DE71406C - Geschwindigkeitsregulator für Wasserkraftmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 60: Regulatoren für Kraftmasi l'Ä. i/*J

olnvrh

Patentirt im Deutschen Reiche vom 18. November i8g2 ab.

Die nachfolgend beschriebene Vorrichtung betrifft einen Regulirapparat, der für Wassermotore geeignet erscheint. Das Neue an demselben ist im wesentlichen eine passende Verbindung und Anwendung bereits vorhandener Apparate und' deren Eigenschaften. Es ist neu, dafs zwischen Geschwindigkeitsregulator und Wasserabstellmechanismus zwei Krafteinschaltungssysteme hinter einander eingeschaltet werden, von welchen das vom Geschwindigkeitsregulator beherrschte irgend ein solches mit Selbstabstellung sein kann, während das mit der Kraftzufuhrverstellung in Verbindung stehende auf Frictionsscheiben mit Vierkegelräder -Wendegetriebe (Rotationswendegetriebe) beruht. Hierbei greift der erste Krafteinschalter den zweiten indirect an, während der zweite den Wasserabstellmechanismus direct antreibt, bei Verstellung aber desselben sich durch diesen wieder selbst abstellen läfst.

Fig. ι ist der Aufrifs, Fig. 2 der Grundrifs des Apparates. Fig. 3 ist, wie Fig. 6, 7 und 8, eine Darstellung des hier für den ersten Krafteinschalter gewählten Klinkenkräfteinschalters. Fig. 5 ist eine Ansicht des vom ersten Krafteinschalter beherrschten anderen solchen mit Frictionsscheiben und Rotationswendegetriebe.

Fig. 4 zeigt die Verbindung beider Krafteinschalter, sowie die selbstthätige Abstellvorrichtung des letzteren. Fig. 9 a ist ein sich selbst abstellender Kolbenkrafteinschalter, betrieben durch Flüssigkeit.

Die Anordnung des Apparates ist nun die folgende:

Durch Scheibe a, Welle b und Kegelräder e j, wird ein Geschwindigkeitsregulator B angetrieben. Der für den vom Regulator beherrschten Krafteinschalter gewählte Klinkenkrafteinschalter auf Welle k wird durch Welle b und Excenterstange c ebenfalls betrieben, indem ein Sperrrad d lose auf Welle k hin- und herbewegt wird. Zwei fest mit der Welle k durch Hebel i verbundene Klinken h würden in Sperrrad d eingreifen können, wenn sich nicht dazwischen eine Vorrichtung befände, welche durch Hebel g und Stange/" vom Regulator B in ihrer Stellung gehalten würde.

Diese Vorrichtung am Hebel g hat aber nur eine begrenzte Länge, so dafs bei Verstellung derselben durch Regulator B in bekannter Weise die eine oder andere Klinke h in Sperrrad d einfallen kann, so dafs die Klinken h mittels des festen Hebels i die Welle k verdrehen (Fig. 3, 6, 7 und 8).

In Fig. 9 a ist ein Kolbenkrafteinschalter mit Selbstabstellung gezeichnet, der wie jeder andere Krafteinschalter an Stelle des vorbeschriebenen angewendet werden kann.

Ferner wird durch Antriebswelle b noch die Scheibe / betrieben, welche durch Riemenübertragung Scheibe m bezw. Frictionsscheibe N in Umdrehung setzt. Die Achse der Scheiben Ot und N wird durch einen horizontal schwingenden Hebel O geführt, dessen Achse ρ unter der Mitte der Scheibe / liegt, so dafs bei Schwingung des Hebels O die Achsenentfernung der Scheiben / und m gleich bleibt.

Frictionsscheibe N dreht sich nun in bekannter Weise auf Rollen q, die lose auf Welle s sitzen. Mit jeder der losen Rollen q

ist fest ein Kegelrad r verbunden, welche in zwei Kegelräder u greifen, die lose auf einem Wellenkreuz/¹ sitzen. Dieses Wellenkreuzf¹ ist wieder fest mit Welle 5 verbunden. Wird Frictionsscheibe N horizontal nach rechts oder links geschoben, so dreht sich die eine oder andere Rolle q schneller, wobei sich auch in bekannter Weise Welle s dreht, so dafs durch Räderübersetzung y % eine Drosselklappe C, ein Schieber etc. nach beiden Seiten hin verstellt werden kann.

Der Klinkenkrafteinschalter verstellt nun aufser Welle k auch den mit ihr fest verbundenen Hebel v, Schienen w und Hebel x. Dieser Hebel χ ist nun mit Arm O so verbunden, dafs er die Frictionsscheibe N verschieben kann, wenn Hebel χ im Punkt β festgehalten wird. Dies letztere geschieht nun dadurch, dafs Hebel χ im Endpunkt β einmal durch Zugver^ bindung D über Rolle E excentrich im Punkt R mit dem Rad ^ verbunden ist, nach der anderen Seite aber durch Gewicht K über Rolle J durch Zugverbindung H in einer bestimmten Lage festgehalten wird. Diese Verstellung der Frictionsscheibe N würde durch Angriff im Punkte α des Hebels χ durch den Krafteinschalter eg hid vor sich gehen, wenn nicht seine Verstellung ruckweise geschehe, bei welcher die Scheibe N und der Arm O . der Trägheit wegen nur wenig folgen können und sofort Brüche entstehen müssen.

Um dies zu verhindern, ist die Uebertragung von Schiene w nach Arm O indirect eingerichtet worden, indem nämlich zwischen Punkt β des Hebels χ und den Zugverbindungen D und H Federn F und G eingeschaltet wurden, die ein Verlegen des Punktes α möglich machen, ohne dafs sofort Arm O und Scheibe N zu folgen brauchen. Aber auch in diesem Falle würde Scheibe N sich nur wenig verschieben lassen, denn sobald die Sperrradbewegung durch e sich umkehrt, können die Federn F und G wieder Punkt α zurückverlegen.

Damit nun die neue Lage von Punkt α erhalten bleibt, ist auf Welle k noch eine Scheibe M festgekeilt, die durch Bremsvorrichtung L mäfsig festgehalten wird. Diese Bremskraft an Scheibe M hat Excenter c zu überwinden. Bei der Rückbewegung desselben können aber die Federn F und G die Scheibe M nicht mehr zurückdrehen. Punkt α bleibt in seiner neuen Lage festliegen, Federn F und G suchen nun ihre Kräfte auszugleichen und drehen hierbei Hebel χ im Punkt α, wobei sich Punkt γ bezw. Frictionsscheibe N verschiebt. Sofort tritt nun der bekannte Vorgang im Umlaufwendegetriebe ein, so dafs Welle s und hiermit Getriebe ^" bis ^, sowie auch Drosselklappe C sich drehen. Dies würde nun endlos vor sich gehen, wenn nicht hierbei auch eine Selbstabstellung in Thätigkeit gesetzt würde.

Wie schon vorher erwähnt, ist Punkt β durch F D und JR mit Rad ^ verbunden, welch letzteres soeben in Drehung versetzt worden ist. Selbstverständlich mufs sich nun auch Punkt R bezw. β durch das Gewicht K verlegen.

Ist nun die Lage von JR so gewählt worden, dafs bei Drehung von Rad ^ Punkt γ wieder zurückgeht, so kommt auch Frictionsscheibe-iV nach und nach wieder in ihre Mittelstellung, wobei die Verstellung von C aufhört. Trotzdem nun alles relativ wieder zur Ruhe gekommen ist, hat sich bei einem anderen Stande des Regulators B auch die Drosselklappe C anders gestellt.

Kurz wiederholt, ist der Vorgang der folgende :

Steht Rad \ still, so steht auch Regulirstange / und Welle k still, während sich die Theile abeBlmNqr und u drehen und Theile c und d oscilliren.

Angenommen, durch Einrückung eines gröfseren Widerstandes ginge Scheibe α und die übrigen vorher genannten Theile langsamer, so sinken der Regulator B und Stange/, während Hebel g sich dreht. Die Klinke h fällt in das Sperrrad d ein und schiebt sich wieder über den Schutz g. Hierdurch drehen sich die Theile i k m und ν, verschoben wird n>, Hebel χ wird um γ gedreht, Feder F spannt sich und Gewicht K sinkt. Diese Stellung bezw. dieser Vorgang ist durch I markirt. Jetzt wirkt Feder F, m und JV verschieben sich durch Verdrehung von χ um Punkt et, wobei sich Gewicht K wieder hebt. Diese Stellung ist mit II markirt. Jetzt kommt Welle 5 in Thätigkeit. Räder y ζ werden wie C verstellt, durch Rad ^ auch die Theile RDFGH und K. Hierbei geht Punkt β des Hebels χ mit. Letzterer dreht sich dabei um α, wobei auch m und N wieder zurückgehen und ihre Thätigkeit einstellen. Der Apparat hat jetzt die Stellung III herbeigeführt und behält sie auch bei, während sich die Theile ab ede I B m N q r und u wie gewöhnlich weiterbewegen.

Die Regulirung des Motors hat gegenüber dem neuen Widerstände stattgefunden. Dieser Vorgang hat im wesentlichen nur wenige Secunden gedauert. Die Federn G und F lassen nämlich zu, dafs sich Scheibe N längere Zeit in der seitlichen Stellung aufhalten kann. Angenommen, die wirkende Friction betrüge in dieser Lage 6 kg und die relative Peripheriegeschwindigkeit einer Rolle 4 m pro Secunde, so sind sofort 24 Secmkg ohne Unterbrechung thätig zum Verstellen.

Wird Frictionsscheibe N beschwert und die Tourenzahl erhöht, so vergröfsert sich dem-

gemäfs die Leistung, besonders wenn man auch das Uebersetzungsverhältnifs y % verkleinert. Arbeitet der Klinkenkrafteinschalter zu schnell, so lüftet man Bremse L etwas, wodurch die Federn G und F im Stande sind, die Scheibe M etwas wieder zurückzuschieben.

Durch Gewicht P am Hebel g kann die Regulatorstellung corrigirt werden.

Behufs Erhöhung der Leistung dieses Apparates können die in Fig. 9 und 10 dargestellten Aenderungen getroffen werden. Der die Scheibe N führende Hebel 0 liegt hier unter dieser. Bei Verschiebung von N wird hier durch diese neue Führung mittels der hierzu nöthigen Kraft die Reibung auf der schnellgehenden gleich arbeitenden Scheibe vermehrt und nicht vermindert, wie dies bei der Lage des Hebels O oberhalb Scheibe N der Fall ist.

Ferner geht aus allen Darstellungen (Fig. 1 bis 8) hervor, dafs, wenn Scheibe N sich genau in der Mitte zwischen den Rollen q befindet, jede Rolle q durch Scheibe N gleichmäfsig belastet ist, verschiebt sich aber N nach einer Seite zu, so verschiebt sich auch der Schwerpunkt der Scheibe. Das Resultat ist, dafs gerade die schnell laufende Rolle q entlastet wird. Hierdurch verringert sich auch die Reibung und daher die Leistung des Apparates. Der höchste Effect kann aber nur erzielt werden, wenn das Gewicht der Theile N und m trotz Verschiebung stets gleichmäfsig auf beide Rollen q vertheilt wird.

Diesen grofsen Vortheil ermöglicht folgende neue Einrichtung, die auch in den Fig. 9 und 10 mit dargestellt ist. Die Scheiben N und m erhalten eine Achsenverlängerung U nach oben. Der oberste Theil von U ist als Napflager V ausgebildet, in welches ein Zapfen hineinreicht, der an einer Stange W sitzt, die in der Nähe der Achsenverlängerung pp am Hauptbock befestigt ist.

Die Stange W wird nun in Stärke und Federung so gewählt, dafs sie bei Verschiebung von N aus der Mittellage diese am Hebel U stets wieder zurückschieben will. Da W durch U neben Verschiebung von N durch das Moment auch ein Kippen von N anstrebt, so kann man alle Verhältnisse so wählen, dafs hier durch die langsam gehende Rolle q dasselbe Gewicht erhalten wird wie durch die schnell gehende Rolle. Beträgt nach dem vorigen Beispiele die Friction der langsam gehenden Rolle q etwa 30 kg bei 6 kg an der schnell gehenden, so ändert sich jetzt durch die Einrichtung (Fig. 9 und 10) der Theile UVW die Reibung, so dafs jede Rolle ungefähr gleich viel erhält. Die Leistung ist dann 18X4 = 72 Secmkg.

Es sei noch bemerkt, dafs die Uebertragung von / nach m auch durch Stirnräder oder konische Räder mit Welle erfolgen kann.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Geschwindigkeitsregulator für Wasserkraftmaschinen , gekennzeichnet durch zwei Krafteinschalter, von welchen der vom Geschwindigkeitsregulator beherrschte ein sich selbst abstellender Krafteinschalter ist, welcher durch Stellzeug auf einen zweiten Krafteinschalter wirkt, der aus Frictionsscheiben in Verbindung mit einem Umlaufwendegetriebe besteht und mit Selbstabstellung durch den von ihm angetriebenen Abstellmechanismus eingerichtet ist.

2. Eine Ausführungsform des unter 1. genannten Regulators, bei welcher, wenn für den vom Geschwindigkeitsregulator beherrschten Krafteinschalter ein solcher mit Klinken und Sperrrad gewählt worden ist, dieser auf den zweiten Krafteinschalter mittels der wechselnden Spannung von Federn (G und F) einwirkt, wobei eine Bremse (L) die Federn (G und F) beeinflufst.

3. Eine Ausführungsform des unter 1. genannten Regulators, bei welcher von dem vom Geschwindigkeitsregulator beherrschten Krafteinschalter neben der Verschiebung von Nm auch durch deren Achsenverlängerung U eine Feder W gespannt wird, welche durch ihre Spannkraft ein Kippen der Scheibe N nach der schnell laufenden Rolle q zu hervorruft, wodurch bei richtiger Wahl der Länge von U_i wie Federung von W eine stets gleiche Belastung beider Rollen q entsteht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.