DE621533C - Regelvorrichtung fuer eine Maschine oder mehrere Maschinen - Google Patents

Description

Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Regelung von Maschinen, die zu einer Leitmaschine parallel arbeiten, den Unterschied der Drücke zu benutzen, welche eine von der zu regelnden Maschine und eine weitere, von der Leitmaschine angetriebene Pumpe auf die Steuervorrichtung der zu regelnden Maschine ausüben. Die bekannten Regelvorrichtungen dieser Art weisen zunächst den Nachteil auf, daß sie für jede der beiden Pumpen voneinander unabhängige Leitungen mit je einem besonderen Flüssigkeitsbehälter benötigen, infolgedessen einen großen Raumbedarf und ein hohes Gewicht aufweisen und leicht zu Druckmittelverlusten Anlaß geben. Außerdem kann bei ihnen der infolge gesteigerter Drehzahl z. B. der Leitmaschine durch deren Pumpe erzeugte höhere Druck nicht sofort auf die Steuerung der zu regelnden Maschine einwirken, weil er hierzu erst den vollen Druck der von dieser Maschine angetriebenen Pumpe und den Gegendruck der Steuervorrichtung überwinden muß.' Diese Regelvorrichtung weist deshalb eine geringe Empfindlichkeit auf, welche eine hinreichend schnelle und genaue Regelung nicht zuläßt.' Nachteilig ist dabei ferner der Umstand, daß das Ansprechen der Regelvorrichtung von Temperaturschwankungen beeinflußt wird.

Je höher nämlich die Temperatur z. B. bei Drucköl als geförderter Flüssigkeit ist, desto geringer wird auch dessen Viskosität, so daß dann das Ventil der Pumpen bei gleicher Stellung und gleichem Druck auch größere Druckmittelmengen durchläßt. Das gilt auch dann, wenn der Druckflüssigkeit irgendwelche Gegenfrostmittel zugesetzt werden, wie es bei Anlagen auf Flugzeugen oder Luftschiffen gewöhnlich der Fall ist.

Zur Vermeidung dieser Nachteile ist erfindungsgemäß die Ausführung so getroffen, daß die Druckseite einer der Pumpen durch eine Leitung mit der Saugseite der nächsten Pumpe verbunden ist, wobei die Leitung zwischen der durch die Leitmaschine angetriebenen Pumpe und der durch die zu. regelnde Maschine oder durch eine der zu regelnden Maschine angetriebenen Pumpe mit der einen Seite eines die Verstellung bewirkenden Steuerorganes in Verbindung steht, während die beiden Seiten dieses Organes durch Öffnen eines in einer Verbindungsleitung angeordneten Absperrorganes miteinander verbunden werden-können.

Dadurch werden die bei der bekannten Vorrichtung vorgesehenen Druckmittelbehälter überflüssig gemacht und der Raumbedarf und das Gesamtgewicht der Anlage vermindert. Das ist für Luftfahrzeuge von ganz erheblichem Vorteil. Weiterhin wird durch die Verbindung der Druckseite der einen Pumpe mit der Saugseite der anderen Pumpe auch die auf das Regelorgan einwirkende Kraft gesteigert, so daß die Vorrichtung mit großer Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit arbeitet. Die Regelung wird dabei durch mehr oder

weniger große Reibung in den Drehpunkten, Stopfbüchsen, Gestängen usw. nicht beeinflußt. Auch, wenn man den Kolben der Druckausgleichsvorrichtung so· stark belastet, daß der Druck in den Leitungen z. B. io ät beträgt, oder zum mindesten größer ist, als es zur Überwindung der größten Reibung erforderlich ist, so bleibt die Empfindlichkeit und Genauigkeit der Regelvorrichtung unter allen Umständen gewahrt. Man kann dabei die Vorrichtung nicht nur zur Synchronisierung von Maschinen auf die gleiche Drehzahl benutzen, sondern auch so einstellen, daß sie die Drehzahlen der Maschinen in ein beliebiges Verhältnis zueinander bringt.

Weiterhin kann man mit Hilfe des Absperrorganes, das. in der die beiden Seiten der eigentlichen Steuervorrichtung verbindenden Leitung vorgesehen ist, die ganze Regelvorrichtung im Bedarfsfalle auf einfachste Weise in und außer Tätigkeit setzen. Das ist für ihre Verwendung an Flugzeugen von besonderem Vorteil. Wenn bei einem mehrmotorigen Flugzeug mit synchronisierten Motoren der Leitmotor während des Aufstieges oder in der ersten Flugstrecke' plötzlich versagt, so wurden die anderen Motoren auch selbsttätig stillgelegt werden. Es ist deshalb erforderlich, vor dem Aufstieg die Synchronisiervorrichtung auszuschalten. Aber auch beim Manövrieren auf dem "Flugplatz muß man die Motoren unabhängig voneinander bedienen können, um etwa mit einem großen Flugzeug bequemer eine Kurve zu beschreiben, indem man z. B. dem Außenmotor mehr Gas gibt.

Wenn nach dem Aufstieg das Flugzeug eine bestimmte Höhe erreicht hat, so kann man durch; einen einfachen Handgriff die Synchronisiervorrichtung einschalten. Ebenso kann bei eventuellem Versagen des Leitmotors die Synchronisiervorrichtung bequem und schnell ausgeschaltet werden, so daß man dann mit den Seitenmotoren .weiterfliegen kann. Schließlich ist es auch möglich, bei Versagen eines Seitenmotors die Steuerung dieses Motors auszuschalten und die selbsttätige Regelung des anderen Seitenmotors aufrechtzuerhalten.

Das bei der Regelvorrichtung nach der Erfindung Verwendung findende Förderorgan für die Druckflüssigkeit kann aus einer Pumpe bestehen, deren Liefermenge regelbar ist, z. B. dadurch, daß sie mit einer regelbaren Geschwindigkeit angetrieben werden kann. Wenn diese Pumpe durch eine Maschine angetrieben wird und die andere Pumpe durch eine andere Maschine, so wird, falls die beiden Pumpen dieselbe Leistung haben, bei einem Geschwindigkeitsunterschied im Antrieb ' der beiden Pumpen die Energiezufuhr der einen Maschine derart beeinflußt werden, daß diese Maschine wieder auf dieselbe Geschwindigkeit wie die andere Maschine geregelt wird. Man braucht also nur die eine Maschine auf die gewünschte Geschwindigkeit zu regeln, worauf die Regelung der anderen Maschine oder Maschinen auf die gleiche Geschwindigkeit selbsttätig erfolgt.

Außerdem kann man die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung dazu verwenden, eine Maschine aus der Entfernung (z. B. von der Kommandobrücke eines Schiffes aus) zu regeln. In diesem Falle wird die eine Pumpe durch eine leicht regelbare, auf der Brücke angeordnete Maschine angetrieben, während die andere Pumpe im Maschinenraum in Verbindung mit der Hauptmaschine steht.

In der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform einer Regelvorrichtung nach der Erfindung bildlich, dargestellt.

Durch die Maschine, welche mit der gewünschten Geschwindigkeit umläuft, wird eine Pumpe 31 angetrieben, während eine zweite Maschine, die synchron zu der ersten Maschine geregelt werden soll, eine Pumpe 32 antreibt. Diese Pumpen sind derart bemessen, daß sie in Abhängigkeit von ihrer Antriebsgeschwindigkeit dieselbe Leistung haben, und können z. B. in der Form von Zahnradpumpen gehalten sein. Die Druckseite der go Pumpe 31 ist durch eine Leitung 33 mit der Saugseite der Pumpe 32 verbunden, während die Druckseite der Pumpe 32 durch eine Leitung 34 mit der Saugseite der Pumpe 31 in Verbindung steht. Die Leitung 33 ist an einen Zylinder 35 angeschlossen, in welchem ein Kolben 36 verschiebbar angeordnet ist, dessen Kolbenstange 37 in irgendeiner Weise mit der Energiezufuhr der zu regelnden Maschine verbunden ist. Die Oberseite des Zylinders und eine öffnung in halber Höhe des Zylinders stehen durch eine Leitung 38 in Verbindung mit der Leitung 34, so daß in diesem Raum derselbe Druck herrscht wie in der Leitung 34. Weiterhin ist die Leitung 34 mit einem Flüssigkeitsspeicher 39 verbunden, in welchem ein Kolben 40 angeordnet ist, der durch Federn 41 und ein Joch 42 in den Zylinder 39 hineingedrückt wird. Zwischen den Leitungen 33 und 34 ist eine Leitung 43 vor- no gesehen, die durch einen Hahn 44· abgeschlossen werden kann. An die Leitung 33 ist ein Windkessel 45 angeschlossen.

Die Vorrichtung arbeitet auf folgende Weise: Wenn die zu synchronisierende Maschine langsamer läuft als die unverändert laufende Maschine, so ist die Leistung der Pumpe 31 größer als diejenige der Pumpe 32, so daß in der Leitung 33 der Druck ■ gesteigert wird, wodurch der Kolben 36 nach oben gedrückt wird. Dadurch wird von der Kolbenstange 37 aus die Energiezufuhr zu der mit der Pumpe

32 verbundenen Maschine weiter geöffnet, so daß die Geschwindigkeit dieser Maschine zunimmt, bis die beiden Maschinen mit gleicher Drehzahl laufen und ein Ausgleich in der Leistung der Pumpen 31 und 32 erzielt ist. Beim Steigen des Druckes in der Leitung 33 wird der Kolben sich so weit heben, daß die Flüssigkeit durch die im Zylinder angeordnete Öffnung und durch die Leitung 38 in die Leitung 34 treten kann.

Wenn dagegen die Nebenmaschine schneller umläuft als die Hauptmaschine, so entsteht oberhalb des Kolbens ein größerer Druck, wodurch der Kolben gesenkt und die Energiezufuhr zu der Nebenmaschine gedrosselt wird. Beim Anlassen der Maschine verfährt man wie folgt: Der Hahn 44 wird geöffnet, wodurch die Regelvorrichtung außer Wirkung gestellt ist, weil oberhalb und unterhalb des Kolbens 36 derselbe Druck herrscht und der Kolben sich frei im Zylinder bewegen kann. Wenn man jetzt die beiden Maschinen auf dieselbe Geschwindigkeit einzuregeln wünscht, so schließt man den Hahn 44, wodurch die Vorrichtung in der beschriebenen Weise zur Wirkung kommt.

Der Flüssigkeitsspeicher 39 dient dazu, eine Vermischung der Flüssigkeit-mit Luft zu verhindern und einen Überdruck in der Leitung 34 aufrechtzuerhalten, damit eine gute Füllung der Pumpe 31 gesichert ist. Der Luftkessel 45 hat den Zweck, das Synchronisieren auszugleichen und bei einem Wechsel der Geschwindigkeit das Schwanken der Drehzahl der Nebenmaschine zu verhindern.

Dieselbe Vorrichtung kann auch zur Fernsteuerung einer Maschine verwendet werden. In diesem Falle werden die beiden Pumpen 31 und 32 nicht durch Maschinen derselben Größe oder Art angetrieben, sondern die eine Pumpe, ζ. B. die Pumpe 32, kann durch die zu steuernde Maschine angetrieben werden und die andere durch eine leicht regelbare Hilfsmaschine, z. B. einen Elektromotor.

Weiterhin kann die Vorrichtung auch zur Regelung von -nur einer Maschine angewandt werden. In diesem Falle wird die Pumpe 32 von der Maschine angetrieben und die Pumpe 31 ersetzt durch ein Regelventil, das in einer Leitung der Druckseite der Schmierölpumpe angeordnet ist. Durch die Regelung dieses Ventils hat man es dann in der Hand, die Maschine mit einer bestimmten Geschwindigkeit laufen zu lassen, während die Synchronisiervorrichtung darauf die Drehzahl gleichbleibend hält. Zugleich hat diese Vorrichtung den Vorteil, daß beim. Fortfallen des Öldruckes (z. B. durch Versagen der Ölpumpe" oder durch einen Bruch der Ölleitung) die Maschine sofort selbsttätig abgestellt wird. • Die Pumpen 31 und 32 kann man unmittelbar oder mittels biegsamer Achsen oder auf andere mechanische Weise antreiben, oder man kann hierzu eine elektrische oder hydraulische Antriebsvorrichtung anwenden. Weiter ist es durch Benutzung verschiedener Übertragungsverhältnisse möglichj die Maschinen anteilmäßig mit denselben Geschwindigkeitsänderungen laufen zu lassen. Wenn man z. B. eine Nebenmaschine 5 % schneller laufen zu lassen wünscht als die Hauptmaschine, dann wird auch bei allen Geschwindigkeitsänderungen der Hauptmaschine die Nebenmaschine 5 % schneller laufen. Auch ist es natürlich möglich, die Maschinen entgegengesetzt zueinander laufen zu lassen.

Zur Erzielung einer synchronen oder asynchronen Regelung kann man auch die Zahnradpumpe 31 oder 32 durch eine Pumpe mit einer regelbaren Leistung ersetzen. In diesem Falle wird die Antriebsgeschwindigkeit der regelbaren Pumpe gleichbleibend gelassen und die Steuerung der Maschine durch die Regelung der Pumpenleistung bewirkt.

Die beschriebene Vorrichtung hat den Vorteil, durch ihre Einfachheit billig angefertigt werden zu können, während die Sicherheit der Wirkung groß ist. Dabei sind die Kräfte, die für die Verstellung der Energiezufuhr der zu regelnden Maschine oder Maschinen erforderlich sind, gering, wodurch die Vorrichtung leicht aufgebaut werden kann und keine lästige Gewichtszunahme für ein Flugzeug ergibt.

Claims (2)

1. 95 Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur Regelung einer Maschine oder mehrerer Maschinen, die zu einer Leitmaschine parallel arbeiten, wobei sowohl die Leitmaschine wie auch die zu regelnde Maschine oder zu regelnden Maschinen je eine Pumpe antreiben, bei der der Förderdruck oder die Fördermenge von der Drehzahl abhängig ist und der bei Über- oder Unterdrehzahl der mit ■ der zu regelnden Maschine oder den zu regelnden Maschinen verbundenen Pumpe oder Pumpen gegenüber der mit der Leitmaschine verbundenen Pumpe, sich einstellende Druckunterschied als Impuls für dieVerstellung der Steuerung der zu regelnden Maschine oder Maschinen dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite einer der Pumpen (31) durch eine Leitung (33) mit der Saugseite der nächsten Pumpe verbunden ist, wobei die Leitung (33 ) zwischen der durch die Leitmaschine angetriebenen Pumpe (31) und der durch die zu regelnde Maschine oder durch eine der zu regelnden Maschinen angetriebenen Pumpe (32) mit der einen Seite eines die

   Verstellungbewirkenden Steuerorgans (36) in Verbindung steht, während die beiden Seiten dieses Organs durch öffnen eines in einer Verbindungsleitung (43) angeordneten Absperrorganes (44) miteinander verbunden werden können.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Liefermenge der durch die Leitmaschine angetriebenen Pumpe regelbar ist, z. B. dadurch, daß sie mit einer regelbaren Geschwindigkeit angetrieben wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen