschiebung eines Beharrungs-

beim Sichaufrichten der Stelzerr öder Hebel ab- gewichtes gegenüber seiner Antriebswelle auf die

nimmt. 35 Steuerung der Maschine einwirkt. Mittels eines auf

2. Beschleunigungswächter nach Anspruch 1, der Antriebswelle sitzenden Bundes kann dem auf dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung der Welle verschiebbaren Beharrungsgewicht eine des Beharrungsgewichtes (2) oder die axiale Be- Drehbewegung oder auch eine Translationsbewegung wegung eines zwischen der Feder (6) und den erteilt werden, und zwar geschieht dies über einen Stelzen bzw. Hebeln (5) angeordneten Ringes (3) ₄₀ mit dem Beharrungsgewicht verbundenen Mitnehden die Maschine stillsetzenden oder auf eine ge- _mer, der mit gegeneinander geneigten Endflächen wünschte Drehzahl herunterregelnden Regelvor- i_n entsprechend geneigte Flächen eines Einschnittes gang auslöst. an dem Wellenbund eingreift. Bei plötzlicher Be-

3. Beschleunigungswächter nach Anspruch 2, schleunigung der Antriebswelle wird das Beharrungsdadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung 45 gewicht durch die axiale Komponente der an dem des Beharrungsgewichtes (2) oder die axiale Be- Mitnehmer wirkenden Reaktionskraft gegen die Wirwegung eines zwischen der Feder (6) und den kung einer Feder entlang der Welle verschoben, Stelzen bzw. Hebeln (5) angeordneten Ringes (3) welche Bewegung zur Auslösung eines Steuervoreinen Steuermittelabfluß (12,13) öffnet. ganges, beispielsweise durch öffnen oder Schließen

50 eines elektrischen Stromkreises, benutzt werden kann. Dabei führt das Beharrungsgewicht seine Aus-

lösebewegung gegen die ständig zunehmende Gegenkraft der Feder aus. Für die Betätigung von Steuermitteln ist aber eine in axialer Richtung erfolgende

Die Erfindung betrifft einen Beharrungsregler für 55 Verschiebung des Beharrungs'gewichtes ungünstig, Kraftmaschinen, bei dem die relative Drehbewegung da der Hub in diesem Fall nur verhältnismäßig klein eines Beharrungsgewichtes gegenüber seiner An- gewählt werden kann, was sich nachteilig hinsichttriebswelle unmittelbar auf die Steuerung einwirkt. Hch der Auslösung von Steuervorgängen auswirkt,

Sie bezieht sich insbesondere auf einen Behar- vor allem, wenn es sich um hydraulische Steuerunrungsregler für Turbomaschinen, deren Läufer eine 60 gen handelt, bei denen durch die Relativbewegung verhältnismäßig geringe Schwungmasse aufweist. Bei des Beharrungsgewichtes öffnungen für einen solchen Beharrungsreglern soll eine Schnellschuß- Steuermittelabfluß geöffnet bzw. geschlossen werden auslösung durch Überdrehzahl oder ein Durchgehen sollen.

der Maschine verhindert werden, wenn der Ma- Die besondere Aufgabe der vorliegenden Erfindung

schinensatz z. B. infolge eines Lastabwurfes, eines 65 liegt zunächst darin, einen Beharrungsregler zu Schadens oder einer Fehlbedienung vom Netz ge- schaffen, der in einfacher Weise so bemessen und trennt wird oder wenn die Kraftmaschine von der auch während des Betriebes eingestellt werden kann, durch sie angetriebenen Maschine getrennt wird. daß er erst anspricht, wenn die Beschleunigung eine