DE581858C

DE581858C - Speed governor for prime movers, in which the force of the governor spring is adjustable by a piston acted upon by a pressure medium and acting parallel to the spring force

Info

Publication number: DE581858C
Application number: DEM119007D
Authority: DE
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1932-03-04
Filing date: 1932-03-04
Publication date: 1933-08-03

Description

Bei Kraftmaschinen mit stark veränderlicher Drehzahl, wie sie beispielsweise im Fahrzeugbetrieb Verwendung finden, ist es des öfteren erforderlich, den Drehzahlregler so auszubilden, daß er von einem entfernt gelegenen Führerstand jeweils für die verschiedenen Drehzahlbereiche eingestellt werden kann. Man hat das bisher einerseits dadurch zu erreichen versucht, daß man mehrereIn power machines with a highly variable speed, as for example in If you are using a vehicle, it is often necessary to use the speed controller to train in such a way that he is from a remote driver's cab for the various Speed ranges can be set. So far one has tried to achieve this on the one hand by having several

ίο Belastungsfedern von verschiedener Stärke vorgesehen hat, die durch ein Hebelsystem vom Führerstand aus nacheinander zur Einwirkung auf den Regler gebracht wurden, oder man hat andererseits auch die einzigeίο loading springs of various strengths has provided that by means of a lever system from the driver's cab one after the other to act on the regulator, or on the other hand you have the only one

t5 Reglerfeder verschieden stark vorgespannt.t5 Regulator spring preloaded to different degrees.

Die erstgenannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß für jeden Reglerbereich eine, besondere Feder und der dazugehörige Einschaltmechanismus erforderlich ist und man infolgedessen zur Vermeidung eines zu komplizierten und teuren Reglers auf eine geringe Zahl von Regelbereichen beschränkt ist. Die Reglerfeder auf mechanischem Wege verschieden vorzuspannen erfordert bei Fahrzeugen infolge der Durchfederung und" Relativbewegung zwischen Motor und Fahrgestell verhältnismäßig viele der Abnutzung unterworfene Gelenke, so daß diese Art der Übertragung, da sie aus den genannten Gründen ungenau arbeitet, nach Möglichkeit vermieden wird. Da der Bedienungsstand meist aber nicht in unmittelbarer Nähe der Maschine liegt und infolgedessen eine Fernübertragung nicht umgangen werden kann, die elektrische Übertragung aber ebenfalls teuer wird, so wird insbesondere im Eisenbahnbetrieb, wo Druckluft für die Bremsen ohnehin vorhanden ist, dieser in der Regel der Vorzug gegeben. Mit den bisher bekannten Ausführungen konnte aber das Pendeln des Reglers und das damit verbundene Schwanken der Motordrehzahl durch besondere Dämpfungen, wie Ölbremsen usw., nur unvollkommen vermieden werden.The first-mentioned device has the disadvantage that one, special spring and the associated switch-on mechanism is required and one consequently, to avoid an overly complicated and expensive controller to a low one Number of control ranges is limited. The governor spring by mechanical means Different pretensioning required for vehicles due to the deflection and " Relative movement between the engine and the chassis causes a relatively large amount of wear and tear subject joints, so that this type of transmission, as they are due to the reasons mentioned works imprecisely, avoided if possible. Since the control station mostly but not in the immediate vicinity of the machine and, as a result, a long-distance transmission cannot be circumvented, but the electrical transmission is also expensive, in particular in railway operations, where compressed air is already available for the brakes, this is usually preferred. With the previously known However, the oscillations of the governor and the associated fluctuations in the engine speed could be caused by special versions Attenuation, such as oil brakes, etc., can only be partially avoided.

Um diese Nachteile zu beseitigen, hat man weiter bereits vorgeschlagen, nur eine günstig gewählte Reglerfeder zu verwenden, der eine ' den jeweiligen Drehzahlbereichen entsprechend, abgestimmte elastische Ergänzungskraft zugeschaltet wird. Diese Ergänzungskraft nimmt einen bestimmten Teil des Reglerdruckes auf, während die Feder den Wechselnden Muffendruck des Reglers ausgleicht. Dadurch wird erreicht, daß der Ungleichförmigkeitsgrad für alle Drehzahlen nahezu gleichbleibt. In der Abb. 1 der Zeichnung ist für einen solchen bekannten Regler ein Diagramm für die Reglerbelastung dargestellt, und zwar ist oberhalb der Linie χ über den Reglerhub -A die Federcharakteristik B und unterhalb dieser Linie die Ergänzungskraft C aufgetragen.In order to eliminate these disadvantages, it has also already been proposed to use only one favorably selected governor spring, to which an elastic supplementary force adapted to the respective speed ranges is switched on. This supplementary force absorbs a certain part of the regulator pressure, while the spring compensates for the changing sleeve pressure of the regulator. This ensures that the degree of irregularity remains almost the same for all speeds. In Fig. 1 of the drawing, a diagram for the regulator load is shown for such a known regulator, namely the spring characteristic B is plotted above the line χ over the regulator stroke -A and the supplementary force C is plotted below this line.

HmHm

Die Ergänzungskraft wird bei den bekannten Ausführungen durch einen· vom Druckmittel beaufschlagten Kolben auf die Reglermuffe geleitet, so daß es möglich ist, die Be-■ 5 einflussung des Reglers von einer Stelle, die weit von der Maschine entfernt liegt, z. B. vom Führerstand aus, vorzunehmen. Es ist nur notwendig, an der betreffenden Stelle in die Druckmittelleitung ein Reduzierventil to einzubauen, mit dem ein bestimmter Druck in der zum Kolben führenden Leitung eingestellt werden kann. Eine lange Druckmittelleitung hat auf den Regelvorgang keinerlei schädlichen Einfluß, denn je größer das Volumen zwischen Kolben und Reduzierventil ist, desto geringer wird die durch die Kolbenbewegung hervorgerufene Druckänderung innerhalb der Leitung sein, so daß eine gute Regelung ohne Pendeln möglich ist. Die hydraulische Verstellvorrichtung für den Drehzahlregler hat nun aber den großen Nachteil, daß bei einem Klemmen des Belastungskolbens die Bewegung der Reglermuffe unmöglich gemacht und der Einfluß des Drehzahlreglers auf die Einspritzpumpe ausgeschaltet wird. Für diesen Fall besteht die Gefahr, daß die Maschine unter Umständen durchgeht.In the known designs, the supplementary force is provided by a pressure medium loaded piston passed to the regulator sleeve, so that it is possible to load ■ 5 Influence of the controller from a location far away from the machine, e.g. B. from the driver's cab. It is only necessary to put in at the relevant point the pressure medium line to install a reducing valve to with which a certain pressure can be adjusted in the line leading to the piston. A long pressure medium line has no detrimental influence on the control process, because the greater it is The volume between the piston and the reducing valve is, the lower the volume will be Piston movement caused pressure change within the line, so that a good regulation without commuting is possible. The hydraulic adjustment device for the speed controller now has the major disadvantage that if the loading piston jams the movement of the regulator sleeve made impossible and the influence of the speed regulator on the injection pump is turned off. In this case there is a risk that the machine may goes through.

Dieser Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß zwischen Kolben und Reglermuffe eine besondere Sicherheitsfeder eingeschaltet ist, die normalerweise während des ungestörten Betriebes als starres Verbindungsglied zwischen Kolben und Reglermuffe wirkt. Erst wenn der Kolben aus irgendeinem Grunde festsitzt, tritt die federnde Wirkung der Sicherheitsfeder in Kraft. Die Feder ist so ktark vorgespannt, daß sie kurz oberhalb der höchstzulässigen Betriebsdrehzahl anspricht und eine weitere Drehzahlsteigerung nicht zuläßt, da von einer bestimmten Drehzahlgrenze ab der Regler die Sicherheitsfeder zusammendrückt, so daß eine Verschiebung der Reglermuffe im Sinne der Füllungsverringerung wieder möglich ist.This disadvantage is eliminated according to the invention in that between the piston and Regulator sleeve has a special safety spring that is normally switched on during the undisturbed operation as a rigid connecting link between the piston and the regulator sleeve works. Only when the piston is stuck for whatever reason does the resilient effect occur the safety spring in force. The spring is so strongly preloaded that it is just above the maximum permissible operating speed responds and a further increase in speed does not allows, since from a certain speed limit onwards the controller compresses the safety spring, so that a shift of the regulator sleeve in the sense of the filling reduction is possible again.

In der Zeichnung ist in der Abb. 2 ein Ausführungsbeispiel des Reglers mit der Sicherheitsfeder in einem Längsschnitt dargestellt. Auf die Reglerwelle σ ist ein normaler Fliehkraftregler mit den Reglergewichten b, b¹ aufgesetzt. Die Reglermuffe c lehnt sich unter Zwischenschaltung eines Kugellagers d gegen die Verstellmuffe e, an welche mit Hilfe des Kugelzapfens / das zur Brennstoffpumpe führende Reguliergestänge g angelenkt ist. Auf der Verstellmuffe e ist eine Feder h angeordnet, die sich mit ihrem anderen Ende gegen den glockenförmig ausgebildeten Federteller i stützt. Dieser lehnt sich mit seiner kugelig ausgebildeten Innenfläche gegen die ebenfalls kugelig gedrehte Stirnfläche des Kolbens /, welcher in dem Zylinder m angeordnet ist. Zwischen Kolben / und einem festen Anschlag am Zylinder m ist unter Zwischenschaltung eines Einstelltellers k die Reglerfeder/ eingesetzt. Der Druckraum η innerhalb des Zylinders m steht über die Leitung o, in welcher ein nicht gezeichnetes Reduzierventil eingesetzt ist, mit der Druckmittelquelle in Verbindung. Das Reduzierventil kann beispielsweise am 'Führerstand angeordnet und so ausgebildet sein, daß' es mittels einer· Handkurbel verstellt werden kann. Am Ende des Zylinders m ist ein ringförmiger Raum p zur Einlagerung eines Schmiermittels für die Kolbenlauffläche vorgesehen. Das Schmiermittel wird durch die öffnung q in den Räum p eingeführt und dringt durch die Bohrungen r in den Zylinder ein. 'In the drawing, in Fig. 2, an embodiment of the controller with the safety spring is shown in a longitudinal section. A normal centrifugal governor with the governor weights b, b ^{1 is} placed on the governor shaft σ. The regulator sleeve c leans against the adjustment sleeve e, with the interposition of a ball bearing d , to which the regulating rod g leading to the fuel pump is articulated with the aid of the ball pivot. A spring h is arranged on the adjusting sleeve e , the other end of which is supported against the bell-shaped spring plate i . This leans with its spherical inner surface against the likewise spherically rotated end face of the piston / which is arranged in the cylinder m . The governor spring / is inserted between the piston / and a fixed stop on the cylinder m with the interposition of an adjusting plate k. The pressure space η within the cylinder m is connected to the pressure medium source via the line o, in which a reducing valve (not shown) is inserted. The reducing valve can for example be arranged on the driver's cab and designed so that it can be adjusted by means of a hand crank. At the end of the cylinder m an annular space p is provided for storing a lubricant for the piston running surface. The lubricant is introduced through the opening q into the space p and penetrates through the bores r into the cylinder. '

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Bei steigender Drehzahl bewegen sich die Reglergewichte b, b¹ nach außen und drücken mittels Hebel wirkung die Reglermuffe c nach rechts. Die Verstellmuffe e bewegt sich dann \}n derselben Richtung. Die gemäß der Erfindung in den sonst bekannten Regler eingebaute Sicherheitsfeder h wirkt zunächst als starres Verbindungsglied zwischen der Verstellmuffe e und dem Federteller i. Die Bewegung der Verstellmuffe e wird demnach unmittelbar auf den Federteller i und über den Kolben / und den Einstellteller k auf die Reglerfeder I übertragen. Diese Reglerfeder, setzt der durch die Reglergewichte hervorgerufenen Bewegung der Verstellmuffe e einen bestimmten Widerstand entgegen, so daß die Maschine, zwischen den der Steilheit der Feder / entsprechenden Drehzahlen eingestellt wird. Die Feder / wird zweckmäßig so gewählt, daß sie die Leerlauf drehzahl der Maschine einstellt. Soll der Drehzahlbereich durch den Regler auf eine Höhe gebracht werden, die oberhalb der durch die Feder/ allein eingestellten Leerlaufdrehzahl liegt, dann wird mit Hilfe des Reduzierventils in der Druckmittelleitung ο ein bestimmter Druck im Raum η eingestellt. Der Kolben;, der sich gegen den Federteller i stützt, hindert dann die Bewegung der Verstellmuffe e nach rechts ' so lange, bis die Verstellkraft des Reglers den Druck im Raum η überwiegt. Erst dann tritt, die Reglerfeder / in Tätigkeit. Mit Hilfe des Kolbens j ist man also in der Lage, einen ganz bestimmten Teil der Verstellkraft des Reglers aufzunehmen, so daß nur der der Federcharakteristik der Reglerfeder / entsprechende Teil des Reglerdruckes auf diese einwirkt.The mode of operation of the device is as follows: As the speed increases, the regulator weights b, b ¹ move outwards and press the regulator sleeve c to the right by means of a lever action. The adjusting sleeve e then moves in the same direction. The safety spring h built into the otherwise known regulator according to the invention initially acts as a rigid connecting member between the adjusting sleeve e and the spring plate i. The movement of the adjusting sleeve e is accordingly transmitted directly to the spring plate i and via the piston / and the adjusting plate k to the governor spring I. This governor spring, the controller caused by the movement of the adjusting sleeve weights e opposes a certain resistance so that the machine is set between the slope of the spring / corresponding speeds. The spring / is expediently chosen so that it sets the idle speed of the machine. If the speed range is to be brought by the controller to a level above the idling speed set by the spring / alone, then with the help of the reducing valve in the pressure medium line ο a certain pressure is set in the space η . The piston; which is supported against the spring plate i then prevents the adjustment sleeve e from moving to the right until the adjustment force of the regulator outweighs the pressure in space η. Only then does the regulator spring come into action. With the help of the piston j one is thus able to absorb a very specific part of the adjusting force of the regulator, so that only the part of the regulator pressure corresponding to the spring characteristics of the regulator spring acts on it.

Klemmt sich der Kolben ; betriebswidrigerweise an irgendeiner Stelle fest, dannIf the piston jams; illegally stuck somewhere, then

ist die Bewegung' der Verstellmuffe e und damit die des zur Brennstoffpumpe führenden Gestänges g unmöglich gemacht. Der Regler hat in diesem Falle keinen Einfluß mehr auf S die Drehzahl der Maschine, so daß die Maschine unter Umständen durchgehen kann. Für diesen Fall ist erfindungsgemäß die Sicherheitsfeder h vorgesehen, die so stark vorgespannt ist, daß sie bis zur Erreichungthe movement of the adjusting sleeve e and thus that of the linkage g leading to the fuel pump is made impossible. In this case, the controller no longer has any influence on the speed of the machine, so that the machine may run away under certain circumstances. For this case, the safety spring h is provided according to the invention, which is so strongly pretensioned that it is reached until it is reached

ίο der höchsten Betriebsdrehzahl als starres Glied wirkt. Nach Überschreitung der höchsten Betriebsdrehzahl übernimmt sie aber die Tätigkeit einer gewöhnlichen Reglerfeder und erhält so die Maschine auf einer noch zulässigen Höchstdrehzahl, die kurz oberhalb der durch die Verstellvorrichtung einstellbaren höchsten Betriebsdrehzahl liegt.ίο the highest operating speed as rigid Limb works. After exceeding the highest operating speed, however, it takes over the Activity of an ordinary governor spring and thus keeps the machine on a still permissible Maximum speed, which is just above that which can be set by the adjustment device highest operating speed.

Claims

Claim:

Speed governor for prime movers, in which the force of the governor spring is supplemented by a piston that is acted upon by a pressure medium and acting parallel to the spring force, characterized by a safety spring (h) connected between the hydraulically loaded piston (/) and the governor sleeve (c), which acts as a rigid link during normal operation, but gives way when the piston (/) sticks and keeps the engine to be controlled at a speed that is just above the highest operating speed.

Please refer to the sheet of drawings