DE646225C - Selbsttaetiger Regler fuer grossen Regelbereich mit einer die Drehzahlschwankungen der zu regelnden Maschine mitmachenden Zahnradpumpe - Google Patents

Description

Es ist bekannt, selbsttätige Regler für großen Regelbereich in der Weise aufzubauen, daß eine von der zu regelnden Maschine angetriebene Zahnradpumpe öl durch eine zu dem Zwecke der Drehzahländerung verstellbare Drosselöffnung fördert. Der in der Druckleitung der Pumpe infolge der Abflußdrosselung entstehende Druck wird sodann benutzt, um entweder unmittelbar einen hydraulischen Hilfsmotor oder mittelbar über einen gewichts-- oder federbelasteten Druckmeßkolben die Steuerung eines nachgeschalteten Hilfsmotors zu betätigen. Allein die letztere Ausführung wird höheren Ansprüchen gerecht,' da die an erster Stelle behandelte nur geringere Regulierungsgeschwindigkeiten zu erreichen gestattet.

Die bekannten Regleranordnungen erfordern mindestens 2 Pumpen, und zwar einerseits eine Pumpe, welche das öl durch die verstellbare Drosselstelle fördert und mit dem Druckmeßkolben zusammen an die Stelle des bei sonst üblichen Reglern gebräuchlichen Drehzahlmessers tritt, und ferner mindestens noch eine weitere Pumpe, welche zum Betrieb des nachgeschalteten hydraulischen Hilfsmotors dient. Wird dieser Hilfsmotor schließlich in bekannter Weise mit 2 Pumpen ausgerüstet, von denen die eine die eine Seite, die andere die andere Seite des Druckzylinders des Hilfsmotors mit Öl versorgt, so sind sor gar 3 Pumpen erforderlich.

Bei diesen bekannten Reglern zeigen sich nun insbesondere bei der Inbetriebsetzung nach längerem Stillstand Störungen. Es kommt häufig vor, daß beim Anlassen einer mit einer solchen Reglereinrichtung versehenen Maschine trotz des Reglers die Maschine durchgeht. Dies beruht darauf, daß die verschiedenen Pumpen keineswegs gleichzeitig Öl ansaugen. Es kommt, vielmehr sehr leicht vor, daß die Hilfsmotorpumpe bereits öl fördert, bevor die Steuerpumpe, welche das Steueröl zur Drosselstelle drückt, die Luft aus ihrer Saugleitung völlig entfernt hat und Steueröl in ihre Druckleitung entsendet. Es beruht dies- insbesondere darauf, daß der Hilfsmotor, auch wenn er mit Luft gefüllt ist, fast widerstandslos größere ölmengen aufnimmt, da diese Luft, obwohl sie verdichtet werden muß, nur einen geringen Gegendruck verursacht. Bei der Steuerpumpe dagegen erschweren die enge Druckleitung und die nachgeschaltete Drosselstelle ein schnelles Austreten der Luft, so daß die Pumpe langsam auf Druck kommt.

Hinzu kommt noch, daß die ölfüllung eines derartigen Reglers nach längerem Stillstand sich abgekühlt hat. In kühlem Zustand sind aber die im Reglerbau üblichen Öle sehr zähflüssig, so daß auch das Ansaugen des Öls durch die Saugöffnung der Pumpe mit erheblichem Widerstand verknüpft ist. Es hat dies zur Folge, daß die Störungen insbesondere

bei stark abgekühlten Reglern und bei Aufstellung der Regler in kühlen Räumen in besonders starkem Maße hervortreten.

Gemäß vorliegender Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch beseitigt, daß i\& Pumpe eine Zahnradpumpe verwendet wjr<f* die aus einem gemeinsamen Sonnenrad und; einer der Zahl der Einzelpumpwerke entsprechenden Anzahl von um dieses Sonnenrad angeordneten Planetenrädern besteht. Dabei ist die Pumpe als solche durchaus bekannt und nicht Gegenstand der Erfindung.

Wenn bei einer solchen Pumpe nun auch nach wie vor eine völlige Unabhängigkeit der Öllieferung jeder aus dem Sonnenrad und einem Planetenrad gebildeten Einzelpumpe besteht, so ist doch andererseits klar, daß niemals nur eine einzige Förderstelle der Pumpe nach Vertreibung der Luft aus dem dazugehörigen Saugrohr in Betrieb kommen kann, ohne daß nicht auch sofort die anderen Eingriffsstellen der Zahnradpumpe Öl erhalten. Dies erklärt sich daraus, daß die Ölmenge, welche nach erfolgter ölfüllung eines Zahnradpaares, in diesem Falle eines Planetenrades und des zugehörigen Sonnenrades auf der Saugseite dieses Pumpenelementes angesogen wird, sich in zwei Ströme s"paltet. Der eine Strom wird von den Zahnlücken des Planetenrades mitgeschleppt und der vorhergehenden Eingriftsstelle wieder zugeführt. Der andere Ölstrom jedoch wird in den Zahnlücken des Sonnenrades weitergetragen zur Eingriffsstelle des nahestehenden Planetenrades oder Pumpenelementes: Auf diese Weise wird das zweite Pumpenelement zwangläufig mit einer Ölmenge versorgt, die unter allen Umständen genügt, um die Lücken der Verzahnung an der Eingriffsstelle und die Spielräume der Zahnräder mit Öl auszufüllen. Dieses Pumpenelement wird damit in die Lage versetzt, sofort die etwa noch vorhandenen Luftreste aus dem dazugehörigen Saugrohr selbst mit einer gewissen Druckentwicklung in den dazugehörigen Druckanscliluß zu fördern, und damit wird auch dieses zweite Pumpenelement praktisch sofort nach dem zuerst in Betrieb genommenen Pumpenelement in Betrieb gesetzt. Ähnlich wird auch das dritte Planetenrad mit einem Ölstrom versehen, wenn das vorhergehende in Betrieb genommen ist, und es steht jedenfalls fest, daß bei einer derartigen Pumpe niemals nur ein einziges Pumpenelement Öl fördern kann, während die anderen noch durch Anwesenheit von Luft im Saugrohr an der Aufnahme ihrer ölförderung verhindert werden.

Eine weitere Vervollkommnung im Sinne einer Sicherstellung des Betriebes beim Anlassen der Maschine erfährt der selbsttätige Regler gemäß der Erfindung, wenn die Drosselstelle, welche die Druckhöhe imSteuerölkreislauf bestimmt, zwischen scharfen Kan-.} ten gebildet ist, die mit Bezug aufeinander ?&!i,rch in drehender Bewegung befinden. Die ■WtJ'rosselstelle muß ziemlich eng sein, wenn i^ine genügende Druckentwicklung und eine genügende Unabhängigkeit der Druckentwicklung von den veränderlichen Widerständen in den dazugehörigen Kanälen erreicht werden soll. Bei Anwendung einer solchen Drosselstelle zeigt sich nun aber, daß die üblichen Öle, wenn sie kalt sind, fast gar nicht mehr durch diese Brosselstelle hindurchlaufen, da in der Nähe des Stockpunktes die öle sich nicht mehr wie zähe Flüssigkeiten verhalten, sondern eine merkliche Festigkeit wie ein fester Körper aufweisen. Wird nun die Drossel stelle zwischen bewegte Maschinenteile, insbesondere auch die Kanten einer rotierenden Pumpenwelle und eines darüber- oder hineingesteckten Schiebers verlegt, so wird das öl an dieser Stelle bei Beginn der Rotation der Pumpe gerade infolge seiner Zähflüssigkeit oder seiner Eigenschaften als fester Körper in kurzer Zeit erwärmt, damit der Ausfluß des Öls aus der Drosselstelle eingeleitet, und zwar auch dann, wenn das öl eigentlich schon erstarrt ist. Man kann sich diese Erscheinung auch so vorstellen, daß die feinen Kristallkörper der Paraffinbestandteile, welche mit ihrer Erstarrung gewöhnlich das Festwerden des Öls veranlassen, in dem Augenblick in kleine Bruchstücke zerrieben werden, in welthem die Pumpe in Betrieb gesetzt wird, da die gegeneinander beweglichen Teile der Drosselstelle wie ein Mahlwerk wirken, sobald irgendein fester Körper dahingelangt. Diese letztere Eigenschaft wirkt sich naturgemäß auch dann günstig aus, wenn während des Normalbetriebes feste Fremdkörper in das öl gelangt sind.

Die Abb. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform des Reglers gemäß der Erfindung, Abb. 2 einen Schnitt nach Linie A-B der Abb. 1. Das mittlere Sonnenrad *S" der Zahnradpumpe steht mit 3 Planetenrädern P₁, P₂, P_s im Eingriff. Die Zahnradpumpe no gestattet drei getrennte ölströme zu erzeugen. Die öllieferung des Planetenrades P₁ wird dazu benutzt, um das Meßorgan M zu steuern. Zu diesem Zwecke wird der ölstrom von P₁ in die Nut JV₁ eingeführt. Aus dieser Nut kann der ölstrom nur bei dem Spalt J₁, der durch eine Längsbohrung mit N₁ in Verbindung steht, entweichen. Je nachdem der Spalt J₁ durch Verstellung des Schiebers S₁ mehr oder weniger geöffnet wird, wird die Drehzahl, bei welcher sich vor dem Spalt J₁ in der Längsbohrung ein bestimmter Druck

einstellt, wie er nötig ist, um den unter Federdruck stehenden .Manometerkolben M anzuheben, verschieden sein. Das Innere des becherartig den Wellenstumpf des Planeten-::- rades P₁ umschließenden Manometerkolbens M ist dabei durch eine Verlängerung der Längsbohrung, welche JV₁ und S₁ verbindet, an die Öldruckentwicklung bei S₁ angeschlossen. Versieht man weiter die Wellenstümpfe der

ίο Planetenräder P₂ und P₃ gleichfalls mit entsprechenden Nuten N₂ bzw. ZV₃ (nicht gezeichnet) und Auslaßschlitzen S₂ bzw. s_s (nicht gezeichnet), so läßt sich durch eine mechanisch unter Vermittlung einer auf dem verlängerten Wellenstumpf des Sonnenrades ohne Längsreibung gleitenden Hülse H hergestellte Verbindung des Manometerkolbens M mit den mit den Auslaßschlitzen S₂ und s_s zusammen arbeitenden

zo Steuerschiebern S₂ und S₃ (nicht gezeichnet) ein Hilfsmotor bekannter Art aufbauen. Es sind dabei die Schieber S₂ und S₃ so auszuführen, daß bei Rechtsbewegung der Hülse H der eine Schieber den zugehörigen Schlitz öffnet, während der andere den ihm zugeordneten Schlitz schließt und bei Linksbewegung der Hülse H die umgekehrten Bewegungsvorgänge eingeleitet werden.

Der Regler kann, was aber nicht Gegenstand der Erfindung, im übrigen auch noch mit mechanischen oder hydraulischen Rückführeinrichtungen versehen werden, die beispielsweise durch mechanischen Druck auf der Hülse H wirken, oder es kann die Ver- bindung zwischen der Hülse H und dem Meßkolben M oder den Hülsen S₁ und S₂ als Schraubenfläche gestaltet sein, die bei einer Verdrehung der Hülse H eine Relativbewegung zwischen dem Manometerkolben M und den Steuerhülsen S₁ und JT₂ bewirkt.

Claims (2)

1. Patentansprüche':

   i. Selbsttätiger Regler für großen Regelbereich mit einer die Drehzahlschwankungen der zu regelnden Maschine mitmachenden Zahnradpumpe, einer einstellbaren Drosselstelle in der Druckleitung dieser Steuerpumpe und einem oder zwei Pumpwerken für die Speisung eines hydraulischen Hilfsmotors, gekennzeichnet durch die Verwendung einer aus einem Sonnenrade sowie einer der Zahl der zur Verwendung kommenden Einzelpumpwerke entsprechenden Anzahl von um dieses Sonnenrad angeordneten Planetenrädern bestehenden Zahnradpumpe.
2. 2. Selbsttätiger Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Drosselstelle zwischen scharfen Kanten gebildet ist, die sich mit Bezug aufeinander in drehender Bewegung befinden.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen