DE226296C - - Google Patents
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- DE226296C DE226296C DENDAT226296D DE226296DA DE226296C DE 226296 C DE226296 C DE 226296C DE NDAT226296 D DENDAT226296 D DE NDAT226296D DE 226296D A DE226296D A DE 226296DA DE 226296 C DE226296 C DE 226296C
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D13/00—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
- G05D13/08—Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover without auxiliary power
- G05D13/10—Centrifugal governors with fly-weights
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
- M 226296 KLASSE 60. GRUPPE
£>t..3ng. OSCAR RECKE in RHEYDT, Rhld.
Fliehkraftregler. Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Juni 1909 ab.
Der Fliehkraftregler, welcher den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, gehört
zu der Gruppe der sogenannten Kegelpendelregler. Das neue Merkmal des vorliegenden
Reglers besteht darin, daß um die senkrecht zur Reglerwelle stehende Schwingachse nicht
mehrere, sondern nur ein einziges Pendel, und zwar ein in sich ausbalanciertes starres Doppelpendel schwingt, dessen Ausschlag durch eine
ίο oder mehrere zwischen den Fliehgewichten und
dem mit der Reglerwelle fest verbundenen Teil eingespannte Federn aufgenommen werden.
Die Angriffspunkte dieser Federn einerseits an den Fliehgewichten des starren Doppelpendels,
andererseits an dem mit der Regler welle umlaufenden »festen« System lassen sich, wie noch
gezeigt werden soll, derart wählen, ■■ daß der Ausschlag der Fliehgewichte stets annähernd
genau der Geschwindigkeitszunahme proportional ist, so daß der Ungleichförmigkeitsgrad
für alle Stellungen des Reglers nahezu konstant bleibt.
Der neue Fliehkraftregler ist zunächst in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung in drei zueinander
senkrechten Projektionen in einer Ausfiihrungsform veranschaulicht, während in Fig. 4 der
Regler schematisch dargestellt ist.
Wie insbesondere aus diesem Schema ersichtlich ist, schwingt auf der die Reglerwelle, α senkrecht
schneidenden und mit ihr fest verbundenen Achse b ein Doppelpendel, dessen beide Schwunggewichte
c, c durch den Doppelärm d starr miteinander verbunden sind und in gleichem Abstande
von der Pendelachse b einander gegenüberliegen. Der Fliehkraft dieser Schwunggewichte
wirken die Federn e entgegen, welche einerseits mittels der Zugstangen f an den
Schwunggewichten in dem Punkte t angreifen, andererseits an den mit der Reglerwelle α fest
verbundenen Stützpunkten g aufgehängt sind. Schlagen also die Fliehgewichte aus ihren
inneren Stellungen c1 in die äußeren Stellungen c
aus, so werden die Federn entsprechend angespannt. Der Ausschlag der Fliehgewichte kann
durch einen mit dem Doppelarm d fest ν erbundenen Arm h etwa unter Vermittlung der
Gelenkstange i auf die Reglermuffe k übertragen und zur Verstellung der Steuerung nutzbar gemacht
werden.
Die konstruktive Durchbildung eines solchen Reglers ist in den Fig. 1 bis 3 in einem Aus-, :
führungsbeispiel dargestellt. Im vorliegenden Falle ist zu beiden Seiten der Regler welle je ein
aus einem zusammenhängenden starren Guß-■ stück bestehendes Doppelpendel c, c auf der
Achse b schwingend angeordnet. Jedes Doppelpendel schlägt also in einer zur Reglerwelle
parallelen Ebene aus. Außerdem sind bei dieser Ausführungsform beide Doppelpendel
durch die Querstangen 1 miteinander starr verbunden,
an denen (bzw. an besonderen Querbolzen) die zu den Federn führenden Zugstangen f bzw. die zur Reglermuffe führende Gelenkstange /■ angreifen. Die Zugfedern, welche ■·
dem Ausschlag der Fliehgewichte entgegenwirken, sind dementsprechend mitten zwischen
den beiden Doppelpendeln in der die Längsachse des Reglers enthaltenden Mittelebene
angeordnet. Beide miteinander starr verbundenen Doppelpendel könnte man natürlich
auch als ein einziges Doppel pendel auffassen und dementsprechend ausführen. In diesem
Falle kennte das Doppelpendel gegebenenfalls in der durch die Reglerwelle gelegten Mittelebene
selbst angeordnet sein und in dieser Mittelebene ausschwingen, wie es den bisher
bekannten Kegelpendelreglern entspricht.
Das ganze Getriebe ist in ein Reglergehäuse m
eingekapselt, welches auf der mit der Regler-
. welle fest verbundenen Nabe η befestigt ist.
Mit der Nabe sind die beiden senkrecht zu ihr
ίο stehenden Arme ο (Fig. 2) fest verbunden,
deren' Längsachse die Pendelachse b enthält. An den Enden dieser- beiden Arme 0 ist je ein
aus einem starren Gußstück bestehendes Doppelpendel c, d auf dem konischen Ende der
Achse b leicht schwingbar gelagert.
Wie bereits eingangs erwähnt wurde, sind die Angriffspunkte der Federn an den Fliehgewichten
und an dem mit der Reglerwelle fest verbundenen Gehäuse in einer solchen bestimmten
Weise gewählt, daß der Ungleichförmigkeitsgrad des Reglers nahezu konstant ist. Dies
soll in folgendem an Hand der schematischen Fig. 5 und des Diagramms Fig. 6 kurz erläutert
werden.
Wie nämlich aus Fig. 5, aber auch bereits aus Fig. ι und 4 ersichtlich ist, greifen die Federn
an den Fliehgewichten nicht im Schwerpunkt .s der letzteren, sondern in je einem zum
Schwerpunkt exzentrisch liegenden Punkte t an. Beim Ausschlag des Doppelpendels nimmt
dieser Angriffspunkt, wie aus Fig. 5 rechts ersichtlich, in der innersten Lage die Stellung t,
in der Mittellage die Stellung tx und beim
größten Ausschlag die Stellung t2 ein. Die Fliehkraft
Q des Schwunggewichtes c besitzt bei jeder dieser Stellungen einen bestimmten
Hebelarm x, X1, x2 in bezug auf die Schwingachse
b. Schlägt man nun mit diesen Hebelarmen, wie aus der rechten Seite der Fig. 5
ersichtlich, um den Drehpunkt b Kreisbögen und zieht an diese von den Federangriffspunkten
t, ^1 und i2 aus die zugehörigen Tangenten
f, /Ί und f,,, so schneiden sich die beiden äußersten
Tangenten f und f2 in einem Punkte gt
♦5 des festen Systems. Zieht man durch diesen Punkt eine Parallele zur Reglerwelle a, so
schneidet die dritte Tangente fL diese Parallele
im Punkte g„. Den zwischen g\ und g, liegenden
mittleren Puntit g erhält man auf diese Weise als den Angriffspunkt der Feder, deren
Kraftmoment also jetzt bei jeder Stellung des Pendels nahezu genau mit dem gleichen Hebelarm
χ auf die Schwingachse b einwirkt, wie die zugehörige Fliehkraft Q des Pendels. Wie aus
Fig 5 ersichtlich, ist der exzentrische. Angriffspunkt t der Feder am Fliehgewicht derart gewählt,
daß der Exzenterarm t, s mit der Symmetrielinie s, s des Döppelpendels einen Winkel
von 450 .einschließt, so daß in der Lage des
öo Pendels, in welcher die Strecke t, s auf der
Rotationsachse ß senkrecht steht, ihre Richtung durch den Punkt g2 hindurchgeht. Bei
sämtlichen Stellungen des Reglers fallen zwar beide. Kräfte P und Q im allgemeinen nicht
mehr in die gleiche Richtung, besitzen aber trotzdem, wie erläutert, annähernd genau den
gleichen Hebelarm x, X1, r2 in bezug auf die
Schwingachse b.
Hieraus ergibt sich nun, daß der Ausschlag des .Doppelpendels nahezu genau proportional
der jeweiligen Geschwindigkeitszunahme wird. Im Diagramm Fig. 6 ist auf der Abszisse der
Ausschlag des Fliehgewichtes aufgetragen, während die zugehörigen Ordinaten die jeweiligen
Federmomente P X p (Fig. 5 links) angeben, deren Größe ja ohne Schwierigkeit für jede
Stellung des. Reglers aus der schematischen Figur abgeleitet werden kann. Es ergibt sich
für die Momente P X φ eine bestimmte Kurve. Bedeutet nun m die Masse des Schwunggewichtes
c und χ bzw. y die rechtwinkligen Koordinaten des Schwerpunktes s in bezug auf
das Achsenkreuz, ferner tu die Winkelgeschwindigkeit
des Reglers, so muß nach obigem infolge der beschriebenen Aufhängungsart der
Federn für jede Stellung des Reglers das Federkraftmoment gleich dem Zentrifugalmoment
der Schwunggewichte sein, d. h. es besteht für jede Stellung die Gleichung:
P · p = w2 · m ■ χ ■ y.
Berechnet man nun aus dieser Gleichung für
jede Stellung des Reglers die zugehörige Größe von w, wodurch sich die Tourenzahl η ergibt,
und trägt man diese Tourenzahl im Diagramm Fig. 6 als Ordinate auf, so ergibt sich eine
Kurve, die nahezu geradlinig verläuft, d. h. die Zunahme der Geschwindigkeit ist annähernd
genau proportional dem Fliehgewichtsausschlag. Der Ungleichförmigkeitsgrad des ioo
Reglers ist also bei allen seinen Lagen fast genau konstant: Ferner ist bei richtiger Wahl
der. Punktlagen auch der Muffendruck und die Verstellkraft der Muffe bei einer gegebenen
Tourendifferenz nahezu konstant.
Es ist übrigens ohne weiteres ersichtlich, daß der neue Regler in jeder Lage, d. h. sowohl
mit horizontaler als mit vertikaler oder schräg geneigter Spindel anstandslos arbeiten kann.
Die Kraftmomente F'Xp, welche von den
Zugfedern auf die Pendelachse b ausgeübt werden, können schädliche Biegungsmomente auf
die Reglerwelle α zur Folge haben. Diese können
nun leicht dadurch kompensiert werden, daß man in der Nähe des Angriffspunktes g der
Feder ein bestimmtes Gegengewicht q (Fig. 4) an der Reglerwelle bzw. an dem mit der Welle
rotierenden Teil (dem Gehäuse) anbringt. Die Masse m, dieses Gegengewichtes q ist derart
zu bemessen, daß sein bei der Drehung des Reglers um die Pendelachse ausgeübtes Zentrifugalmoment
In1 · ξ · η · ω2 dem Federkraft-
moment P X p genau das Gleichgewicht hält, so daß die Gleichung besteht':
P · p = OT1 ■ ξ · η · ω2.
Da das Zentrifugalmoment des Schwunggewichtes für alle Lagen nahezu konstant bleibt,
so ist auch die Ausbalancierung durch das konstante Zentrifugalmoment des Gegengewichtes q
für alle Lagen annähernd genau erreicht.
ίο Die konstruktive Anordnung dieses Gegengewichtes
q ist aus Fig. ι und- 3 ersichtlich. Im vorliegenden Falle sind die beiden Bodenwände
des Gehäuses m in der Nähe der Angriffsstellen g der Federn mit entsprechenden Ver-
Stärkungen q versehen, welche die von den Federn auf das Gehäuse und auf die Reglerwelle
ausgeübten Biegungen einerseits infolge ihres kräftigen Querschnittes in sich aufnehmen,
andererseits diesen Biegungen durch ein bei der Drehung des Reglers entstehendes
Zentrifugalmoment das Gleichgewicht halten. In Fig. 7 bis 12 endlich ist eine Anwendungsart des neuen Reglers veranschaulicht, bei welcher
er mit der Steuerung derart zusamirienarbeitet, daß beide Teile, d. h. der Regler und
das von ihm beeinflußte Exzenter in gewissem Sinne ein zusammenhängendes Getriebe bilden.
Es findet zu diesem Zwecke ein umlaufendes Kegelwinkelgetriebe Verwendung, d. h. ein Getriebe,
welches dazu dient, zwei Scheiben 2 und 3, von denen die erste fest auf der WeIIe
sitzt, die zweite das zu verstellende Exzenter 4 trägt, während des Betriebes um einen entsprechenden
Winkel gegeneinander zu verdrehen. Zu diesem Zwecke ist irii voliegenden
Falle das eine Fliehgewicht c des Doppelpendels durch die Gelenkstange i mit dem Arm 5 verbunden,
welcher fest auf der zur Pendelachse b parallelen Querachse 6 sitzt, derart, daß das
Getriebe b, i, 6 etwa ein Gelenkparallelogramm bildet. Die Querachse 6 ist in der auf der Reglerwelle
α befestigten Scheibe 2 drehbar gelagert und überträgt jede ihr durch den Ausschlag
des Reglers mitgeteilte Drehung mittels eines an ihr unter spitzem Winkel befestigten
Armes 7 (Fig. 8), an dessen Ende ein drehbarer Kulissenstein 8 sitzt, auf die zu verdrehende
Scheibe 3, indem der Kulissenstein 8 in einen Führungsschlitz 9 dieser Scheibe eingreift.
Beim Ausschlag des Reglers wird also die Scheibe 3 um eine zur Regler welle α parallel
und exzentrisch liegende Achse 10 verdreht, und hierdurch wird das an der Scheibe 3 befestigte
Expansionsexzenter 4 o. dgl. verstellt.
In den Fig. 7 bis 10 ist die konstruktive Ausbildung
dieser Einrichtung dargestellt, während in Fig. 11 eine sc'hematische Darstellung
des Reglergetriebes, in Fig. 12 ein schaubildliches Schema des Umlaufgetriebes veranschaulicht
ist. In der letzteren Figur ist die Scheibe 2, um die wesentlichsten Getriebeteile sichtbar
zu lassen," nicht als ganze Scheibe, sondern nur als ein mit der Umlaufwelle α fest verbundener
Arm 2 dargestellt. Aus dieser Figur ist ersieht-' lieh, daß die im Teil 2 drehbar'gelagerte Querachse
'6 beim Ausschlag des Reglers durch die Gelenkarme i verdreht wird·, und daß hierbei
der' schräge Arm 7 den Teil eines Kegels beschreibt,
dessen kreisförmige Basis 11 punktiert eingezeichnet ist. Durch diese Bewegung
wird die Scheibe 3 und das mit der letzteren fest verbundene Exzenter 4 relativ zum Teil 2
um die exzentrische Achse 10 verdreht. Das Schema des Reglergetriebes ist, wie erwähnt, .
in Fig. 11 dargestellt. Mit dem Doppelpendelarm d ist der Doppelarm h fest verbunden,
dessen eine Hälfte zu dem Parallelogrammgetriebe h, i, 5 gehört, während die andere
Hälfte des Doppelarmes mittels der Gelenkstange 12 die auf der Reglerwelle verschiebbare
Muffe 13 erfaßt. An dieser Muffe 13 kann etwa eine Ölbremse angreifen, welche die
Ausschläge des Reglers dämpft. Ferner aber kann die Muffe 13 auch noch dazu benutzt
werden, um den Regler während des Betriebes etwa durch größere oder geringere Belastung
entsprechend zu beeinflussen und seine Tourenzahl zu verstellen.
Aus Fig. 7 bis 10 ist ersichtlich, daß der
ganze Regler in ein Blechgehäuse m eingekapselt ist, aus welchem auf der einen Seite
das Umlaufgetriebe 2,3,4, auf der anderen Seite die Muffe 13 hervorragt. Auf diese Weise
ist der Regler mit dem Umlaufgetriebe zu einem konstruktiven Ganzen vereinigt. Die Gegengewichte
q, welche durch ihr Zentrifugalmoment der von den Federn auf die Umlaufwelle
ausgeübten Biegung das Gleichgewicht halten, sind in diesem Falle innerhalb des Gehäuses als besondere auf der Reglerwelle ioo
befestigte Gußstücke ausgebildet. Der Gelenkarm i, welcher das Umlaufgetriebe bewegt,
greift an dem einen Gegengewicht c, der Gelenkarm 12 dagegen, welcher die Muffe 13
erfaßt, an dem anderen Gegengewicht c an.
Claims (2)
- Patent-An Sprüche:i. Fliehkraftregler mit einem einzigen, um eine die Reglerwelle (a) senkrecht schneidende Achse (b) schwingenden, in sich ausbalancierten starren Doppelkegelpendel (c, d, c), dadurch gekennzeichnet, daß die dem Ausschlag entgegenwirkenden Federn (e) mit ihrem einen Ende an den Fliehgewichten in je einem exzentrisch zu deren Schwerpunkt liegenden Punkte (t) angreifen und mit ihrem anderen Ende in dem mit der Reglerwelle fest verbundenen Teil an solchen Punkten (g) aufgehängt sind, daß die Hebelarme der Federkräfte und der Fliehkräfte in bezug auf die Schwingachse (t>) des Doppelpendels bei jedemAusschlag des letzteren einander gleich sind bzw. zu einander in gleichem Verhältnis stehen, derart, daß für alle Lagen des Reglers der Ausschlag der Fliehgewichte fast genau proportional der Geschwindigkeitszunahme ist.
- 2. Eine Ausführungsform des Fliehkraftreglers nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der im festen System liegenden Angriffsstellen (g) der Federn an dem mit der Reglerwelle (a) umlaufenden Teil Gegengewichte (q) derart angeordnet sind, daß die Fliehkraft der letzteren der von den Federn auf die Reglerwelle ausgeübten schädlichen Biegung das Gegengewicht hält.Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE226296C true DE226296C (de) |
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ID=486854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE226296C (de) |
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0
- DE DENDAT226296D patent/DE226296C/de active Active
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