DE621097C

DE621097C - OEldruckregler fuer Kraft- oder Arbeitsmaschinen

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Publication number: DE621097C
Application number: DEH134864D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-01-19
Filing date: 1933-01-19
Publication date: 1935-11-01

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich, auf einen Öldruckregler für Kraft- oder Axbeitsmaschineii, der aus einer von der äu regelnden Maschine angetriebenen Zahnradpumpe, einer festen Dirosaelstelle in der Druckleitung dieser Pumpe und einem an die Druckleitung angeschlossenen, in Abhängigkeit vom Daruck vor der Drosselstelle die Leistung der Kraftmaschine bzw. die Belastung der Arbeitsmaschine beeinflussenden f ederbelastetem Kolben besteht.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einem solchen Öldruckregler der iederbelasteie Kolben entgegen dem Druck vor der Drosselstelle audh noch, durch den Druck hinter der Drosselstelle belastet und dabei die Fieder in ihren Kraftäußerungen so bemessen ist, daß der Kolben während des Beharrungszustandes im Gleichgewicht schwebend erhalten wird, während bei eintretender Störung des Beharrungszustandes der Kolben mit Hilfe eines mit ihm fest verbundenen, nach Maßgabe 'des zugelassenen Ungleicnförmigkeitsgrades geformten Steuierdomes den Einlaßquerschnitt einer hinter der festen Drosselsteile von der zum ebenfalls federbelasteten Kolben des Hilfsmotors für die Leistungsänderung der Kraftmaschine bzw. zum Hilfsmotor für die Belastungsänderung· der Arbeitsmaschine führenden Druckleitung der Pumpe abzweigenden, zum Ölbehälter der Pumpe zurückführenden Leitung verändert in der Weise, daß der zur Erzielung des neuen, dem Ungleichförmigkeitsgrad gemäßen Beharr ungszüstandes nötige Energiezlustand am Hilfsmotor der Kraftmaschine bzw. am Hilfsmotor der Arbeitsmaschine zustande kommt.

In einer weiteren Ausbildung des Reglers gemäß der Erfindung wird, ium die Kraftbzw. Arbeitsmaschine stillsetzen zu können, die Mündung der Z¹Um Ölbehälter der Pumpe zurückführenden Leitung im Sinne leiner Öffnung dieser Leitung· dem Steuerdorn gegenüber achsrecht zurücknehmbar ausgebildet, oder es wird zu dem gleichen Zwecke zwisehen der Druckleitung der Pumpe vor der festen Drosselstelle und der Rückleitung hinter der durch den Steuerdorn gesteuerten Öffnung eine durch Absperrorgan verschließbare Vierbindungsleitung angeordnet.

Der Regler gemäß der Erfindung ist vorzugsweise für kleine Maschineneinheiten mit nicht zu großer Regelarbeit gedacht, wie z. B. Freistrahlturbinen oder Francisturbinen kleinerer Leistungen. Er bietet vor allem den Vorteil der Einfachheit und Billigkeit, ferner den, auch, zur Reglung von Arbeitsmaschinen verwendet werden zu können.

Abb. ι zeigt die schematische Darstellung eines Öldruckreglers mit den Merkmalen gemaß der Erfindung für Kraftmaschinen. Eine Zahnradpumpe 1 wird mittels Riemenscheibe 1' von der Kraftmaschine angetrieben und fördert Öl aus dem Behälter 2 in die Druckleitung 3. Diese führt das Öl über den Zylinder 4 und die feste Drosselstelle 5 zur Rohrleitung 6. Um 'das Öl durch die Drosselstelle 5 zu treiben, ist ein zusätzlicher

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Druck in der Leitung 3 und im Zylinder 4 notwendig, der Staudruck genannt sei. An der Drosselstelle 5 schließt an die Leitung 6 eine Nebenleitung 7 an, die Z¹Um. .anderen Ende des Zylinders 4 führt. Der im ZyH der 4 bewegliche Vorsteuerkolben 8 ist also von oben her durch einen Druck belastet, der um den Staudruck geringer ist als der Druck von unten her. Um den Kolben 8 im Gleichgewicht schwebend zu erhalten, muß eine Feder 9 von oben her einen zusätzlichen Druck liefern.

Der Steuerdorn 10 ist fest mit dem Vorsteuerkolben 8 verbunden. Das nadeliörmig zugespitzte Ende des ersteren verengt in be_: stimmtem Maße die Mündung 11' der Rohrleitung 11, wo diese an das kugelförmige Verbindungsstück der Leitungen 6 "und 12 anschließt. Der Steuerdorn 10 bildet also mit der Auslaßmündung 11' zusammen eine ver_: änderliche Drosselstelle, die unter dem Einr fluß des Vorsteuerkolbens 8 mehr oder weniger verengt wird. Nachdem das Öl den Auslaß 11' durchflössen hat, gelangt es .durch die Leitung 11 zurück zum Ölbehälter 2.

Je nach dem Grade der Drosselung, den der Steuerdorn 10 an der Auslaßstelle 11' ■ verursacht, wird vor dieser ein. mehr, oder weniger hoher Drück sich einstellen, 'der auf den im Hilfsmotorzylinder 13 . befindlichen Kolben 14 einwirkt. Die Feder 15 wirkt dem Druck, auf den Kolben 14 entgegen, und man erkennt, je mehr der Steuerdorn 10 die Stelle 11' abdrosselt, desto höher ist der·- Druck auf den Kolben 14 und desto mehr wird die^ ser unter Anspannung 'der Feder 15 nach unten sich bewegen. Dieses stärkere. Drosseln 'des Steuerdornes 10 hat: aber zur Voraussetzung, daß infolge geringerer Drehzahl der Kraftmaschine der Staudruck vor der Drosselstelle 5 geringer wurde, in' welchem Falle der Vorsteuerkolben 8 unter dem Druck der Felder 9 nach, unten bewegt wird, bis: wieder.! Gleichgewichtszustand zwischen, dem Staudruck und dem Druck der^- Feder 9 !eingetreten ist. ·;.■.*-. * Die Veränderlichkeit des im ganzen System der Leitungen 3, 6₃ 7,12 und der Zylinder 4,-Γ3 herrschenden Druckes., wie sie durch die Veränderlichkeit der Drosselung bei der Stelle ti' erzeugt wird, ist ohne jeden Einfluß auf die Wirkung des Staudruckes am Kolben 8. ■- Denn sie tritt ja an allen Stellen 'des Systems in gleicher Weise auf und wirkt somit "am Kolben8 genau so von oben her wie von unten, sie hebt sieh auf, .... . .:.

- Bei geringerer Drehzahl der : Zahnrad-:

-.- pumpe ι wird also der Kolben 14 durch den infolge der Drosselung bei 11' höher gewordenen Druck nach, unten bewegt, bis der Widerstand der Feder 15 groß -. genug ge-.

worden ist, dem Druck auf den Kolben 14

- wieder das Gleichgewicht zu halten. Umgekehrt wird bei höherer Drehzahl der Pumpe 1

- die Feder 15 dem geringer gewordenen Druck auf den Kolben 14 entsprechend diesen so weit nach oben schieben, bis wieder Gleichgewicht zwischen dem Druck auf den Kolben 14 und ihrer 'eigenen, geringer gewordenen Druckä'ußerung eingetreten ist. Die Aufgabe der Feder 15 besteht also darin, jeder Stellung des Vorsteuerkolbens 8 und des Steuerdornes 10 eine ganz bestimmte Stellung des Kolbens 14 zuzuordnen, d. h. mit anderen Worten, unter Einhaltung eines bestimmten Unjgleiehförmigkeitsgrades Überregulieren der Kraftmaschine zu verhindern.

Die Feder 15 muß in ihren Abmessungen so stark gewählt' werden, daß sie auch bei völlig hochgeschobenem Kolben 14, also im Zustande stärkster Entspannung noch in der Lage list, den auftretenden Regelwiderstand der Kraftmaschine mit Sicherheit zu überwinden. ■

Aus dem beschriebenen Spiel der Kräfte ist zu erkennen,--daß -Bewegung des Hjlfsmotorkolbens 14' nach unten Öffnen, Bewegung nach oben Schließen der Energiezufuhr "zur-Kraftniäschffie bedenk Je nachdem wird- also - Drucköl durch die Leitung 12 zum Zylinder 13 hin strömen oder'aus diesem zurück durch Leitung 12, Drosselstelle ei', und Leitung 11 zum Behälter 2. Dieses Wechselspiel ist an der Leitung 12 angedeutet - durch; einen- .kleinen" Kreis, mit je einem Pfeil nadh' Jinks und rechts. ^;

Durch, .entsprechende Abstimmung der Feder 9 und Formgebung des Steuerdomes 10 ist man in der Lage, den verlangten Ungleichförniigkeitsgrad zu erzielen. " ■

Durch achsrechtes Verstellen des Widerlagertellers 16 der Feder 9 mittels Gewindespindel 17 und Handrad 18 kann die Drehzahl der- Kraftmaschine nach Bedarf ein- · gestellt werden.

■ Um die Kraftmaschine zum Stillstand zu bringen, kann man entweder die Auslafimündungii' dem.' Steuerdorn ι ο gegenüber' achsrecht zurücknenmbar gestalten oder zwischen den. Leitungen 3- und. 11 'eine mittels no Absperrorgan verschließbare Verbindungsleitüng anordnen. Ist das Absperrorgan geöffnet, dann strömt das' Öl.von Leitung3 zu Leitung 11 über/ ohne nennenswerten Druck in Leitung 3 anzunehmen. Die Feder 15 schiebt dann den Kolben 14 ganz nach oben,, die Energiezufuhr! zur Kraftmaschine ist ge-. schlossen, .

In Abb. 2 ist die Ausführung des Öldruckreglers gemäß der Erfindung für Arbeits- iao maschinen, dargestellt. ·. Sie unterscheidet sich von der für Kraftmaschinen in Abb. 1 nur

dadurch, daß die durch Steuerdorn ι σ und Auslaßmündung ii' gebildete veränderliche Drosselstelle nun bei hochgehendem Steuerdorn verengt wird und an Stelle des Kolbenhilfsmotors 13 ein Kapselwerkhilfsmotor 13 getreten ist. Die Welle 14 des Kapselwerkes 13 befindet sich in ständiger Drehung, es muß also dauernd Darucköl durch die Leitung 12 dem. Kapselwerk 13 zugeführt werden.

Das verarbeitete Öl fließt durch die Leitung 15 zur Leitung 11 und zum Behälter 2 zurück.

Ist z. B. 'ein Holzschleifer die zu regelnde Arbeitsmaschine, so wird das Kapselwierk 13 die Aufgabe haben, die Anpressiung des Schleifholzes gegen den Stein des Schleifers, also den Nachschub des Holzes in dem Maße zu regeln, daß die Drehzahl des Schleifers jeder Änderung des Drehmomentes seiner Antriebswelle gegenüber in den- Grenzen gehalten wird, die durch den zugelassenen Ungleichförmigkeitsgrad für die antreibende Maschine gegeben sind. Das wird _< dadurch erreicht, daß die Drehzahl des Kapselwerkes 13 für den Vorschub des Schleifholaes durch die Drosseltätigkeit des Steuerdornes 10 in einer Weise 'eingestellt wird, wie es dem jeweils an der Schleiferwelle wirksamen Drehmoment entspricht. Es wird also im Be- harrungszustand der Arbeitsmaschine und der Antriebsmaschine an der Drosselstelle 11' nicht mehr die volle, von der Pumpe 1 gelieferte Druckölmenge der Leitung· 11 und unmittelbar dem Behälter 2 zuströmen, sondern nur noch so viel, daß der restliche Teil, der unter ausreichendem Druck durch die Leitung 12 dem Kapselwerk 13 zugeführt wird, letzterem die jeweils notwendige Drehzahl zu verleihen vermag.

Die ganze Einrichtung in Abb. 2 ist also nichts anderes als eine bauliche Abwandlung der bekannten Einrichtung zur Reglung von Holzschleifern, die 'eine Reibungskupplung im Antrieb der das Holz gegen den Stein des Schleifers pressenden Vorrichtung verwendet, deren Reibungsflächen einem durch Fliehkraftpendel veränderlich gestalteten Anpressungsdruck ausgesetzt werden. Der getriebenen Reibungsfläche wird so jeweils ein veränderlicher Schlupf der treibenden gegenüber erteilt in der Weise,, daß die Drehzahl des Schleifers jeder Änderung der Kraftäußerung seiner Antriebsmaschine gegenüber innerhalb der durch den 'Uingleichförmigkeitsgrad der letzteren gegebenen Grenzen eingestellt wird.

Bei der neuen Reglung wird dieser veränderliche Schlupf des getriebenen Kapselwerkes 13 gegienüber dem treibenden Kapsel werk ι durch die vom Vorsteuerkolben 8 und Steuerdorn 10 beeinflußte Drosselstelle 11' erreicht/'die die "jeweils überschüssige Druckölmenge austreten laßt. Die Drehzahl"des getriebenen Kapselwerkes 13 kommt theoretisch, der des treibenden gleich, wenn der Steuerdom 10 den Auslaß 1.1' völlig,labschließt; der Schlupf ist dann" gleich' Null. Die Drehzahl des Kapselwerkes 1 muß natürlich groß genug· sein, 'um die volle Leistung der Arbeitsmaschine durch das Kapselwerk 13 sicher beherrschen zu können.

Es liegt auf der Hand, daß die neue Reglung der alten mittels Reibungskupplung und FKehkraftpendel in baulicher Hinsicht sowohl als auch im Hinblick auf Feinfühligkeit und Sicherheit der Wirkung überlegen ist. Dazu kommt noch der Vorzug geringerer Herstellungskosten.

Alles was im Zusammenhang mit dem Öldruckregler gemäß Abb¹. 1 über Ungleichförmigkeitsgrad und Änderung der Drehzahl gesagt wurde, gilt sinngemäß, auch für den in der Abb. 2 behandelten. Ein Unterschied zeigt sich nur darin, daß im ersteren Falle die aus dem Ungleichförmigkeitsgrad entspringende höhere Drehzahl zusammen mit kleiner Belastung der Kraftmaschine auftritt, in letzterem Falle aber zusammen mit großer Belastung - der Arbeitsmaschine. Damit hängt auch zusammen, daß, wie in Abb-. 1 dargestellt, der absteigende Steuerdorn 10 drosselt, gernäß Abb. 2 dagegen der aufsteigende, der dementsprechend auch anders gestaltet ist.

Durch achsrechtes Zurücknehmen der Auslaßmündung 11' gegenüber dem Steuerdorn 10 oder Anordnen 'einer abschließbaren Verbindungsleitung zwischen den Leitungen 3 und 11, Maßnahmen, die bei Kraftmaschinen deren Stillsetzung ermöglichen, kann bei Arbeitsmaschinen deren völlige Entlastung 'und Still-Setzung -bewirkt werden. Wird beispielsweise wieder ein Holzschleifer der Betrachtung zugrunde gelegt, so erlaubt jede dieser beiden Einrichtungen 'ein beliebig rasches Aufhören des Nachschubes für das Schleifholz, mit welchem Hand in Hand die Unterbindung des Energiezustromes zur Arbeitsmaschine zu erfolgen hat mit dem Zweck, den Schleifer zum Stillstand zu bringen.

Claims

Patentansprüche:

i. Öldruckregler für Kraft- oder Arbeitsmaschinen mit einer die Drehzahl-Schwankungen der zu regelnden Maschine mitmachenden Zahnradpumpe, einer festen Drosselstelle in der Druckleitung dieser Pumpe iund einem an die Druckleitung angeschlossenen, in Abhängigkeit vom Druck vor der Drosselstelle die Leistung der Kraftmaschine bzw. die Belastung der Arbeitsmaschine beeinflussenden feder-

belasteten. Kolben, dadurch' gekennzeichnet, daß der federbelastete Kolben (8) ■entgegen dem Druck vor der Drosaelstelle (S) auch noch durch den Druck !hinter der Drosselstelle (s) belastet und !dabei die Feder (9) in ihnen Kraftäußerungen so bemessen ist, daß der Kolben (8) wahrend des Beharrungszustandesi im {Gleichgewicht schwebend erhalten- wird, während bei eintretender Störung des Beharrungszustandes der Kolben (8) mit Hilfe eines mit ihm fest verbundenen, nach. Maßgabe des zugelassenen Umgleichförmigkeitsgrades geformten Steuierdornes

(10) den Einlaßquersdhnitt (11') einer !hinter der festen Dirosselstelle (5) von 'der zum ebenfalls federbelasteten Kolben (14) des Hilfsmotors (13,14,15) für die Lteistungsänderung der- Kraftmaschine (AbTx 1) bzw. zum Hilfsmotor (13) für 'die Belastungsänideiung der Arbeitsmaschine (Abb. 2) führenden Druckleitung (6,12) der Pumpe (1) -abzweigenden, zum Ölbehälter (2) der Pumpe (1) ziurückf uhr enden Leitung (11) verändert in der Weise, 'daß der zur Erzielung des neuen, dem UngleicMörmigbeitsgrad gemäßen Beharrungszustandes nötige Energiezustanid am Hilfsmotor (f3, 14, 15) der KraftmascMne bzw. am Hilfsmotor (13) der Arbeitsmaschine zustande kommt.
2. Öldruckregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der zum Ölbehälter (2) der Pumpe (1) zurückführenden Leitung (11) im Sinne einer Öffnung 'dieser Leitung (11) dem Steuerdorn (10) gegenüber achsrecht zurücknehmbar oder zwischen der Druckleitung (3) der Pumpe (1) vor der festen Drosselstelle (5) und der Rückleitung (11) hinter der durch den Steuerdorn (10) gesteuerten Öffnung (ti') eine durch Absperrorgan verschließbare Vierbindungsleitung angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen