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Drehzahlregler filr Kraftmaschinen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Regler zur Regelung der Maschinendrehzahl von Kraftma- schinen. Solche Drehzahlregler werden von der Arbeitswelle der Maschine angetrieben und erfassen durch ein Drehzahlmesswerk die Drehzahl der Arbeitswelle, wobei eine Abweichung der Drehzahl von der Soll-Drehzahl zur Verstellung der zugeführten Kraftstoffmenge benützt wird. Es sind Drehzahlregler i bekannt, bei denen die Reglermuffe einerseits von den umlaufenden Fliehgewicht und anderseits von einem stillstehenden Hebelsystem belastet wird, auf dem die Reglerfeder einwirkt. Bei diesen bekannten
Ausbildungen weist die Reglermuffe ein Wälzlager auf, über das die Belastung von einem Daumen des
Hebelsystems auf die rotierende Muffe übertragen wird.
Eine Abnützung dieses Daumens verändert nun in unerwünschter Weise die Regeleinstellung. Es ist auch bekannt, in die Reglermuffe oder in den diese be- , lastenden Hebel eine Kugel einzusetzen, so dass die Kraftübertragung auf eine punktförmige Angriffs- stelle in der Nähe des Drehmittel der Reglermuffe beschränkt ist. Auch eine solche Ausbildung ist aber einer Abnützung unterworfen und ist abgesehen davon nur für kleine zu übertragende Kräfte verwendbar.
Es ist auch schon bekannt, eine Laufrolle als Zwischenglied zwischen Reglermuffe und Hebelsystem vorzusehen, jedoch ist auch hier die Abnützung nur auf einen gewissen Bereich der Laufrolle verteilt.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, bei einem solchenDrehzahlregler für Kraftmaschinen, der die Fliehkraft von Fliehgewichten mit einer Federkraft vergleicht, und die Abweichungen zur Verstellung des der Kraftma- schine zugeführten Kraftstoffes ausnützt, wobei die Fliehkraft über eine rotierende Reglermuffe auf ein feder- belastetes Hebelsystem übertragen wird, das an dem die Kraftstoffzufuhr regelnden Verstellglied angreift und wobei die Reglermuffe auf das Hebelsystem über eine Laufrolle wirkt, die zweckmässig am Hebelsystem gela- gert und gegen die Stirnfläche der Reglermuffe abgestützt ist, die erwähnten Übelstände zu beseitigen und be- steht im wesentlichen darin, dass die Laufrolle mit der Stirnfläche der Reglermuffe an einer Stelle ausserhalb desDrehmittelpunktes derselben in Berührung steht, u. zw.
derart. dass die Achse der Laufrclle annähernd die
Achse der Reglermuffe schneidet. Auf diese Weise wandert im Laufe des Betriebes die Auflagestelle über den ganzen Umfang der Laufrolle, so dass sich die Abnützungserscheinungen auf den Umfang der Laufrolle verteilen und praktisch entfallen. Es wird auch durch die Versetzung der Angriffsstelle der Laufrolle ausserhalb der
Drehachse der Reglermuffe ein leichtes Abrollen der Laufrolle gewährleistet. Zweckmässig weist hiebei die Laufrolle eine gewölbte Lauffläche auf und ist beispielsweise tonnenförmig oder kugelig ausgebildet.
Dadurch wird die Berührungsstelle der Laufrolle auf einen Punkt beschränkt, der entlang einer Linie um den Umfang der Laufrolle wandert, so dass trotz dieser punktförmigen Auflage der Verschleiss vernach- lässigbar ist.
Die erfindungsgemässe Ausbildung ermöglicht nun, die Ausbildung so zu treffen, dass der Abstand zwischen der Rollenachse und einer zur Reglermuffenachse senkrecht stehenden Ebene der Reglermuffe bei den verschiedenen Drehstellungen der Reglermuffe verschieden ist. Es kann beispielsweise gemäss der
Erfindung die Laufrolle konzentrisch zu ihrem Umfang gelagert sein, wobei die mit ihr zusammenwir- kende Stirnfläche in einem vom rechten Winkel geringfügig abweichenden Winkel zur Achse der Regler- muffe steht. Es kann aber auch gemäss der Erfindung die Laufrolle exzentrisch ausgebildet sein und mit einer ebenen zur Rotationsachse der Muffe senkrecht stehenden Stirnfläche zusammenwirken.
Durch diese
Massnahme wird eine geringfügige relativ gegenläufige Bewegung zwischen der Reglermuffe und dem an der Reglermuffe angreifenden Teil des Hebelsystems erreicht, durch welche die Reibungskräfte, welche die Empfindlichkeit des Reglers beeinträchtigen, bei stationärem Zustand des Reglers praktisch nahezu
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ausgeschaltet werden, so dass die Empfindlichkeit des Reglers weitgehend erhöht wird, wogegen bei einer
Verstellung des Regelsystems die Reibungskräfte im Sinne einer Dämpfung bzw. Vermeidung von Schwin- gungen voll und ganz zur Wirkung kommen. Wenn man den gesamten Regler in zwei Systeme aufgelöst betrachtet, die sich an der Angriffsstelle der Laufrolle berühren und von denen das eine von dem die Kraftstoffzufuhr verändernden Hebel- bzw.
Gestängesystem und das andere vom Fliehkraftmesswerk ge- bildet ist, so besitzt jedes System seine Eigenreibung. Dasjenige der beiden Systeme, das die geringere
Eigenreibung besitzt, wird zur Oszillation gezwungen. Sind die Eigenreibungen beider Systeme gleich, so schwingen beide Systeme. Gemäss der Erfindung soll nun die Gesamtreibung des die Kraftstoffzufuhr verändernden Hebel- bzw. Gestängesystems bezogen auf die Angriffsstelle der Laufrolle geringfügig grösser sein als die Gesamtreibung des Fliehkraftmesswerkes bezogen auf die Angriffsstelle der Laufrolle.
Auf diese Weise können Schwingungen des die Kraftstoffzufuhr verändernden Hebelsysteme zumindest 'soweit unterbunden werden, dass eine unerwünschte ständige Bewegung des Mengenverstellgliedes, die eine periodische.
Veränderung der Leistungsabgabe der Maschine zur Folge hätte, vermieden wird.
In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch erläutert.
Fig. 1 und 2 zeigen das Schema eines Drehzahlreglers, wobei Fig. 1 einen Schnitt nach Linie I - I der Fig. 2 und Fig. 2 einen Schnitt nach Linie H-II der Fig. 1 darstellt. Fig. 3 und 4 zeigen verschie- dene Varianten im Axialschnitt entsprechend Fig. 1, Fig. 5 zeigt ein Prinzip des Schemas einer Anord- nung entsprechend Fig. 1. Fig. 6 und 7 zeigen ein Prinzip des Schemas einer Anordnung der Fig. 4 in verschiedener Stellung.
Bei dem Drehzahlregler nach Fig. 1 und 2 stellt 1 die Fliehgewichte dar, die am Fliehgewichts- träger 2 um Zapfen 3 schwenkbar gelagert sind. 4 ist die Reglerwelle und 5 die Reglermuffe. Das die
Kraftstoffzufuhr verändernde Hebel- bzw. Gestängesystem ist von einem um eine Achse 6 schwenkbaren doppelarmigen Hebel 7 und dem Fördermengenverstellglied bzw. der Reglerstange 8, sowie einer Ver- bindungslasche 9 gebildet. 10 stellt die die Fliehgewichte 1 belastende Reglerfeder dar.
Am Ende des Hebels 7 ist an einer Achse 11 eine tonnenförmige oder kugelige Laufrolle 12 gela- gert, die an der Stirnfläche 13 der Reglermuffe 5 angreift. Wie die Zeichnung zeigt, berührt die kugelige oder tonnenförmige Umfangsfläche 14 der Laufrolle 12 die Stirnfläche 13 der Reglermuffe 5 an einer
Stelle 15 ausserhalb des Drehmittels bzw. der Achse der Reglermuffe 5. Diese Versetzung der Berührung- stelle 15 der Rolle 12 aus dem Drehmittel bzw. der Achse der Muffe 5 beträgt nur etwa 1, 2, 3 oder 4 mm.
Die Laufrollenachse 11 schneidet die Achse der Reglermuffe 5 annähernd, so dass die Bewegungsrichtung des Berührungspunktes auf der Muffe mit der Bewegungsrichtung des Berührungspunktes auf der Rolle an- genähert übereinstimmt und ein praktisch gleitfreies Ablaufen der Laufrolle 12 auf der Stirnfläche 13 der
Reglermuffe 5 erfolgt.
Die Kraftübertragung zwischen der Laufrolle 12 und der Reglermuffe 5 erfolgt nun zweckmässig in solcher Weise, dass bei der Rotation des Fliehgewichtsträgers 2 bzw. der Reglermuffe 5 eine geringfügige Oszillation im Reglersystem erzeugt wird. Bei der Anordnung nach Fig. 3 ist die Laufrolle 12'extent- risch an der Achse 11 gelagert, wogegen die Stirnfläche 13 der Muffe 5 eben ausgebildet ist und senk- recht zur Achse der Muffe 5 steht. Bei der Anordnung nach Fig. 4 ist die Laufrolle 12 zentrisch an ihrer
Achse 11 gelagert, jedoch ist die Stirnfläche 13 unter einem von 900 abweichenden Winkel zur Achse der Muffe 5 angeordnet. Der Deutlichkeit halber ist der 90grädige Winkel in Fig. 4 eingezeichnet.
Bei diesen Anordnungen nach Fig. 3 und 4 verändert sich der Abstand zwischen der Rollenachse 11 und einer zur Reglermuffenachse senkrecht stehenden Ebene des mit der Laufrolle 12 zusammenwirkenden Bautei- les, d. h. also im vorliegenden Falle der Reglermuffe, bei den verschiedenen Drehstellungen.
In der Prinzipskizze nach Fig. 5 sind durch Linien a, b, die beiden Systeme des Reglers abgegrenzt.
Das eine System A, ist das Messwerk, das aus den Fliehgewichten 1 mit ihrer Lagerung 3 und der Regler- muffe 5 mit ihrer Lagerung besteht. Das andere System B ist das die Kraftstoffzufuhr verändernde Hebelbzw. Gestängesystem, das aus dem doppelarmigen Hebel 7 mit seiner Lagerung 6, der Regelstange 8, der
Lasche 9 und den zwischengeschalteten Gelenken, sowie dem Federangriffspankt 16 besteht. Das Hebel- system B erzeugt auf die Rolle 12 bezogen eine Kraft PFeder und eine Reibung RFeder.
Auf die Muffe re-
EMI2.1
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EMI3.1
EMI3.2
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EMI3.6
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Bewegt sich die Rolle mit einer beliebigen Geschwindigkeit nach links, so herrschen an der Berührungsstelle der Rolle folgende Kräfte :
EMI4.1
EMI4.2
Schwingungen gedämpft werden und die im stationären Zustand auftretende Reibungsarmut aufgehoben wird.
Es zeigt sich somit, dass für den Bewegungszustand, bei dem sich die Muffe absolut betrachtet in der entgegengesetzten Richtung wie das Mittel der Laufrolle bewegt, nahezu völlige Reibungsfreiheit herrscht. Bei diesen Zuständen kann der Regler sich auf seinen Soll-Wert einstellen. Bewegt sich, ebenfalls absolut betrachtet, die Muffe in der gleichen Bewegungsrichtung wie das Rollenmittel, dann erscheint die gesamte, im Regler enthaltene Reibungskraft als eine die Bewegung hemmende freie Kraft.
Bei diesen Zuständen werden Schwingungen wirksam abgedämpft.
Das System A (Messwerk) weist nun eine geringere Eigenreibung auf als das System B (Hebel- bzw.
Gestängesystem). Die auftretenden Schwingungen beschränken sich somit im wesentlichen auf das System A und im System B sind die Schwingungen so weit reduziert, dass zumindest eine ständige Verstellung der Reglerstange 8 durch solche Schwingungen vermieden ist.
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