DE507269C

DE507269C - Centrifugal and inertia axis controller

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Publication number: DE507269C
Application number: DESCH90491D
Authority: DE
Original assignee: OTTO SCHWEICKHART DIPL ING
Current assignee: OTTO SCHWEICKHART DIPL ING
Priority date: 1929-06-02
Filing date: 1929-06-02
Publication date: 1930-09-30

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 30. SEPTEMBER 1930ISSUED ON SEPTEMBER 30, 1930

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 60 GRUPPECLASS 60 GROUP

. Otto Schweickhart in Zeuthen b. Berlin Fliehkraft- und Beharrungs-Achsenregler. Otto Schweickhart in Zeuthen b. Berlin Centrifugal and inertia axis controller

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Juni 1929 abPatented in the German Empire on June 2, 1929

Bei schnellaufenden (besonders auch kleineren) Kraftmaschinen ist es geboten, die einem Verschleiß unterworfenen Zapfen des Reglers auf eine Mindestzahl zu beschränken, dabei aber auch die Beharrungswirkung einer umlaufenden Masse zur Unterstützung der Verstellkräfte und Aufnahme von Rückwirkungen der Steuerung heranzuziehen. Diese beiden Forderungen sind schwer zu vereinbaren, da die Zusammenwirkung von Trägheits- und Fliehkräften zumeist nur durch Vermittlung von Gelenkstücken, Hebeln usw. erreicht werden kann, zumal wenn die Scheitelkurve des Exzenters bestimmten, für die Steuerung notwendigen oder günstigen Bedingungen genügen soll. Z. B. verlangen fast alle Kraftmaschinensteuerungen, daß mit zunehmender Drehzahl die Scheitelkurve bei abnehmender Exzentrizität im Sinne der Dreh-In the case of high-speed (especially also smaller) power machines, it is advisable to use the to limit the pins of the governor that are subject to wear to a minimum number, but also the inertia of a rotating mass to support the Use adjustment forces and the absorption of feedback from the control system. These both demands are difficult to reconcile, since the interaction of inertia and centrifugal forces can mostly only be achieved through the intermediation of articulated pieces, levers, etc., especially when the apex curve of the eccentric certain necessary or favorable conditions for the control should suffice. For example, almost all engine controls require that with increasing Speed the apex curve with decreasing eccentricity in the sense of the rotational

ao bewegung durchlaufen wird; für manche, insbesondere Schiebersteuerungen, ist beispielsweise eine nach außen gekrümmte Scheitelkurve (d. h. wenn der Krümmungsmittelpunkt und die Wellenachse auf verschiedenen Seiten der Scheitelkurve liegen) sehr nachteilig, weil sie zu große Hübe und Abmessungen für die Steuerorgane ergibt.ao movement is traversed; for some, especially slide controls, is for example an outwardly curved apex curve (i.e., when the center of curvature and the shaft axis are on different sides the apex) are very disadvantageous because they are too large strokes and dimensions for the Tax organs results.

Durch vorliegende Erfindung wird eine überaus einfache Konstruktion geschaffen, welche es gestattet, bei Achsreglern eine beliebig gekrümmte — evtl. auch nicht kreisbogenförmige — Scheitelkurve anzuwenden, dabei aber auch die Flieh- und Beharrungskräfte direkt — ohne vermittelnde Übertragungsteile — auf das Verstellstück (Exzenter-Scheibe oder Zapfen) wirken zu lassen. Zu diesem Zweck wird das Verstellstück (in an sich bekannter Weise) an zwei mit der Reglerwelle umlaufenden Zapfen aufgehängt, das Reglergewicht aber — abweichend vom Bekannten — mit dem Verstellstück starr verbunden und so angeordnet, daß sowohl· die Fliehkräfte als auch die Beharrungskräfte im Sinne der Regelung wirken. Die Beharrungswirkung eines umlaufenden starren Körpers kann als aus zwei Teilen bestehend betrachtet werden: der (tangentialen) Trägheitskraft der im Schwerpunkt vereinigt gedachten Masse und dem auf die Schwerpunktachse bezogenen Beharrungsmoment der im Trägheitskreis vereinigten Masse. Dieses Beharrungsmoment läßt sich bei doppelter Aufhängung beispielsweise ganz ausschalten, wenn das Gewichtsstück an zwei parallelen, gleich langen Gelenkarmen· aufgehängt ist. Sämtliche Punkte desselben — also auch das Verstellstück (Scheitelkurve) —, beschreiben dann gleiche Kreisbögen und ist lediglich der Schwerpunkt so anzuordnen, daß die tangentiale Trägheitskraft im gewünschten Sinne, die Fliehverstellkräfte unterstützend, wirkt. Es läßt sich aber auch bei nicht parallelen Aufhängearmen des Verstellstückes die Anordnung so treffen, daß nicht nur die Trägheitskraft des Schwerpunktes, sondern auch das Beharrungsmoment im gewünschten Sinne wirkt. Sind die Auf-The present invention creates an extremely simple construction, which allows axis controllers to be curved in any way - possibly not even in the form of a circular arc - To use the apex curve, but also to apply the centrifugal and inertia forces directly - without any intermediary transmission parts - Let it act on the adjustment piece (eccentric disc or pin). to for this purpose, the adjusting piece (in a manner known per se) is connected to two with the controller shaft revolving pegs, but the weight of the regulator - different from what we know - Rigidly connected to the adjusting piece and arranged so that both · the Centrifugal forces as well as the inertia forces act in the sense of the regulation. The inertia of a revolving rigid body can be seen as consisting of two parts: the (tangential) inertial force of the the imaginary mass united in the center of gravity and the mass related to the center of gravity axis Moment of inertia of the mass united in the circle of inertia. This moment of inertia can be switched off completely with double suspension, for example, if the weight piece is suspended from two parallel, equally long articulated arms. All points of the same - including the adjustment piece (apex curve) - then describe the same circular arcs and only the center of gravity is to be arranged so that the tangential inertial force in the desired sense, supporting the centrifugal displacement forces. But it can even if the suspension arms of the adjustment piece are not parallel, arrange them in such a way that that not only the inertia of the center of gravity, but also the moment of inertia works in the desired sense. Are the

hängearme nicht parallel, so braucht die Scheitelkurve nicht kreisförmig zu sein, was in manchen Fällen ebenfalls vorteilhaft ist.hanging arms are not parallel, so the apex curve does not need to be circular, what in some cases is also beneficial.

In den Abbildungen sind einige Beispiele solcher Regler schematisch dargestellt, welche alle eine nach innen gekrümmte Scheitelkurve aufweisen, d. h. Krümmungsmittelpunkt und Wellenachse liegen auf derselben Seite der Scheitelkurve. (Bei dieser Bauart ist aberSome examples of such controllers are shown schematically in the figures all have an inwardly curved apex, d. H. Center of curvature and The shaft axis lie on the same side of the apex curve. (With this type of construction, however

to auch eine nach außen gekrümmte Scheitelkurve ebenso gut möglich.)to an outwardly curved apex curve is just as possible.)

In Abb. ι bedeutet ο die Reglerachse (Wellenachse), ι das mit der Welle umlaufende Reglergehäuse, 2 die zu verstellende Exzenterscheibe, 3 das mit ihr fest verbundene Gewicht, 4 und 5 die beiden beispielsweise parallelen, gleich langen Aufhängungsarme, welche um — am Reglergehäuse befestigte — Zapfen 6 und 7 drehbar sind. Das (relativ zum Gehäuse) bewegliche Stück 2, 3, dessen Schwerpunkt 5* sei, ist in seiner Mittellage gezeichnet, die Endpunkte der Scheitelkurve sowie die Grenzlagen der Arme 4 und 5 sind in der Zeichnung ebenfalls angedeutet.In Fig. Ι ο means the controller axis (shaft axis), ι that which revolves with the shaft Controller housing, 2 the eccentric disk to be adjusted, 3 the one firmly connected to it Weight, 4 and 5 the two, for example, parallel suspension arms of equal length, which - attached to the controller housing - Pins 6 and 7 are rotatable. The (relative to the housing) movable piece 2, 3, whose center of gravity is 5 *, the end points of the apex curve are drawn in its central position and the limit positions of the arms 4 and 5 are also indicated in the drawing.

Die Fliehkraft hat die Richtung OS; die Zugfeder 8 hält der in die Bewegungsrichtung fallenden Komponente der Fliehkraft das Gleichgewicht. Die Drehbewegung erfolge im Sinne des Pfeiles; bei einer Verzögerung vermindert sich die Fliehkraft und durch den Überschuß der Federkraft ergibt sich eine nach oben gerichtete Verstellkraft. Zugleich entsteht auch die (tangential) Beharrungskraft B, welche ebenfalls eine nach oben ge- richtete Komponente besitzt, die also die Verstellkraft unterstützt. Bei einer Beschleunigung kehren Verstellkraft und Beharrungskraft ihre Richtung um, es wirken deshalb ebenfalls beide im gewünschten Sinne.The centrifugal force has the direction OS; the tension spring 8 keeps the component of the centrifugal force falling in the direction of movement in equilibrium. The rotary movement takes place in the direction of the arrow; In the event of a deceleration, the centrifugal force is reduced and the excess spring force results in an upward adjustment force. At the same time, there is also the (tangential) inertia force B, which also has an upwardly directed component, which therefore supports the adjustment force. When accelerating, the adjusting force and the inertia reverse their direction, so both also work in the desired sense.

In Abb. 2 ist ein Regler mit Druckfeder 8 und ohne durchgehende Welle dargestellt. Statt der Exzenterscheibe ist hier ein Exzenterzapfen 2 angewendet. Die Bezeichnungen haben dieselbe Bedeutung wie in Abb. 1.In Fig. 2, a regulator with compression spring 8 and without a continuous shaft is shown. Instead of the eccentric disk, an eccentric pin 2 is used here. The names have the same meaning as in Fig. 1.

Abb. 3 zeigt einen Regler dieser Art mit nicht parallelen Aufhängearmen. Die Bezeichnungen sind mit Abb. 1 und 2 übereinstimmend. P₁ und P₂ sind die Bewegungspole in den beiden Grenzlagen. Die bei Verzögerung auftretende Beharrungskraft und das Beharrungsmoment sind durch B bzw. M angedeutet. Man sieht, daß beide in jeder Stellung im gleichen Sinne wie die Fliehverstellkraft wirken. Wird der Exzenterzapfen nicht im Endpunkt des einen Aufhängearmes angeordnet, so erhält man eine nicht kreisbogenförmige Scheitelkurve. Die Exzentrizität des Schwerpunktes solcher Regler kann in üblicher Weise für die Mittellage durch ein entsprechendes Gegengewicht am Reglergehäuse ausbalaneiert werden. Es können auch zwei um i8o° versetzte gleiche und entsprechend verbundene Pendelgewichte angeordnet werden, um in jeder Stellung eine Unbalance auszuschließen, besonders wenn (z.B. bei liegendenMaschinen) auch zwei Exzenter verstellt werden sollen. Abb. 4 zeigt einen derartigen Regler. An dem auf die Reglerwelle ο aufgekeilten Träger 1 sind die Zapfen 6 und 7 der Gelenkarme 4, 5 und 5' befestigt. Arm 4 ist als Doppelhebel ausgebildet, zwecks Koppelung der beiden Pendelgewichte 3 und 3', welche mit den Exzenterscheiben 2 bzw. 2' fest verbunden sind, deren Scheitelkurven K bzw. K' um etwa i8o° versetzt sind. Die Federn 8 und 8' halten den Fliehkräften das Gleichgewicht. Falls die beiden Exzenter 8 und 8' verhältnismäßig weit voneinander liegen sollen, kann natürlich die Bewegung der Pendelgewichte durch entsprechende Zwischenstücke auf die Exzenter übertragen werden.Fig. 3 shows a regulator of this type with non-parallel suspension arms. The designations are consistent with Figs. 1 and 2. P ₁ and P ₂ are the poles of motion in the two limit positions. The inertia force and the inertia moment occurring during deceleration are indicated by B and M, respectively. You can see that both act in the same sense as the centrifugal adjustment force in every position. If the eccentric pin is not arranged in the end point of one of the suspension arms, a non-circular apex curve is obtained. The eccentricity of the center of gravity of such regulators can be balanced in the usual way for the central position by a corresponding counterweight on the regulator housing. It is also possible to arrange two equal and correspondingly connected pendulum weights offset by 180 ° in order to rule out an imbalance in every position, especially if two eccentrics are to be adjusted (e.g. on horizontal machines). Fig. 4 shows such a controller. The pins 6 and 7 of the articulated arms 4, 5 and 5 'are attached to the carrier 1 wedged onto the controller shaft ο. Arm 4 is designed as a double lever for the purpose of coupling the two pendulum weights 3 and 3 ', which are firmly connected to the eccentric disks 2 and 2', the apex curves K and K 'of which are offset by about 180 °. The springs 8 and 8 'keep the centrifugal forces in balance. If the two eccentrics 8 and 8 'are to be located relatively far from one another, the movement of the pendulum weights can of course be transmitted to the eccentrics by means of appropriate spacers.

Claims

Patent claims:

1. Centrifugal and inertia axis governor with one to two with the governor shaft circumferential pivot adjustment piece (pivot or eccentric) suspended by articulated arms, characterized in that that with the adjusting piece (2) the regulator weight (3) is rigidly connected, which go serves as both a flyweight and a steady-state weight (Fig. 1, 2 and 3).

2. centrifugal force and inertia axis controller according to claim 1, characterized in that that two weights (3, 3 ') offset by 180 ° are arranged and two Articulated arms are combined into a double-armed lever (4) (Fig. 4).

1 sheet of drawings