DE715165C

DE715165C - Regeleinrichtung fuer eine Brennkraftmaschine, welche ueber einen Stromerzeuger und Elektromotor ihre Leistung abgibt, insbesondere fuer den Antrieb von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE715165C
Application number: DES121838D
Authority: DE
Original assignee: Sulzer AG
Current assignee: Sulzer AG
Priority date: 1936-03-05
Filing date: 1936-03-05
Publication date: 1941-12-15

Description

Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine, welche über einen Stromerzeuger und Elektromotor ihre Leistung abgibt, insbesondere für den Antrieb von Fahrzeugen Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine, welche über einen Stromerzeuger und Elektromotor ihre Leistung abgibt, insbesondere für den Antrieb von Fahrzeugen, bei welcher das mit dem Drehzahlregler gekuppelte Gestänge für die Brennstoffzufuhr mit einem Servomotor verbunden ist, welcher die Erregung des Stromerzeugers und somit die Belastung derart beeinflußt, daß jeder Drehzahl ein jeweils gleichbleibendes Drehmoment der Brennkraftmaschine zugeordnet ist, mit einer Sicherheitseinrichtung, derart, daß bei Abfall des Druckes des Servomotordruckmittels die Brennstoffzufuhr unterbrochen wird. Die Erfindung besteht darin, daß auf dem Gestänge zwischen Brennstoffregelglied und Servomotor ein Sicherheitskolben verschiebbar angeordnet ist, auf dessen eine Seite die Kraft einer Feder und auf dessen. andere Seite das Servomotordruckmittel wirkt, so daß einerseits bei Abfall des Druckes des Servomotz)rdruckmittels, wie an sich bekannt, die Brennstoffzufuhr abgestellt wird, indem die Feder den Kolben und nach formschlüssiger Anlage desselben an den Anschlag die Stange und über den Winkelhebel die Pump:enreglerstange verschiebt, und daß andererseits beim Abstellen der Brennstoffzufuhr durch Umlegen des Abstellhebels die Erregung auf ihren Plöchstwert eingestellt wird, indem bei unveränderter Lage des Sicherheitskolbens über Anschlagkolben, Regelstange, Winkelhebel und Stange mit Servomotorsteuerkolben verschoben werden und der Verstellkolben und somit der Erregerwiderstand durch Druckmittelbeaufschlagung verstellt wird. , Bekannt sind verschiedene Ausführungen von Regelungen des Feldes bzw. der Erregung des Generators mittels eines vom Drehzahlregler der Brennkraftmaschine gesteuerten Servomotors. Ausführungen, bei denen der Servomotorkolben zur Verstellung in der einen oder anderen Richtung auf beiden Seiten vom Drucköl beaufschlagt wird, haben den Nachteil, daß der Servomotor und der von ihm betätigte Feldregelwiderstanrl hei Ausfall des Druckmittels für den Servomotor auf irgendeiner Stelle stehenbleiben wird und daß eine Gefahr für starke Überlastung der Brennkraftmaschine entsteht.

Um die Betriebssicherheit derartiger Ausführungen zu verbessern, ist bereits vorgeschlagen, den Servomotorkolben nur einseitig bei Bewegung im Sinne einer Verstärkung der Erregung vom Druckmittel zu beaufschlagen, während die Bewegung in der anderen Richtung durch Federdruck erreicht wird. Diese Ausführungen haben einen

anderen Nachteil, indem der Servomotor für

die Feldregelung heim Anlassen der Brentt-

kraftinaschine den die Erregung beeinflussen-

den Widerstand vollständig eingeschaltet hat..

Dadurch wird insbesondere bei gemischter

Erregung, d. 1i. wenn der Generator mit eitler

ungeregelten Nebenschluß- und einer geregel-

ten Fremderregung versehen ist, die Anfahrt

wegen ungenügender Erregung stark ver-

zögert, da der ServomotDr für die Feld-

regelung längere Zeit braucht, bis er in diE-

Stellung gelangt ist, in welcher der Wider-

stand zur Beeinflussung der Erregung kurz-

geschlossen- ist.

Durch die Erfindung ergibt sich nun der

@-orteil, daß bei Fahrzeugen während des

Anfahrens stets große Zugkraft entwickelt

wird und daß nicht nur die l'rennkraft-

nlaschine abgestellt wird, sobald das Kraft-

mittel für den Servomotor für die Feld-

regelung ausbleibt, sondern auch, daß für die

Feldregelung ein Servomotor finit einem beid-

seitig vorn Druckmittel beaufschlagten K-ol-

ben verwendet werden kann.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungs-

beispiele der Erfindung schematisch darge-

stellt.

Fig. i zeigt eine Kraftanlage mit einem:

vom Kraftmittel des die Erregung regelnden

Servomotors belasteten Organ, das beint

Ausfall des Kraftmittels die Brennstoffzufultl

abstellt.

Fig.2 zeigt eine weitere Ausführung, bei

welcher dieses Organ als Kolben eines Servo-

inotors zur Verstellung. cler Bretinstoffztiftilii-

zur Brelinkraftmaschine ausgebildet ist.

Dic: Brennkraftniaschine i treibt den

Hauptgenerator 2 und den Hilfsgenerator 3.

Der Hauptgenerator 2 speist die Trieb-

motoren d des Fahrzeuges und hat eine

Nebenschlußerregerwicklullg 3, eine voll'

Hilfsgenerator3 gespeiste Erregerwicklung 6,

die in dein Stromkreis des die Größe der Er-

regIing regelnden Feldwiderstandes 7 vorge-

sehen ist, und eitle Gegenkonipotindwicklung @.

Die Brenilkraftinaschine i treibt über die

Zahliriider 9, die Welle io, den Drehzahl-

regler i i und die einzelnen Pumpen des

1l-ellnstoftptinipensatzes 12. Die :Muffe 13 des

Drehzahlreglers i i ist mittels des Hebels 1.4,

der -sich tim den festen Punkt 13 dreht,- finit

der Stange 16 des Steuerschiebers 17 ver-

bunden, der die Kraftmittelzufuhr aus der

Leitung 18 zuln Kolben i9 des Feldservo-

motors 20 steuert. Der I@olben i9 verstell',

#.ic:n Kontakthebel 21 des Widerstandes ;.

Dadurch wird in bekannter `'eise die Er

regung des Generators 2 bzw. das Generator-

feld so geregelt, daß hei den in Betracht.kotn-

menden einzustellenden Betriebsdrehzahlen

der Bretnikraftinaschine i die Drelimometit--

abgabe derselben konstant gehalten « ir<l.

Außerdem betätigt der Drehzalilreglel- t i

über den mit der Stange r( verbundcneil

1@-ililcelhel>el 22 und die Kupl'elstallge 23 die

I@egelvorrichtttng 24. für die I;relinstc@l1-

ufuhr zur Brennkraftmaschine. -Mittel-

dieser Regelvorrichtung 2d werden. z. l@.

wenn sie als 7alitistange ausgebildet ist, cli.-

in bekannter Weise mit Steuerkanten ver-

sehenen Plunger der Brennstoffhumpen -rt-

meinsain verdreht, oder anders ausgebildet,

durch Drehpunktverlagerung die Wirkung

der Saug-hzw. t'berstrotnorgane der I'ut'il@<l:

beeiliflußt.

Ferner ist ein vom Kraftmittel des F-id-

servotnotors 20 belastetes Organ, der holl>er@

2,3, vorgesehen. der sich in dein all die @il-aft-

inittelzuftihrleitung i8 angeschlossenen Z::

linder 26 bewegt und durch die Feder 2; rllt-

gegen dein Druck des Kraftmittels belastet

wird. Der Kolllen 2_; ist mittels des Alt-

schlages 28 an der Stange 16 mit der Regel

vorrichtung 2..1. für die Brennstoftzufuhr -e

kuppelt. Das rechte Flide 29 der Regelvor-

richtung 24 arbeitet mit dein verstellbaren

Anschlag 30 zusammen, dessen Stellung

durch den mit einer nicht gezeichneten Fest-

stellvorrichtung versehenen Hebel 31 zurrt

Abstellen der Brennkraftmaschine i b-

stimmt wird. Der Anschlag 30 ist als IZ(I1iQll

ausgebildet und bewegt sich ini "Zylinder 3

dem ein Druckmittel über die Leitung 113 z,t-

geführt «-erden kann. Dadurch verschiebt

sich der Anschlag 30 unter Zusammen-

drückung der Feder 3¢ nach links.

Die Stange Ih ist kraftschlüssig mit dein

Hebel 14 verbunden und somit der Drehzahl-

regler i i kraftschlüssig mit dein Steuer-

schieber 17 des Servomotors 2o, indem durc.t

die Feder 3;, die sich einerseits gegen den

mit der Stange 16 fest verbmidenen Feder-

teller 36, andererseits gegen das Schiebe-

gelenk 37 des Hebels 1.1 stützt, der auf der

Stange 16 befestigte Anschlag 38 dauern-!

auf das Schiebegelenk 37 gepreßt wird. Dir

Durchtrittsöffnung 39 am Kolben 2; für dis

Stange 16 ist gegen ein Durchtreten voll

Druckmittel abgedichtet.

Die `'Wirkungsweise ist folgende:

In der gezeichneten Stellung ist der Dreh-

zahlregler i i in der Gleichgewichtslage, In-

dein durch den Feldservon1otor 2o die-Stroin-

verhältnisse am Generator 2 so eingestellt

sind, daß sie der konstant zu haltenden Dreh -

momentabgabe der Brennkraftmaschine i bei

der eingestellten Drehzahl und der von der

Regelvorrichtung 2d. eingestellten Brennstoff-

menge entsprechen.. Dabei befindet sich der

Steilersehieber 17 in der Abschlußstellung.

Der Druck des Kraftmittels für den Feld-

servoln0tOr 20 hat den Kolben 2 _# gesenkt. 'l»-

er im Zylinder 26 unten aufliegt und die Feder 27 zusammengedrückt ist, so daß di. Stange 16 mit dem Anschlag 28 sich bei jedem Regelspiel frei auf und ab bewegen kann. E; ist somit das vom Kraftmittel des Feldservoinotors 2o belastete Organ, der Kolben 25, s#_@ geschaltet und mit der Regelvorrichtung 2d. für die Brennstoffzufuhr derart gekuppelt, daß der Kolben 25 beim Entlasten durch Ausfall des Kraftmittels die Brennstoffzufuhr verringert bzw. abstellt. Denn bei Ausfall des Kraftmittels hebt die Feder 27 den Kolben 25 in die strichpunktiert eingezeichnete Stellung, der, wenn er auf den Anschlag 28 auftrifft, die Stange 16 nach oben verschiebt. Dabei wird; da die Feder 27 stärker ist als die Feder 35, letztere zusammengedrückt, denn der Drehzahlregler i i und der Hebel 14 bleiben zunächst noch in ihrer Gleichgewichtslage. Der Winkelhebel 22 und die Regelvorrichtung 24 werden bei der Verschiebung der Stange 16 nach oben mitgenommen und gehen in die Nullstellung, in welcher die Brennkraftmaschine abgestellt wird. Bei abgestellter Brennkraftmaschine gehen der Drehzahlregler ii und die Muffe 13 in die Stellung X. Infolge des Schiebegelenkes 37 bleibt trotzdem die Regelvorrichtung 24 in zier Stellung o stehen.

Nach Behebung der Störung in der Druckmittelzufuhr wird durch Drehen des Hebels 22, z. 13. von Hand über ein nicht gezeichnetes Gestänge, entgegen dem Uhrzeigersinn die Regelvorrichtung 24 für die Brennstoffzufuhr, z. B. in der Zwischenstellung zwischen o und X zum Anlassen der Brennkraftmaschine i, eingestellt. Dabei wirrt wegen des Ansch9ages 28 der Kolben 25 nach unten gezogen und die Feder 27 zusammengedrückt. Sobald der Druck des Kraftmittels für den Feldservomotor 2o «-leder vorhanden ist, gelangt der Kolben 25 wiederu1n in seilt: gezeichnete Lage.
Wird die Brennkraftmaschine i zur Unterbrechung des Betriebes mittels der Vorrichtung ztlinAbstellen der Brennkraftmaschine i, des-. Hebels 31, abgestellt, so schiebt der Anschlag 3o beim Überlegen des Hebels 31 iil die Nullstellung die -Regelvorrichtung ?l. nach links ebenfalls in die l\Tullstellung. Indern nun das Steuerorgan, der Steuerschieber 17 des Feldservomotors 2o, kraftschlüssig mit dein Drehzahlregler i i verbunden ist, kann er von der Vorrichtung zum Abstellen der Brennkraftmaschine, -dem Hebel 31, in der Weise betätigt werden, daß der Steuerschieber 17 unabhängig von der Stellung des Drehzahlreglers i i beim Abstellen der Brennkraftmaschine i ein Abschalten des Feldwiderstandes ; bewirkt. 1Nlit der Regelvorrichtung 24 wird nämlich gleichzeitig d:e Stange 16 unter Zusainmendrückung der Feder 35, wobei sich der Anschlag 38 voll' Schiebegelenk 37 entfernt, nach oben geschoben; der Steuerschieber 17 öffnet den hraftmittelzufluß zum Raum über dein Kolben i9. Dieser geht nach unten und schaltet den Feldwiderstand 7 ab. Beim Anlassen der Brennkraftmaschine i wird wiederum der Hebel 22, wie vorstehend beschrieben, z. ß. auf Halblast verdreht, so daß der Steuerschieber 17 nicht über seine Abschlußstellung hinaus nach unten verstellt wird. Infolgedessen oder auch dann, wenn der Druck des Kraftmittels noch nicht vorhanden ist, bleibt ,der Feldwiderstand 7 kurzgeschlossen und stellt die maximale Erregung ein, so daß beim Einschalten des Schalters 48 für die Fremd erregung schon zu Beginn des Anfahrens des Fahrzeuges der Generator 2 genügend erregt und die Anfahrzeit infolge der großen Anfahrbeschleunigung verkürzt wird.
In Fig. 2 ist das vom Kraftmittel des Feldservomotors belastende .Organ als Kolben 40 des Servomotors 41 zum Einstellen der Brennstoffzufuhr mittels der Regelvorrichtung 24 ausgebildet, so daß der Drehzahlregler i i kleiner und empfindlicher ausgebildet sein kann. Der Drehzahlregler ii verstellt mittels des an der Muffe 13 angelenkten Hebels .l-2 den Schieber 43 des Servomotor 41, der all dieselbe Zufuhrleitung 18 für (las Kraftmittel wie der Feldserv omotor 2o angeschlossen ist. Der Hebel 42 ist im Punkt 4.1 an der Stange 16 artgelenkt, die gleichzeitig die Kolbenstange für den Kolben 4o bilder. Durch diese 'Verbindung des Hebels 42 mit der Stange 16 ist die Rückführung des Schiebers 43 in seine Abschlußstellung gewährleistet.
Da nullmehr zwischen dem Drehzahlregler i i und dein Regelorgan 24 der Servomotor 4i eingeschaltet ist, ist das Regelorgan 24 kraftschlüssig mit dem Kolben 4o verbunden, indem die Stange 16 durch die abgedichtete Öffnung 45 im Kolben 40 gleiten kann, wobei aber infolge der Feder 35, die sich auf den unteren, an der Stange 16 befestigten Federteller 36 stützt, der Anschlag 38 auf dem Kolben d.o aufliegt. Die Feder 35 ist so stark bemessen, daß sie beim Absenken des Kolbens 4o die Verstellkräfte für den Schieber 17 und die Regelvorrichtung 24 mit Sicherheit überwindet.
Fällt der Druck des Kraftmittels aus, so wird der Kolben 40, sobald der Schieber 43 aus der Mittelstellung herausbewegt wird, unter dein Druck der Feder 46 nach oben verschoben und die Regelvorrichtung 24 in die Nullstellung gebracht, so daß die Brennstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine i abgestellt wird. Bei vorhandenem Druck des Kraftmittels wird durch diesen Druck beim Öffnen des Kraftmittelzuflusses durch den Schieber zum Raum über dem Kolben d.o in jeder Stellung des Kolbens ,4o der Druck der Feder 46 überwunden, so daß der Kolben 40 nach untvii geht, bis der Schieber 43 wiederum in seihe Abschlußstellung gelangt ist. Auch in der Abschlußstellung kann die Feder 46 den Kolben ..o nicht nach oben drücken, da einerseits das in dem Raum über dem Kolben 40 eingeschlossene Kraftmittel nicht entweichen kann, andererseits bei Leckverlusten 'infolge - der Rückführung der Schieber 43 den Kraftmittelzufluß zti diesem oberen Raum öffnet und der Kolben 40 in die gezeichnete Gleichgewichtslage zurückgeführt wird.
Beim Abstellen der Brennkraftmaschine i mittels des Hebels 31 kann die Stange 16 infolge der kraftschlüssigen Verbindung sowohl unabhängig von der Stellung des Drehzahlreglers il als auch von der Stellung des Kolbens -to nach oben verschoben werden, uni den Feldwiderstand 7 abzuschalten. Der Hebel :(2 dreht sich dabei um die. Muffe 13" und es wird lediglich der Schieber 43 nach oben geschoben. Daß dabei der Kolben 40 nach unten gedrückt wird, bleibt ohne Einfluß auf die Stellung der Stange 16 und des Schiebers 17. Der Anschlag a7 am Zylinder 41 verhindert, daß der Kolben 40 in der untersten Stellung den Xraftmittelzufluß zum Raum unterhalb des Kolbens 40 absperren kann. Sobald die Brennkraftrnaschine i stillsteht, kann auch der Druck des Kraftmittels verschwinden. Dies hat aber keinen Einfluß mehr auf die beiden Servomotoren 2o und 41. d. h. der Feldwiderstand 7 bleibt kurzgeschlossen, so daß beim nächsten Anlassen und anschließendem Einschalten der Fremderregung mittels des Schalters 48 zwecks Anfahren sofort der inaxiinale Fremderreger Strom vorhanden ist.
An Stelle einer livdraulischen Übertragung zwischen dem Drehzahlregler und dem Kontakthebel 21 des Feldwiderstandes 7, wie in Fig. i, kann auch eine elektrische bzw. eine pneumatische oder andere Übertragungsweise oder eine Kombination mehrerer vorgesehen sein. Ferner kann auch der Drellzalilregler i i nur mit dein Steuerschieber 17 des Feldservoniotors 2o verbunden sein, so daß bei einem Regelvorgang zur Änderung der Erregung die Regelvorrichtung 24 nicht verstellt wird. Dagegen ist mit dieser Regelvorrichtung ein vom Kraftmittel des Servo inotors 2o belastetes Organ verbunden, daä bei Ausfall des Kraftmittels durch ein elastisches Mittel, ähnlich wie der lsollleil 2i: in F i-. i, die Regelvorrichtung 24 in die Nullstellung für die Brennstoffzufuhr verschiebt, so daß die Brennkraftmaschine abgestellt wird. Ferner kann am Drehzahlregler t t eine Vorrichtung vorgesehen werden, um durch Zuschalten von Reglerfedern oder aui andere Weise verschiedene Betriebsdrehzahlen einzustellen. Außerdem kann z. B. durch Steuerkantenverstellung am Schieber 17 mittels des Servomotors 2o das konstant zti haltende, von der Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment auf verschiedene Werte eingestellt werden. -

Claims

PATEN-rANSPRUCii: Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine, welche über einen Strom -erzeuger und Elektromotor ihre Leistung abgibt, insbesondere für den Antrieb von Fahrzeugen, bei welcher das mit dein Drelmalilregler gekuppelte Gestänge für die Brennstoffzufuhr mit einem Servoniotor verbunden ist, welcher die Erregung des Stromerzeugers und somit die Belastung derart beeinflußt. daß jeder Drehzahl ein jeweils gleichbleibende. Drehmoment der Brennkraftmaschine zu geordnet ist, mit einer Sicherheitseinrichtung, derart, daß bei Abfall des Druckes des Servomotordruckmittels die Brenn stoffzufuhr unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Gestänge (16) zwischen Brennstoffregelglied (2d1 und Servomotor (17, ig, -2o) ein Sicherheitskolben (2,5 bzw. 4o) verschiebbar an geordnet ist, auf dessen eine Seite die: Liraft einer Feder (27 hzw. .1.6) und auf dessen andere Seite das Servomotordruckmittel wirkt, so daß einerseits bei :Xilfall des Druckes des Servomotordruckinittels, wie an sich bekannt, die Brennstoffztiftilir allgestellt wird, indem die Feder (27) den Kolben (23) und nach forinsclilüssiger :\nlage desselben an den Anschlag (<<-#) die Stange (16) und über den Winkelllebel (22) die Pumpenreglerstange (24) verschiebt, und daß andererseits beimAbstellen der Brennstoffzufuhr durch 'Umlegen des :Xbstellliebels (31-) die Erregung auf ihren Höchstwert eingestellt wird, indem bei unveränderter Lage des Sicher heitskolbens (26) über Anschlagkolben (30), Regelstange (2.1.), Winkelhebel (22i und Stange (16) mit Servomotorsteuer kolben (17) verschoben werden und der Verstellkolben (ig) und somit der 1?rregerwiderstand durch Druckinittelbeauf -schlagung verstellt wird.