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Regeleinrichtung für Kraftmaschinen mit einem auf die Treibmittelzufuhr
einwirkenden Regler Auf vielen Verwendungsgebieten werden Kraftmaschinen stark wechselnden
Betriebsbedingungen unterworfen. Es kann z. B. die Forderung gestellt sein, daß
eine Maschine, die bei einer bestimmten normalen Drehzahl ein Vollastdrehmoment
entwickelt, beim Betrieb mit geringerer Drehzahl nur ein kleines Drehmoment ausüben
kann, oder auch umgekehrt, daß die Maschine bei der normalen Drehzahl nur bis zu
einem mittleren, bei einer kleineren Drehzahl dagegen bis zu einem großen Drehmoment
belastbar sein soll. Weiterhin kann von der Maschine verlangt werden, daß sie bei
gleichbleibender Drehzahl verschiedene in ihrer Größe begrenzte Drehmomente entwickelt,
oder auch umgekehrt, daß sie bei einem bestimmten größten Drehmoment verschiedene
bestimmte Drehzahlen innehalten soll. Derartig abwechslungsreiche Betriebsbedingungen
treten namentlich bei Kraftmaschinen auf, die dem Verkehr dienen, also bei Antriebsmotoren
für Schiffe, Kraftwagen o. dgl. Aber auch Betriebsverhältnisse besonderer Art können
bestimmte Abhängigkeiten zwischen dem größten, von der Maschine auszuübenden Drehmoment
und der Drehzahl wünschenswert machen, z. B. wenn eine Kraftmaschine abwechselnd
verschiedenartige Einrichtungen antreiben soll, etwa einmal ein Pumpwerk, ein anderes
Mal einen elektrischen Stromerzeuger, dann wieder ein Hebezeug usw. Bei den hier
allein in Frage kommenden Maschinen mit selbsttätiger Drehzahlregelung sind folgende
Einrichtungen zur Veränderung des Verhältnisses zwischen dem jeweils größten ausübbaren
Drehmoment und der Drehzahl bekanntgeworden.
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z. Einrichtungen mit zwei voneinander unabhängigen Stellgliedern,
von denen das eine den Regler und dadurch die Drehzahl, das andere die Treibmittelzufuhr,
also das Drehmoment beeinflußt. Mit einer solchen Einrichtung lassen sich alle gewünschten
Verhältnisse zwischen Drehmoment und Drehzahl ganz unabhängig voneinander einstellen.
Es besteht aber der Nachteil, daß zwei Stellglieder gesondert voneinander zu bedienen
sind, was zu Bedienungsfehlern führen kann und umständlicher und zeitraubender ist,
so daß eine z. B. in Fällen plötzlicher Gefahr oft wünschenswerte schlagartige Veränderung
des bestehenden Verhältnisses kaum möglich ist.
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z. Einrichtungen mit nur einem Stellglied, das die Veränderung des
Verhältnisses zwischen Drehmoment und Drehzahl herbeiführt. Die Veränderung der
Drehzahl erfolgt hierbei in üblicher Weise durch Verstellen eines Widerlagers der
Reglerfeder, also durch Änderung der Federkraft. Diese Direhzahlverstelleinrichtung
wirkt gleichzeitig auf einen verstellbaren Anschlag ein, der den in Richtung größerer
Treibmittelzufuhr
erfolgenden Muffenhub begrenzt und so das von
der Maschine jeweils ausübbare größte Drehmoment bestimmt. Die Einrichtung ermöglicht
zwar eine einfache Bedienung, sie läßt aber stets nur ein und dieselbe Gesetzmäßigkeit
zwischen Drehzahl und Drehmoment zu, z. B. Verringerung des größten ausübbaren Drehmomentes,
wenn die Drehzahl einen bestimmten Wert überschreitet, und ihre Anwendung ist deshalb
auf Sonderzwecke beschränkt, wie z. B. Erzielung weichen Laufs der Maschine oder
die Vermeidung einer ungünstigen Brenngemischbildung.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist nun die Schaffung einer Einrichtung,
die nicht nur eine bestimmte, sondern beliebige Gesetzmäßigkeiten zwischen Drehzahl
und größtem ausübbaren Drehmoment ermöglicht, so daß eine damit ausgestattete Maschine
auch ganz verschiedenartigen Betriebsanforderungen zu genügen vermag. Hierzu wird
eine Regeleinrichtung ähnlich der letzterwähnten bekannten Art vorgesehen.
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Erfindungsgemäß wird bei dieser Regeleinrichtung die Lage des von
außen her verstellbaren Federwiderlagers und die Lage des den Muffenhub begrenzenden
Anschlages durch gemeinsam verstellbare Kurvenbahnen bestimmt, :die entsprechend
den verschiedenen von der Maschine zu erfüllenden Betriebsbedingungen gestaltet
sind und von denen die eine den Muffenhub begrenzt und dadurch das von der Maschine
jeweils. ausübbare größte Drehmoment festlegt, wärend beide gemeinsam die Höhe der
Federkraft, also die jeweils vom Regler einzustellende Drehzahl der Maschine bestimmen.
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Fernerhin kann die Einrichtung nach der Erfindung auch noch so beschaffen
sein, daß mittels des gemeinschaftlichen Stellgliedes für die Kurvenbahnen auch
das Anlassen und Abstellen und gegebenenfalls das Umsteuern der Kraftmaschinen gesteuert
werden kann. Es lassen sich dann alle an einer solchen Maschine im Betrieb vorzunehmenden
Einstellungen durch Verstellen dieses einzigen Stellgliedes herbeiführen, wodurch
insbesondere die Bedienung wesentlich vereinfacht wird.
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An Hand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele
und Diagramme soll im folgenden die Erfindung noch näher veranschaulicht werden.
Die Abb.1, 2, 3 und 5 zeigen im Aufriß verschiedene Möglichkeiten der Ausgestaltung
der Regeleinrichtung, die Abb. 4 ünd 6 zeigen die Kurvenbahnpaare der Einrichtung
nach den Abb. 3 und 5 und im Grundriß.
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Die Abb. 7 bis io zeigen Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise
und Anwendungsmöglichkeit der Regeleinrichtung gemäß der Erfindung.
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Übereinstimmende Teile sind in allen Abbildungen mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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Mit der Reglerwelle i, die von der zu regelnden Mäschinen angetrieben
wird, laufen die Fliehgewichte 2 eines Fliehkraftreglers um, die ihre Schwingbewegung
auf eine Muffe 3 übertragen. Der Fliehkraft dieser Gewichte wirkt eine Feder 4 entgegen,
die sich einerseits gegen den Federteller 5 dieser Muffe 3, andererseits gegen den
in Richtung der Federkraft verschiebbaren Federteller 6 abstützt. Zur Verschiebung
des Federwiderlagers einerseits und zur Begrenzung des Hubes der Reglermuffe 3 andererseits
dienen zweiarmige Hebel 7, 8 und z 1, 12, die j e um einen festliegenden Drehpunkt
g bzw. 13 schwingbar sind. Der Arm 7 des erstgenannten Hebels erfaßt die Muffe 3
mit dem Federteller 5, der Arm i i des anderen Hebels den anderen Federteller 6.
Die Enden der anderen Hebelarme 8 bzw. 12 legen sich mit Rollen io bzw. 14 gegen
Kurvenbahnen, die durch ein gemeinschaftliches Schaltglied 2o, 21 verstellbar sind,
derart, daß durch Verstellen dieses Gliedes die Abstützpunkte der Hebelrollen io
und 14 an den Kurvenbahnen in bestimmter Weise gegeneinander verstellt werden. Der
zweiarmige Hebel 7, 8 dient gleichzeitig dazu, jede Verstellung der Reglermuffe
3 auf die nicht dargesteUte Einrichtung zur Abmessung der der Maschine jeweils zuzuführenden
Treibmittelmenge zu übertragen. Zu dem Zweck ist an diesen Hebel 7, 8 ein Übertragungsglied
22 angeschlossen.
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Die Abb. i bis 6 zeigen verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten der
zur Verstellung der Federstützpunkte dienenden Kurvenbahnen.
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Im Beispiel nach Abb. i bestehen die Kurvenbahnen aus geradlinig verschiebbaren
Nocken 15, 16, die mittels Schubstangen 17, 18 j e an einen Arm des zweiarmigen,
um den festliegenden Drehpunkt i9 schwingbaren Hebels 2o angeschlossen sind. Dieser
Hebel 2o dient zugleich als Stellglied und trägt zu diesem Zweck eine Handhabe 21.
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Bei der Einstellung des Hebels 2o in die gestrichelt ;gezeichnete
Läge 1-I hat der Nocken 15 seine höchste, der Nocken 16 seine tiefste Stellung.
Hierbei kann die Reglermuffe 3 unter dem Druck der Feder 4. bis in ihre tiefste
Lage zurückgehen, der das größte vom Motor ausübbare Drehmoment entspricht. Der
Federteller 6 ist nach unten verschoben, die Feder 4 also stark gespannt und die
Drehzahl demzufolge hoch.
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Bei der Verschwenkung des Stellgliedes
20 in die voll
gezeichnete mittlere Lage 11-II verschiebt sich die Kurvenbahn 15 nach unten, der
Hebelarm 8 'erfährt einen Ausschlag nach links, der andere Hebelarm 7 hebt sich
demzufolge um ein gewisses Stück an. Der Regler ist in dieser Stellung durch den
vom Nocken i5 gebildeten Anschlag verhindert, seine Muffe 3 in die Vollastlage zu
bringen. Durch diese Verschwenkung des Hebels 7, 8 wird also der vom Regler einstellbare
Größtbetrag der Treibmittelzufuhr und demzufolge auch das von der Maschine ausübbare
Drehmoment verringert.
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Beim Weiterverschwenken des Hebels 2o in Richtung auf die Stellung
III-III wird der Hub der Reglermuffe noch weiter eingeschränkt und demzufolge auch
das Drehmoment der Maschine noch weiter verringert, bis schließlich beiErreichung
derLageIII-III des Stellgliedes 2o die der Maschine maximal zuführbare Treibmittelmenge
und dementsprechend das Drehmoment einen bestimmten Kleinstwert erreicht hat, der
im Grenzfalle so gering (bis herab zu Null) sein kann, daß die Maschine hierbei
zum Stillstand kommt.
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Das Stellglied 2o kann aber auch noch, etwa vermittels des Hilfsarmes
23 und des Gestänges 2,4, mit einem besonderen; nicht gezeichneten Absperrglied
für das Treibmittel verbunden sein, derart, daß dieses Absperrglied kurz vor Erreichung
der Lage III-III des Hebels 2o geschlossen bzw. beim Verschwenken aus der Lage III-III
geöffnet wird. Die Maschine kann dann einfach durch Verschwenken des Stellglieds
bis in die Lage III-III stillgesetzt und bei Verschwenkung im entgegengesetzten
Sinne in Richtung auf die Lage I-I wieder angelassen werden.
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Die Kurvenbahn 16 hat bei der Verschwenkung des Stellgliedes 2o aus
der Stellung I-I in die Stellung II-II eine Verschiebung nach oben erfahren und
dadurch dem Hebelarm 12 des zweiarmigen Hebels 11, 12 einen Ausschlag nach links
erteilt. Der Federstützpunkt 6 ist demzufolge gegenüber seiner Lage bei der Stellgliedstellung
I-I nach oben verschoben. Da in dem dargestellten Beispiel die Kurvenbahn 16 steiler
als die Kurvenbahn 15 ist (Abb. i), so ist die Verschiebung des Stützpunktes 6 auf
alle Fälle größer als die des Endpunktes des Hebelarmes 7. Die Reglerfeder q. ist
also um -ein gewisses Stück entspannt worden, so daß zur Überwindung der Federkraft
jetzt nur noch kleinere Fliehkräfte erforderlich sind, denen auch eine kleinere
Regeldrehzahl entspricht. Die Maschine läuft also bei der Einstellung des Stellgliedes
2o in die Stellung II-II mit kleinerer Drehzahl und mit geringerem Größtdrehmoment
als bei der Einstellung auf die der normalen Leistung entsprechende Stellung I-I.
Sie bleibt aber unter dem Einfluß des Reglers, der im Falle einer Abnahme des widerstehenden
Drehmomentes die Treibmittelzufuhr verringert, wobei die Rolle io von der Kurvenbahn
15 frei abgehoben wird, während der Federstützpunkt 6 und die Rolle 14 ihre Lage
unverändert beibehalten.
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Im Beispiel nach Abb. 2 sind die Kurvenbahnen als mit dem Stellgliede
2o fest verbundene, um dessen Drehpunkt i9 schwenkbare Nocken 25 und 26 ausgebildet.
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Die Regeleinrichtung ist in der Einstellung I für normales Vollastdrehmoment
und normale Regeldrehzahl dargestellt, bei welcher der Regler den Stützpunkt 5 im
ganzen Bereich zwischen Höchstlast und Leerlauf verstellen kann, während der Stützpunkt
6 in unveränderter Lage bleibt. Die Wirkungsweise bleibt dieselbe wie bei dem Gegenstand
nach Abb. i.
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Soll eine Maschine mehreren erheblich verschiedenen Betriebsbedingungen
genügen, so können mehrere voneinander verschiedene Kurvenbahnpaare vorgesehen werden,
die abwechselnd zur Einwirkung auf die übrige Einrichtung kommen. Die Abb. 3 und
Abb..I zeigen eine solche Anordnung. Außer dem Kurvenbahnpaar 25 und 26 ist hier
ein zweites Paar 30 und 31 auf der Achse i9 des Schaltgliedes 2o vorgesehen,
so daß diese beiden Paare abwechselnd, z. B. durch axiale Verschiebung, mit den
Hebeln 7, 8 und i i, 12 in Verbindung gebracht werden können.
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Die Abb. 5 und 6 zeigen eine Regeleinrichtung für umsteuerbare Maschinen,
bei denen das zur Verstellung der Kurvenbahnen dienende Schaltglied 2o gleichzeitig
auch zum Anlassen, Umsteuern und Abstellen der Maschine benutzbar sein soll. Da
hierzu, je nach dem gewünschten Drehsinn, ein Verschwenken des Schaltgliedes 2o
aus einer Mittellage III in die eine oder andere Seitenlage, z. B. in Lage I' für
Vorwärtsgang bzw. in Lage I" für Rückwärtsgang, erforderlich ist, müssen auch die
Kurvenbahnen sich von einer Mittellinie V-V aus nach beiden Richtungen des Umfanges
der N ockenscheibe erstrecken, etwa in Form von Doppelnocken 25', 25" und 26', 26",
deren einzelne Nocken, je nach den vorliegenden Betriebsbedingungen, entweder spiegelbildlich
gleich oder auch voneinander verschieden gestaltet sind. Dies bedingt aber einen
Schwenkwinkel des Stellgliedes 2o' von doppelter Größe. Falls sich die Doppelnocken
infolge dieses großen Schwenkwinkels nicht mehr auf dem Umfang einer Scheibe unterbringen
lassen, kann man für die Kurvenbahnen zwei Nockenscheiben vorsehen, von denen die
eine Scheibe 32 die Nocken 25', 25" für die Begrenzung des Hubes der Reglermuffe
3, die andere Scheibe
33 die Nocken 26', 26" für die Verstellung
des Federstützpunktes 6 trägt. Die Scheiben 32, 33 sind in axialer Richtung versetzt
auf der Achse z9 des Stellgliedes 2o befestigt (Abb. 6).
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Die Diagramme gemäß den Abb.7 bis ro dienen der näheren Erläuterung
der Wirkungsweise und der Anwendungsmöglichkeiten der Regeleinrichtung nach der
Erfindung.
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Abb. 7 zeigt das Kraft-Weg-Diagramm der Reglerfeder. Die Linie a-c,
die sog. Charakteristik der Reglerfeder, zeigt also den Verlauf der Federkraft in
Abhängigkeit von der Federzusammendrückung;` im dargestellten Beispiel ist diese
Charakteristik eine einfache Gerade, es sind aber auch Federn mit anderer Charakteristik,
z. B. gebrochene oder gekrümmte Linie, verwendbar. Die Strecke a-f = Q1 stellt
die Anfangszusammendrückung für Vollast bei normaler Drehzahl, die Streckef-g die
entsprechende Vorspannung der Feder, die Strecke f-b = na den Muffenhub des
Reglers und die Strecke b-c die Endspannung der Feder bei größtem Muffenhub na,
für Leerlauf bei normaler Drehzahl, dar.
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In den Abb.8 bis 1o veranschaulicht die waagerechte Linie s-t den
Verstellweg, z. B. Schwenkwinkel, der Verstelleinrichtung, die Ordinaten
h der Linie k-t stellen die den einzelnen Punkten des Verstellweges entsprechenden
Verschiebungen des die Verstellung der Reglermuffe 3 begrenzenden Anschlages dar
und entsprechend die Ordinaten H der Linie i-t die Verschiebungen des Federstützpunktes
6. Dabei ist angenommen, daß der Punkt t der Einstellung auf größtes Drehmoment
(Vollast) bei normaler Drehzahl entspricht. Die zwischen den Linien k-t und i-t
liegenden Ordinatenabschnitte q" stellen also jeweils die sich ergebende Änderung
der im Punkt t vorhandenen Anfangszusammendrückung der Reglerfeder dar. Für einen
beliebigen Punkt x der Strecke s-t, also für einen Verstellweg von der Größe t-x
(Abb. 8), wird z. B. diese Änderung der Anfangszusammendrückung der Feder qx
= Hx -hx. Die Größe q" bedeutet eine Entspannung der Reglerfeder, die resultierende
Zusammendrückung Qx _ ergibt sich demnach zu. Qx = Q1 - gx = a- f -@-- hx
- Hx.
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Die Vorspannung der Feder sinkt von dem Wert f-g auf den Betrag fx
gx (Abb. 7).
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Bei einer Verschiebung des Anschlages für die Reglermuffe 3 um den
vollen Muffenhub m (Punkt k) wird der dann noch mögliche Muffenhub gleich Null,
also auch die Treibstoffzufuhr und somit das von der Maschine ausübbare Drehmoment
gleich Null.
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In Zwischenstellungen des Anschlages für die Reglermuffe 3 verhalten
sich die von der Maschine ausübbaren Drehmomente (wenigstens angenähert) wie die
in diesen Stellungen noch möglichen Muffenhübe. Die Größe des jeweils noch möglichen-
Muffenhubes ist also zugleich ein Maß für das jeweils von der Maschine ausübbare
Drehmoment.
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Zieht man sonach in den Abb. 8 bis to im Abstand des Muffenhubes m
zur Linie s-t eine Parallele v-w, so veranschaulichen die Ordinatenabschnitte der
durch Schraffierung hervorgehobenen Flächen zwischen den Linienzügen v-w und k-t
die den einzelnen Punkten des Verstellweges s-t zugeordneten, von der Maschine ausübbaren
Drehmomente, .so ist beispielsweise dem Punkt x der Abb. 8 ein Drehmoment proportional
dem Muffenhub nix, dem Punkt y (Abb. 9) ein Drehmoment proportional dem Muffenhub
my zugeordnet., Die jedem Punkt des Verstellweges zugeordnete Drehzahl richtet sich
nach der im betreffenden Punkt herrschenden Federvorspannung und -ist der Quadratwurzel
aus dieser proportional. Die jeweilige Federvorspannung ist bestimmt durch die Differenz
zwischen der Normalvorspannung (Strecke f-g in Abb. 7) und der durch den Abstand
q der Linien k-t und i-t bestimmten Spannungsänderung, z. B. Strecke q,. im Punkte
x des Verstellweges s-t in Abb. B. Je größer der Abstand q ist, um so kleiner ist
also die resultierende Federvorspannung, um so kleiner ist demnach die Drehzahl,
und umgekehrt.
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Von den unbeschränkten Veränderungsmöglichkeiten der Regeleinrichtung
hinsichtlich der Drehmomente und Drehzahlen veranschaulichen die Abb.8 bis To einige
Beispiele für die Anwendung der Einrichtung.
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Das Diagramm nach Abb.8 bezieht sich beispielsweise auf eine nicht
umsteuerbare Schiffsantriebsmaschine, die folgenden Betriebsbedingungen entsprechen
soll: Große Veränderbarkeit der Fahrgeschwindigkeit des Schiffes, somit gleichzeitige
Veränderung von Drehmoment und Drehzahl im gleichen Sinne, d. h. abnehmende Drehzahl
bei abnehmendem Drehmoment, und umgekehrt, schnellster Reglereingriff bei allen
Drehzahlen im Falle plötzlicher Entlastung der Maschine durch Austauchen des Propellers
bei rollender See.
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Bei einer Verstellung von t (volles Drehmoment, höchste Drehzahl)
nach s zu, nehmen Drehmoment und Drehzahl und dementsprechend die Fahrgeschwindigkeit
ständig ab. Im Punkt s ist die Fahrgeschwindigkeit Null erreicht. In den Zwischenstellungen,
z. B. in x, wirkt der Regler so, daß er die durch die eingestellte Federvorspannung
bestimmte Drehzahl stets aufrechtzuerhalten sucht, indem er beim Beharrungszustand
die größte der Strecke n-o entsprechende Treibmittelzufuhr
einstellt,
die nach dem Verschieben des Anschlages für die Reglermuffe 3 um die Strecke
lax in die Stellung st noch möglich ist.
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Erfährt nun die Maschine durch Austauchen des Propellers eine plötzliche
Entlastung, so hebt sich. durch die ausschwingenden Reglergewichte 2 die Rolle io
von der Kurvenbahn i $ bzw. 25 ab (Abb. i und 2) und die Muffe 3 geht in die Leerlaufstellung
(Punkt o), bei der die der Strecke b, -c, (Abb. 7) entsprechende Federspannung herrscht.
Da diese Federspannung beträchtlich kleiner ist, als die dem Leerlauf bei höchster
Drehzahl entsprechende Federspannung b-c, so ergibt sich daraus, daß die neue Regeleinrichtung
bei verlangsamter Fahrt beim Aus- und Eintauchen des Propellers schneller eingreift
als ein normaler, nur die höchste Drehzahl begrenzender Regler, und daß die in solchen
Fällen eintretenden plötzlichen Drehzahlschwankungen stark vermindert werden.
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Das Beispiel nach Abb. 9 bezieht sich auf eine nicht umsteuerbare
Maschine, die folgende Aufgaben zu erfüllen hat: Mit einem beliebigen, im Bereiche
zwischen Leerlauf und Vollast liegenden Drehmoment soll sie einen Drehstromerzeuger
mit einer genau einzuhaltenden Drehzahl antreiben, die nahezu der höchsten Maschinendrehzahl
gleichkommt. Andererseits soll sie zeitweise zum Betriebe eines Pumpwerkes dienen,
das ein etwas kleineres Größtdrehmoment bei erheblich geringerer Drehzahl beansprucht,
und endlich soll sie zu wieder anderen Zeiten allgemeine Betriebseinrichtungen antreiben,
die bei einer mittleren, stets gleichbleibenden Drehzahl je nach der von Zeit zu
Zeit verschiedenen Belastung des Betriebes ein verschiedenes Drehmoment beanspruchen,
das etwa zwischen Vollast und %-Last einstellbar sein soll.
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Der Punkt s des Stellweges s-t (Abb. 9) entspricht der Lage III des
Stellgliedes 2o, in welcher ein besonderes Absperrglied (a4, Abb. i) die Treibmittelzufuhr
abgeschlossen hat (Haltlage der Maschine). Im Punkt t des Stellweges bei der Stellgliedlage
I ist dagegen größte Treibmittelzufuhr und daher das größte Drehmoment entsprechend
dem vollen Muffenhub na bei höchster Drehzahl möglich. Bei einer Verstellung des
Stellgliedes 2o von t nach z wird nur der Federstützpunkt 6 verschoben,
während der Anschlag für die Reglermuffe seine Lage beibehält, demzufolge bleibt
das Größtdrehmoment unverändert, dagegen nimmt die Drehzahl etwas ab, entsprechend
der Verminderung q" der Federzusammendrückung. In dem Verstellbereich von
t bis z kann daher die vorgeschriebene Regeldrehzahl des Drehstromerzeugers
genau eingestellt werden, die zwischen den Drehzahlen bei den Stellungen t und z
liegt. Die Belastung kann dabei, da zwischen t und z
der volle Muffenhub
m verfügbar ist, zwischen Vollast und Leerlauf beliebig schwanken. ,
In dem
für den Antrieb der allgemeinen Betriebseinrichtungen vorgesehenen Verstellbereich
zwischen den Punkten z und y bleibt die Drehzahl unverändert, da in diesem Gebiet
die beiden Linienzüge k-z-t und i-t so verlaufen, daß ihr senkrechter Abstand q,
voneinander .stets gleichb7eibt. Die Größtdrehmomente nehmen aber bei der Verstellung
von z nach y im Verhältnis von en zu way ab und ermöglichen
dadurch eine passende Wahl der Einstellung entsprechend der jeweiligen Belastung
des Betriebes.
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Bei der Verstellung von Punkt y bis Punkt p
nimmt das
Größtdrehmoment wieder zu und bleibt von p nach s unverändert in einer Größe entsprechend
dem etwas verkleinerten Muffenhub An, die für den Pumpwerksantrieb geeignet ist,
während die Drehzahl im Gebiete von y bis s sich entsprechend dem hier zunehmenden
Abstand der Linien k-t und i-t verringert. Damit sind die Betriebsbedingungen dieses
Beispiels erfüllt.
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Das Beispiel nach Abb. io zeigt ein Verstelldiagramm der Kurvenbahnen
einer Regeleinrichtung, die sich für die Hauptmaschine eines Fischereifahrzeuges
eignet, die auch zeitweise dem Betriebe der Netzwinde dienen soll und dementsprechend
folgenden Betriebsbedingungen genügen muß: Umsteuerbarkeit der Maschine; ferner
wie im Beispiel nach Abb.8 große Veränderbarkeit der Fahrgeschwindigkeit des Schiffes,
somit gleichzeitige Veränderung von Drehmoment und Drehzahl im gleichen Sinne, d.
h. abnehmende Drehzahl bei abnehmendem Drehmoment, und umgekehrt; schnellster Reglereingriff
bei allen Drehzahlen im Falle plötzlicher Entlastung der Maschine durch Austauchen
des Propellers bei rollender See und schließlich bei dem Betrieb der Netzwinde großes
Drehmoment bei kleiner Drehzahl.
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Wie bereits an Hand der Abb. 5 erläutert, müssen bei umsteuerbaren
Maschinen die den verschiedenen Drehrichtungen zugeordneten Kurvenbahnen von einer
Mittellinie V-V aus nach beiden Verstellrichtun.gen verlaufen. Beim Beispiel nach
Abb. io ist angenommen, daß in der Haltlage (Einstellung III des Stellgliedes 2,o
in Abb. 5) die Hebelrollen io, 14 den Schnittpunkten dieser Mittellinie mit den
betreffenden Nockenpaaren anliegen, daß also die Punkte s und i in der Haltlage
liegen. Die Kurvenbahnen können nach beiden Verstellrichtungen hin, d. h. für Vorwärts-
und Rückwärtsgang, symmetrisch zueinander wie bei den Kurvenbahnen nach Linie verlaufen
oder
auch verschieden gestaltet sein, Wie dies z. B. bei den Kurvenbahnen nach Linie
t'-k-t" der Fall ist. In den beiden Punkten t' und t" des StelIweges,
d. h. bei der Stellg liedlage I' öder I", ist größte Treibmittelzufuhr und daher
größtes Drehmoment m bei höchster Drehzahl der. Maschine, also größte Fahrgeschwindigkeit
des Schiffes, möglich. Bei einer Verstellung von t' nach y' nehmen Drehzahl und
Drehmoment; und dementsprechend die Fahrgeschwindigkeit ständig ab, bis im Einstellpunkt
y' die kleinste gewünschte Fahrgeschwindigkeit erreicht ist. Für dieses Verstellgebiet
t'-y' des Vorwärtslaufes und ebenso für das völlig gleichartige t"-y" des Rückwärtslaufes
gilt also das gleiche wie im Fall der Abb. 8 etwa für die Verstellung von
t bis x, d. h. es dient der Fahrgeschwindigkeitseinstellung des Schiffes
und erfüllt die hierfür geltenden Bedingungen. Die weitere Verstellung von y' über
p' bis s und weiter über p" bis y" ist für den Betrieb der Netzwinde vorgesehen.
Die Drehzahl nimmt in diesem Verstellbereich von y' aus weiter ab entsprechend der
Verminderung der Federzusammendrückung. Letztere erreicht im Punkte s (Haltstellung
III) die Größe qs - k-i und bestimmt dadurch die kleinste Drehzahl der. Maschine.
Das größte ausübbare Drehmoment nimmt von y' bis p' wieder zu und erreicht hier
die für den Betrieb der Netzwinde (Anheben des vollen Netzes) geeignete Größe entsprechend
dem hier möglichen Muffenhub m". Für den Rückwärtsgang der die Netzwinde antreibenden
Maschine (Ablassen des Netzes) ist nur ein kleines Drehmoment erforderlich, so daß
im Bereiches-y" ein kleiner Muffenhub M.' ausreicht. Damit sind auch die Betriebsbedingungen
für die Netzwinde erfüllt. Erwünschtenfalls kann man die Kurvenbahn im Bereiches-y"
auch symmetrisch zur Kurvenbahn des Bereiches s-y'' gestalten (wie gestrichelt gezeichnet),
die Maschine kann dann im Punkte p" ein ebenso großes Drehmoment ausüben wie im
Punkte p'.
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In ähnlicher Weise wie in den erläuterten Beispielen können die verschiedensten
Betriebsbedingungen anderer Kraftmaschinen lediglich durch entsprechende Gestaltung
der beiden Kurvenbahnen erfüllt werden. Die Einstellung läßt sich in allen Fällen
während des Betriebes durch ein einziges Stellglied bewirken, das auch dem Anlassen,
Anhalten und gegebenenfalls Umsteuern der Maschine dienen kann. Die den Betriebsbedingungen
der Maschine entsprechend entwickelten Verstellkurven k-t und i-t sind bestimmend
für die Form der Nocken bzw. Kurvenbahnen, die Ordinaten der Kurve k-t für die Hübe
der Kurvenbahn zur Veränderung des Muffenhubes, die Ordinaten der Kurve i-t für
die Hübe der Kurvenbahn zur Veränderung der Federspannung in Abhängigkeit von dem
Verstellweg s-t.