DE146343C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft einen Regler für Dampfmaschinen oder Maschinen mit innerer Verbrennung, welcher derart eingerichtet ist, daß er in empfindlicher Weise und schnell auf das Einströmungsventil für das Kraftmittel einwirkt und dasselbe den Verschiedenheiten der Geschwindigkeit gemäß drosselt oder öffnet.

Fig. ι der Zeichnungen ist ein senkrechter mittlerer Schnitt durch ein Kolbenventil, welches mit dem Regler verbunden ist.

Fig. 2 zeigt einen senkrecht zu dem Schnitt der Fig. ι geführten Schnitt mit den verschiedenen. Teilen im normalen Zustande.
Fig. 3 ist eine teilweise Ansicht und Schnitt in der Stellung nach Anwendung der Bremseinrichtung.

Fig. 4 ist eine teilweise Ansicht und Schnitt mit weit geöffnetem Ventil.

Fig. 5 ist eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht mit einer anderen Anordnung der Bremseinrichtung.

Fig. 6 zeigt die Bremse nach Fig. 5 in Tätigkeit.

Fig. 7 ist eine abgeänderte Ausführungsform des Reglers der Fig. 1 und mit abgeänderter Anordnung der einzelnen Teile und anderer Ausführung des Ventiles.

Fig-. 8 ist ein Schnitt durch eine horizontale Anordnung mit einem Drosselventil.

Fig. 9, 10 und 11 sind Querschnitte durch das Ventil nach Fig. 8.

Fig. 12 ist ein Horizontalschnitt durch das Kolbenventil nach Fis\ 1 und

Fig. 13 ist eine Seitenansicht des Reglers nach Fig. 1 in kleinerem Maßstabe.

In den Fig. 1, 2, 3, 4, 12 und 13 ist 2 die Einlaßöffnung für den Kraftmittelzufluß einer Maschine. Das Kraftmittel strömt durch ein geschlitztes zylindrisches Ventilgehäuse 3 und ein hohles Kolbenventil 4, dessen Schlitze mit denen des Ventilgehäuses übereinstimmen. Die Spindel 5 dieses Ventiles erstreckt sich nach oben durch den Oberteil der Ventilkammer, durch eine Dichtung 6 und alsdann durch eine Hohlwelle 7, welche an ihrem unteren Ende mit einem Kegelrad 8 versehen ist, das sich innerhalb eines Gehäuses 9 befindet und in ein anderes Kegelrad 10 eingreift. Letzteres sitzt auf der durch den Deckel 12 geführten Welle 11, auf deren äußerem Ende eine Scheibe 13 befestigt ist, welche von der Dampfmaschinenwelle aus angetrieben wird. An dem oberen Ende der Hohlwelle 7 ist ein Ouerhaupt 14 befestigt und an zwei gegenüberliegenden Seiten mit Bohrungen versehen, in welchen die Federn 15 so angeordnet sind, daß sie die Kolben 16 der Stangen 17 nach abwärts drücken. Die Stangen 17 treten durch die Oberseite des Querhauptes hindurch und sind mit einem Querstück 18 an dem oberen Ende der Spindel 5 verbunden. An ihrem unteren Ende besitzen die Stangen 17 Blöcke 19, welche an ihren unteren Enden keilartig ausgebildet sind, so daß sie mit den in gleicher Weise geneigten Flächen der Blöcke 20, welche _an dem Schwungrad 21 an entgegengesetzten Seiten der Welle befestigt sind, in Berührung

treten können. Neben jedem Block 19 befindet sich ein entsprechender Block 22 mit in ähnlicher Weise keilartig gestalteten unteren Flächen. Dieser Block ist an einer Stange 23 befestigt, welche aufwärts durch eine Bohrung des Querhauptes 14 geführt ist, wobei jede Bohrung eine der Feder 15 ähnliche Feder enthält. Das obere Ende der Stange 23 tritt frei aus der Bohrung heraus und ist nicht mit dem Querhaupt verbunden. Während der Bewegung des Reglers befinden sich die Seitenflächen der Blöcke 19 und 22 miteinander in Berührung·, wobei der eine sich in bezug auf den andern hebt oder senkt, je nach der relativen Stellung des Schwungrades und der Hohlwelle. Während im Ruhezustande diese beiden Blöcke sich in der Stellung der Fig. 2 befinden, zeigt Fig. 3 die äußerste Lage, wenn das Ventil 4 geschlossen ist, und Fig. 4 zeigt die Stellung bei weit geöffnetem Ventil.

Ein anderer Kreuzkopf 24 ist mit der Hohlwelle unterhalb des Querhauptes 14 und rechtwinklig zu demselben verbunden. Dieser Kreuzkopf 24 besitzt an seinem äußeren Ende rohrartige Verlängerungen, welche die Kolben 25 mit den Stangen 26 aufnehmen. Die Stangen 26 werden im oberen Teil der rohrartigen Verlängerungen durch die Führungsmuffen 27 gehalten und mittels auf die Kolben 25 wirkenden Federn 28 abwärts gedrückt. Unterhalb des Kolbens 25 sind die Stangen 26 weitergeführt und am Ende mit V-förmigen Kupplungsstücken 29 versehen, die in eine in ähnlicher Weise keilartig gestaltete ringförmige Nut in der Nabe des Schwungrades eingreifen können. Die Reglerkugeln 30 sind an den Armen 31 eines dreiarmigen und bei 32 gelagerten Hebels befestigt. Der Arm 33 jedes Hebels ist gegabelt und greift über die Stange 26 zwischen den Kolben 25 und den Keilstücken 29, während der Arm 34 derart ausgebildet ist, daß er auf die Oberseite eines Kolbens 35 einwirken kann,· welcher in einer am Schwungrad befestigten Lagerhülse 39 gelagert ist und einen Bremsklotz 37 an seinem unteren Ende besitzt, welcher mit einer Ringnut von ähnlicher Gestalt in eine feststehende Bremsscheibe eingreift. Durch die Einwirkung der Federn 36 auf die Kolben 35 werden die Bremsklötze 37 aus der Ringnut der Bremsscheibe gehoben. Um diese Bremsklötze mit der Bremsscheibe im Falle eines Durchgehens der Maschine in Eingriff zu bringen, werden in dem Kreuzkopf 24 die Gelenkhebel 40 angebracht, welche durch die Schwerkraft zur Einwirkung gelangen. Bei einer plötzlichen und außerordentlichen Erhöhung der Geschwindigkeit bewegen die Kugeln 30 die Bremsklötze 37 weit genug abwärts, um die Gelenkhebel in Eingriff mit Stiften oder Anschlägen 31' der Arme 31 zu bringen. Findet dieses statt, so nehmen die keilartigen Blöcke 19 und 22 sofort die in Fig. 3 gezeigte Stellung ein und schließen auf diese Weise sofort das Ventil. Das Schwungrad 21 rotiert frei zwischen Ringen um die Hohlwelle 7 und wird von Kugellagern 41, welche sich auf der Bremsscheibe stützen, getragen. Es wird angetrieben durch die nachgiebige Verbindung zwischen den Keilblöcken 19 und 22, welche auf entsprechend ausgebildete Flächen des Schwungrades wirken.

Beim Ingangsetzen der Maschine' befinden sich die keilartigen Blöcke 19 und 22 in entgegengesetzter Lage von Fig. 3, in welcher Stellung das Ventil weit offen und die V-förmigen Blöcke 29 in Berührung mit ihrer Ringnut in dem Schwungrad sind. Die Maschine dreht die Scheibe 13 und setzt auf diese Weise das Schwungrad mittels des Kreuzkopfes 24 und der V-förmigen Blöcke 29 in Umlauf. Wie die Maschinengeschwindigkeit anwächst, so schwingen die Kugeln 30 unter Einwirkung der Fliehkraft nach auswärts, bis sie den Block 29 aus der Nut des Schwungrades herausheben. Während aller Änderungen der Geschwindigkeit von diesem Punkt bis zur Erreichung einer außerordentlichen Geschwindigkeit bleiben die Blöcke 29 außer Berührung und der Antrieb des Rades und die Regelung des Ventiles werden durch die Keilblöcke 19 und 22 bewirkt. Der Druck der Federn 15 wird durch Muttern an den unteren Enden der Kolben 16 eingestellt und die Geschwindigkeit der Dampfmaschine wird auf diese Weise geregelt. Bei normaler Geschwindigkeit dreht das Schwungrad mit derselben Geschwindigkeit wie die Hohlwelle 17 und die Blöcke 19 und 22 bleiben infolgedessen in derselben relativen Stellung. Wenn irgend eine Veränderung der Geschwindigkeit stattfindet, so wechseln diese keilförmigen Blöcke sofort ihre relative Stellung und der keilförmige Block 19 wirkt durch seine Verbindung mit der Welle 5 sofort auf das Kolbenventil ein. Im Falle der Erreichung einer außerordentlichen Geschwindigkeit werden die Kugeln in die in Fig. 3 gezeigte Lage nach auswärts getrieben und kuppeln auf diese AVeise das Schwungrad mit der Reibscheibe. Bei diesem Vorgang kommen die keilförmigen Blöcke sofort in eine Stellung, bei welcher der Block 19 das Einströmungsventil schließt.

In Fig. .5 und 6 ist der Regler in der gleichen Weise gebaut, wie soeben beschrieben, jedoch ist die Bremsscheibe 38' mit dem Gehäuse 38" verbunden und eine Reibscheibe 37' ist auf einer Hohlachse 43 befestigt, welche sich auf der Ventilspindel 5 verschieben kann. Die Hohlachse ist mit Armen 44 versehen, welche zur Befestigung der Stange 26 mit den Kolben 25 dienen. Eine Feder 45 ist zwischen den

Armen 44 und den Ringen 46 eingeschaltet, welche an den Stangen befestigt sind, so daß, wenn die Gewichte auseinander gehen und die Stangen 26 sich aufwärts bewegen, eine Reibungsbremskraft auf das Schwungrad 21' ausgeübt wird, wobei das Gehäuse 38⁶¹ fest mit diesem verbunden ist und die Verschlußeinrichtung gleichzeitig das Ventil 4 geschlossen hält.

In der Fig. 7 sind die Teile in etwas anderer Weise angeordnet, jedoch geeignet, ein Ventil der gezeichneten Ausführungsform oder der Bauart nach Fig. J zu beeinflussen. Die Hohlwelle y^a des Kegelrades 8^a ist mit einer Muffe 14⁰ versehen, durch welche die Stangen ij^a und 23^a geführt sind. Blöcke 19° und 22° sind an den unteren Enden der letzteren befestigt und stehen in Berührung mit den geneigten Flächen der Blöcke 20", welche an dem Schwungrad befestigt sind. Das Schwungrad 2i" ist mit Rohransätzen 47 versehen, welche die Stangen 26°· der unter Federdruck stehenden Kolben 25" aufnehmen.

Die Bremsschuhe 2>7^{a sm}d an den unteren Enden der Stangen 26" befestigt und können mit einer Scheibe 38* in Berührung treten, welche an dem Reglergehäuse befestigt ist und ein Glied der Reibungsbremse bildet.

An dem oberen Ende der Stange 26"· sind die V-förmigen Kupplungsblöcke 29⁰ befestigt, welche in eine entsprechend ausgebildete Ringnut im oberen Teil der Muffe I4^ß eingreifen. Die Ventilspindel ist lose durch die Hohlwelle 7" geführt und die Muffe Ι4^α, welche mit der Hohlwelle J^a durch die Reibungsverbindung mit den Kupplungsblöcken 29* zusammengehalten wird, zwingt das Schwungrad 2i^ffi, sich so lange zu drehen, bis die Arme 31", welche bei 32" angelenkt sind und die Gewichte 30^α tragen, nach auswärts schwingen. Diese Bewegung beeinflußt durch den Hebel 33^e den Kolben 25" und reißt hierdurch die Kupplungsverbindung auseinander. Wenn-das Trägheitsmoment des Schwungrades größer ist als die vorher bestimmte Geschwindigkeit der Dampfmaschine, so. treten die Anschläge 40" mit den Zapfen 31^s der Arme 31⁰ in Verbindung und halten die Reibungsbremsschuhe 37" in Berührung mit der Reibscheibe 38", wodurch die Geschwindigkeit der Maschine dadurch, daß das Ventil 4? ganz oder teilweise geschlossen gehalten wird, vermindert wird.

Fig. 8 bis 11 zeigen die Anordnung dieser Einrichtung auf ein horizontales Ventil. 2' ist das Kolbenventil mit einer Stange 5', welche durch das Ventilgehäuse an einer Seite aufwärts geführt ist, und einer Stange 11', welche durch das Ventilgehäuse an der entgegengesetzten Seite geführt ist und eine Scheibe trägt. Die Hohlwelle 17' trägt den Kreuzkopf und 2i^s ist das Schwungrad, welches lose auf der Hohlwelle sitzt. Die Reglerteile sind dieselben wie bei der ersten Ausführungsform. Die Hohlwelle 17' ist an einem äußeren drehbaren Ventil oder Ventilgehäuse 42 befestigt mittels der Arme 42' und ist mit Schlitzen versehen, welche den Schlitzen des inneren drehbaren Ventiles 2' entsprechen. Die Keilblöcke werden durch Stangen 18' getragen, welche lose durch den Kreuzkopf 7' auf der Ventilspindel geführt sind. Ihre äußeren Enden sind frei und ohne jede Verbindung. Die V-förmigen Blöcke sind gleichfalls mit Kolben verbunden, welche in dem Kreuzkopf 24' verschiebbar sind, welch letzterer mit der inneren Ventilspindel verbunden ist und die gleiche Fliehkraftverbindung wie vorher besitzt.

Bei dieser Ausführungsform wirkt, wenn sich die Maschine in Bewegung befindet, die sich ändernde Stellung der Keilblöcke 19' und 22' unter irgend einem Wechsel der Geschwindigkeit auf die Hohlwelle ein und dreht dabei' das bewegliche Gehäuse des Ventiles. Das Gehäuse dreht sich gewöhnlich mit derselben Geschwindigkeit wie das Ventil und jede Abweichung von dieser Bewegung des Gehäuses wirkt auf die Einlaßöffnungen derart ein, daß dieselben gedrosselt oder geöffnet werden.

Fig. 9 zeigt die Öffnungen geschlossen, Fig. 10 dieselben teilweise offen und Fig. 11 go dieselben vollständig geöffnet.

Die Vorteile der Erfindung liegen besonders in der schnellen und sicheren Wirkung des Reglers bei der Veränderung in der Zuführung des Betriebsmittels.

Der Regler kann auch verbunden sein mit einem Expansionsventil, durch welches das arbeitende Betriebsmittel in verschiedenen Punkten des Hubes zur Expansion gelangt, und die Anordnung und Ausführung der Teile kann in mannigfacher Weise verändert werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Regler für Kraftmaschinen, bei welchem die relative Bewegung zwischen einer von der Kraftmaschine getriebenen W^relle und einem mit konstanter Geschwindigkeit umlaufenden Schwungrad zur Regelung der Kräftmittelzufuhr benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei annähernd normaler Maschinengeschwindigkeit das Schwungrad (21) von der getriebenen Welle (7) lediglich durch eine elastische Klauenkupplung (19, 20) mitgenommen wird, welche eine begrenzte Relativbewegung zwischen Welle und Schwungrad ■—· einem vorzugsweise regelbar angeordneten Federwiderstände (15) entgegen — zuläßt, während bei unzulässigem Steigen oder Sinken der Maschinengeschwindigkeit das Schwungrad (21) ·— durch einen mit der

   Welle (7) oder dem Schwungrad (21) verbundenen Fliehkraftregler (30) — gebremst bezw. mit der Welle (7) gekuppelt wird, so daß das zu regelnde Steuerorgan (z. B. Drosselventil) in der einen oder anderen Grenzstellung festgehalten wird, bis die normale Geschwindigkeit annähernd wieder erreicht ist, worauf von neuem eine Relativbewegung zwischen Welle (7) und Schwungrad (21) verbunden mit Beeinflussung des Steuerorgans in beliebigem Sinne stattfinden kann.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.