DE598690C - Einrichtung zum Rueckfuehren an einem Regler fuer Kraftmaschinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Rückführen an einem Regler für Kraftmaschinen, der aus einer von der zu regelnden Kraftmaschine angetriebenen Zahnradpumpe, einer Drosselstelle in der Druckleitung dieser Pumpe und einem Vorsteuerkolben besteht, dessen eine Seite durch den Druck vor und dessen andere durch den Druck hinter der Drosselstelle belastet ist.

Unter dem Einfluß der bei Drehzahländerungen sich einstellenden Druckhöhenunterscliiede an der Drosselstelle wirkt der Vorsteuerkolben dann über einen Steuerkolben auf die Druckölzuführung zu einem Hilfsmotor für die Betätigung des Einlaßorgans der Kraftmaschine ein.

Nach der Erfindung sollen Regler dieser Art so ausgeführt werden, daß der Vorsteuerkolben seine Rückführbewegung unmittelbar selbst einleitet und dadurch gewissermaßen selbst rückführend wirkt. Dies wird erreicht durch vom Vorsteuerkolben gesteuerte, in dessen Arbeitszylinder vorgesehene Öffnungen, die in der durch den Öldruck auf seine beiden Seiten und den Druck einer einstellbaren Feder gehaltenen Mittelstellung des Vorsteuerkolbens von diesem verdeckt werden. Bei einer Steuerbewegung des Vorsteuerkolbens aus seiner Mittelstellung heraus wird die auf der Seite des überwiegenden Druckes befindliche Öffnung im Arbeitszylinder freigelegt, durch die dann über eine nachgeschaltete, einstellbare Drosselöffnung so lange Drucköl abfließt, bis infolge des durch das abfließende öl erzeugten Druckabfalles der Vorsteuerkolben wieder in die Mittelstellung zurückgeführt ist.

Einen Regler mit den Merkmalen der Erfindung zeigen die Abb. 1 und 2. Abb. ι stellt den Längsschnitt durch eine Hilfsmotorsteuerung dar, wie sie z. B. für windkessellose Regler (Durchflußregler) Anwendung findet. An der Zulaufstelle 1 wird das Drucköl von der von der Kraftmaschine angetriebenen Pumpe her geliefert. Der Steuerkolben 6 mit dem Vorsteuerkolben 7 ist in Mittelstellung gezeichnet, so daß das öl durch die beiden Durchflußstellen im Sinne des eingezeichneten Doppelpfeiles der Ablauf stelle 10 zugeführt wird. Die sonstige Wirkung der Hilfsmotor-Steuerung darf als bekannt vorausgesetzt werden.

Wo die Zulaufstelle 1 in das Gehäuse 5 einmündet, ist die Drosselstelle 2 angeordnet. Unmittelbar vor der Drosselstelle 2 führt eine Bohrung 3 zur Stirnseite des Steuerkolbens 6. Dieser ist in der Achsenrichtung angebohrt bis in den Vorsteuerkolben 7 hinein, mit dem er aus einem Stück besteht. Am Ende dieser axialen Bohrung sind vier etwa radiale kleine Bohrungen vorgesehen, durch welche der Druck von der Bohrung 3 her auf die Ringfläche des Vorsteuerkolbens 7 einwirken kann. Diesem Druck von der Bohrung 3 her ist also die volle Kreisfläche vom Durchmesser des Vorsteuerkolbens 7 ausgesetzt.

Dicht hinter der Drosselstelle 2 hat das Gehäuse 5 eine Bohrung 4, von der eine Lei-

tung 13 zum Deckel 14 des Vorsteuerzylinders führt. Es wirkt also der Druck hinter der Drosselstelle 2 auf die im Sinne der Abb. ι rechte Seite des Vorsteuerkolbens 7 ein, und da dieser Druck um den durch die Drosselstelle 2 erzeugten Staudruck geringer ist als der Druck von der Bohrung 3 her, so muß noch eine entsprechend abgestimmte Feder 11 von rechts her auf den Vorsteuerkolben 7 einwirken, um diesen samt dem Steuerkolben 6 in der gezeichneten Mittellage im Gleichgewicht schwebend zu erhalten.

Nimmt nun nach einer Entlastung der Kraftmaschine deren Drehzahl zu, so nimmt auch die geförderte ölmenge zu, und der durch die Drosselstelle 2 erzeugte Staudruck erfährt eine Erhöhung. Dadurch wird aber am Vorsteuerkolben 7 der Druck von der Bohrung 3 her überwiegen, so daß eine Beweao gung der Kolben 6 und 7 nach rechts und damit ein Schließen des Hilfsmotors eintreten muß. Der nach rechts sich bewegende Vorsteuerkolben 7 gibt dabei eine Öffnung 8 in seinem Zylinder frei, die schlitzförmig ist und sich über einen entsprechenden Teil des Zylinderumfanges erstreckt. Ein auf das Gehäuse 5 aufgeschraubter Aufsatz 15 verbindet durch seine Kanäle die öffnung 8 mit der Ablaufstelle 10, die mit der Atmosphäre in Verbindung ist.

Die Freilegung der öffnung 8 bedeutet also Öffnen eines Weges in die Atmosphäre, d. h. Minderung des Druckes auf die Schließseite des Vorsteuerkolbens 7, so daß dieser durch Überwiegen des Druckes von der Öffnungsseite her nun genötigt ist, wieder der gezeichneten Mittelstellung zuzustreben. In dem Augenblick, in dem diese erreicht ist, ist auch die Öffnung 8 wieder geschlossen. Um die gegen den Schluß zu abnehmende Geschwindigkeit, mit welcher der Vorsteuerkolben 7 unter schleichendem Schluß wieder seiner Mittelstellung zustrebt, nach Bedarf auch geringer einstellen zu können, ist in der im Aufsatz 15 geschaffenen Verbindungsleitung zwischen der Öffnung 8 und der Ablaufstelle 10 eine zweite Drosselstelle 20' mit Stellschraube 20 vorgesehen, die die drosselnde oder dämpfende Wirkung der Öffnung 8 zu verstärken erlaubt.

Durch den schleichenden Schluß der Rückführbewegung wird diese in ihrer Wirkung zielsicher und stabil, ein Überregulieren kann nicht eintreten. Ferner wird der Vorsteuerkolben 7 stets wieder genau dieselbe Mittelstellung einnehmen, was bei Durchflußreglern Gewähr dafür bietet, daß im Beharrungszustand der Kraftmaschine das Durchfließen des Öles durch das Steuerorgan unter geringstem Druck, Kraftbedarf und Erwärmung des· Öles sich vollzieht.

Im Falle einer Belastung der Kraftmaschine wird der Vorsteuerkolben 7 nach links ausweichen und ein Öffnen des Hilfsmotors herbeiführen. Im Augenblick des Ausweichens wird aber die Öffnung 9 freigelegt, so daß die Öffnungsseite des Vorsteuerkolbens 7 Verbindung mit der Atmosphäre erhält und infolge des dadurch entstehenden Druckabfalles wiederum eine Rückführung des Vorsteuerkolbens 7 in die Mittelstellung eintreten muß.

Es wird also durch Freilegen der Öffnungen 8 oder 9 nach eingeleiteter Schließ- oder Öffnungsbewegung des Vorsteuerkolbens 7 jeweils ein Einfluß ausgelöst, zu dessen Auslösung es bei Öldruckreglern sonst der sogenannten Rückführung bedarf. Sie hat bekanntlich den Zweck, ein Überregulieren zu verhindern. Da der Vorsteuerkolben 7 seine Rückführbewegung unmittelbar selbst einleitet, so darf seine Wirkung selbst rückführend genannt werden.

Natürlich ist ein bestimmtes Verhältnis der Querschnitte bei den Bohrungen 3 und 4 einerseits und den öffnungen 8 und 9 anderseits notwendig, um das besprochene Zusammenwirken der verschiedenen Einflüsse zu erzielen. Ferner ist dazu eine entsprechende Abstimmung der Feder 11 notwendig.

Das Streben des Vorsteuerkolbens 7, stets in seine Mittelstellung zurückzukehren und liier zu verharren, hat nun zur Folge, daß nach jedem Regelvorgang die Druckverhältnisse zu beiden Seiten des Vorsteuerkolbens 7 dieselben sein müssen. Damit muß aber stets auch dieselbe Drehzahl der Kraftmaschine vorhanden sein, gleichviel, ob deren Belastung groß oder klein ist. Das heißt also, der Regler arbeitet mit einem Ungleichförmigkeits- 1°° grad gleich Null.

Diese Eigenschaft ist im praktischen Betrieb nicht immer erwünscht, es sollte in vielen Fällen ein gewisser Ungleichförmigkeitsgrad in dem Sinne, daß die Kraft- i°5 maschine bei großen Belastungen etwas geringere Drehzahl aufweist als bei kleinen, geschaffen werden können.

Diesem Bedürfnis wird bei der vorliegenden Hilfsmotorsteuerung durch ein Getriebe 16, 17, 18, 19 entsprochen, das eine Verbindung der Kolbenstange des Hilfsmotors für die Betätigung des Einlaßorgans der Kraftmaschine mit dem Widerlagerteller 12 der Feder 11 herbeiführt. In Abb. 2 ist dieses "5 Getriebe im Grundriß dargestellt. Der Hebel 16 ist unmittelbar an die Kolbenstange des Hilfsmotors angelenkt, seine beiden Grenzstellungen sind durch strichpunktierte Linien 16', 16" angedeutet. Dabei entspricht die Linie 16' der voll geöffneten Stellung, 16" der Schlußstellung des Einlaßorgans.

Im Falle einer Entlastung der Kraftmaschine wird der Hebel 16 im Sinne der Zeichnung nach unten bewegt und damit der Teller 12 etwas nach links verschoben, also die Feder 11 stärker gespannt. Die Folge davon ist, daß von der Bohrung 3 her nun ein etwas größerer Druck zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichtszustandes in der Mittellage des Kolbens 7 nötig ist, die Kraftmaschine also etwas rascher laufen muß.

Im Falle einer Belastung der Kraftmaschine liegen die Dinge sinngemäß umgekehrt. Es ist weiter durch veränderliche Gestaltung der Hebellänge 17 möglich, jeden beliebigen Ungleichförmigkeitsgrad für die Drehzahl der Maschine einzustellen.

Mit Hilfe des Handrades 18 und der Gewindespindel 19 ist man schließlich in der Lage, die Drehzahl innerhalb bestimmter Grenzen nach Bedarf einzustellen. Durch starkes Herausschrauben der Spindel 19, also durch völliges Entspannen der Feder 11 und Verbinden der Leitung 13 mit der Ablaufstelle 10 kann die Kraftmaschine zum Stillstand gebracht werden.

Es ist noch festzustellen, daß der insbesondere bei Durchflußreglern stark wechselnde Arbeitsdruck des Öles ohne Einfluß auf den durch die Drosselstelle 2 erzeugten Staudruck ist. Denn dieser Arbeitsdruck macht sich vor der Drosselstelle 2 stets genau so geltend, wie hinter ihr und wie überall sonst in der Leitung des Öles.

So wird man zur Beeinflussung der Hilfsmotorsteuerung ohne weiteres den ölkreislauf der Druckpumpe des Hilfsmotors verwenden können, wie Abb. 1 zeigt. Die Kosten einer besonderen Pumpe für diesen Zweck wird man nur dann in Kauf nehmen, wenn bestimmte Gründe dafür sprechen.

Um die in der Drosselstelle 2 erzeugte Bewegungsenergie des Öles zum großen Teile wieder rückzugewinnen und unnötige Erwärmung des Öles zu vermeiden, kann in bekannter Weise hinter der Bohrung 4 ein konisch erweitertes Saugrohr vorgesehen werden, das die Geschwindigkeit des Öles von der Drosselstelle 2 her entsprechend verzögert.

Die besprochenen Grundgedanken lassen sich natürlich auf alle möglichen Konstruktionen von Hilfsmotorsteuerungen anwenden; außer Durchflußreglern können also auch Windkesselregler im Sinne der Erfindung ausgerüstet werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zum Rückführen an einem Regler für Kraftmaschinen, der aus einer von der zu regelnden Kraftmaschine angetriebenen Zahnradpumpe, einer Drosselstelle in der Druckleitung dieser Pumpe und einem einerseits durch den Druck vor und anderseits den Druck hinter dieser Drosselstelle belasteten Vorsteuerkolben besteht, welch letzterer unter dem Einfluß der bei Drehzahländerungen sich einstellenden Unterschiede des Staudruckes einen Steuerkolben verstellt, der die Druckölzuführung zu einem Hilfsmotor für die Betätigung des Einlaßorgans der Kraftmaschine steuert, gekennzeichnet durch von dem im Beharrungszustande vom Druck des Steueröles und einer einstellbaren Feder (11) in Mittelstellung gehaltenen' Vorsteuerkolben (7) gesteuerte Öffnungen (8 bzw. 9) im Arbeitszylinder für den Vorsteuerkolben, von denen bei einer Steuerbewegung des Vorsteuerkolbens aus der Mittelstellung heraus jeweils die Öffnung auf der Seite des überwiegenden Druckes freigelegt wird, durch die dann so lange Drucköl über eine nachgeschaltete, einstellbare Drosselstelle (20') abfließt, bis infolge des durch das abfließende Öl erzeugten Druckabfalles der Vorsteuerkolben (7) wieder in die Mittelstellung rückgeführt ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Kolbenstange des Hilfsmotors und den go Federteller (12) der Feder (11) für den Vorsteuerkolben. (7) ein Getriebe (16, 17, 18, 19) geschaltet ist, das den Ungleichförmigkeitsgrad auf endliche Werte einzustellen gestattet. '
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung des Vorsteuerkolbens (7) die gleiche Ölpumpe wie für den Hilfsmotor verwendet wird. too

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen