DE567203C

DE567203C - Drehzahlregler

Info

Publication number: DE567203C
Application number: DE1930567203D
Authority: DE
Inventors: Hanns Singer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-02-25
Filing date: 1930-02-25
Publication date: 1933-01-03

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 3. JANUAR 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVe 567203 KLASSE 21c GRUPPE 64

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*) Drehzahlregler

Zusatz zum Patent 565

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Februar 1930 ab Das Hauptpatent hat angefangen am 4. Januar 1930.

In dem Hauptpatent 565 071 ist ein Drehzahlregler mit beweglichen Gegenkontakten, die beim Ansprechen derart verstellt werden, daß sie nur vorübergehend geschlossen sind, insbesondere für Integralregelung, beschrieben, bei welchem der bewegliche Teil, an dem die Gegenkontakte befestigt sind, bei zunehmender Abweichung des Istwertes vom Sollwert selbsttätig um stetig kleiner werdende Beträge verstellt wird.

Durch die vorliegende Erfindung ist der in dem Haiiptpatent angegebene Regler noch weiter vereinfacht und derart verbessert, daß er für die praktischen Betriebsbedürfnisse verwendbar ist.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel eines derart verbesserten Reglers dargestellt. Die Buchstabenbezeichnungen stimmen darin mit denjenigen des Hauptpatentes überein. Die abgeänderten Einrichtungen sind mit arabischen Ziffern bezeichnet. Die in dem Hauptpatent angegebene Hemmungskupplung p, der Winkelhebel w, das Schneckenrad ν und die Kupplung u sind erfindungsgemäß durch das weit ein-

fächere Differentialgetriebe 1, 2, 3, die Übersetzungsräder 4 und 5, den Windflügel 6, den Sperrhaken 7 und die Nockenscheiben 8 ersetzt. Das Sonnenrad 1 des Differentialgetriebes sitzt auf der Achse des Schneckenrades 0. Die Achse des Planetenrades 3 ist mit der nach der Kurbelr führenden Achse fest verbunden. Das Sonnenrad 2 ist auf dieser nach r führenden Achse frei beweglich gelagert. Mit dem Sonnenrad 2 ist das Zahnrad 4 fest verbunden. Die Arbeitsweise des Reglers ist die folgende:

Hat das Planetenrad c infolge einer bestimmten Abweichung zwischen Ist- und Sollwert der Umdrehungszahl den Kontakt g_x geschlossen, so wird von i_x der Motor k eingeschaltet und betätigt über das Rad ζ die Kontaktgeber für die Drehzahlverstellvorrichtungen der zu regelnden Maschinen. Gleichzeitig dreht er über das Schneckenrad 0 das Sonnenrad 1. Da das Sonnenrad 2 durch das Rad 4, das Vorgelege 5, den Windfiügel 6 und den Sperrhaken 7 festgehalten wird, muß sich das Planetenrad 3 und damit auch die Kurbel r sowie das Rad h und der Ring f drehen. Hierdurch wird der Kontakt ^₁ wieder geöffnet und der Abweichungsbereich des Reglers vergrößert. Durch die Drehung des Rades h wurde die Feder S₁ gespannt. Diese Feder versucht das Rad h wieder zurückzuführen. Das Rad h kann sich jedoch nur dann bewegen, wenn auch das Planetenrad 3 Bewegungsfreiheit hat. Da das Sonnenrad ι durch die Schnecke des Schneckenrades 0

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

Hanns Singer in Berlin-Steglitz.

festgehalten ist, kann sich das Planetenrad 3 nur drehen, wenn auch das Sonnenrad 2 Bewegungsfreiheit hat. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn der Sperrhaken 7 den Windflügel 6 freigibt. Dies geschieht in dem Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Haken 7 durch die Nockenscheibe 8 eine hin und her gehende Bewegung erhält, wobei sich der Windfiügel 6 um je 90 ° drehen kann. Diese jeweiligen Drehungen dauern an, bis die Feder S₁ entspannt ist, d. h. bis das Rad h und damit die an dem Ringf befestigten Kontakte g_x und g_a in ihre Ruhestellung zurückgekehrt sind.

Statt zu der Rückführung der Kontakte g_x und g_a die Federn S₁ und s_a zu verwenden, kann man auch das Rad 4 beim Herausdrehen des Ringes f aus der Ruhelage unmittelbar oder über ein Vorgelege mit dem Motor e oder mit einem anderen kleinen Motor kuppeln. Um den Regler den jeweiligen Betriebsverhältnissen, z. B. der gerade vorhandenen Belastung o. dgl., anzupassen, soll erfindungsgemäß die Zeit für die Rückführung der Kontakte g_x und g_a veränderbar gemacht werden. Zu diesem Zweck kann man an irgendeiner Stelle zwischen dem Rad h und dem Windflügel 6 ein Wechselgetriebe vorsehen, oder man ordnet mehrere Nockenscheiben 8 mit verschiedenen Nockenzahlen nebeneinander an und macht den Sperrhaken 7 verschiebbar, so daß er je nach der Nockenscheibe, mit der er in Berührung ist, mehr oder weniger oft in einer bestimmten Zeit den Windflügel 6 freigibt.

Die Rückführung ist erfindungsgemäß abschaltbar ausgeführt, damit sie ganz außer Betrieb gesetzt werden kann. Eine solche Außerbetriebsetzung ist z. B. nötig, wenn in einem Dampfkraftwerk, in dem der Regler arbeitet, eine Störung auftritt und der Dampfdruck derart absinkt, daß die Maschine vorübergehend mit einer niedrigeren als der normalen Drehzahl laufen muß, damit der Betrieb aufrechterhalten werden kann. Die Abschaltung der Rückführung geschieht entweder mechanisch durch Drehen der Nockenscheibe 9, die den Sperrhaken 7 von der Nockenscheibe 8 abhebt, oder elektrisch durch Erregen des Magneten 10. Das Planetenrad c wird in einem solchen Falle bei sinkender Drehzahl den Steuerkontakt g_a immer wieder schließen, bis die sinkende Tendenz der Maschinendrehzahl von selbst zum Stillstand gekommen ist. Sollen die zu regelnden Maschinen während dieser Zeit ganz sich selbst überlassen sein, so wird auch noch die Kupplung 13 gelöst, so daß keine Regelimpulse an die Maschinen mehr abgegeben werden. Der Regler dient dann nur noch dazu, die Abweichungen von dem Sollwert der gewünschten Zahl der Umdrehungen aufzuspeichern. Ist die Störung vorüber, so wird die Kupplung 13 wieder eingerückt, und der Sperrhaken 7 wird freigegeben. Sofort setzt die Rückführung ein, und der Regler fängt wieder an zu arbeiten. Er regelt jetzt die Maschine über, so daß die gewünschte Zahl der Umdrehungen wieder erreicht wird. Die Kupplung 13 kann natürlich auch durch einen Magneten ausgelöst werden, und zwar entweder zugleich mit dem Magneten 10 oder eine kurze Zeit später.

In der Reglerausführung nach Abb. 1 des Hauptpatentes kann die Rückführung in einfacher Weise durch Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Kontakt χ und dem Magneten y ausgeschaltet werden.

In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist durch geeignete Anzeigevorrichtungen dafür gesorgt, daß der Regler sich ständig selbst überwacht. Tritt z. B. in dem Betrieb eine Störung auf, die eine solche Zunahme der Abweichung bedingt, daß der Regler an der Grenze seiner Regulierfähigkeit angelangt ist, so spricht eine Signalvorrichtung an. Es möge dies z.B. dann der Fall sein, wenn das Rad h eine halbe Umdrehung vollendet hat. Auf diesem Rad ist ein Stift 11 angebracht, der dann einen Kontakt 12 schließt und dadurch die Signalvorrichtung 17 zum Ansprechen bringt. Die Signalvorrichtung kann in diesem Falle auch unmittelbar durch das Planetenrad c oder den Ring/" ausgelöst werden.

Versagt der Regler vollkommen, z. B. infolge eines Defektes in dem Motor A, so gleitet das Planetenrad c über die Kontakte g_± bzw. g₂ hinweg, schließt Kontakt 14 bzw. 15 und bringt dadurch die Signalvorrichtung 16 bzw. 18 zum Ansprechen. Man kann die Kontakte g_t und 14 bzw. g_a und 15 auch dadurch vereinigen, daß man durch Hintereinanderanordnung von drei Federn einen dreiteiligen Kontakt schafft, der derartig betätigt wird, daß von dem Planetenrad c zuerst nur zwischen den beiden ersten Federn für die Steuerrelais i ein Kontakt entsteht und erst bei Weiterdrehung des Planetenrades der Stromkreis für die dritte Feder geschlossen wird.

Es ist weiterhin zweckmäßig, die Achse des Planetenrades c zu verlängern und mit einem Zeiger zu versehen. Da die Stellung von c ein unmittelbares Maß für die Abweichung zwischen Ist- und Sollwert darstellt, kann diese Abweichung durch den Zeiger unmittelbar abgelesen werden.

Wie in dem Hauptpatent beschrieben, weichen die, Kontakte g_x und g_a beim Ansprechen des Reglers elastisch zurück. Um bei größeren Abweichungen zwischen Ist- und Sollwert den Regler energischer zum Ansprechen zu bringen, weichen mit steigender Abweichung von dem Sollwert die Kontakte g_x und g_a um immer kleinere Beträge zurück. Hierzu ist in dem Hauptpatent ein Kurbelschleifenantrieb r, h angegeben. Durch bestimmte Kurvenformen für

die Schleife eines solchen Antriebs (z. B. Abb. 2) kann man bei den einzelnen Winkellagen des Rades h bestimmte gewollte Beträge für das Zurückweichen der Kontakte g_x bzw. g₂ erhalten. Läßt man die Krümmung der Schleife an einem bestimmten Punkt in einen Kreis mit dem Radius der Kurbel/ übergehen, so findet von diesem Punkt an keine Drehung des RadesA mehr statt, d. h. der Motor k läuft dauernd weiter, bis die Maschine ihren Beschleunigungssinn umkehrt. Damit in einem solchen Falle der Kraftschluß zwischen Schleife und Kurbel aufrechterhalten bleibt, muß der Kurbelzapfen auf dem Rad h und die Schleife auf der treibenden Welle sitzen. Die Kurbelschleife verliert dann ihren Charakter als solche und wird zu einem Kurvengetriebe.

Ein solches Kurvengetriebe ist nicht nur für den Fall einer kreisförmigen Kurve verwendbar,

ao sondern kann das Kurbelschleifengetriebe auch in allen anderen Fällen ersetzen. Es hat dabei noch den Vorteil, daß es wesentlich einfacher ist. Man kann die Kurven eines solchen Kurvengetriebes auch als Raumkurven ausbilden, wobei

as jeder Kurve, die in einer senkrecht zur Kurvenscheibenach.se verlaufenden Ebene liegt, eine bestimmte Charakteristik des Getriebes zugehört. Durch eine axiale Verschiebung zwischen Kurven und Kurbelzapfen ist dann die Charakteristik des Getriebes beliebig veränderbar. Die axiale Verschiebung kann selbsttätig in bekannter Weise durch Magnete, Membrane, Ferrarisscheiben, Verstellmotoren o. dgl. in Abhängigkeit von einer Betriebsgröße des Werkes,

z. B. der Belastung, eingestellt werden. So ist es z. B. erwünscht, daß bei höherer Belastung das Getriebe eine solche Charakteristik erhält, daß der Regler nicht zu oft eingreift.

Claims

Patentansprüche:

1. Drehzahlregler mit verstellbaren Gegenkontakten nach Patent 565 071, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verstellung der Gegenkontakte (g_lt g₂) ein Kurvengetriebe vorgesehen ist.

2. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurve auf dem treibenden Teil und der Kurbelzapfen auf dem getriebenen Teil des Kurvengetriebes angeordnet ist.

3. Drehzahlregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurve von einem gewählten Punkt an in einen Kreisbogen übergeht.

4. Drehzahlregler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Kurven zu einer Raumkurve zusammengefügt sind und der Kurbelzapfen axial verschiebbar angeordnet ist.

5. Drehzahlregler nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung des Kurvengetriebes durch eine Hemmvorrichtung verzögert wird.

6. Drehzahlregler nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hemmvorrichtung so ausgebildet ist, daß sie eine absatzweise Bewegung gestattet.

7. Drehzahlregler nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit für die Rückführung veränderbar ist.

8. Drehzahlregler nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung des Kurvengetriebes und die Impulsgabe des Reglers von Hand oder selbsttätig in Abhängigkeit von Betriebsgrößen abstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen