DE279611C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE.60. GRUPPE!.

RUDOLF SIEGMUND in TEPLITZ, Böhmen.

von Geschwindigkeitsreglern.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. September 1912 ab.

Vorrichtungen zur selbsttätigen, vorübergehenden Erhöhung des Ungleichförniigkeitsgrades von Geschwindigkeitsreglern, bei welchen durch die Eigenbewegung des Reglers nachgiebig mit letzterem in Verbindung stehende Federgruppen vorübergehend zur Wirkung kommen, sind bekannt. Von diesen bekannten Vorrichtungen unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand dadurch, daß während kleinerer Belastungsänderungen steifere Federn und während größerer Belastungsänderungen weniger steife Federn wirken, wodurch die Größe des zusätzlichen Ungleichförmigkeits-

. grades unter Vernachlässigung der nachgiebigen

.15 Kupplung in umgekehrtem Verhältnis zu der Größe der jeweiligen Belastungsänderung bestimmt wird. Hierdurch wird bei großen sehr plötzlich auftretenden Belastungsänderungen der Beharrungszustand schneller als bei den bekannten Vorrichtungen erreicht.

In der Zeichnung sind beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. .

In Fig. ι ist in dem Öltopf 1 der Kolben 2 eingeschliffen. Die Federn 3 und 4 stützen sich einerseits auf den Kolben 2, anderseits auf die mit dem Gehäuse 7 fest verbundenen Federteller 5 und 6. In das Gehäuse 7, das in dem Kolben 2 eingeschliffen ist, ist die Feder 8 eingebaut, die weniger steif als die Federn 3, 4 ist und sich auf die Federteller 9 und 10 stützt. Die letzteren stützen sich in der Beharrungsstellung sowohl gegen das Gehäuse 7 als gegen zwei Ansätze der in einem Fortsatz des Gehäuses 7 geführten Spindel Ii, die von dem eigentlichen Regler, z. B. von der Muffe eines Fliehkraftreglers bewegt wird. Der Öltopf 1 ist mittels des Zapfens 12 am festen Gestell des Reglers, bei indirekt wirkenden Reglern z. B. an einem vom Servomotor bewegten Organ angelenkt.

Die Arbeitsweise ist nun für den Fall der festen Lagerung des Zapfens 12 die folgende:

Im Beharrungszustande werden auf die Reglermuffe keinerlei Federkräfte ausgeübt. Tritt eine Belastungsänderung ein, so bewegt sich der Regler und die Stange 11 z. B. nach oben. Da die freie Länge der Feder 8 größer ist als die Einbaulänge derselben, also eine gewisse Einbaukompression vorhanden ist, so ist die Verbindung von 7 und 11 zunächst eine starre, und die Stange 11 nimmt durch Vermittlung des Tellers 9. der Feder 8 und des Tellers 10 das Gehäuse 7 mit. Dadurch wird die Feder 3 gespannt, die Feder 4 entspannt und somit eine gewisse Kraft auf den Kolben 2, das Gehäuse 7 und, da die Verbindung des letzteren mit der Stange 11 unter dem Einflüsse der Feder 8 eine starre ist, auf die Reglermuffe ausgeübt. Da der Topf 1 mit Öl gefüllt und im Kolben 2 nur eine kleine Öffnung 13 vorhanden ist, kann sich letzterer nur mit geringer Geschwindigkeit bewegen, so daß nach beendigter Bewegung der Reglermuffe die Zusatzfederkraft zum allergrößten Teile noch vorhanden ist. Die der neuen Reglerstellung entsprechende Umdrehungszahl ist infolgedessen größer als diejenige, die beim freien

Regler vorhanden wäre, d. h. der Ungleichförmigkeitsgrad des Reglers ist nach Maßgabe der Federbelastung größer geworden. Da aber der Kolben 2 die. kleine Öffnung 1.3 besitzt, bleibt diese Erhöhung des Ungleichförmigkeitsgrades nur vorübergehend bestehen, denn unter dem Einflüsse der verschieden gespannten Federn 3 und 4 folgt der Kolben 2 der Verschiebung des Gehäuses 7 langsam

ίο nach, bis die ursprüngliche relative Stellung erreicht, die Zusatzfederkraft auf die Reglermuffe verschwunden und der Ungleichförmigkeitsgrad des freien Reglers wiederhergestellt ist. Die Federn 3 und 4 werden zweckmäßig so bemessen, daß bei kleinen Bewegungen des Reglers, bei welchen sich die schwingungserzeugenden Einflüsse am stärksten geltend machen, ein die Stabilität bei konstanter Belastung absolut sichernder Ungleichförmigkeitsgrad entsteht.

Bisher wurde angenommen, daß die Reglerbewegung derart klein ist, daß nur die Federn 3 und 4 zur Geltung kommen. Überschreitet die Reglerbewegung einen gewissen Betrag, so kommt bei Abwärtsbewegung der Teller 6, bei Abwärtsbewegung der Teller 5 mit dem Kolben 2 zum Anschlag, gleichzeitig hebt sich der Teller 9 bzw. der Teller 10 im Gehäuse 7 ab, wodurch die Feder 8 gespannt wird. Bei größeren Belastungsänderungen wird also ein der Zusatzkraft der Feder 8 entsprechender Ungleichförniigkeitsgrad erzeugt. Die Feder 8 wird zweckmäßig so bemessen, daß bei großen Belastungsänderungen, bei welchen gewisse schwingungserzeugende Einflüsse sich weniger geltend machen, nur so große vorübergehende Ungleichförmigkeitsgrade entstehen, daß ein möglichst aperiodischer Regelungs Vorgang gesichert ist.

Eine weitere Anforderung an eine gute Regelung ist nun die, daß der Regelungsvorgang zwar aperiodisch erfolgt, dabei aber nicht unnötig in die Länge gezogen wird, d. h. es soll der neue Beharrungszustand in der mögliehst kürzesten Zeit erreicht werden. Dieser Anforderung kann nun dadurch entsprochen werden, daß die sogenannte Isodromzeit, d.h. die Zeit, nach welcher sich die Spannung der Zusätzfedern bei einer eingetretenen Reglerbewegung wieder verloren hat, der Größe der jeweils zur Wirkung kommenden Federgruppe angepaßt wird, indem z. B. jede dieser Federgruppen im Momente des Arbeitens einen ganz bestimmten Drosselquerschnitt des die nachgiebige Kupplung darstellenden Ölkataraktes freigibt.

Auf diese Weise lassen sich die günstigsten Verhältnisse erzielen, d. h. es wird nicht bloß stabile und aperiodische Regelung bei allen Belastungsänderungen, sondern auch kürzeste Dauer der Regelungs vorgänge erreicht.

In der Fig. 2 ist eine beispielsweise Ausführungsform mit zwei Federgruppen nach Fig. 1 dargestellt.

Das Gehäuse 7 besitzt zwei Eindrehungen 21 und 23, die in der Beharrungsstellung vom Kolben 2.überdeckt werden. Diese Eindrehungen 21 und 23 sind mit dem Hohlraum des Gehäuses 7 durch die Drosselöffnungen 22 und 24 verbunden. In der Beharrungsstellung, und solange die Federgruppe 3, 4 allein arbeitet, kann ein Flüssigkeitsdurchgang nur durch die Öffnung 13 erfolgen. Sobald aber z. B. beim Aufwärtsgange der Stange 11 der Fcderteller 9 vom Gehäuse 7 abgehoben wird, die Feder 8 also wirkt, wobei der Kolben 2 durch die Federn 3 und 4 auf dem Gehäuse 7 ganz nach unten gedrängt und somit die obere Eindrehung 23 bereits freigegeben ist, kann ein Durchgang der Flüssigkeit vom oberen zum unteren Räume des Topfes 1 nunmehr auch durch die Öffnung 24 stattfinden. In analoger Weise wird beim Abwärtsgange der Stange 11 die Öffnung 22 erst dann frei, wenn die Feder 8 wirksam wird, indem durch Abheben des Tellers 10 vom Gehäuse 7 die Eindrehung 25 freigegeben wird, so daß ein Flüssigkeitsdurchgan-g durch die infolge vorhergegangener Schlüpfung des Kolbens 2 auf dem Gehäuse 7 frei gewordene Eindrehung 21, weiter durch Drosselöffnung 22, Eindrehung 25 und Löcher 26 vom unteren zum oberen Räume des Topfes 1 stattfinden kann. Die Drosselöffnungen 13, 24 und 22 können nun so bemessen werden, daß jede Federgruppe mit der günstigsten Isodromzeit arbeitet.

Die Anordnung der Federn kann ebenso \vie die nachgiebige Verbindung derselben mit dem Regler eine beliebig andere sein, z. B. können die Federn auch außerhalb eines die nachgiebige Verbindung herstellenden Ölkataraktes angeordnet sein. Auch kann die DrosselöffiTung 13 einstellbar sein. Der hierbei benutzte Ölkatarakt hat nur die Aufgabe einer nachgiebigen Kupplung, die auch durch ein beliebiges anderes Organ erzielt werden kann. Die erzeugten Zusatzkräfte sind abhängig von der Größe der Reglerabweichung, jedoch fast unabhängig von der Geschwindigkeit der Reglerbewegung. Bei ungleichförmigem oder Unruhigem Reglerantrieb kann also der Katarakt die Aufgabe einer gewöhnlichen Ölbremse, die Verhinderung eines zu starken »Tanzens« oder »Zuckens« des Reglers, nur in geringem Maße erfüllen. Bei solchen Antrieben ist es daher zweckmäßig, den Ölkatarakt so auszubilden, daß außerdem noch die Wirkung einer gewöhnlichen Ölbremse ausgeübt wird.

In Fig. 3 ist eine derartige Ausführung gezeichnet. Die Stange 11 hat einen hohlzylindrischen Fortsatz 14, in dessen Bohrung der Kataraktkolben 15 eingeschliffen ist. Letz-

tcrer ist mittels der Stange 16 mit dem Zylinder ι fest verbunden. Nach Maßgabe der auch einstellbar angeordneten Drosselöffnung" 17 werden demnach, da die Räume ober- und unterhalb des Kolbens 15 ebenfalls mit Öl gefüllt sind, gleichzeitig Zusatzkräfte entstehen, die nur von der Geschwindigkeit der Reglerbewegung abhängen.

Die Stabilität der Regelung bei konstanter Belastung kann mit Rücksicht auf Nebenumstände gefährdet werden. So würde z. B., wenn die Reibung des Kolbens 2 mit dem Gehäuse 7 größer ist als mit dem Ölzylinder 1, im ersten Momente einer Bewegung des Gehäuses 7 der Kolben 2 von letzterem direkt mitgenommen und die Federn 3 und 4 bei sehr kleinen Reglerbewegungen außer Tätigkeit gesetzt werden. Es empfiehlt sich deshalb die Anbringung eines Organes, das im ersten Momente einer Reglerbewegung eine starre Verbindung des Kolbens 2 mit dem Öltopf 1 bewirkt, so daß für ganz kleine. Bewegungen eine bleibende Erhöhung des Ungleichförmigkeitsgrades vorhanden ist. In Fig. 3 ist eine solche Vorrichtung angedeutet. Der Zylinder 1 besitzt einen Ansatz 18, in welchem die Feder 19 das Stück 20 gegen den Kolben 2 preßt und so zwischen letzterem und dem Zylinder 1 eine gewisse Reibung erzeugt, welche genügt, den Kolben 2 so lange festzuhalten, bis ein gewisser Spannungsunterschied der Feder 3 und 4 entstanden ist. Diese im ersten Momente einer Bewegung und einer¹ Bewegungsumkehr starre Verbindung der Federgruppen mit dem Regler kann natürlich auch durch eine andere Kupplungsvorrichtung erfolgen.

Bei indirekten Reglern kann die Vorrichtung nach Fig. 1, 2 oder 3 auch gleichzeitig zur Erzielung einer nachgiebigen Rückführung durch Muffenrückdrängung benutzt werden, wenn der Zapfen 12 an einen vom Servomotorkolben angetriebenen Rückführungsmechanismus angelenkt oder die Ölräume ober- und unterhalb des Kolbens 2 bei fester Lagerung des Zapfens 12 mit einer vom Servomotorkolben angetriebenen Pumpe in Verbindung gebracht werden. Die selbsttätige Erhöhung des Ungleichförmigkeitsgrades durch die Eigenbewegung des Reglers wird dabei nicht beeinträchtigt.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zur selbsttätigen, vorübergehenden Erhöhung des Ungleichförmigkeitsgrades von Geschwindigkeitsreglern, bei welchen durch die Eigenbewegung des Reglers nachgiebig mit letzterem in Verbindung stehende Federgruppen vorübergehend zur Wirkung kommen, dadurch gekennzeichnet, daß während kleinerer Belastungsänderungen steifere Federn (3, 4) und während größerer Belästungsänderungen weniger steife Federn (8) wirken, wodurch die Größe des zusätzlichen Ungleichförmigkeitsgrades des Reglers unter Vernachlässigung der nachgiebigen Kupplung in umgekehrtem Verhältnis zu der Größe der jeweiligen Belastungsänderung bestimmt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die nachgiebige Verbindung bewirkender Ölkatarakt (1) mit einem innerhalb desselben eingebauten zweiten Ölkatarakt (14), der nur von der Geschwindigkeit der Reglerbewegung abhängige Zusatzkräfte erzeugt, in unmittelbare Verbindung gebracht ist, indem der Kolben oder Zylinder des einen Kataraktes mit dem Kolben oder Zylinder des anderen Kataraktes in starrer Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Organ (19) eingeschaltet ist, das die Nachgiebigkeit der Verbindung des Reglers mit den Federgruppen in der Beharrungsstellung des Reglers bis zu einem gewissen, eventuell einstellbaren Maße der Reglerbewegung aufhebt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.