DE932284C

DE932284C - Power transfer to work machines with a large moment of inertia via a flow coupling with changeable filling

Info

Publication number: DE932284C
Application number: DEE1877A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl-Ing Sussebach
Original assignee: Elektro Mechanik GmbH; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Current assignee: Elektro Mechanik GmbH; ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Priority date: 1950-08-02
Filing date: 1950-08-02
Publication date: 1955-08-29

Description

Leistungsübertragung auf Arbeitsmaschinen mit großem Trägheitsmoment über eine Strömungskupplung mit veränderbarer Füllung Für die Leistungsübertragung auf Arbeitsmaschinen mit großem Trägheitsmoment kommen Strömungskupplungen zur Anwendung, die zur Änderung der übertragbaren Leistung mittels eines Schöpfrohres in ihrer Füllung verändert werden können. Ein Beispiel hierfür bildet die Windversorgung moderner Durchlaufkessel, bei der das Gebläse über eine Strömungskupplung der genannten Art angetrieben wird. Bei Belastungsänderung des Kessels muß möglichst schnell die Luftmenge der neuen Belastung angepaßt werden, um Störungen im Kesselbetrieb zu vermeiden. Die heute üblichen Regler haben Ansprechzeiten, die durchweg kürzer sind, als sie für diese Aufgabe gefordert werden. Die von den Reglern gesteuerte Füllungsänderung der Strömungskupplung über das Schöpfrohr geht ebenfalls ausreichend schnell vonstatten, so daß die Einstellung einer höheren Drehzahl in der gewünschten kurzen Zeit erfolgt. Die Einstellung einer niedrigeren Drehzahl ist dagegen nur mit erheblicher Verzögerung möglich, deren Ursache in der Schwungmasse der zumeist sehr großen Gebläseräder begründet liegt. Die entleerte Strömungskupplung ist nicht in der Lage, die große Masse dar Gebläseräder abzubremsen, zumal die Wirkung der Massenträgheit der Abtriebsseite durch die Wirkung des Schornsteinzuges noch verstärkt wird. So werden beim Abwärtsregeln der Drehzahl bis zu zehnfach größere Regelzeiten gemessen, als für den Betrieb gefordert werden. Ähnliche Verhältnisse liegen vor bei Furnierschälmaschinen, Zentrifugen u. dgl., bei denen ebenfalls wie bei den Gebläsen für Dampfkesselfeuerungen Maschinen mit verhältnismäßig großen trägen Massen schnellstens abgebremst werden müssen.Power transmission to work machines with a large moment of inertia via a fluid coupling with variable filling for power transmission Fluid couplings are used on machines with a large moment of inertia, to change the transferable power by means of a scoop tube in their Filling can be changed. An example of this is the wind supply modern once-through boiler, in which the fan has a fluid coupling of the aforementioned Kind of driven. If the load on the boiler changes, the Air volume can be adapted to the new load in order to prevent malfunctions in boiler operation avoid. The controllers commonly used today have response times that are consistently shorter, than they are required for this task. The filling change controlled by the regulators the fluid coupling via the scoop tube is also sufficiently quick so that the setting of a higher speed takes place in the desired short time. Setting a lower speed, on the other hand, is only possible with a considerable delay possible, the cause of which is the flywheel mass of the mostly very large fan wheels is well founded. The deflated fluid coupling is incapable of the large one To brake the mass of the fan wheels, especially the effect of the inertia of the output side is reinforced by the effect of the chimney draft. So are down rules the speed measured up to ten times longer control times than required for operation will. Similar relationships exist with veneer peeling machines and centrifuges and the like, where also as with the blowers for steam boiler firing Machines with relatively large inertial masses are braked as quickly as possible have to.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsübertragung auf Arbeitsmaschinen mit großem Trägheitsmoment über eine Strömungskupplung veränderbarer Füllung, wobei die Abtriebsseite der Strömungskupplung bei Füllungsverminderung derselben durch eine Bremse selbsttätig abgebremst wird, z. B. für Gebläse von Dampfkesseln. Die Erfindung besteht darin, daß die Bremse von einer vom Unterschied zwischen der Soll- und Istdrehzahl abhängigen Regelabweichung eines geschlossenen Regelkreises geschaltet wird.The invention relates to power transmission on work machines with a large moment of inertia via a fluid coupling variable filling, wherein the output side of the fluid coupling when the filling is reduced by the same a brake is automatically braked, e.g. B. for fans of steam boilers. the Invention is that the brake of one of the difference between the target and actual speed dependent control deviation of a closed control loop will.

Es sind Leistungsübertragungen ähnlicher Art bekannt, bei denen die Schaltung der Bremse mittels eines oder mehrerer Zeitschalter erfolgt. Die Bremse arbeitet hierbei also, -nicht abhängig von einer die Drehzahl messenden Regelgröße, sondern sowohl Bremse als auch Ölventil der Kupplung werden nach einem ganz bestimmten Arbeitsablauf, also nach einem Programm gesteuert. Die Sekundärdrehzahl des Antriebes bleibt dabei. sich selbst überlassen, so daß der Antrieb abhängig vom Trägheitsmoment der angetriebenen Maschine und von den zufälligen, mehr -oder minder großen Lastverhältnissen ist. Man hat also die Ausregelzeit nicht in der Hand, sondern man muß abwarten, bis die zu regelnde Drehzahl unter den für den Ansprechwert der Regeleinrichtung vorgesehenen Betrag von selbst abgesunken ist.There are power transmissions of a similar type are known in which the The brake is switched by means of one or more time switches. The brake works in this case, -not dependent on a controlled variable measuring the speed, but both the brake and the oil valve of the clutch are based on a very specific one Workflow, i.e. controlled according to a program. The secondary speed of the drive stick with it. Left to itself, so that the drive depends on the moment of inertia the driven machine and the random, more or less large load conditions is. So you don't have the settling time in your hand, you have to wait and see until the speed to be controlled is below that for the response value of the control device provided amount has decreased by itself.

Bei anderen bekannten Leistungsübertragungen mit einer Strömungskupplung und einer zur Überbrückung derselben dienenden Klauenkupplung ist. eine Einrückvorrichtung für die Klauenkupplung vorgesehen, bei der die schnellere Kupplungshälfte abgebremst wird, wenn die Kupplung eingerückt werden soll. Die Bremse wird dabei durch die Relativbewegung. der beiden. zu kuppelnden Kupplungshälften mittelbar betätigt. Ein derartiger Vorgang ist ebensowenig eine Regelung wie die unmittelbare Drehzahlangleichung einer Reibungskupplung durch zeitweiliges Schleifenlassen der Kupplung. Es wird also bei der bekannten Kupplung lediglich, wenn auch mittelbar die Istdrehzahl eines Kupplungsteiles der Istdrehzahl des anderen Kupplungsteiles durch Bremsen des schnelleren Teiles angepaßt, mit anderen Worten: Bei der bekannten Kupplung wird eine Relativbewegung zwischen zwei konkretem Maschinenteilen beseitigt, wobei es gleichgültig ist, welche absoluten Geschwindigkeiten diese beiden Teile haben. Die Erfindung dient aber nicht der Lösung der technischen Aufgabe, eine Relativbewegung zwischen zwei konkreten Teilen zu beseitigen,- sondern der Lösung der Aufgabe, eine für einen bestimmten Zweck erforderliche Absolutdrehzahl, die noch nicht vorhanden ist, sondern als Solldrehzahl nur der Größe nach vorbestimmt ist, selbsttätig mit möglichst geringer Verzögerung einzustellen. Abweichend von der bekannten Ausführung liegt also die durch die Erfindung zu lösende technische: Aufgabe darin, die Anlaufzeit einer Regelstrecke zu. verkürzen. Die Zeichnung zeigt .als Ausführungsbeispiel die Anwendung der Erfindung bei einem Gebläseantrieb für Dampfkesselanlagen.In other known power transmissions with a fluid coupling and a claw clutch that is used to lock up the same. an engagement device intended for the claw coupling, where the faster coupling half brakes when the clutch is to be engaged. The brake is thereby through the Relative movement. of both. The coupling halves to be coupled are actuated indirectly. Such a process is just as little a regulation as the direct speed adjustment a friction clutch by temporarily slipping the clutch. It will so in the known clutch only, albeit indirectly, the actual speed of a Coupling part of the actual speed of the other coupling part by braking the faster one Part adapted, in other words: In the known coupling, a relative movement eliminated between two specific machine parts, it does not matter which one these two parts have absolute speeds. But the invention does not serve the solution of the technical problem, a relative movement between two concrete To eliminate parts - but rather the solution to the task, one for a particular Purpose required absolute speed, which is not yet available, but as a target speed is only predetermined in terms of size, automatically with the least possible delay to adjust. Deviating from the known embodiment is that provided by the invention Technical to be solved: task in determining the start-up time of a controlled system. shorten. The drawing shows .als an exemplary embodiment, the application of the invention in a Fan drive for steam boiler systems.

In Fig. I ist I der Antriebsmotor, 2 die Strömungskupplung, 3 eine Zahnradübersetzung ins . Langsame und 4 das Gabläserad. Der Sallwe:rte:insteller 5 beeinflußt über ein Ritzel 6 die Zahnstange 7, die am Schöpfrohr der Strömungskupplung 2 angreift. Bei Strömungskupplungen, die nicht durch ein Schöpfrohr, sondern durch ein Ventil entleert und durch eine Hilfspumpe gefüllt werden, kann naturgemäß die gleiche Einrichtung sinngemäß angewendet werden.In Fig. I, I is the drive motor, 2 is the fluid coupling, 3 is a Gear ratio into. Slow and 4 the gas wheel. The salaried man 5 influences the rack 7 via a pinion 6, which is on the scoop tube of the fluid coupling 2 attacks. In the case of flow couplings that do not go through a scoop tube, but through a valve can be emptied and filled by an auxiliary pump, of course, the the same facility can be used accordingly.

An der Zahnstange 7 sitzt. der Kontaktabgriff 8 eines Spannungsteilers g. Mit der Kupplungsausgangswelle Io ist ein Generator II gekuppelt, dessen Spannung bei konstanter Erregung ein Maß für die Istdrehzahl darstellt. Die am Spannungsteiler g mittels des Sollwerteinstellers 5 abgegriffene Spannung stellt dagegen die Solldrehzahl dar. Vorzugsweise direkt auf der Welle I0 ist auch die Bremstrommel 12 angebracht, deren Bremsbacken I3 von dem elektrohydraulischen Bremsgerät an die Trommel gepreßt werden. Eine Feder 5 dient zum Lüften der Bremse I2, I3. Die am Spannungsteiler 9 mit Abgriff 8 abgenommene Spannung ist der des Generators II entgegengeschaltet. In den Verbindungsweg sind ein Gleichrichter I6, eine Relaiswicklung I7 des Relais I8 und ein spannungsabhängiger Widerstand I9 eingeschaltet. Vom Relais I8 wird über das Schütz 2o das Bremsgerät I4 ans Netz gelegt.Seated on the rack 7. the contact tap 8 of a voltage divider G. A generator II is coupled to the clutch output shaft Io and its voltage represents a measure of the actual speed with constant excitation. The one on the voltage divider In contrast, the voltage picked up by means of the setpoint adjuster 5 represents the setpoint speed The brake drum 12 is also preferably attached directly to the shaft I0, whose brake shoes I3 are pressed against the drum by the electrohydraulic braking device will. A spring 5 is used to release the brakes I2, I3. The one on the voltage divider 9 with tap 8 picked up voltage is connected to that of the generator II. In the connection path are a rectifier I6, a relay winding I7 of the relay I8 and a voltage-dependent resistor I9 switched on. From relay I8 is over the contactor 2o the braking device I4 connected to the network.

In Fig. 2 isst der Stromlaufplan nochmals gesondert dargestellt. Die Wirkungsweise ist folgende: - Bekommt der Sollwerteinsteller 5 einen Impuls zur Abwärtsregelung der Drehzahl, so bewegt er über das Ritzel 6 und die Zahnstange 7 das Schöpfrohr so, daß die Strömungskupplung 2 in dem erforderlichen Maß entleert wird. Gleichzeitig wird der Abgriff $ am Spannungsteiler g im Sinne einer Verkleinerung der abgegriffenen Spannung verstellt. Dadurch überwiegt nun die, vom Generator II gelieferte Spannung. Diese Differenz ist von einer bestimmten, beliebig wählbaren Größe ab in der Lage, das Relais I8 ansprechen zu lassen. Der spannungsabhängige Widerstand I9 verhindert dabei ein für die Relaiswirkung 17 unzulässiges Anwachsen der Differenzspannung. Ist umgekehrt die vom Spannungsteiler g abgegriffene Spannung größer als die des Generators r i, so: verhindert der Gleichrichter 16 das Fließen eines Relaisstromes. Beim Aufwärtsregeln der Drehzahl wird also: nicht gebremst.In Fig. 2 the circuit diagram is shown again separately. the The mode of operation is as follows: - If the setpoint adjuster 5 receives a pulse Downward regulation of the speed, it moves via the pinion 6 and the rack 7 the scoop tube so that the fluid coupling 2 empties to the required extent will. At the same time, the tap $ on the voltage divider g is reduced in size adjusted to the tapped voltage. As a result, those from generator II now predominate supplied voltage. This difference is of a certain, freely selectable Size from being able to respond to relay I8. The voltage dependent Resistance I9 prevents the relay effect 17 from growing in an impermissible manner the differential voltage. Conversely, is the voltage tapped off by the voltage divider g greater than that of the generator r i, so: the rectifier 16 prevents the flow of a relay current. When regulating the speed upwards, there is no braking.

Bei der Schaltung der Fig. 3 wird die Relaiswicklung 17 durch eine Röhre 21 gespeist. Die richtungsabhängige Wirkung liegt im Gitterkreis der Röhre2i. Nur beim Überwiegen der vom Generator i i gegebenen Istdrehzahl wird die Röhre 21 geöffnet und damit das Bremsgerät 14 eingeschaltet. Am Anker des Generators z i ist noch ein Spannungsteiler 22 angeordnet, durch den -wie übrigens auch durch die Höhe der konstanten Erregung des Generators - eine leichte justierbarkeit gegeben ist. Selbstverständlich kann dieser Spannungsteiler 22 auch bei der Ausführung der Fig. I vorgesehen werden. Allerdings muß er hier kräftiger werden, da er dann Leistung abzugeben hat. Die Verwendung der Röhre bietet also - wie auch bezüglich des maximal möglichen Anoden-und damit Relaisstromes - Vorteile gegenüber der Schaltung nach Fig. 2.In the circuit of Fig. 3, the relay winding 17 is through a Tube 21 fed. The direction-dependent effect lies in the grid circle of the tube2i. Only when the actual speed given by the generator i i predominates does the tube 21 opened and thus the braking device 14 switched on. At the armature of the generator z i a voltage divider 22 is also arranged through the -as also through the Constant excitation level of the generator - easy to adjust given is. Of course, this voltage divider 22 can also be used in the execution of the Fig. I can be provided. However, he must be stronger here, because he is then performance has to submit. The use of the tube offers - as well as with regard to the maximum possible anode and thus relay current - advantages over the circuit according to Fig. 2.

In besonderen Fällen kann die Bremswirkung gegebenenfalls dadurch beschleunigt werden, daß beim Abbremsen das Turbinenrad der Strömungskupplung von seiner Welle abgekuppelt wird. Die Bremse kann gegebenenfalls mit der Kupplung zu einer Baueinheit verbunden werden.In special cases, the braking effect can be reduced if necessary are accelerated that when braking the turbine wheel of the fluid coupling of its shaft is uncoupled. The brake can be closed with the clutch if necessary be connected to a structural unit.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Power transmission to working machines with large moment of inertia via a fluid coupling with variable filling, whereby the output side of the fluid coupling when the charge is reduced by a brake is automatically braked, z. B. for fans of steam boilers, characterized in that that the brake depends on the difference between the target and actual speed Control deviation of a closed control loop is switched.

2. Power transfer according to claim I, characterized by a difference between one of the target speed and a voltage corresponding to the actual speed, controlled in a manner known per se electro-hydraulic or electromagnetic brake release device.

3. Power transfer according to claim 2, characterized by one of the device for changing the filling the clutch controlled DC-fed voltage divider and by a DC generator on the output side, both voltages for actuating a relay for the Brake release devices are switched against each other in such a way that only the downward regulation of the The voltage difference arising from the coupling actuates the relay.

4. Power transfer according to claim 3, characterized by a rectifier, the upward regulation makes the resulting voltage difference ineffective.

5. Power transfer to Claim 3 or 4, characterized by a voltage-dependent resistor in parallel to relay winding.

6. Power transmission according to claim 3, characterized by Connection of the two voltages against each other in the grid circle of a tube, in whose Anode circuit is the relay winding. Referred publications: German patent specification No. 611 3I0; Austrian patents No. 152 210, I52 453; U.S. Patents No. 2,161,398, 2,380,595, 2,392,520, 2,397,634; "Glückauf" magazine, 1948, p. 676 and 684; Southern Pulp and Paper Manufacturer magazine, Atlanta, October 31st 1948, p. 74; Advertising brochure S i5o from the Western States Machine Comp., Hamilton.