DE292085C

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Publication number: DE292085C
Application number: DENDAT292085D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVi 292085 -KLASSE 60. GRUPPE

Es sind Regelungsvorrichtungen bekannt geworden, um die Tourenzahl bei Maschinen konstant zu halten. Diese bekannten Vorrichtungen haben aber fast alle den Nachteil, daß sie sehr leicht ein Pendeln der Regulierung einleiten. Demzufolge wurde es fast allgemein üblich, bei Geschwindigkeitsreglern eine Ungleichförmigkeit von 2 bis 5 Prozent zuzulassen, und bei Belastungsänderungen der Maschine mittels geeigneter Vorrichtungen von Hand direkt oder durch Fernbetätigung die normale Tourenzahl wiederherzustellen.

Im folgenden soll nun eine Vorrichtung angegeben werden, um die Drehzahl der Maschine selbsttätig konstant zu halten, d. h. bei allen Belastungsänderungen der Maschine wird die durch den Regler bedingte Änderung der Drehzahl selbsttätig auf eine konstante mittlere Drehzahl zurückgeführt.

Diese Vorrichtung hat gegenüber den bereits bekannten einen wesentlichen Vorteil, indem Pendelungen dadurch verhindert werden, daß das Steuerorgan zur Konstanthaltung der Tourenzahl direkt von der Reglermuffe aus betätigt wird und einen von der normalen Regulierung unabhängigen Servomotor bildet.

In Fig. i, 2 und 3 stellt R einen normalen Fliehkraftregler dar. Derselbe ist durch die Hebel H₁, H₂ mit dem Steuerorgan Si₁ und dem Kraftkolben K₁ verbunden. Die Wirkungsweise dieser allgemein bekannten Servomotorregulierung ist folgende:

Durch eine Belastungsänderung der Maschine, von der aus der Regler R angetrieben sei, wird die Drehzahl entsprechend der Belastungsänderung und dem Ungleichförmigkeitsgrad des Reglers R variieren. Durch diese Änderung der Drehzahl wird die Reglermuffe M nach unten oder oben verschoben. Betrachten wir nun den Stutzpunkte als festen Drehpunkt des Hebels H₁, so wird durch das Verschieben der Reglermuffe M der Hebel H₁ mitgenommen. Nun sind die beiden Hebel H₁ und H₂ gelenkartig miteinander verbunden, so daß auch der Hebel H₂ verschoben wird, wobei im ersten Moment der Bewegung der Punkt B einen festen Drehpunkt des Hebels H₂ darstellt. In Verbindung mit dem Hebel H₂ steht der Doppelkolben des Steuerorganes Si₁, der durch die Bewegung des Hebels H₂ aus seiner Mittellage gebracht wird. Es folgt beispielsweise die Bewegung des Doppelkolbens des Steuerorganes Si₁ nach oben, d. h. nimmt die Tourenzahl der Maschine zu, so tritt durch die Leitung 1, 2 .'Druckflüssigkeit über den Kolben K₁, während . die Flüssigkeit unter dem Kolben K₁ durch die Leitung 3, 4 frei abfließen kann, der Kolben K₁ bewegt sich durch den Überdruck der Flüssigkeit nach unten, und da der Hebel H₂ durch den Drehpunkt B und eine Kolbenstange / mit dem Kolben K₁ verbunden ist, so geht auch der Hebel H₂ nach unten. Für diesen Moment der Bewegung ist der Punkt C als fester Drehpunkt des Hebels H„ zu betrachten, so daß auch der

Doppelkolben des Steuerorganes Si₁ nach unten in seine Mittellage zurückgeführt wird und den Durchgang der. Druckflüssigkeit durch die Leitung i, 2 abschließt, so daß.der Kolben K₁ zum Stillstand kommt. Mit dem Kolben K₁ ist das Drosselventil V durch eine Stange L verbunden. Durch das Ventil wird das treibende Medium der Maschine, von welcher aus der Regler R angetrieben wird, variiert. Jeder Belastung der Maschine wird eine bestimmte Lage des Ventils V entsprechen und somit auch eine bestimmte Lage der Reglermuffe M. Infolge der Zeit, welche das Ventil V braucht, um seine erste. Bewegung auszuführen, wird das zuviel in die Maschine gelangte treibende Medium die Drehzahl etwas über die der neuen Belastung entsprechende Drehzahl hinaustreiben, so daß nach dem ersten, oben beschriebenen RegelungsVorgang die Reglermuffe M etwas zu hoch liegt. Die Folge dieser unrichtigen Lage der Regler muffe M ist, daß das Ventil F den Durchgang . des treibenden Mediums der Maschine etwas zu viel schließt, wodurch die Drehzahl der Maschine wieder sinkt. Der Regelungs-Vorgang des Servomotors erfolgt nun im umgekehrten Sinne. Mit abnehmender Tourenzahl der Maschine sinkt die Reglermuffe M und damit auch die Hebel H₁ und H₂,. ebenfalls der Doppelkolben des Steuerorganes Si₁, wodurch Druckflüssigkeit durch Leitung 1, 3 unter den Kolben K₁ tritt, während die Flüssigkeit über dem Kolben K₁ durch die Leitung 2, 5 frei abfließen kann. Für diesen Moment der Regelung sind A und B als feste Drehpunkte der Hebel H₁ und H₂ zu betrachten. Durch den Kolben K₁ ■ wird somit das Ventil V₁ wisder etwas geöffnet. Da dieser Vorgang ebenfalls wieder eine gewisse Zeit beansprucht, die aber schon ziemlich kürzer ist als die beim ersten Vorgang, so wird die Tourenzahl um etwas zu tief sinken und es wiederholt sich der erste Vorgang. Diese periodischen Schwingungen treten nun so lange auf, bis die Stellung des Ventiles V mit derjenigen der Reglermuffe M übereinstimmt. Gewöhnlich ist dies schon nach zwei bis drei Schwingungen erreicht. Das Charakteristische dieser allgemein bekannten Servomotorregulierung ist, daß die Reglermuffe M für verschiedene Belastungen der Maschine verschiedene Lagen einnimmt.
. Betrachten wir nun den Drehpunkt A des Hebels H₁ nicht mehr als fixen Drehpunkt, sondern verschieben denselben nach oben oder unten und ist C der feste Drehpunkt des Hebels H₁, dann geht auch die Reglermuffe M nach oben oder unten, d. h. wir können bei konstanter Belastung der Maschine die Drehzahl derselben in gewissen Grenzen beliebig variieren.

Wird also bei einer Belastungsänderung der Maschine die Tourenzahl derselben verändert, also die Reglermuffe M in eine andere Lage gebracht, so kann dieselbe durch Verstellen des

Drehpunktes A wieder in die ursprüngliche Lage zurückgeführt werden, so daß die ursprüngliche Drehzahl wieder erreicht ist.

Dieses Verschieben des Drehpunktes A wird gewöhnlich von Hand direkt oder dann durch Fernbetätigung bewerkstelligt.

Gegenstand der Erfindung ist nun, den Drehpunkt A mittels einer von der Reglermuffe direkt angetriebenen Servomotorregulierung so zu verstellen, daß die Reglermuffe M nach jeder Belastungsänderung der Maschine stets in ihre ursprüngliche Lage zurückkehrt, also die Maschine immer wieder die gleiche Drehzahl annimmt.

Um den Drehpunkt A selbsttätig gerade in diejenige Lage zu bringen, welche der gewünschten konstanten Tourenzahl entspricht, wird an die Reglermuffe M ein zweites Steuerorgan St₂ angehängt, während der Stützpunkt A mit einem Kraftkolben K₂ verbunden ist. Diese Anordnung stellt eine zweite Servomotorregulierung dar. Wird durch eine Belastungsänderung der Maschine die Reglermuffe M in eine andere Lage gebracht, so geht damit auch der Doppelkolben des Steuerorganes St₂ aus seiner Mittellage. Nimmt z. B. die Belastung der Maschine ab, so steigt die Drehzahl, und somit wird die Reglermuffe M und damit der Doppelkolben des Steuerorganes St₂ gehoben. Durch die Leitung 6, 7 tritt Druckflüssigkeit über den Kolben K₂, während die Flüssigkeit unter dem Kolben durch Leitung 8, 9 frei abfließen kann; dadurch bewegt sich der Kolben K₂ nach unten und führt mittels des Hebels H₁, wobei C als fixer Drehpunkt des Hebels H₁ dient, den Doppelkolben des Steuerorganes St₂ in seine Mittellage zurück, d. h. die Reglermuffe M kommt damit in ihre ursprüngliche Lage zurück, wodurch die Konstanz der Tourenzahl erreicht ist.

Die Wirkungsweise der beiden Servomotorregelungen ist getrennt behandelt; selbstverständlich greifen diese beiden Regelungsvorgänge ineinander, so daß der Drehpunkt C nur als relativer Fixpunkt zu betrachten ist.

Die beiden Servomotorregelungen können nun gleichzeitig oder bei Anbringen eines Kataraktes unmittelbar nacheinander wirken.

Ist eine andere konstante Tourenzahl gewünscht, so kann dies leicht dadurch erreicht 110. werden, daß man die Stange G des Doppelkolbens beim Steuerorgan St₂ mittels der Mutter U (Fig. 2) verkürzt oder verlängert, oder die Büchse N des Steuerorganes St₂ hebt oder ' senkt. Der Doppelkolben des SteuerorganesSt₂ kommt stets in seine Mittellage, während die Reglermuffe, d. h. die Drehzahl der Maschine in gewissen Grenzen beliebig verstellt werden kann.

Arbeitet nun eine solche Maschine parallel mit anderen Maschinen, welche nicht auf konstante Drehzahl regulieren, auf ein Kraftnetz und tritt der Fall ein,.die Maschine mitkonstan-

ter Drehzahl sei voll belastet und die Belastung des Kraftnetzes nehme zu, so wird diese Maschine überlastet, was aber durch geeignete Vorrichtungen verhütet werden kann.
Besonders geeignet erscheint die neue Regulierung für Hochfrequenzmaschinen, wie sie in der drahtlosen Telegraphie verwendet werden, wo eine konstante Drehzahl sehr erwünscht ist.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Regelungsvorrichtung mittels Fliehkraftregler, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem die Kraftzufuhr in bekannter Weise regelnden Steuerorgan zur Konstant haltung der Drehzahl eine von diesem Steuerorgan unabhängige Hilfsmaschine, die direkt von der Reglermuffe aus gesteuert wird, die Reglermuffe stets in die gleiche Lage zurückführt.
2.. Regelungs Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungshilfsmaschine mittels einer Druckflüssigkeit bewegt wird.
3. Regelungsvorrichtung nach Anspurch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet', daß durch geeignete Drosselung der Druckflüssigkeit oder durch Anbringen eines Kataraktes das zweite Steuerorgan dem ersten vor- oder nacheilt.
4. Regelungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verstellen des zweiten Steuerorganes eine beliebige konstante Tourenzahl eingestellt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.