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Regelungsvorrichtung für Kraftmaschinen. Bei der Regelungsvorrichtung
nach dem Hauptpatent 279653, bei der die Regelung einer Kraftmaschine, insbesondere
einer Preßluft-, Bohr- oder Aufreibemaschine, durch einen umlaufenden Drehschieber
gesteuert wird, ist zur Vermeidung des Durchgehens der Maschine bei plötzlichen
Entlastungen in dem vom Treibmittel durchströmten Druckraum des Schiebers ein selbsttätiges
Abschlußorgan angeordnet, das durch Federkraft in die Offenlage und durch Schleuderkraftwirkung
in die Schließlage gebracht wird. Diese Vorrichtung hat noch den besonderen Vorteil,
daß infolge der Lage aller ihrer Teile innerhalb des Drehschiebers keine Glieder
nach außen geführt zu werden brauchen und somit - zu Undichtigkeiten leicht Veranlassung
gebende Stopfbüchsen vermieden werden.
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Die zur Erzeugung der Schleuderkraftwirkung erforderliche Schwungmasse
kann man vorteilhaft zur Vereinfachung der Bauart der Vorrichtung so anordnen, daß
sie zugleich zum Abschluß der Durchgangskanäle für das Treibmittel dient, indem
man das Abschlußorgan als Schwingventil ausbildet. Bei kleineren Durchmessern der
Drehschieber ist jedoch die Unterbringung der erforderlichen Schwungmasse in der
nötigen Entfernung vom Schwingungsmittelpunkte nicht möglich. Um auch in diesem
Falle die Regelungsvorrichtung innerhalb des Drehschiebers unterbringen zu können,
wird nach der Erfindung das unter Schleuderkraft- und Federwirkung stehende Abschlußorgan
durch von ihm getrennte Schwungmassen beeinflußt, die in einer mit dem vom Treibmittel
durchströmten Druckraum des umlaufenden Drehschiebers in Verbindung 'stehenden Erweiterung
untergebracht sind. Infolge der Trennung der als Schwungmassen und zum Abschluß
der Durchgangskanäle für das Treibmittel dienenden Teile der Regelungsvorrichtung
kann die Größe der Schleuderkraft unbekümmert um den Durchmesser des Drehschiebers
gewählt werden, wobei durch die Verlegung der Schwungmassen in eine nach außen abgeschlossene
Erweiterung des Schiebers Stopfbüchsen vermieden sind.
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Werden zur Beeinflussung des Abschlußorgans drehbar gelagerte Schwungmassen
verwendet, so treten leicht Zwängungen auf, die das ordnungsmäßige Öffnen oder Schließen
des Abschlußorgans beeinträchtigen. Zur Vermeidung dieses Übelstandes können nach
der Erfindung die Schwungmassen als Rollkörper ausgebildet sein, die zwischen zwei
umlaufenden, sich in achsialer Richtung gegen den Drehschieber bzw. das Abschlußorgan
stützenden Flächen geführt sind. Um hierbei zu ermögliehen,
daß
erst bei einer bestimmten Drehzahl der zu regelnden Maschine das Abschlußorgan plötzlich
in die Offen- bzw. Schließlage kommt, wird die Leitbahn der einen Führungsfläche
mit nach Maßgabe der für das Öffnen und Schließen des Abschlußorgans erforderlichen
Drehzahl des DrehschiebersprofiliertenHemmflächenversehen.
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Bei der Ausbildung der Rollkörper als Kugeln beschreiben diese auf
der Führungsbahn einen gekrümmten Weg, so daß, wenn die beiden Führungsbahnen mit
gleicher Geschwindigkeit umlaufen, die Kugeln sich in der Umfangsrichtung der Bahnen
verschieben müssen. Die dabei auftretende schädliche, gleitende Reibung wird nach
der Erfindung in eine rollende Reibung umgewandelt, indem die beiden Führungsbahnen
unabhängig voneinander drehbar sind. Die Kugeln können dann auf ihren Führungsbahnen
ungehindert rollen, wodurch die Eigenreibung der Vorrichtung wesentlich herabgesetzt
wird.
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Um den Rollkörpern in jedem Falle einen genügend großen Rollweg zu
geben, damit sie in die neue Betriebslage kommen, kann man eine der beiden Führungsbahnen
mit einer besonderen Schwungmasse versehen, durch deren Trägheit bei einer Änderung
der Drehzahl eine Drehung dieser Bahn gegenüber der anderen Führungsbahn und damit
eine Drehung der Kugeln in der Umfangsrichtung der Führungsbahnen hervorgerufen
wird.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Regelungsvorrichtung
nach der Erfindung dargestellt.
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Abb. i und z zeigen Längsschnitte durch den Drehschieber bei verschiedenen
Betriebslagen. Abb.3 und q. sind Längsschnitte durch eine andere Ausführungsform
des Drehschiebers.
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Mit dem umlaufenden Drehschieber R, in den das Treibmittel, z. B.
Druckluft, durch die Öffnungen b eintritt und den es durch die Offriungen m verläßt,
ist ein Kolbenschieber d gelagert, der dadurch entlastet ist, daß er Durchgangsöffnungen
c für die Druckluft besitzt. Gegen die eine Stirnfläche des Kolbenschiebers d legt
sich eine Druckfeder i, die sich mit ihrem anderen Ende auf einen den Drehschieber
abschließenden Metallpfropfen n abstützt. An der anderen Stirnseite des Kolbenschiebers
d ist eine Stange c vorgesehen, die durch eine Führung o hindurch aus dem Schieber
aa herausgeführt ist und in einen Raum k ragt, der gegenüber dem Innenraum P des
Schiebers p wesentlich erweitert ist. Der Raum k ist durch eine Kappe v gebildet,
die auf den Flansch s am Stirnende des Schiebers a aufgeschraubt wird, und steht
durch Öffnungen f mit dem Innenraum P des Schiebers in Verbindung.
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In dem Raum k sind zwei Schwinghebel h
um- Bolzen g drehbar
gelagert und wirken mit Armen t auf einen am freien Ende der Stange
e
vorgesehenen Teller at.
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Die Wirkungsweise der Regelungsvorrichtung ist die gleiche wie beim
Hauptpatent. Die Spannung der Feder i ist so gewählt, daß durch sie beim Arbeitsgang
(Abb. i) entgegen der durch die Schleuderkraft der Schwinghebel h auf den Telleransatz
u der Schieberstange e übertragenen Schubkraft der Kolbenschieber d so weit zurückgedrückt
wird, daß die Zuströmkanäle b für die Druckluft ganz geöffnet sind. Tritt nun beispielsweise
infolge Absetzens des Werkzeuges eine Entlastung der Maschine ein, so erhöht sich
die Drehzahl und die dadurch erhöhte Schleuderkraft der Schwinghebel 1a überträgt
sich auf den Kolbenschieber d und schiebt ihn entgegen der Wirkung der Feder i so
weit über die Kanäle b, daß nur noch die für einen langsamen Leerlauf notwendige
Luft zuströmen kann (Abb. z). Bei wiedereinsetzender Belastung, beispielsweise beim
Wiederansetzen des Werkzeuges, sinkt zunächst die Drehzahl unter die Leerlaufdrehzahl.
Dadurch verringert sich die Schleuderkraft der Schwinghebel lt soweit, daß die Spannung
der Feder i überwiegt und der Schieber d in die Offenlage zurückkehrt.
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Auch bei kleinen Durchmessern des Drehschiebers a kann dabei die Schleuderkraft
beliebig gewählt werden, da infolge der Lagerung der Schwinghebel lt in dem erweiterten
Raume k
die Schwungmassen dieser Hebel und ihre Hebelarme t sich genügend
groß ausgestalten lassen. Durch die Anordnung der Kappe y ist ferner ein luftdichter
Abschluß des Druckraumes P des Schiebers a nach außen geschaffen, ohne daß man wegen
der Verlegung der Schwungmassen in die Erweiterung zur Verwendung von Stopfbüchsen
greifen müßte.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 und q. sind die im Raume k untergebrachten
Schwungmassen als Kugaln v ausgebildet, die zwischen zwei Führungsbahnen rollen
können, von denen die eine durch die Bodenfläche l der Kappe y, die andere
durch die obere Stirnfläche des tellerförmigen Ansatzes at der Stange e des Kolbenschiebers
d gebildet wird. Diese Stirnfläche ist etwa in der aus der Zeichnung ersichtlichen
Weise profiliert, indem sie sich aus Leitflächen w und Flächen x zusammensetzt.
Die Flächen x
wirken infolge ihrer besonderen Steigung als Hemmflächen, indem
ihre Steigung durch die Schleuderkraft der Kugeln v erst bei einer ganz bestimmten
Drehzahl der Maschine überwunden wird. Die Steigung der Flächen w und
x ist zusammen so groß, daß der Kolbenschieber d bei der Bewegung der Kugeln
von innen nach außen aus seiner Offenlage nach Abb. 3 in die Schließlage nach Abb.
q. verschoben wird.
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Der Teller u ist mit einem abgesetzten Zapfen y lose drehbar
im Kolbenschieber d
gelagert und hat eine verhältnismäßig
große Bauhöhe, um ihm eine gewisse Trägheit zu verleihen. Durch die Feder
i wird der Teller u gegen den Boden der Kappe r gedrückt, so daß die Kugeln
v mit einem gewissen Druck sich gegen die Führungsbahn l legen.
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Bei der Offenlage des Kolbenschiebers d liegen die Kugeln v in der
durch die Hemmflächen x gebildeten ringförmigen Einbuchtung des Tellers u. Wird
nunmehr z. B. infolge Absetzens des Werkzeugs die Maschine entlastet, so wird durch
das Wachsen der Drehzahl die Schleuderkraft der Kugeln v erhöht und diese werden
bis in die äußerste Stellung nach Abb. 4 getrieben, wobei sie sich auf den Führungsbahnen
l und w, x abrollen und den Kolbenschieber d in die Schließlage bringen.
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Die Steigung der Flächen x ist so groß, daß erst bei Erreichung einer
ganz bestimmten Drehzahl durch die Kugeln diese Steigung überwunden wird, wodurch
gewährleistet ist, daß das Schließen bzw. Öffnen des Kolbenschiebers d nicht vorzeitig
erfolgt. Durch die drehbare Lagerung des Tellers u im Kolbenschieber d ist
erreicht, daß die Kugeln bei ihrer Bewegung in der Umfangsrichtung der Führungsbahnen
den Teller u mitnehmen können, so daß eine Verschiebung der Kugeln auf ihren Führungsbahnen
und damit jede gleitende Reibung vermieden ist. Ferner bleibt beim Wachsen der Drehzahl
des Drehschiebers a der Teller u infolge seiner Trägheit gegenüber dem Drehschieber
zurück und somit auch gegenüber der mit diesem fest verbundenen Führungsfläche 1.
Die Kugeln v erhalten hierdurch eine Drehung in der Umfangsrichtung der Führungsflächen
w, x.
Nimmt nun auch die Drehung des Tellers ic so zu, daß sich die Kugeln
v unter der Wirkung der Schleuderhaft nach außen zu bewegen beginnen, so können
sie ungehindert in die Lage nach Abb. 4 rollen. Der Rollweg kann hierbei durch die
Bemessung der Schwungmasse des Tellers ic so groß gemacht werden, daß die Kugeln
v unter allen Umständen ohne jede gleitende Reibung, allein durch Rollen in diese
Lage kommen.
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Nimmt bei Belastung der Maschine die Drehzahl ab, so tritt wieder
eine Relativbewebaung der beiden, Gleitflächen 1 und w, x ein und
die Kugeln rollen infolge der Schräge der Leitbahn w und der Hemmflächen x wieder
nach der Mitte des Tellers ie, während der Kolbenschieber d in seine Offenlage
nach Abb.3 gelangt.
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Mit dem zur Bewegung des Abschlußorgans nötigen Profil kann auch die
mit dem Drehschieber fest verbundene Führungsfläche allein versehen sein oder es
können auch beide Führungsflächen für die Rollkörper Leit- und Hemmflächen aufweisen.
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Das Abschlußorgan und die zur Erzeugung der Schleuderhaft dienenden
Schwungkörper können natürlich verschieden ausgebildet sein.