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Hydraulischer Regler Die Erfindung bezieht sich auf hydraulische Regler
für Kraftmaschinen mit einem Rotor, durch dessen ein- oder mehrfach vorhandene radiale
Kanäle ein von je einem der Wirkung der Zentrifugalkraft unterliegenden Ventil geregelter
Strom einer Flüssigkeit nach innen fließen kann, wobei durch den Druck dieser Flüssigkeit
ein Regelmechanismus betätigt wird. Es sind ähnliche, mit Druckluft betriebene Regler
für die Antriebsmotoren von Kraftfahrzeugen bekannt, bei denen sich das die Druckluft
steuernde Ventil unter der Wirkung der Zentrifugalkraft öffnet, so daß die Druckluft
aus einem Vorratsbehälter durch den Rotor hindurch zu dem Regelmechanismus gelangen
kann.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß der Rotor einen Teil
eines Umlaufsystems bildet, daß das bzw. die Ventile sich unter der Wirkung der
Zentrifugalkraft schließen und der flüssigkeitsbetätigte Regelmechanismus oder Servomotor
an einer Stelle an das Umlaufsystem angeschlossen ist, die unter dem gleichen Druck
steht wie die Verbindung zwischen dem den Umlauf bewirkenden Organ und dem Einlaß
in die radialen Rotorkanäle.
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Auf diese Weise besteht die Möglichkeit, in dem Teil des Umlaufsystems
zwischen der Druckwelle und dem zu betätigenden Regelmechanismus auch bei einem
kleinen Rotor einen hohen Flüssigkeitsdruck zu erzeugen, da die Flüssigli:eit hier
vor ihrer Einwirkung auf den genannten Mechanismus nicht den Rotor zu durchströmen
braucht.
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Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes zeigt
die Zeichnung, und zwar ist Fig. i ein .Schnitt durch einen hydraulischen Regler
gemäß der Erfindung, und
Fig. 2 und 3 sind Schnitte entsprechend
Fig. i durch zwei andere Ausführungsformen der Erfindung.
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Der Regler besitzt in der in Fig: i gezeigten Ausführung ein hohles
Gehäuse a mit einem z. B. am Umfang oder an anderer Stelle angeordneten Einlaß b
und einem axialen Auslaß c. Innerhalb dieses :Gehäuses ist ein Rotor d gelagert,
der mit veränderlicher Geschwindigkeit angetrieben werden kann, die zu derjenigen
der zu regelnden Antriebsmaschine oder sonstigen Einrichtung in Beziehung steht.
Das Gehäuse a und der Rotor d sind in ein Umlaufsystem f eingeschaltet und
bilden einen Teil desselben. An dieses Umlaufsystem ist der Regelmechanismus g angeschlossen,
der durch .die Flüssigkeit bei einem vorherbestimmten Druck betätigt wird: Durch
das System f wird Flüssigkeit in Richtung der Pfeile durch eine Pumpe h oder durch
andere Mittel hindurchgetrieben. Der Regelmechanismus g kann aus einem an das Umlaufsystem
angeschlossenen Zylinder i und einem Kolben j bestehen, der in dem
Zylinder durch den Flüssigkeitsdruck entgegen der Feder k verschiebbar ist.
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In dem Rotor d befindet sich eine radiale Bohrung m, die an ihrem
inneren Ende mit einer axialen oder Längsbohrung n in Verbindung steht, welche zu
dem axialen Auslaß c des Gehäuses a führt. In der Bohrung m ist ein radial verschiebbares
Kolbenventil o von geeignetem Maße angeordnet, welches den radialen, nach innen
gerichteten Flüssigkeitsstrom durch den Rotor regelt. Das Ventil o ist mit einem
axialen oder Längskanal p versehen, der an seinem äußeren Ende offen ist und an
seinem inneren Ende mit radialen Kanälen q in dem Ventilkörper in Verbindung steht.
An ihren äußeren Enden münden: die radialen Kanäle q in eine Umfangsnut r des Ventilkörpers
o. Neben dieser Nut ist in der Wand der Bohrung m des Rotors d
eine weitere
Umfangsnut s vorgesehen. Die Nut s steht durch einen Kanal t mit der axialen .Bohrung
n des Rotors in Verbindung. Das Ventil o beherrscht und regelt die Verbindung zwischen
den beiden Nuten und damit zwischen dem Einläß b und dem Auslaß c. Die Auswärtsbewegung
des Ventils o wird durch einen geeigneten Anschlag u am äußeren Ende der Bohrung
m des Rotors d begrenzt.
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Wenn der Rotor d umlä-uff, so ist das Ventil o bestrebt; sich unter
der Wirkung der Zentrifugalkraft radial nach außen zu bewegen: Damit ein Flüssigkeitsstrom
in dem Umlaufsystem f aufrechterhalten werden kann, muß der Flüssigkeitsdruck in
diesem System die Zentrifugalkraft überwinden; mit anderen Worten, das Ventil, o
übt auf die Flüssigkeit in demjenigen Teil des Systems f, der mit der Einlaßseite
des den Rotor d enthaltenden Gehäuses ä in Verbindung steht, einen Rückdruck aus,
wodurch der Druck in diesem Teil des Systems mit wachsender Geschwindigkeit des
Rotors ansteigt. Dieser Rückdruck wird in gewissem Maße noch durch die Zentrifugalkraft
erhöht, die auf den radialen Teil des Flüssigkeitsstromes in dem Rotor d zur Einwirkung
kommt: Durch geeignete Wahl der Maße des Ventils o kann iri dem System f jeder gewünschte
Flüssigkeitsdruck zur Betätigung des Regelmechanismus g eingestellt werden, so daß
letzterer in Tätigkeit gesetzt wird, wenn der Rotor d eine vorherbestimmte Geschwindigkeit
erreicht.
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Wenn die Möglichkeit bestehen soll, die Geschwindigkeit des Rotors
d, bei der in dem System f ein bestimmter Druck auftritt, zu ändern, so kann die
in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform Verwendung finden. Bei dieser Ausführungsform
ist am äußeren Ende des Längskanals n in dem Rotor d ein z. B. aus einer
Kugel bestehendes oder ein sonstiges Ventil v vorgesehen, das unter der Belastung
einer Feder w steht. Die Spannung. dieser Feder ist von der Außenseite des Gehäuses
a aus durch eine Schraube x oder in anderer Weise einstellbar. Das äußere Ende des
Kolbenventils o stößt in seiner äußersten Stellung gegen einen ringförmigen Sitz
y in dem Rotor d. Dieser Sitz y umgibt eine Öffnung z in dem Rotor d, und diese
Öffnung und der Einlaß b stehen mit einem Ringraum 2 in dem Gehäuse a in Verbindung,
der den Hauptteil des Rotors d umgibt. Der Ringraum 2 ist außerdem durch einen Kanal
3 in dem :Gehäuse a mit dem Regelmechanismus g verbunden: Schließlich umgibt den
Sitz y eine Ringnut 4, welche mit dem Raum 2 in dem Gehäuse ca durch einen oder
mehrere enge -Kanäle 5 in dem Rotor d in Verbindung steht. Das äußere Ende des Längskanals
p in dem Ventilkörper o mündet in die Ringnut 4. Wenn der Rotor d umläuft, so hält
die Zentrifugalkraft das äußere Ende des Ventils o auf dem ringförmigen Sitz. Dieser
Kraft wirkt einerseits der Flüssigkeitsdruck in der Öffnung z im Innern des Sitzes
und anderseits der Flüssigkeitsdruck in der Nut 4 entgegen. Die Nut 4 und die enge
Öffnung 5 oder deren Mehrzahl ermöglichen dabei der Druckflüssigkeit, umzulaufen,
wenn sich das Zentrifugalventil in seiner äußersten oder Schlußstellung befindet.
Durch entsprechende Einstellung des federbelasteten Ventils v kann die Rotorgeschwindigkeit,
bei der sich ein bestimmter Druck in dem System einstellt, je nach den Erfordernissen
verändert werden.
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Gegebenenfalls können in dem Rotor zwei oder mehrere Bohrungen mit
zugehörigen Ventilen, wie sie oben beschrieben wurden; vorgesehen sein. Wenn die
Einrichtung mehr als eine Charakteristik haben soll, so daß sie sich innerhalb eines
Bereiches wechselnder Geschwindigkeiten in der einen vorherbestimmten Weise und
innerhalb eines anderen Bereiches in anderer Weise verhält, so kann man sich der
Ausführung nach Fig.3 bedienen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Rotor d,
wie vorher, mit einer Bohrung m und einem Ventil o und außerdem mit einer zusätzlichen
radialen Bohrung -6 oder einer Mehrzahl solcher Bohrungen versehen, die an ihrem
äußeren Ende mit dem obengenannten Raum 2 in dem Gehäuse a in Verbindung steht.
An ihrem inneren Ende ist die Bohrung 6 durch das benachbarte Ende der anderen Bohrung
m mit dem Längskanal x und dem Rotor d verbunden, und zwar wird diese
Verbindung durch eine federbelastete Kugel oder ein anderes Ventil? beherrscht.
Die Belastungsfeder 8 des Ventils 7 dient auch zur
Belastung des
Kolbenventils o. In diesem Fall bestimmt das Kolbenventil o den Rückdruck in dem
System innerhalb eines niedrigen Geschwindigkeitsbereiches. In einem höheren Bereich
ist die in der Flüssigkeit in der zusätzlichen Bohrung 6 oder einer jeden solcher
Bohrungen auftretende Zentrifugalkraft der hauptsächlich bestimmende Faktor. Eine
radial nach innen gerichtete Strömung durch diese Bohrung tritt auf, wenn der Flüssigkeitsdruck
in dem System genügend hoch ist, um die erwähnte Zentrifugalkraft zu überwinden
und um das Ventil? zu öffnen. Wenn der Mechanismus in dem höheren Geschwindigkeitsbereich
arbeitet, so befindet sich das Kolbenventil o oder ein jedes solcher Ventile in
der äußeren Endstellung, in welcher der Strom durch das Ventil vollkommen unterbrochen
ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kolben j des Regelmechanismus in dem
niedrigeren Geschwindigkeitsbereich durch eine Feder h und in dem höheren Geschwindigkeitsbereich
durch diese Feder und durch eine weitere Feder l belastet.
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In anderer Hinsicht ist das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 demjenigen
nach Fig. z ähnlich.
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Durch die Erfindung ist es möglich, mittels eines umlaufenden Körpers
von geringer Größe hohe Flüssigkeitsdrücke in dem Teil des Systems zwischen der
Pumpe oder einer anderen Quelle und dem zu betätigenden Mechanismus einzustellen.