DE3715C

DE3715C - Improved centrifugal regulator

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Publication number: DE3715C
Application number: DENDAT3715D
Authority: DE
Original assignee: Schaeffer und Budenberg GmbH Germany
Current assignee: Schaeffer und Budenberg GmbH Germany

Description

1877.1877.

KlasseGreat

SCHAEFFER & BUDENBERG m BUCKAU bei MAGDEBURG. Verbesserter Centrifugal-Regulator.SCHAEFFER & BUDENBERG m BUCKAU near MAGDEBURG. Improved centrifugal regulator.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 2. October 1877 ab. Längste Dauer: 18. Februar 1885.Patented in the German Empire on October 2nd, 1877. Longest duration: February 18, 1885.

In Fig. i, Blatt IV, sei ABCD ein allgemeines Rotationspendel, das um die horizontale Axe c drehbar ist und um die verticale Axe y y mit der Winkelgeschwindigkeit W₀ rotirt.In Fig. I, sheet IV, let ABCD be a general rotary pendulum which can be rotated about the horizontal axis c and rotates about the vertical axis yy with the angular velocity W _0.

Μξ sei das Moment, welches die Schwere des Körpers in Hinsicht auf Drehung um die Axe c ausübt. Mq, dagegen sei das Moment, mit welchem die Centrifugalkraft den Körper um die nämliche Axe c zu drehen strebt; dann mufs, damit Gleichgewicht stattfinde,Let Μξ be the moment that the weight of the body exerts in relation to rotation about the axis c . Mq, on the other hand, be the moment with which the centrifugal force tends to turn the body about the same axis c; then it must, so that equilibrium may take place,

Mc + Μξ = ο Mc + Μξ = ο

sein. Es seien J₁ ξ.₂ ξ_Λ .. . und 17, η₂ η₃ ... die Coordinaten der Massentheilchen, bezogen auf die Horizontale c χ und auf die Verticale c y. Die Gewichte dieser Massentheilchen seien 1\ 1% Iz- · ■ · Ferner seien /1/2/3 ■ · · die an den Massentheilchen wirkenden Centrifugalkräfte, dann istbe. Let J ₁ ξ. ₂ ξ _Λ ... and 17, η ₂ η ₃ ... the coordinates of the mass particles, based on the horizontal c χ and the vertical c y. Let the weights of these mass particles be 1 \ 1% Iz- · ■ · Furthermore, let / 1/2/3 ■ · · be the centrifugal forces acting on the mass particles, then is

Mc = 2 (J> η).
Ferner ist: Mc = 2 (J> η).
Furthermore:

A =A =

W₀'W ₀ '

W₀ W ₀

h. = ^r- q> & + β), H. = ^ r- q> & + β),

/3 = —Γ" · ?3 (S₃ + β),/ 3 = —Γ "·? 3 (S ₃ + β),

W₀ ² W ₀ ²

i*i *

Mc =Mc =

W₀'W ₀ '

q (ξ + α) ηq (ξ + α) η

also: ^ S \q (ξ + α) η\ +. M_% = 0... (1)thus: ^ S \ q (ξ + α) η \ +. M _% = 0 ... (1)

Diese Formel (ι) drückt den Gleichgewichtszustand des allgemeinen Rotationspendels für eine bestimmte Winkelgeschwindigkeit w_ü und eine bestimmte Pendellage aus. Um nun allgemein den Zusammenhang zwischen Winkelgeschwindigkeit und entsprechender Gleichgewichtslage des Pendels zu ermitteln, setzen wir voraus, sowohl der AusdruckThis formula (ι) expresses the equilibrium state of the general rotary pendulum for a certain angular velocity w _ü and a certain pendulum position. In order to determine the general connection between the angular velocity and the corresponding equilibrium position of the pendulum, we assume both the expression

Süds + «) n]> South + «) n]>

als auch das Moment M^ seien für die in Fig. 1, Blatt IV, gezeichnete Pendellage gegeben. Aendert sich die Winkelgeschwindigkeit so, dafs sie von W₀ in w übergeht, so mufs das Pendel, damit wieder Gleichgewicht stattfinde, seine Lage um einen bestimmten Winkel φ ändern.and the moment M ^ are given for the pendulum position shown in FIG. 1, sheet IV. If the angular velocity changes in such a way that it passes from W ₀ to W , the pendulum must change its position by a certain angle φ in order for equilibrium to take place again.

Bezeichnen nun in Fig. 2, Blatt IV, X₁ x₂ x_s x_t... und jVi JC₂ y₃ JV4 ... die Coordination der Massentheilchen q_x ^₂ q₃ g_A . . . für die so veränderte Pendellage, so mufs, damit wieder Gleichgewicht stattfinde, auchIn Fig. 2, sheet IV, X ₁ x ₂ x _s x _t ... and jVi JC ₂ y ₃ JV4 ... denote the coordination of the mass particles q _x ^ ₂ q ₃ g _A. . . for the changed position of the pendulum, it must be so that equilibrium can take place again

(2)(2)

Aus der FigurFrom the figure ergiebtyields sichthemselves unmittelbarright away X₁ ζ= ξ₁ COS X ₁ ζ = ξ ₁ COS SP — ¹JtSP - ^{1 year} sinsin SPSP X₂ = |₂ COSX ₂ = | ₂ COS 5P — ¹^5P - ¹ ^ sinsin SPSP #3 —' ξ₃ COS# 3 - 'ξ ₃ COS φ —η,φ -η, sinsin SPSP JV₁ = ξ, sinJV ₁ = ξ, sin φ + ¹^i φ + ¹ ^ i coscos SPSP JV₂ == ξ₂ sinJV ₂ == ξ ₂ sin sp + ^sp + ^ coscos SPSP JV3 = I3 sinJV3 = I3 sin 9P 4" %9P 4 "% coscos SPSP

Werden diese Werthe in die Gleichung (2) eingesetzt, so folgt nach einigen Reductionen:If these values are inserted into equation (2), it follows after a few reductions:

w² I . _. sin 2<b _ , .w ² I. _. sin 2 <b _,.

— (/ξ —Jy — + C- cos 2<jp + « .Λ/ξ sm φ- (/ ξ - Jy - + C- cos 2 <jp + «.Λ / ξ sm φ

+ α Μη cos φ j
+ Μξ cos φ — Mq sin y = ο .... (3).+ α Μη cos φ j
+ Μξ cos φ - Mq sin y = ο .... (3).

Hier bedeutet J^ das Trägheitsmoment des Körpers für die Axe η t\ und /η das Trägheitsmoment für die Axe ξ ξ, ferner C den Ausdruck 2 (q ξ η), M^ das statische Moment des Körpers für die Axe η η, Mq das statische Moment für die Axe ξ ξ. Here J ^ means the moment of inertia of the body for the axis η t \ and / η the moment of inertia for the axis ξ ξ, and C the expression 2 (q ξ η), M ^ the static moment of the body for the axis η η, Mq the static moment for the axis ξ ξ.

Die Gleichung (3) drückt für jedes allgemeine Rotationspendel den Zusammenhang zwischen der Winkelgeschwindigkeit w und dem Ausschlagwinkel φ aus, bezogen auf irgend eine ursprüngliche Pendellage.Equation (3) expresses the relationship between the angular velocity w and the deflection angle φ for every general rotary pendulum, based on any original pendulum position.

Es liegt nun ganz in unserer Macht, über die genannte ursprüngliche Pendellage zu verfügen. Um der Gleichung (3) die einfachste Form zu ertheilen, wählen wir dieselbe so, dafs sie einer Winkelgeschwindigkeit ο entspricht. Da also nach Gleichung (1)It is now entirely in our power to dispose of the aforementioned original pendulum position. In order to give equation (3) the simplest form, we choose it to be one Angular speed corresponds to ο. Since according to equation (1)

= ο = ο

sinsin

wird, so verwandelt sich die Gleichung (3) in die einfachereequation (3) turns into the simpler one

\ + C cos 2ψ + a Mr₁ cos φ \ + C cos 2ψ + a Mr ₁ cos φ

η φ = ο . . . . (4). In dieser Fundamentalgleichung des allgemeinen Rotationspendels sind die Wertheη φ = ο. . . . (4). In this fundamental equation of the general rotational pendulum, the values are

/_s Jr₁ ψ Μ_Ά / _s Jr ₁ ψ Μ _Ά

Constanten, welche von der Form und Gröfse des Pendels abhängen. Daraus geht unmittelbar hervor, dafs der Zusammenhang zwischen Winkelgeschwindigkeit und Ausschlagwinkel bei dem allgemeinen Rotationspendel nicht etwa für jedes Pendel ein und derselbe bleibt, sondern dafs er vielmehr von der Gestalt und Gröfse des Pendels abhängt. Nähere Untersuchungen ergeben, dafs sich jedes allgemeine Rotationspendel nicht durch einen, wohl aber durch zwei Massenpunkte ersetzen läfst, welche in einer Ebene liegen, die durch die verticale Axe y y geht und um die horizontale Axe c drehbar ist. Ein allgemeines Rotationspendel mag also jede nur denkbare Gestalt besitzen, immer lassen sich zwei Punkte in der angegebenen Ebene bezeichnen, für welche genau das nämliche Gleichgewichtsgesetz stattfindet wie für das Pendel. Fallen diese zwei Punkte in einen einzigen zusammen, so besitzt das allgemeine Rotationspendel diejenige Gestalt und dasjenige Gleichgewichtsgesetz, welche zusammen das Wesen des gewöhnlichen konischen Pendels ausmachen. Für dieses einfache Pendel ergiebt sich dann die bekannte einfache Gleichgew'ichtsgleichung Constants which depend on the shape and size of the pendulum. From this it follows immediately that the connection between angular velocity and deflection angle in the general pendulum of rotation does not remain one and the same for every pendulum, but rather that it depends on the shape and size of the pendulum. Closer investigations show that every general pendulum of rotation cannot be replaced by one, but by two mass points which lie in a plane which passes through the vertical axis yy and can be rotated about the horizontal axis c. A general rotation pendulum may have any conceivable shape, but two points in the given plane can always be designated for which exactly the same law of equilibrium takes place as for the pendulum. If these two points coincide into a single one, the general pendulum of rotation has the shape and the law of equilibrium which together make up the essence of the ordinary conical pendulum. The well-known simple equilibrium equation then results for this simple pendulum

h =- h = -

wobei h den senkrechten Abstand des Massenpunktes vom Schnittpunkte der Pendelrichtung mit der verticalen Drehaxe bezeichnet.where h denotes the vertical distance of the mass point from the intersection of the pendulum direction with the vertical axis of rotation.

Sowohl der Gestalt als der Wirkungsweise nach völlig verschieden von dem konischen Pendel ist das am vorliegenden Apparate angewendete astatische Rotationspendel. Bei diesem Pendel sind nämlich die beiden Massenpunkte so gewählt, dafs dasselbe innerhalb zweier bestimmter Grenzen für jeden Werth der Winkelgeschwindigkeit eine bestimmte stabile Gleichgewichtslage besitzt, während es sich aufserhalb dieser beiden Grenzen nur im labilen Gleichgewichte befinden kann.Completely different from the conical in shape and mode of operation Pendulum is the astatic rotation pendulum used on the present apparatus. With this one The two points of mass are chosen in such a way that the same pendulum is within two definite ones Limits a certain stable equilibrium position for each value of the angular velocity possesses, while outside these two limits it is only unstable Equilibria can be found.

In den beiden Uebergangslagen vom stabilen zum labilen Gleichgewichte besitzt das Pendel also weder stabiles noch labiles Gleichgewicht, ist daher an jenen Stellen astatisch. Im allgemeinen wird auch in der Nähe einer der genannten Lagen ein solches Pendel sehr annähernd astatisch sein. Wird also dem Pendel eine solche Form ertheilt^ dafs die "beiden Uebergangslagen vom stabilen zum labilen Gleichgewichte nicht allzuweit auseinander liegen,In the two transition positions from the stable to the unstable equilibrium, the The pendulum is neither stable nor unstable equilibrium and is therefore astatic in those places. In general, such a pendulum also becomes very close in the vicinity of one of the above-mentioned positions be approximately astatic. If, therefore, the pendulum is given such a form that the "two" The transition points from stable to unstable equilibria are not too far apart,

erhe

*) Die etwas allgemeinere Eormel Ti = const -^ gilt auch für das belastete Pendeji des PoTter'schen Regulators.*) The somewhat more general formula Ti = const - ^ also applies to the loaded pendeji of PoTter's regulator.

so mufs das Pendel innerhalb dieser Lagen sehr annähernd astatisch sein. Die Erfinder benutzen bei ihren Pendeln nur denjenigen Winkel, innerhalb dessen das Pendel stabiles Gleichgewicht besitzt, und lassen dasselbe nach beiden Richtungen hin genau bis zu den astatischen Uebergangslagen ausschlagen. Sie fanden durch genaue Rechnung solche Pendel, bei denen einem Ausschlagwinkel von 20⁰ nur eine sehr geringe Geschwindigkeitsdifferenz entspricht.so the pendulum must be very approximately astatic within these positions. In their pendulums, the inventors only use the angle within which the pendulum has a stable equilibrium, and allow it to deflect in both directions exactly up to the astatic transition positions. Using precise calculations, they found pendulums in which a deflection angle of 20 ⁰ corresponds to only a very small difference in speed.

Beschreibung des Regulators.Description of the regulator.

Auf Blatt I ist ein Regulator für eine kleine Dampfmaschine abgebildet.Sheet I shows a regulator for a small steam engine.

Blatt II enthält einen solchen, der schon nahezu doppelt so gröfse Widerstände zu überwinden im Stande ist.Sheet II contains one that has to overcome resistance almost twice as great is able to.

Es sind zwei verschiedene Constructionen hier beigelegt, um Abweichungen in Einzelheiten deutlich zu machen, welche an diesem Apparate vorkommen können, ohne dessen Wesen und Wirkungsweise zu ändern. Auf jedem der beiden Blätter istTwo different constructions are enclosed here to avoid deviations in details to make it clear which can occur on this apparatus, without its essence and Change the way it works. On each of the two sheets is

Fig. ι eine Ansicht des ganzen Apparates von vorn,Fig. Ι a view of the entire apparatus from the beginning,

Fig. 2 eine Ansicht von der Seite, undFig. 2 is a view from the side, and

Fig. 3 eine Ansicht von oben,3 is a view from above,

Fig. 4 und 5 sind monodimetrische Zeichnungen von einzelnen herausgenommenen Theilen.Figures 4 and 5 are monodimetric drawings of individual parts taken out.

Die Bestandtheile des Regulators sind folgende :The components of the regulator are as follows:

1. eine verticale Rotationswelle,1. a vertical rotation shaft,

2. ein gufseiserner Bügel B, 2. a cast iron bracket B,

3. zwei gleiche, eigenthümlich geformte Rotationspendel G Q und G₁ Q₁ mit Einstellschrauben, 3. two identical, peculiarly shaped rotary pendulums GQ and G ₁ Q ₁ with adjusting screws,

4. zwei kleine Zugstangen,4. two small tie rods,

5. ein Muff M, 5. a muff M,

6. zwei kleine Axen, vier Stifte und ein Keil. Blatt I. Der gufseiserne Bügel B, welcher6. two small axes, four pins and a wedge. Sheet I. The cast iron bracket B, which

mit der Welle fest verbunden ist, besteht aus einer Nabe, aus vier Augen und irgend einer passenden Verbindung zwischen der Nabe und diesen Augen. Die wesentlichsten Theile des Rotationspendels sind die beiden Gewichte G und Q, sowie die beiden Stangen 6¹ und S'. Die hier gewählte Anordnung des Apparates bedingt , dafs sich die Stange »S unten in eine Gabel verzweigt, und dafs die Stange S' die aus der Figur ersichtliche abgebogene Gestalt besitzt. Das Gewicht G hat hier die Form einer Kugel, Q diejenige eines Cylinders, aus welchem ein bogenförmiges Stück ausgenommen ist. Das Pendel ist vermittelst zweier Augen um eine Axe α drehbar, welche letztere in zwei Augen des Bügels B gelagert ist.is firmly connected to the shaft, consists of a hub, four eyes and some suitable connection between the hub and these eyes. The most essential part of the rotation of the pendulum, the two weights G and Q, and the two rods 6 ¹ and S '. The arrangement of the apparatus chosen here requires that the rod 'S branches out below into a fork, and that the rod S' has the bent shape shown in the figure. The weight G here has the shape of a sphere, Q that of a cylinder from which an arcuate piece is removed. The pendulum can be rotated about an axis α by means of two eyes, the latter being mounted in two eyes of the bracket B.

Das Pendel G₁ Q₁ ist dem Pendel G Q völlig gleich. Jede der kleinen Zugstangen ist oben mit einem der Pendel und unten mit dem Muff je vermittelst eines kleinen Stiftes verbunden. Diese zwei Zugstangen übertragen die Bewegung der Pendel auf den Muff. Ein Keil, welcher durch die Welle geht und mit seinen Enden in Schlitze des Muffes dringt, zwingt diesen letzteren,The pendulum G ₁ Q ₁ is exactly the same as the pendulum GQ. Each of the small tie rods is connected to one of the pendulums at the top and to the muff at the bottom by means of a small pin. These two tie rods transmit the movement of the pendulums to the muff. A wedge, which goes through the shaft and penetrates with its ends into slots in the muff, forces the latter to

mit der Welle zu rotiren, und begrenzt die axiale Bewegung desselben. Bei zunehmender Winkelgeschwindigkeit der Umtriebmaschine und des Regulators bewegen sich die Pendel in solchem Sinne, dafs sich die Kugelgewichte G G₁ von der Welle entfernen, während die zwei Cylindergewichte Q Q_x gehoben werden. In diesem Falle bewegt sich auch der Muff aufwärts. Eine Abnahme der Winkelgeschwindigkeit hat genau die umgekehrten Bewegungen zur Folge. Diese Pendel begründen den Unterschied zwischen diesem neuen Apparate und den bereits bestehenden Centrifugalregulatoren.to rotate with the shaft and limit its axial movement. As the angular velocity of the rotary machine and the regulator increases, the pendulums move in such a way that the ball weights GG ₁ move away from the shaft, while the two cylinder weights QQ _{x are} lifted. In this case the muff will also move upwards. A decrease in the angular velocity results in exactly the opposite movements. These pendulums explain the difference between this new device and the already existing centrifugal regulators.

Die auf den Blättern I und II gezeichneten Pendelformen sind so gewählt und berechnet, dafs sie diejenigen Bedingungen erfüllen, welche oben erläutert wurden, dafs sich also die Pendel nur innerhalb eines gewissen Winkels in stabilem Gleichgewichte befinden können, während aufserhalb dieses Winkels nur ein labiler Gleichgewichtszustand denkbar wäre. Ueberdies ist der Ausschlagwinkel durch den Keil und die Schlitze im Muffe so begrenzt, dafs die Pendel nach beiden Richtungen hin nur bis zu den astatischen Uebergangslagen ausschlagen können. Zur Ausgleichung der Ungenauigkeiten der Ausführung ist in das cylindrische Gewicht Q eines jeden Pendels je eine Stellschraube ί eingeschraubt, durch welche die Ausführungsfehler • vollständig corrigirt- werden können. Liegen bei einem ausgeführten, noch nicht berichtigten Pendel die beiden astatischen Uebergangslagen zu weit auseinander, so hat man nur die Stellschraube nach der Welle hin zu verstellen. Liegen sie zu nahe, so ist die Lage der Schraube im umgekehrten Sinne zu verändern. Durch diese Stellschrauben kann man also die Empfindlichkeit des Apparates beliebig verstellen.
: Um bei einem ausgeführten Pendel die Empfindlichkeit, d. h. die Entfernung der beiden astatischen Uebergangspunkte, versuchsweise zu ermitteln, kann man folgende Wege einschlagen: ; ;The shapes of the pendulums drawn on sheets I and II are chosen and calculated in such a way that they fulfill the conditions which have been explained above, i.e. that the pendulums can only be in stable equilibrium within a certain angle, while outside this angle there is only an unstable state of equilibrium would be conceivable. In addition, the angle of deflection is so limited by the wedge and the slots in the sleeve that the pendulums can swing in both directions only up to the astatic transition positions. To compensate for the inaccuracies of the execution, an adjusting screw ί is screwed into the cylindrical weight Q of each pendulum, by means of which the execution errors can be completely corrected. If the two astatic transition positions lie too far apart when the pendulum has been executed and not yet corrected, one only has to adjust the adjusting screw towards the shaft. If they are too close, the position of the screw must be changed in the opposite direction. With these adjusting screws you can adjust the sensitivity of the device as required.
: In order to determine the sensitivity, ie the distance of the two astatic transition points, on a trial basis, the following methods can be used:; ;

ι. Das Pendel wird vermittelst einer konischen Riemscheibe durch eine Dampfmaschine angetrieben, bei der man für möglichst constanten Dampfdruck und constanten Widerstand sorgt, und die man überdies durch einen gewöhnlichen Regulator möglichst vollkommen regulirt. Es sind nun für sehr verschiedene Riemenstellungen, d. h. für sehr verschiedene Winkelgeschwindigkeiten des Pendels die entsprechenden Ausschlagwinkel zu messen.ι. The pendulum is driven by a steam engine by means of a conical pulley, in which one ensures that the vapor pressure and resistance are as constant as possible, and which, moreover, are regulated as completely as possible by an ordinary regulator. There are now for very different belt positions, i. H. for very different angular speeds of the pendulum to measure the corresponding deflection angles.

2. Viel genauer wird das Experiment ausfallen, wenn die so regulirte Dampfmaschine durch ein passendes Uhrwerk ersetzt wird.2. The experiment will be much more precise if the steam engine thus regulated is replaced by a suitable clockwork.

Die strichpunktirten Linien in Fig. i, Blatt I, deuten die äufsersten Pendelstellungen an. Fig. 4 stellt ein Pendel mit angehängter Zugstange und Fig. 5 den Muff dar.The dash-dotted lines in Fig. I, sheet I, indicate the outermost pendulum positions. Fig. 4 shows a pendulum with attached drawbar and FIG. 5 shows the muff.

Blatt II. Die wesentlichen Abweichungen dieses Apparates von dem vorigen sind folgende:Sheet II. The main deviations of this apparatus from the previous one are as follows:

i. Die Pendel besitzen kürzere Arme, und ihre Drehpunkte liegen näher bei der Welle, dagegen sind die beiden Gewichte G und Q doppelt so schwer als bei dem ersten Apparate.i. The pendulums have shorter arms and their pivot points are closer to the shaft, whereas the two weights G and Q are twice as heavy as in the first apparatus.

2. Die Nabe des Bügels B liegt unterhalb der Pendelaxen, weshalb der Bügel die aus der Figur ersichtliche Gestalt besitzt.2. The hub of the bracket B is below the pendulum axes, which is why the bracket has the shape shown in the figure.

3. Jede Pendelaxe wird hier durch zwei konische, nachstellbare, durch Muttern festgehaltene Schrauben ersetzt, weshalb hier die bogenförmigen Schlitze in den Gewichten Q überflüssig sind.3. Each pendulum axis is replaced here by two conical, adjustable screws held in place by nuts, which is why the arcuate slots in the weights Q are superfluous here.

4. Während bei dem ersteren Apparate kurze gufseiserne Zugstangen angenommen sind, besitzt der zweite Apparat viel längere schmiedeiserne Zugstangen, deren Augen durch Kugeln mit abgeschnittenen Calotten gebildet sind. Der obere Theil einer solchen Zugstange dringt durch einen Kanal in das cylindrische Gewicht des zugehörigen Pendels und ist durch einen Stift mit dem letzteren verbunden.4. While the former apparatus is assumed to have short cast iron tie rods the second apparatus much longer wrought-iron tie rods, whose eyes are through bullets are formed with cut calottes. The upper part of such a tie rod penetrates through a canal into the cylindrical weight of the associated pendulum and is through a Pin connected to the latter.

5. Der Ausschlag des Pendels wird hier statt durch einen Keil durch die Nabe des Bügels und durch die Schale des unten liegenden Halslagers begrenzt.5. The swing of the pendulum is here instead of a wedge through the hub of the bracket and limited by the shell of the neck bearing below.

Die in Stellung G¹ gezeichneten Pendel bezeichnen hier wieder die äufsersten Pendellagen für die normale Stellung der Stellschrauben, während die in Stellung G^u gezeichneten die äufsersten Pendellagen für einen gleichen Regulator andeuten, dessen Stellschrauben jedoch näher gegen die Welle geschraubt sind.The pendulums drawn in position G ¹ here again denote the outermost pendulum positions for the normal position of the adjusting screws, while those drawn in position G ^u indicate the outermost pendulum positions for the same regulator, the adjusting screws of which, however, are screwed closer to the shaft.

Die Fig. 4 und 5 stellen auch hier wieder die nämlichen Maschinenteile dar wie auf Blatt I.4 and 5 again show the same machine parts as on sheet I.

Die Berechnung der Erfinder ergab für die zwei gezeichneten Regulatoren folgende Resultate. Der Regulator auf Blatt I, der einen Ausschlagwinkel von 20 ° besitzt, macht bei der innersten Pendelstellung 161,94, bei der äufsersten Stellung dagegen 165,14 Umdrehungen pro Minute, so dafs die der ganzen Muffverschiebung entsprechende Geschwmdigkeitsdifferenz nicht ganz 2 pCt. beträgt.The inventors' calculation gave the following results for the two regulators drawn. The regulator on sheet I, which has a deflection angle of 20 °, makes the innermost Pendulum position 161.94, in the outermost position 165.14 revolutions per minute, see above that the difference in speed corresponding to the entire muff displacement is not quite 2 pct. amounts to.

Der totale Ausschlag des Regulators auf Blatt II beträgt bei . normaler Stellschraubenstellung wieder 20°. Dem geringsten Ausschlag entsprechen hier 169,92, dem gröfsten Ausschlag 172,87 Umdrehungen pro Minute, so dafs die der ganzen Muffverschiebung entsprechende Geschwmdigkeitsdifferenz 1,7 pCt. beträgt.The total deflection of the regulator on sheet II is at. normal adjusting screw position again 20 °. The smallest deflection corresponds to 169.92, the largest 172.87 revolutions per minute, so that that corresponds to the entire muff displacement Speed difference 1.7 pCt. amounts to.

Die Zugstangen beschreiben, selbst wenn sie sehr kurz angenommen sind, nur einen sehr geringen Winkel, und die Centrifugalkraft übt nur einen ganz geringen Axendruck aus, weil die Masse des Pendels auf beide Seiten der Welle vertheilt ist, beides Umstände, welche eine sehr geringe Reibung des Apparates herbeiführen. The tie rods, even if adopted very briefly, only describe one thing very much small angle, and the centrifugal force exerts only a very small axial pressure, because the mass of the pendulum is distributed on both sides of the shaft, both circumstances which bring about very little friction in the apparatus.

Da einer sehr kleinen Geschwindigkeitsdifferenz eine verhältnifsmäfsig grofse Ausschlagsbewegung der Arme entspricht, so folgern die Erfinder, dafs der Regulator, wenn er nicht zweckentsprechend an der Maschine angebracht ist, im Gleichgewicht nicht gestört und die Regulirung nicht bewirkt werden könne; es könne vorkommen, dafs das Pendel, nachdem es einenSince a very small difference in speed has a relatively large deflection movement the poor, the inventors conclude, that the regulator, if it does not correspond to its purpose attached to the machine, not disturbed in equilibrium and the regulation could not be effected; it could happen that the pendulum, after one

Moment gestockt und versagt hat, sich plötzlich aufschwingt und die Gleichgewichtsstellung beträchtlich überschreitet.Moment has stalled and failed, suddenly swings up and the equilibrium position considerably exceeds.

Um diesen Uebelstand zu vermeiden, ist es nothwendig, den Apparat so zu construiren, dafs sich jeder schnellen Muffbewegung eine beträchtliche Kraft widersetzt. Die Erfinder haben einen neuen Katarakt construirt, der nach ihrer Angabe bei gröfster Einfachheit seinen Zweck in hohem Grade und mit Sicherheit erreicht. In order to avoid this inconvenience, it is necessary to construct the apparatus in such a way that that a considerable force opposes every rapid movement of the muff. The inventor have constructed a new cataract which, according to them, is of the greatest simplicity Purpose achieved to a high degree and with certainty.

Blatt III. Fig. ι zeigt einen Verticalschnitt, Fig. 2 einen Horizontalschnitt des Katarakts. Das kreisförmige Gefäfs gg ist um die horizontale Axe α drehbar, welche durch den Schwerpunkt des leeren Gefäfses geht. Eine Zugstange b (oder irgend ein anderer Bewegungsmechanismus) verbindet das Gefäfs mit dem Muff in solcher Weise, dafs jeder Muffstellimg ein bestimmter Ausschlagwinkel des Katarakts entspricht. Bei mittlerer Stellung des Muffs besitzt das Gefäfs die in Fig. ι gezeichnete Lage. Der Katarakt ist zum Theil mit einer tropfbaren Flüssigkeit und zum andern Theil mit Luft gefüllt. Eine verticale Scheidewand theilt den oberen mit Luft erfüllten Raum in zwei Hälften, welche durch eine kleine verstellbare Oeffnung ο in Verbindung stehen. . Ist der Katarakt einige Zeit in Ruhe, so stehen die beiden Flüssigkeitsoberflächen in ein und derselben Horizontalebene, so dafs das Gefäfs im Gleichgewicht steht und kein Bestreben hat, seine Lage zu ändern. Wird das Gefäfs durch eine schnelle Bewegung des Muffs um einen gewissen Ausschlagwinkel gedreht, so mufs die Flüssigkeit auf der einen Seite steigen, auf der andern um eben so viel sinken. Es entsteht daher gleich mit dem Beginn der Bewegung des Gefäfses ein durch die Schwere der gehobenen Flüssigkeit erzeugtes Moment, das der genannten Bewegung entgegenwirkt. Auf der Seite der höheren Oberfläche tritt eine Verdünnung, auf der Seite der tieferen eine Verdichtung der Luft ein. Infolge langsamen Ueberströmens der Luft durch die kleine Oeffnung ο gleichen sich sowohl die Druckdifferenz der Luft, als der Höhenunterschied der Flüssigkeit aus, und das Gefäfs erlangt wieder Gleichgewicht. Bei richtig regulirter Oeffnung ο hat die Luft Zeit genug, um während einer langsamen Drehung des Gefäfses in solcher Menge überzuströmen, dafs nur eine kleine Höhendifferenz entsteht, während bei schneller Drehung eine sehr beträchtliche Erhebung der Flüssigkeit und damit ein grofses Moment erzeugt wird.Sheet III. Fig. 1 shows a vertical section, Fig. 2 shows a horizontal section of the cataract. The circular vessel gg is rotatable about the horizontal axis α , which goes through the center of gravity of the empty vessel. A tie rod b (or some other mechanism of movement) connects the vessel to the muff in such a way that each muff position corresponds to a certain angle of deflection of the cataract. When the muff is in the middle position, the vessel has the position shown in FIG. The cataract is partly filled with a drip fluid and partly with air. A vertical partition divides the upper air-filled space into two halves, which are connected by a small adjustable opening ο . . If the cataract is at rest for some time, the two surfaces of the liquid are in one and the same horizontal plane, so that the vessel is in equilibrium and has no tendency to change its position. If the vessel is turned through a certain angle of deflection by a rapid movement of the muff, the liquid must rise on one side and fall on the other by the same amount. With the beginning of the movement of the vessel, a moment arises which is generated by the gravity of the lifted liquid and counteracts the mentioned movement. On the side of the higher surface there is a thinning, on the side of the deeper a compression of the air. As a result of the slow overflow of the air through the small opening ο both the pressure difference of the air and the height difference of the liquid equalize, and the vessel regains its equilibrium. If the opening is properly regulated, ο the air has enough time to overflow during a slow rotation of the vessel in such an amount that only a small difference in height arises, while with rapid rotation a very considerable elevation of the liquid and thus a great moment is produced.

Die aus der Figur ersichtliche ringförmige Zwischenwand hat nur den Zweck, etwaige störende Wellenbewegungen zu verhindern. Damit der Katarakt richtig wirke, ist es nothwendig, die Gefäfsform so zu wählen, dafs nach jeder Höhenausgleichung wieder Gleichgewicht eintritt, unter welchem Winkel das Gefäfs auch stehe. Im übrigen kann die Gestalt des Gefäfses den Verhältnissen angepafst werden. Da nach Angabe der Erfinder der Pendel-Apparat des neuen Regulators ohne diesen Katarakt nothwendig Unregelmäfsigkeiten im Gange der Umtriebsmaschinen erzeugen mufs, und da erst die Vereinigung der beiden Mechanismen den Regulator seinen Zweck erfüllen läfst, so erheben sie folgendeThe apparent from the figure, the annular partition wall has only the purpose of any to prevent disturbing wave movements. For the cataract to work properly it is necessary to choose the shape of the vessel in such a way that equilibrium is restored after every height adjustment, whatever angle the vessel is at. In addition, the shape of the vessel be adapted to the circumstances. Since, according to the inventor, the pendulum apparatus of the new regulator without this cataract necessary irregularities in the course of the Rotary machines must generate, and only then does the union of the two mechanisms generate the Regulator allows it to fulfill its purpose, they levy the following

Claims

Patent claims:,

1. The pendulum apparatus, consisting of pendulums with two weights each, which are calculated in this way and it is appropriate that the pendulum is astatic at the limits of the swing.

2. The cataract, consisting of a partially rotatable about a horizontal axis of the center of gravity Vessels filled with liquid, the part filled with air through a partition is divided into two parts with a fine, adjustable opening.

3. The connection of pendulum apparatus and cataract to a speed regulator for rotary machines, as described.

In addition 4 sheets of drawings.