DE2424308A1

DE2424308A1 - Verfahren zum magnetisieren oder remagnetisieren von teilen eines fliehkraftreglers

Info

Publication number: DE2424308A1
Application number: DE19742424308
Authority: DE
Inventors: James Douglas; John Stubbs
Original assignee: Lucas Aerospace Ltd
Current assignee: Northrop Grumman Properties Ltd
Priority date: 1973-05-19
Filing date: 1974-05-18
Publication date: 1974-12-05
Also published as: FR2230010A1; FR2230010B1; IT1011440B; JPS5027013A; GB1471266A

Description

COHAUSZ & FLORACK

PATENTANWALTSBÜRO C. H Z. 4 \> U ö

4 DÜSSELDORF SCHUMANNSTR. 97

PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER

Lucas Aerospace Limited

Well Street

GB-Birmingham 17· Mai I974

Verfahren zum Magnetisieren oder Remagnetisieren von Teilen eines

Fliehkraftreglers

Deie Erfindung, betrifft ein Verfahren zum Magnetisieren oder Remagnetisieren von Teilen eines Fliehkraftreglers in einer Ausführung mit
einem drehbare gelagerten Fliehgewichtsträger, mit einem schwenkbar
an dem Träger gelagerten Fliehgewicht, mit Mitteln zum Drehen des Trägers zum Laufenlassen des Fliehgewichts in einer Kreisbahn, wobei das
Fliehgewicht einen Teil auf einer Seite der schwenkbaren Lagerung aufweist, der durch Fliehkraft für ein Schwenken des Fliehgewichts in Erwiderung auf eine Drehung des Trägers sorgt, mit Mitteln zur Erzeugung eines Magnetfelds mit einem durch die Kreisbahn gehenden Teil zum Vorspannen des Fliehgewichts in Richtung auf eine Bewegung dem Träger gegenüber, und mit/Mitteln zur Änderung der Stärke des Mag- /elektrischen netfelds und damit zur Änderung der effektiven Masse des genannten Teils des Fliehgewichts.

Die Erfindung bestht in einem Verfahren zum Magnetisieren oder Remagneteiseren des Teils des Fliehgewichts, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß ein Spannungsimpuls an die elektrischen Mittel angelegt wird, wenn das Fliehgewicht steht.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung sind:

Fig. 1 ein senkrechter Schnitt durch den Regler,
28 168

^¥a/Ti 409849/0919 '²~

Fig. 2 ein Schaltbild einer Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 3 eine sehematische Darstellung einiger der Teile, die in Fig. 1 gezeigt sind.

Gemäß Fig. 1 ist ein Fliehkraftregler mit einem Gehäuse 10 vorgesehen, das eine zylindrische Bohrung 11 ihat, in der eine gelochte Hülse 12 sitzt. Die Hülse 12 bildet einen Support für eine Antriebshülse 13, die sich durch die Hülse 12 erstreckt und in dieser drehbar ist. Die Antriebshülse 13 ist an einem Stirnrad 14 befestigt, das entsprechend der Drehzahl der zu regelnden Vorrichtung gedreht werden kann.

Ein Pilotventil 15 erstreckt sich in die Hülse 13 und ist axial unter dem Sinfluß eines Fliehkraftreglers 16 bewegbar, um den Mediumdruck zu regulieren, der an einem Auslaß (nicht dargestellt) des Reglers abgegeben wird.

Der Fliehkraftregler 16 weist einen becherförmigen Teil 17 auf, der am oberen Ende der Antriebshülse 13 befestigt ist. Ein Käfig 18 ist einstückig mit der Antriebshülse 13 ausgebildet und trägt Drehbolzen 19, auf denen Fliehgewichte 20 gelagert sind. Der becherförmige Teil 17 ist lediglich ein zylindrischer Deckel, der verwendet wird, um die Drehbolzen 19 aus einem Herausfallen zu hindern und um die Fliehgewichte 20 an einem so weiten Ausschwenken zu hindern, daß sie an der Innenseite des Gehäuses 10 anstoßen. Die Fliehgewichte 20 haben allgemein L-Form und sind jeweils mit einer sich nach innen erstreckenden Beinpartie 21 versehen, die unter einem Lager 22 sitzt, dessen Innenlaufring am oberen Ende des Schafts I5 des Pilotventils befestigt ist. Durch diese Anordnung dient ein Ausschwenken der oberen Enden der Fliehgewichte zur Bewegung der sich nach innen erstreckenden Beinpartien 21 nach oben, und damit wird das Pilotventil nach oben bewegt, um die Regulierung zu bewirken. Die Fliehkraftwirkung der Fliehgewichte wird durch die Vorspannung einer Feder 23 gehemmt, die an ihrem oberen Ende an einer Einstelleinrichtung 24 sitzt, welche in das Gehäuse 10 eingeschraubt ist und zum Einstellen der Spannung der Feder drehbar ist. Das gegenüberliegen-

409849/0919

de Ende der Feder 2 3 sitzt in einem "becherförmigen Teil 25, dier von dem Innenlaufring des Lagers 22 getragen wird, und damit wird die Federkraft auf den Schaft des Pilotventils 15 übertragen.

Änderungen in der Drehzahl des Zahnrads I4 bewirken also eine entsprechende Verschwenkung der Fliehgewichte 20 nach außen, wenn die Drehzahl zunimmt, und nach innen, wenn die Drehzahl abnimmt. Eine solche Verschwenkung des Fliehgewichts wird in eine Bewegung des Pilotventils 15 übertragen, was zur Änderung des Mediumdrucks am genannten Auslaß des Reglers führt. In der Vorrichtung, wie sie bisher beschrieben worden ist, sind Änderungen in der Regulierung, die durch die Fliehgewichte bewirkt wird, nur dadurch möglich, daß die Vorspannung der Feder 2J> durch die Einstelleinrichtung 24 verstellt wird. Es sind jedoch elektrische Mittel vorgesehen, um Änderungen im Regeleffekt der Fliehgewichte zu erzeugen, so daß .eine weitere Regulierung der Fliehgewichtsposition der relativ groben Regulierung derselben durch die Gegenwirkung zwischen der Feder 2J und der Fliehkraft überlagert werden kann, die vom Fliehgewicht ausgeübt wird. Zu diesem Zweck werden magnetische Kräfte verwendet, die so eingerichtet werden können, daß sie entweder mit dem Effekt oder gegen den Effekt der Fliehkraft wirksam werden, und die Magnetkräfte können geringer oder stärker als die Fliehkräfte sein, die auf die Fliehgewichte ausgeübt werden, je nachdem. Wegen der Tatsache, daß magnetische Mittel verwendet werden, um diese zusätzliche Regulierung zu bewirken, ist es klar, daß ein sofortiges Ansprechen aufdieses durch die Fliehkräfte erreicht werden kann, und damit kann eine Regulierung erzeugt werden, die schnell wirksam wird.

Die Fliehgewichte 20 werden damit so magnetisiert, daß sie einen Pol an ihrem oberen freien Ende haben. Unmittelbar über den freien Enden der magnetisieren Fliehgewichte 20 befindet eich ein ringförmiger Elektromagnet 26. Der Kern des Elektromagneten hat natürlich eine Vielzahl von Drahtwindungen, die konzentrisch zur Achse der Rotation der Fliehgewichte gewickelt sind, und indem ein Gleichstrom durch die Magnetspule geschickt wird, entsteht ein Magnetfeld. Wenn ein Strom durch die

409849/0919

Spule fließtι wirkt diese wie ein Magnet, wobei sich ein Pol an dem einen Ende der Spule befindet, das mit 27 bezeichnet ist, während der gegenüberliegende Pol sich am anderen äEnde der Spule befindet, das mit 28 bezeichnet ist. Ein äußeres Magnetfeld erstreckt sich zwischen den Polen des Elektromagneten, und damit erstreckt es sich quer zuar Kreisbahn, die die oberen oberen Pole des Magneten durchlaufen.

Es versteht sich, daß die Stärke und die Richtung des durch den Elektromagneten 26 fließenden Gleichstroms unterschiedliche Regeleffekte auf die permanent magnetisierten Fliehgewiehte 20 ausübt, und dadurch wird entweder die Fliehkraft verstärkt, der die Fliehgewichte ausgesetzt werden, oder der Fliehkraft wird entgegengewirkt, je nach der Richtung, in der der Strom den Elektromagneten durchfließt. Die Stromstärke ändert natürlich die Stärke des Effekts.

Das Ergebnis des Torstehenden ist, daß die effektive Masse der Fliehgewichte geändert wird, oder genesnereller, daß das Massenmoment der Fliehgewichte erhöht oder verringert werden kann, und zwar durch die vorgesehenen elektrischen Mittel.

Ein Nachteil eines solcten Reglers ist, daß die Fliehgewichte 20 allmählich entregt werden und daß es erforderlich ist, sie relativ häufig zu remagneti«ieren.

Bekannte Verfahren zur Magnetisierung sehen das Herausnehmen des gesamten Reglers aus dem Konstanttourenantrieb vor, in den er eingebaut ist. Er wird dann in eine außenliegende Spule zur Magnetisierung eingesetzt. Die dargestellte Anordnung macht vom Elektromagneten Gebrauch, der sich im Regler befindet, um die Magnetisierung vorzunehmen, und damit wird es nicht erforderlich, den Regler aus dem Konstanttourenantrieb herauszunehmen, was bei einem Flugzeug für die Wartung eine erhebliche finanzielle Ersparnis sowohl an Zeit als auch an Lohnkosten bedeuten kann.

Indem also ein spannungsgeregelter Impuls an Energie an den Elektromagneten 26 angelegt wird, wenn die Fliehgewichte stehen, werden die Fliehge-

409849/0919 " ⁵ "

wichte, die aus hochgradig permeablem Material gefertigt sind, magnetisiert oder entmagnetisiert, je nach der Polarität des Impulses. Wenn die Fliehgewichte stehen, liegen die magnetischen Kreise des Elektromagneten äund der Fliehgewichtmagneten in einer Flucht, und der Luftspalt befindet sich auf einem Minimum, um einen maximalen Fluß im Magnetkreis fließen zu lassen und damit eine maximale Magnetisierung vonstattengehen zu lassen, wie ds,s in Fig. 3 gezeigt ist. Venn die Fliehgewichte rotieren, schwenken sie unter der Fliehkraft nach außen, um damit den Luftspalt im magnetischen Kreis zu vergrößern, und damit sind die optimalen Bedingungen für eine Magnetisierung nicht vorhanden, wie sie vorstehend beschrieben worden sind. Das Arbeiten mit einem spannungsgeregelten Impuls hindert den Elektromagneten an einem Überhitzen, was passieren könnte, wenn er ständig mit dem Spannungswert erregt würde, der zum Magnetisieren erforderlich ist.

Fig. 2 zeigt eine elektrische Schaltung, mittels der ein Spannungsimpuls an den Elektromagneten 26 angelegt werden kann, um eine solche Magnetisierung des Fliehgewichts 20 zu bewirken. Diese Schaltung weist einen Umformer 30 mit einer Primärwicklung 31 auf. Dieser Umformer kann einer von zwei Ausführungen haben:

a. Uetzbetrieben mit Anschluß der Wicklung 31 an ein gesichertes Netz mit 240 ToIt und 50 Hz.

b. Gleichstrombetrieben, wobei der Umformer 30 einen Teil eines Gleichstrom/Wechselstrom-Inverters bildet, was ein Tragen der Einheit und deren Betrieb von Innenbatterien aus ermöglicht.

Der Umformer hat eine Sekundärwicklung 32, deren Ausgang durch eine Gleichrichterbrücke 33 gleichgerichtet wird. Die Gleichrichterbrücke 33 hat zwei Ausgangsanschlüsse 34 und 35, wobei der letztere mit einem Anschluß 37 eines einpoligen Zweifachschalters 38 über einen Widerstand 3?6 verbunden ist. Der bewegliche Kontakt des Schalters 38 ist mit einem Anschluß 39 verbunden, der mit einer Leitung 40 verbunden ist. Der Anschluß 34 der Gleichrichterbrücke 33 ist mit einer Netzleitung 41 verbunden, die mit dem verbleibenden Anschluß 42 des Schalters 38 über einen Widerstand 43 verbunden ist. Zwei Kondensatoren 44 und 45 sind

409849/0919

elektrisch parallel zwischen die Leitungen 40 unf 4I geschaltet, und zu diesen Kondensatoren ist eine Reihenschaltung parallelgeschaltet, die aus einem Widerstand 47 und- einem Amperemeter 48 besteht, welches dazu verwendet werden kann, eine Anzeige der Spannung an den Kondensatoren 44 und 45 zu liefern. Die Schaltung hat zwei Ausgangsanschlüsse

49 lind 50, zwischen die die Wicklung des Elektromagenetn 26 im Betrieb geschaltet wird. Ferner sind zwei weitere einpolige Zweifachschalter 51 und 52 vorgesehen, deren bewegliche Kontakte mit Anschlüssen 55 bzw. 54 verbunden sind, die ihrerseits mit den Ansgangsanschlüssen 49 bzw.

50 der Schaltung verbunden sind. Der Schalter 5.1 hat zwei weitere Anschlüsse 55 und 56, wobei der Anschluß 55 über einen Druckknopfschalter 57 Eiit der Leitung 40 verbunden ist and der Anschluß 56 mit der Leitung 41 verbunden ist. Der Schalter 52 hat ferner zwei weitere Anschlüsse 58 und 59» wobei der Ansc&uß 58 mit der Leitung 4I und der Anschluß 59 mit dem normalerweise offenen Durckknopfschalter 57 und weiter mit der Leitung 40 verbunden sind. Eine kommutierende Mode 60 ist zwischen die Anschlüsse 41 und die Verbindung zwischen 55 und 59 geschaltet.

Im BetrM) wandert der bewegliche Kontakt des Schalters J8 in Kontakt mit dem Anschluß 37» um ^ei& Laden der Kondensatoren 44 und 45 auf eine Sollspannung zu ermöglichen, die vom Amperemeter 48 angezeigt wird, und sobald diese Spannung erreicht ist, wird der Schalter 38 geöffnet. Durch Schließen des Druckknopfschalters 37 werden die Kondensatoren 44 und 45 durch die wicklung des Elektromagneten 26 in einer Sichtung oder in der anderen entladen, je nach den Positionen der Sehalter 5I und 52. Wenn die Kondensatoren 44 und 45 überladen sind, kann die Ladung an ihnen reduziert werden, indem der Schalter 38 bewegt wird, so daß der bewegliche Kontakt am Anschluß 42 angreift, um damit ein Entladen der Kondensatoren durch den Widerstand 43 zu ermöglichen.

Die Tendenz der Kondensatoren 44 und 45 und der Elektromagnetspule 26 zur Bildung eines Schwingkreises könnte einen Strom umgekehrter Polarität in der Spule entstehen lassen, was den MagnetisierungsVorgang nachteilig beeinflussen würde. Ferner könnte ein vorzeitiges Freilassen des Druckknopfschalters 57 äas Entstehen einer Gegenelektromotorischen Kraft in der Elektromagnetspule 26 bewirken, was die Isolierung der Spule beschä-

409849/0919 " ^T "

digen würde. Die kommutierende Mode 60 beseitigt diese Effekt durch Absorbieren eines eventuellen umgekehrtes Energieflusses, der durch die Elektromagnetspule 26 entsteht.

Der Vorteil einer Impulsmagnetisierung besteht darin, daß eine Energieladung mit einem bekannten maximalen Wert in den Kondensatoren 44 und 45 gespeichert wird. Diese Energie wird dann in die Magnetisierungsspule 26 in der Form eines Spannungsimpulses entladen. Der Wert der Kondensatoren wird dabei so gewählt, daß dem Impuls eine Zeitdauer verliehen wird, die ausreicht, um eine maximale Magnetisierung zu bewirken, während gleichzeitig der Aufheizeffekt der Spule auf ein Minimum reduziert wird. Der Nachteil ständig erregter Quellen ist der, daß die der Spule zugeführte Energiemenge nicht kontrolliert wird und zu einem Überhitzten und zu einer Beschädigung der Spule führen kann.

Ansprüche

409849/0919

Claims

Ansprüche

1. Verfahren zum Magnetisieren oder Remagnebisieren Ton Teilen eines Fliehkraftreglers in einer Ausführung mit einem drehbar geJI&erten I¹Iiehgewichtsträger, mit einem schwenkbar an dem Träger gelagerten Fliehgewicht, mit Mitteln zum Drehen des Trägers zum Laufenlassen des Fixehgewichts in einer Kreisbahn, wobei das Fliehgewicht einen Teil auf einer Seite der schwenkbaren Lagerung aufweist, der durch Fliehkraft für ein Schwenken des Fliehgewichts in Erwiderung auf eine Drehung des Trägers sorgt, mit Mitteln zur Erzeugung eines Magnetfelds mit einem durch die Kreisbahn gehenden Teil zum Vorspannen des Flieh-■gewichts in Sichtung auf eine Bewegung dem Träger gegenüber, und mit elektrischen Mitteln zur Änderung der Stärke des Magnetfelds und damit zur Änderung der effektiven Masse des genannten Teils des Fliehgewichts, dadurch gekennzeichnet, daß an die elektrischen Mittel ein Spannungsimpuls angelegt wird, wenn das Fliehgewicht steht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsimpusl durch Entladen eines Kondensators angelegt wird, der zuvor über einen Widerstand und eine Spule (die einen Teil der elektrischen Mittel bildet) in Reihe auf eine bestimmte Spannung aufgeladen worden ist.

409849/0919

Leerseite