DE357263C

DE357263C - Beschleunigungsregler fuer Kraftmaschinen

Info

Publication number: DE357263C
Application number: DES52361D
Authority: DE
Inventors: Professor Dr Hans Gerdien
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1917-09-18
Filing date: 1917-09-18
Publication date: 1922-08-22

Description

Um die Drehzahl von Kraftmaschinen auf eine bestimmte Beschleunigung oder auf konstante Winkelgeschwindigkeit zu regeln, hat man träge Massen drehbar auf der Welle an-S geordnet; Bei Geschwindigkeitsänderungen der Welle bleiben diese Massen zurück bzw. eilen vor, und diese Relativbewegung wird benutzt, um die Regelvorgänge auszulösen. Diese setzen also nicht erst dann ein, wenn die Geschwindigkeit sich bereits merklich geändert hat, sondern schon in dem ersten Augenblick, in dem die Geschwindigkeitsänderung auftritt. Mit .derartigen Beschleunigungsreglern muß sich bekanntlich eine höhere Gleichmäßigkeit der Geschwindigkeit erreichen lassen als mit den Geschwindigkeitsreglern.

Praktisch ist es indessen bisher noch nicht gelungen, gute Ergebnisse auf diesem Wege zu erzielen. Es ist nämlich. notwendig, um einen brauchbaren Regler zu erhalten, daß schon außerordentlich kleine Beschleunigungen einen Regelvorgang auslösen. Diese Notwendigkeit stellt dem Konstrukteur eine dreifache Aufgabe, as Einmal muß die träge Masse eine erhebliche Größe haben, damit auch bei kleinen Beschleunigungen genügend große Beschleunigungskräfte auftreten; zweitens muß schon eine sehr geringe Relativbewegung dieser 3" trägen Masse genügen, um die Vorrichtungen zum Einstellen der Geschwindigkeit zu beeinflussen, und drittens müssen Verluste durch Reibung vermieden werden. Diese drei Anforderungen widersprechen einander, und daran ist der Erfolg bisher gescheitert.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Professor Dr. Hans Gerdien in Berlin-Grunewald.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Beschleunigungsregler, der diese Anforderungen erfüllt. Erfindungsgemäß wird nämlich als träge Masse eine Flüssigkeit verwendet. Eine Anordnung besonders einfacher Art gemäß der Erfindung wird folgendermaßen hergestellt. In einem mit der Welle fest verbundenen Ring ist ein Kanal ausgespart, der eine Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, aufnimmt. Der to Kanal braucht hierbei durchaus nicht überall in gleichem Abstand von der Drehachse zu verlaufen und braucht auch nicht überall genau gleichen Querschnitt zu haben. Seine Ausführung bietet also keinerlei besondere Schwierigkeiten dar. Die beiden Enden dieses Kanals werden durch je einen Kolben oder am einfachsten durch je eine Membran abgeschlossen. Bei Beschleunigungen oder Verzögerungen der Welle übt die Flüssigkeitssäule einen Druck aus auf die eine oder auf j die andere Membran. Dieser Druck ist abhängig von der peripheren Länge des Kanals und einem gewissen mittleren radialen Abstand des Kanals von der Drehachse. Er ist unabhängig von dem Querschnitt. Man kann daher den Kanal um den Flüssigkeitsquerschnitt verhältnismäßig klein wählen, wobei jedoch zu berücksichtigen ist, daß zur Erzielung der erforderlichen Arbeitsleistungen, die von der Membran zur Auslösung der Regelvorgänge übertragen werden sollen, eine gewisse Flüssigkeitsmenge nicht unterschritten werden darf, und daß andererseits auch bei zu kleinem Querschnitt die Reibung zu groß würde. Dagegen wird man die periphere Länge des Kanals hinreichend groß wählen müssen, um bei kleinen Beschleunigungen genügend große Druckwerte zu bekommen. Man wird daher den Kanal beispielsweise in mehreren Windungen, z. B. schraubenförmig, um die Welle herumführen. .

Von den die Enden abschließenden Kolben oder Membranen nun können leicht die erforderlichen Regelbewegungen abgeleitet werden. In dieser Beziehung bietet die Flüssigkeitsschwungmasse ganz besondere "Vorzüge vor der starren Schwungmasse. Beispielsweise ist es möglich, die Enden der umlaufenden Kanäle in je einen ruhenden Kanal einmünden zu lassen und diesen ruhenden Kanal durch einen Kolben oder eine Membran abzuschließen. Der ganze Regelmechanismus wird dann außerordentlich vereinfacht, weil er keine mit- j umlaufenden Teile mehr hat. j

Da bei dem Übergang aus dem umlaufenden 1 Kanal in den ruhenden Kanal leicht Störungen durch die an der Übergangsstelle eintretenden Flüssigkeitsbewegungen auftreten können, so wird man die Kanalenden nach der Welle hin zurückführen bis zu einem Punkt, an dem die Umlaufsgeschwindigkeit klein genug ist, um eine störungsfreie Überführung des umlaufenden in den ruhenden Kanal bewirken zu können. Dabei ist es zweckmäßig, darauf zu achten, daß die beiden Endigungen des umlaufenden Kanals gleichen Abstand von der Drehachse haben, da andernfalls eine der Membranen dauernd durch den Einfluß der Zentrifugalwirkung unter Druck gehalten würde.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, in der Abb. 1 einen Längsschnitt, Abb. 2 einen Querschnitt längs A B darstellt. Die Welle 1, deren Geschwindigkeit konstant gehalten werden soll, treibt durch die Zahnräder 2, 3 einen zylinderförmigen Körper 4 an, der in den Lagern 5, 6 läuft. An seinem Umfang ist er mit einem schraubenförmigen Kanal 7 versehen, der durch den übergezogenen Ring 8 geschlossen ist. Die Enden 9 und 10 dieses Kanals sind durch die Mitte der beiden Lagerzapfen nach außen geführt. Die äußeren Stirnflächen der beiden Zapfen sind gegen feststehende Zylinder 11, 12 abgedichtet, in denen Kolben 13, 14 laufen. Die Kolbenstangen 15 und 16 führen zu der Einstellvorrichtung für die Geschwindigkeit der Welle 1. Der Kanal 7 und die Zylinder 11 und 12 bis zu den Kolben 13, 14 sind mit irgendeiner Flüssigkeit, beispielsweise Quecksilber, angefüllt. Wird die Drehung des Körpers 4 beschleunigt oder verzögert, so übt die im Kanal 7 vorhandene Flüssigkeit infolge ihrer Trägheit einen Druck auf den Kolben 13 oder auf den Kolben 14 aus, und wirkt daher auf die Geschwindigkeit der Welle 1 regelnd ein.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Beschleunigungsregler für Kraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeit in einem mit der zu regelnden Welle umlaufenden Behälter (7) eingeschlossen ist und bei. auftretenden Beschleunigungen als Beharrungsmasse auf einen den Behälter abschließenden Kolben oder Membran (13, 14) wirkt.

2. Beschleunigungsregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in einem mit der Welle umlaufenden Kanal (7) eingeschlossen ist, dessen Enden in je einem ruhenden Kanal münden, zu dem Zweck, den Regelungsmechanismus ruhend anordnen zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.