DE205137C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-JVl 205137-KLASSE 2\d. GRUPPE

in FRANKFURT a. M.

oder Stromerzeuger.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Mai 1907 ab.

Bei Kraftübertragungen mit wechselndem

Energiebedarf wird zum Belastungsausgleich häufig die in einem mit der Antriebsmaschine für die Kraftübertragung direkt gekuppelten Schwungrad aufgespeicherte Energie benutzt.

Um die Energie des Schwungrades nutzbar

zu machen, ist es erforderlich, daß die mit dem Schwungrad gekuppelte Antriebsmaschine in der Tourenzahl nachläßt, sobald eine der

ίο Größe der Anlage entsprechende mittlere Belastung überschritten wird. Um einen genügenden Tourenabfall zu erreichen, ist es in den meisten Fällen erforderlich, die Antriebsmaschinen mit einem Regulator zu versehen.

Die Erfindung bezieht sich nun auf eine selbsttätige Regulierung, welche bewirkt, daß die Antriebsmaschine bei auftretenden Belastungsschwankungen nur wenig überlastet werden kann bzw. bei einer nur wenig unter dem Mittelwert liegenden Belastung das Schwungrad wieder auf normale Tourenzahl bringt. Die Antriebsmaschine wird hierbei durch eine für die betreffende Arbeitsmaschine passende Reguliervorrichtung, welche von der in der Arbeitsmaschine verbrauchten Energie abhängig gemacht ist, selbsttätig geregelt. Unter konstanter Belastung der Antriebsmaschine ist im vorstehenden je nach der ■ Art der Antriebsmaschine entweder konstante Leistungsabgabe unabhängig von der Tourenzahl oder in. den meisten Fällen konstantes Drehmoment gemeint.

Die Vorteile der Anordnung sind: Die Antriebsmaschine wird während der ganzen Arbeitszeit voll ausgenutzt. Sie kann somit in allen ihren Teilen für die mittlere Belastung bemessen werden, d. h. sie fällt klein aus. Die Kesselanlage bei Verwendung von Dampfmaschinen, Dampfturbinen usw. und die elektrische Zentrale bei Verwendung von Elektromotoren werden ebenfalls wie die Antriebsmaschinen gleichmäßig belastet, wodurch eine hohe Ausnutzung der Anlage und ein hoher Wirkungsgrad erreicht wird. Die Wasserkraft bei Wasserturbinen kann vollständig ausgenutzt werden. Wassermotoren, Motoren für komprimierte Luft, Gasmotoren sowie Motoren für flüssige und feste Brennstoffe arbeiten mit günstigem Wirkungsgrad. Besonderen Vorteil bietet die Regulieranordnung bei stark intermittierendem Betriebe, wie bei Förderanlagen. Die Wirkung der Regulierung gemäß der Erfindung ist im Gegensatz zu Reguliermethoden, die vom Energieverbrauch der Antriebsmaschine abhängig sind, nicht durch Schwankungen der Energieaufnahme oder der Tourenzahl der Antriebsmaschine bedingt. Der die Regulierung veranlassende Zähler kann beispielsweise aus einem Leistungsmesser irgendwelcher Art und einem Laufwerk bestehen, wobei das Laufwerk vom Leistungsmesser in seinem Lauf beeinflußt wird. Das Laufwerk kann irgendwelcher Natur sein, z. B. ein Uhrwerk, ein Motor, Druck- ■ wasserkolben usw. Als Leistungsmesser kann bei direkter Kupplung' der Antriebsmaschine mit einer Arbeitsmaschine, Dynamo usw. eine federnde Kupplung verwendet werden, die bei verschiedener Belastung eine geringere oder

größere Voreilung der Antriebsmaschine vor der Arbeitsmaschine aufweist. Mittels eines Differentialgetriebes, das von der Arbeitsmaschinenwelle und der Antriebsmaschinenwelle aus angetrieben wird, ist es dann leicht, den Regulator für die Antriebsmaschine zu beeinflussen. Die federnde Kupplung kann mit Stahlfedern ausgerüstet oder pneumatisch sein.

ίο Bei Übertragungen mittels Riemen und Seilen kann als Leistungsmesser einer der bekannten Leistungsmesser verwendet werden, der von dem Unterschied zwischen der Spannung am ziehenden und gezogenen Riemen bzw. Seil betätigt wird. Bei elektrischer Übertragung kann als Leistungsmesser ein Wattmeter dienen, das ev. als ein Elektromotor ausgebildet wird, dessen Welle von einer Feder festgehalten wird, so daß sie nur eine der zugeführten Leistung entsprechende Drehung ausführen kann. Der Leistungsmesser kann bei Verwendung eines Gleichstrom-Elektromotors als Antrieb den Regulator der Antriebsmaschine einen Umkehr-Regulieranlasser betätigen, der die Tourenzahl und Drehrichtung des Regulatormotors in Abhängigkeit von dem jeweiligen Kraftverbrauch der Antriebsmaschinen bringt, oder bei Verwendung von zwei Regulatormotoren, die mittels Differentialgetriebes verbunden sind, einen Nebenschluß- oder Hauptstromregulator betätigen, der die Tourenzahl des einen Antriebsmotors reguliert und so die Drehrichtung und Tourenzahl des Regulatorantriebes in Abhängigkeit von dem jeweiligen Kraft verbrauch der Arbeitsmaschine bringt.

In Fällen, wo die Spannung des Stromerzeugers b annähernd konstant gehalten wird, kann als Leistungsmesser ein Solenoid verwendet werden, das vom ganzen Dynamostrom oder einem Teil desselben durchflossen wird und einen belasteten Anker je nach der auftretenden Stromstärke mehr oder weniger anzieht.

Die Spannung der Stromerzeuger kann bei abnehmender Tourenzahl durch einen Zentrifugalregulator in Verbindung mit einem Spannungsregulator leicht konstant gehalten werden.. Bei Riemen- oder Seilübertragungen können federnd aufgehängte Leitrollen als Leistungsmesser benutzt werden, indem die Verschiebung der Leitrollen für den ziehenden und gezogenen Teil auf ein Differentialgetriebe übertragen wird. Bei Förderanlagen können die Seilscheiben oben im Gerüst zu diesem Zweck federnd gelagert sein.

Die Zeichnungen geben zur weiteren Erläuterung mehrere Ausführungsbeispiele für elektrischen Betrieb an. In Fig. 1 ist α ein Drehstrommotor, welcher mit dem Schwungrad s und einer Dynamo b gekuppelt ist, c ist ein Gleichstrommotor, der ein von der Leistung im Stromkreis der Dynamomaschine b abhängiges Drehmoment ausübt, welchem eine Feder/entgegenwirkt, so daß der Motor nur eine der zugeführten Leistung entsprechende Drehung ausführen kann und auf den Kontakthebel d des Umkehranlassers e übertragen kann. Der Umkehranlasser e beeinflußt einen Motor (Gleichstrommotor) g, so daß dieser Motor mit einer der von der Dynamo b abgegebenen Leistung entsprechenden Tourenzahl und Drehrichtung läuft. Der Motor g treibt den Regulator h für den Drehstrommotor α an. Eine Rutschkupplung i gestattet, daß der Steuerhebel h von den Anschlägen k in einer der Endstellungen festgehalten werden kann, ohne daß der Motor g abgeschaltet zu werden braucht. Es empfiehlt sich im allgemeinen, den Motor c unter Vermittlung von Widerständen Il an das Netz der Maschine b anzuschließen. ...

Während gemäß Fig. 1 der Motor g mit einer Tourenzahl umläuft, welche demjenigen Betrag entspricht, um welchen der Energiebedarf im Stromkreis der Dynamo b den normalen Energiebedarf übersteigt oder unterschreitet, ist bei den folgenden Ausführungsbeispielen, welche die Fig. 2 und 4 veranschaulichen, die Tourenzahl des Motors g proportional der absoluten Leistung im Stromkreis der Dynamo b. Von dieser Tourenzahl wird eine konstante Tourenzahl, welche einer bestimmten Leistung entspricht, mittels des Differentialgetriebes 0 subtrahiert, so daß die Bewegung des Kontakthebels h wieder von der Differenz der Leistung im Stromkreis der Dynamo b gegenüber der normalen Leistung abhängig ist.

Anstatt von der Tourenzahl des Motors g eine konstante Tourenzahl zu subtrahieren, kann man auch die Tourenzahl der Antriebsmaschine α oder eine ihr proportionale Tourenzahl subtrahieren mit dem Effekt, daß alsdann an Stelle der Leistung das Drehmoment, welches die Kraftmaschine α liefert, konstant gehalten ' wird.

Die Anordnung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, daß an Stelle des Anlassers e ein Nebenschlußregulator m tritt, welcher die Tourenzahl des Motors g in Abhängigkeit von der jeweiligen Leistung der Maschine b reguliert. Der Motor g arbeitet zusammen mit einem anderen Motor η von praktisch konstanter Tourenzahl auf ein Differentialgetriebe 0, dessen drittes Glied sich im einen oder anderen Drehsinne mit der jeweils gegebenen Geschwindigkeit dreht, je nachdem der Motor g rascher oder langsamer als der Motor η umläuft. Das dritte Glied des Differentialgetriebes treibt zweckmäßig unter Zwischenschaltung einer Rutschkupplung i den Regulator h für den Drehstrommotor β an.

Bei dem Ausführungsbeispiel, nach Fig. 3 ist der Gleichstrommotor α mittels der federnden

Kupplung φ mit einer Arbeitsmaschine ί gekuppelt. Das Differentialgetriebe ο wird von der Welle q des Gleichstrommotors α und der Welle y'der Arbeitsmaschine t aus angetrieben. Vom Differentialgetriebe ο wird der Wasserhahn u betätigt, welcher den Wasserzufluß von einer Druckleitung ν zum Arbeitszylinder w regelt.
Der Stempel χ wird je nach der jeweilig zugeführten Wassermenge mit verschiedener Geschwindigkeit bewegt und hierdurch auch der Regulator h des Motors α betätigt..

In Fig. 4 ist eine Dampfmaschine α mit dem Schwungrade s und einer Gleichstromdynamo b direkt gekuppelt.

Die Leistung der Dynamo b wird vom "Wattstundenzähler oder bei angenähert konstanter Spannung vom Amperestundenzähler ζ markiert.

Der Zähler ζ und eine Maschine n, die mit konstanter Tourenzahl läuft, betätigt das Differentialgetriebe o, das wiederum den Regulator h antreibt.

Der Regulator h variiert die Spannung an den Klemmen der Spule y, die das Hülsengewicht des Zentrifugalregulators j ändert und somit die Dampfmaschine α veranlaßt, mit verschiedener Geschwindigkeit zu laufen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Regelung von mit Schwungmassen versehenen Antriebsmaschinen für Arbeitsmaschinen oder Stromerzeuger, zu dem Zweck, bei Belastungsschwankungen die Schwungmassen zur Abgabe bzw. Aufnahme von Energie zu veranlassen, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Energieverbrauches der Arbeitsmaschine bzw. des Stromerzeugers, welcher eine bestimmte Leistung überschreitet oder unterschreitet, • von einem Zähler gemessen wird, welcher die Reguliereinrichtung der Antriebsmaschine entsprechend der Gesamtsumme der in einer Belastungs- bzw. Entlastungsperiode zu viel oder zu wenig verbrauchten Energie beeinflußt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.