DE490292C - Steuereinrichtung fuer zeitweilig arbeitende Motore mit einem mit veraenderlicher Geschwindigkeit laufenden Regelmotor - Google Patents

Description

• Steuereinrichtung für zeitweilig arbeitende 1Vlotore mit einem mit veränderlicher Geschwindigkeit laufenden Regelmotor Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für Motore, die bei konstanter Laufgeschwindigkeit eine wechselnde Arbeit zu leisten haben und dies durch zeitweiliges Arbeiten erreichen, indem sie ununterbrochen oder nahezu ununterbrochen laufen, wenn die Maximalarbeit zu leisten ist, und bei geringerer Leistung mehr oder weniger oft oder mehr -oder weniger lange stillstehen nach Maßgabe des Verhältnisses der jeweiligen Leistung zur Höchstleistung.
• Vorzugsweise wird gemäß der Erfindung hierzu zum Steuern des Arbeitsmotores ein Regelmotor veränderlicher Geschwindigkeit mit einem an einer Überwachungsstelle angeordneten Geschwindigkeitsregler verwendet, dessen Belastung nach Maßgabe des Bedarfes verändert wird. Beide Motoren wirken auf ein Differentialgetriebe ein, das, wenn der zeitweilig laufende Motor für kürzere oder längere Zeit schneller läuft als der Regelmotor, den ersteren stillsetzt und ihn nach längerer oder kürzerer Zeit wieder anläßt, nachdem der Regelmotor bei fortgesetzter Bewegung das Getriebe in entgegengesetzter Richtung verstellt hat.
• Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert, und zwar zeigt Abb. i eine schematische Darstellung der Steuereinrichtung und Abb. 2 eine schematische Darstellung eines Einzelteiles einer abgeänderten Ausführung. In der Zeichnung ist i ein Elektromotor, der dazu dient, periodisch ein Getriebe 2 anzutreiben, das z. B. eine Kohle zur Feuerung eines Kessels 3 führende Beschickungseinrichtung antreiben möge. 4 ist ein Stromerzeuger, der Energie über den Kreis 5 zu dem periodisch arbeitenden Motor x liefert. In diesem Stromkreis liegt ein Schalthebel 6, der durch eine mit ihm verbundene Schaltstanze -7 verstellt wird.

  Letztere , "t an ihren Enden Anschläge,

  z ;.sich eine Scheibe 8 bewegt,

  dis `Y ` ed eines Differentialgetriebes

  ist,.; :-e Teile durch die Schraube 9

  und "e darauf arbeitende Mutter =o veran-

  schaulicht werden. Die Mutter =o ist an der Scheibe 8 befestigt und hat einen zylindrischen Riemenrollenfortsatz =i, dessen Welle 12 am äußeren Ende in einem Lager 13 läuft. Das äußere Ende der Schraube 9 wird von einem Lager 14 abgestützt. Die Schraube 9 wird mittels eines Riemens 15 von der Welle 16 aus angetrieben, die auch den periodisch arbeitenden Arbeitsmotor i mit dem Getriebe 2 verbindet. Die Schraube 9 läuft demnach nur, wenn der Arbeitsmotor i läuft. Das andere Glied des Differentialwerks aber, bestehend aus Mutter =o und Riemenrolle =i mit Scheibe 8, läuft ständig und wird durch einen Riemen 17 von dem Regelmotor 18 angetrieben, der Strom von einer beliebigen welle, beispielsweise von dem Generator 4, empfängt. Die Aufgabe des Regelmotors 18 ist festzulegen, wie lange der periodisch tätige Arbeitsmotor i arbeiten und wie lange Zeit er wieder stillstehen soll. Es ist klar, daß beim Laufen des Motors 18 mit seiner Maximalgeschwindigkeit die Teile so eingestellt werden können, daß Mutter io und Schraube 9 sich mit gleicher Geschwindigkeit drehen. In diesem Falle wird die Scheibe 8 weder nach rechts noch nach links wandern, und der Motor i wird so lange laufen, wie dieser Zustand andauert. Sollten die Verhältnisse an der Leistungsstelle jedoch ein Stillsetzen des Motors i verlangen, um zu verhüten, daß die Leistungsstelle im Übermaß tätig ist, so veranlassen die im folgenden beschriebenen Steuereinüchtungen eine Verminderung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Regelmotors 18, worauf die Schraube g, die sich dann schneller dreht als die Mutter io, die Mutter io mit der Scheibe 8 nach rechts treibt, bis letztere die Verstellstange 7 erfaßt und ein Öffnen des Schalters 6 und somit ein Stillsetzen des Arbeitsmotors i herbeiführt. Wenn der Motor so stillgesetzt wird, wird die Mutter io, die weiterläuft, nunmehr das Zwischenglied (Scheibe 8) in entgegengesetzter Richtung bewegen, bis es nach einer entsprechenden Zeit am anderen Ende seiner Bahn die Schaltstange 7 trifft und den Schalter 6 schließt, wodurch wieder der Arbeitsmotor i angelassen wird. Die Scheibe 8 wird somit zwischen den Grenzen, die durch die Anschläge am Glied 7 gegeben sind, hin und her wandern, dabei ist ihre Laufgeschwindigkeit in Richtung auf Schließung des Stromkreises schneller als ihre Wanderung in entgegengesetzter Richtung nach Maßgabe der Maximalleistung, die der Motor überhaupt zu leisten hat, und der Arbeit in der durch den Motor 18 festgelegten Zeit.
• Aus dem Voranzeuanzenen ereiht sich. daß

  die Umlaufgeschwindigkeit de btors 18,

  der gewissermaßen das Temt frbeits-

  motors bestimmt, selbst von den Anforderungen "der Arbeitsleistung abhängig sein muß. Um die Geschwindigkeit nach Maßgabe des Bedarfes zu regeln, ist im Stromkreis des Regelmotors i8 ein Regelwiderstand x9 vorgesehen, der durch einen Hebel 2o verändert wird. Der Hebel 2o ist mit einem Belastungsgewicht 2i ausgestattet, das die Geschwindigkeit des Motors durch Ausschalten des Widerstandes i9 zu vergrößern, sucht, so daß unter dem Einfluß dieser Belastung der Motor 18 seine Höchstgeschwindigkeit zu erreichen sucht. Auf den Hebel 2o wirken aber noch zwei andere Kräfte ein. Eine davon ist eine Kraft, die durch den Luftdruck in der Kammer 22 erzeugt wird, der auf eine Membran 23 einwirkt, die durch die Stange 24 mit dem Hebel 2o verbunden ist. Der Luftdruck im Raum 22 schwankt im umgekehrten Verhältnis zum Dampfdruck im Kessel 3. Der Dampfdruck, der auf eine Membran 25 einer Kammer 26 einwirkt, beeinflußt unter Überwindung der Spannung einer Feder 27 einen Hebel 28, der durch ein Ventil 29 einen größeren oder geringeren Teil der Luft aus dem Raum 3o entweichen läßt, die durch ein Rohr 31 aus einer Preßluftquelle zugeführt wird. Wächst der Dampfdruck im Raum 26, so wächst auch die Austrittsöffnung, und infolgedessen nimmt der Druck in den Kammern 30 und 22 entsprechend ab. Das - Schwankungsverhältnis kann dabei erheblich größer eingestellt werden, als die Schwankung im Dampfdruck beträgt. Zur Hemmung der Tätigkeit des Steuerhebels 2o dient ein Fliehkraftregler 32, der vom Motor 18 angetrieben wird und die anderen auf den Hebel 2o einwirkenden Kräfte auszugleichen sucht, um die Wirkung dieser anderen Kräfte aufzuheben, wenn infolge der Wirkung der Kräfte die Geschwindigkeit des Motors sich auf die neue Geschwindigkeit eingestellt hat, die durch die Veränderungen in den Arbeitsbedingungen verlangt wird. Nach der Darstellung besteht der Fliehkraftregler aus einem drehbaren Gehäuse 33, das vom Motor 18 durch Kegelradgetriebe 34 und Riemen 35 getrieben wird und das eine Kraft erzeugt, durch die ein Körper 36 in dem Reglergehäuse 33, der durch eine Stange 37 mit dem Reglerhebel 2o verbunden ist, gehoben oder gesenkt wird. Die Hub- oder Senkkraft ist proportional der Geschwindigkeit des Gehäuses 33. Dies wird dadurch erzielt, daß das Gehäuse mit Flüssigkeit gefüllt wird, die bei schnellerem Lauf des Reglers ein Teilvakuum unterhalb des Körpers 36 hervorruft, unter dessen Einwirkung eine abwärts gerichtete Kraft auf die Stange 37 ausgeübt wird. Die Ausbildung dieses Reglers ist nur beschrieben, um seine Arbeitsweise zu zeigen, doch bildet- er keinen Teil der Erfindung.
• Wie man sieht, sucht der Reglermotor 18 schneller zu laufen, wenn der Dampfdruck abnimmt. Das unmittelbare Ergebnis davon ist, daß er sucht, den Arbeitsmotor i im Lauf zu i halten und die Menge der Brennstoffzufuhr zum Kessel zu erhöhen. Gleichzeitig kann der Fliehkraftregler 33, der in Gegenwirkung zu der Dampfeinwirkung an den Hebel 2o angeschlossen ist, mittels des einstellbaren Gewichtes i 21 so eingestellt werden, daß er dieser Tendenz auf erhöhte Geschwindigkeit gerade bis auf die richtige Geschwindigkeit entgegenarbeitet, die die verlangte Zunahme der Brennstoffbeschikkung ergibt. i Der Regelmotor 18 bestimmt die Durchschnittsgeschwindigkeit des Arbeitsmotors i. Er wird zeitweilig voreilen und zeitweilig zurückbleiben, aber der Unterschied im Verhältnis zwischen der Umdrehungszahl der beiden Mo- i toren wird niemals eine bestimmte kleine Zahl übersteigen, wie sie durch die Teile 7 bis io festgelegt ist. Dieser kleine Unterschied wird einen verschwindend geringen Anteil der Gesamtumdrehungszahl für längere Zeit ausmachen, i; so daß das Umdrehungsverhältnis .der beiden Motoren sich einem festen Verhältnis annähert. Statt den Arbeitsmotor i periodisch anzulassen und wieder in Gang zu setzen, um die geleistete Arbeit zu verändern, ist es möglich und bei Wechselstrommotoren vorzuziehen, den Motor dauernd laufen zu lassen; in diesem Falle ist es zweckmäßig, eine Kupplung statt eines elektrischen Schalters einzuführen, und zwar wird diese Kupplung in die Welle 16 gelegt, wie Abb. 2 zeigt. Hier bringt die Schaltstange 7 den verschiebbaren Reibungskegel 6o einer Reibungskupplung in oder außer Eingriff mit der festen Kupplungshälfte 61, je nachdem die Scheibe 8 den rechten oder linken Anschlag an der Stange 7 trifft. Die Wirkung ist bei dieser Ausführung die gleiche wie bei der ersteren mit dem elektrischen Schalter, nur schließt die Kupplung schneller und öffnet langsamer.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Steuereinrichtung für zeitweilig arbeitende Motore mit einem mit veränderlicher Geschwindigkeit laufenden Regelmotor, dessen Umlaufgeschwindigkeit durch Überwachungseinrichtungen in Abhängigkeit von dem Arbeitsbedarf des zeitweilig laufenden Arbeitsmotors gesteuert wird, insbesondere für die Regelung von industriellen Feuerungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelmotor (18) und der Arbeitsmotor (i) auf ein Differentialwerk (8 bis ii) einwirken, welches je nach dem Voreilen des einen oder des anderen Differentialgliedes (g bzw. io) über ein Zwischenglied (7) den Arbeitsmotor (i) ein-bzw. ausschaltet.
2. 2. Steuereinrichtung nach Anspruch i, dadurch . gekennzeichnet, daß ein Glied (Schraubenspindel g) des Differentialgetriebes durch den Arbeitsmotor (Antriebsmotor für die Brennstoffzufuhr i), das andere (Schraubenmutter io) durch den Regelmotor (18) angetrieben wird, wobei eine an der Schraubenmutter (io) angebrachte Scheibe (8) je nach Überwiegen der Laufgeschwindigkeit des einen oder andern Motors mit der Schraubenmutter (io) in der einen oder andern Richtung verschoben wird und an einem Bahnende mittels eines Schalthebels (6, 7) den Arbeitsmotor ausschaltet, am andern Bahnende dagegen einschaltet.
3. 3. Steuereinrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufgeschwindigkeit des Regelmotors (18) von einer einstellbaren Belastungskraft (Gewicht 21), einem von dem Regelmotor (18) angetriebenen Fliehkraftregler (32) und von einer auf den Arbeitsbedarf des Arbeitsmotors (i) entsprechenden Regeleinrichtung (Dampfdruckmesser 26, 30, 22) gemeinsam gesteuert wird.