Reguliereinrichttung für Kraftmaschinen, insbesondere für Wasserturbinen. e<B>C</B> Vorliegende Erfindung betrifft eine Re- oguliereinrielltung für Kraftmaschinen, ins besondere für Wasserturbinen, gekennzeich- iiet durch eine Regulierwelle, die bestimmt <B>Z,</B> ist, mit dem Regulierorgan der zu regeln den Kraftmasehine verbunden zu werden, welche Welle von zwei voneinander unab- liiäingigen Drehmomenten beeinflusst wird.
von denen während der Öffnungsperiode des Regulierorganes der zu regelnden Kraft maschine nur eines auf sie einwirkt, näm- lieh ein Drehinioment, das durch ein am Ende eines auf der Regulierwelle befestigten He bels drehbar aufgehängtes Gewicht erzeugt wird, wogegen während der Schliessungs periode ausser diesem Drehmoment noch ein rGeregendrehmoment auf die Regulierwelle einwirkt, das über eine auf einer sowohl zur Antriebswelle der Reguliereinriolitunog als aueb zur Regulierwelle parallel laufen den Gefriebewelle angeordneten Friktions- kupplung und ein zwischen der getriebenen Scheibe dieser Kupplung und der Regulier- welle vorgesehenes Gestänge,
das nahe der Peripherie der getriebenen Scheibe der Frik- tionskupplung mit dieser verbunden ist, auf die Regulierwelle übertragen wird, wobei die treibende Scheibe der Friktionskupplung die über ein von der Antriebswelle der Re guliereinrichtung angetriebenes Reduktions getriebe angekrieben wird, mit einem auf der Antriebswelle angeordneten Fliehkraftregler über einen Hebel derart in Verbindunog steht, dass je nach der durch die Tourenzahl der Antriebswelle bedingten Stellung des Flieh- kraftreolers die Friktionskupplung ein- oder C ausgerückt ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes darge stellt; es zeigen: Fig. <B>1</B> eine Draufsicht auf dasselbe, Fig. 2 einen Schnitt nach -der Linie A-B der Fig. <B>1,</B> und Fi--. <B>3</B> einen #Sehnitt nach der Linie C-D tn der Fig. <B>1.</B> Nach Fig.
1 bis 3 ist auf der Antriebs welle 1, die inden Lagern 2 und 2a drehbar gelagert ist und welche mittelst der Riemen- selieibe 3 von der zu regelnden Kraft maschine angetrieben wird, der Fliehkraft regler 4 aufgekeilt. Die Gelenkinuffe 5 des Flielikraftreglers ist auf der Antriebswelle 1 fest aufgekeilt und kann sich nicht ver schieben, während die unter dem Einfluss der Feder 4a stehende Gelenkinuffe 5a auf der Welle 1 achsial verschiebbar und mit den beiden Reguliermuffen 6 und 7 fest ver bunden ist.
In der Reguliermuffe 6 läuft die Rolle<B>8</B> des einarmigen Hebels<B>9,</B> der auf der Achse 10 drehbar gelagert ist und mittelst der Rolle 11 auf die Muffe 12 wirkt, ihrerseits sowohl mit der Friktions- selleibe 14, als auch mit der Mitnehmer solieibe 15 fest verbunden ist. Die Teile 12, 14 und 15 sind achsial verschiebbar und ,drehbar auf der Welle 13 gelagert. Die Mitnehmerscheibe 15 trägt zwei Kupplungs stifte 16 und 16a, weolie das Zahnrad 17, das mit dem Ritzel 18 in Eingriff steht, 'durchdringen. Das Zahnrad 17 ist ebenfalls auf der Welle 13 freidrehbar gelagert, aber gegen seitliche Verschiebung gesichert, wo gegen das Ritzel 18 auf der Welle 1 fest aufgekeilt ist.
Das Reduktionsgetriebe 17, 18 hat den Zweck, die Geschwindigkeit der schnell laufenden Antriebswelle 1 als ver langsamte Bewegung auf die Welle 13 zu 'Übertragen, sofern die Friktionsseheibe 14 gegen die mit der Welle 13 fest verbun denen Gegenscheibe 35 gedrückt wird. Das Mass der Reduktion ergibt sich aus dem Ver hältnis der Umfänge des Zahnrades 17 und 'des Ritzels 18. Die Reguliermuffe 7 ihrer seits bedient mittelst der Rolle 19 den auf 'der Achse 20 drehbar gelagerten einarmigen 'Hebel 21, dessen Bewegung Mittelst der an seinem obern Ende bei 22 befestigten und mit einem Schlitz versehenen Kulisse 23, in welcher der Führungsteil 24 gleitet, der 'bei 25 mit dem Hebel 26 verbunden ist, auf den letzteren übertragen wird.
Der zwei- arinige Hebel 26 ist auf der Achse 27 dreh bar gelagert unc trägt bei 29 eine Lasche 28, die mit der Arretierklinke 30, die als ein armiger Hebel ausgebildet ist und in die seitlich gezahnte Arretierseheibe 31 ein greift, verbunden ist. Die Arretierklinke 30 ist im Lager 32 drellbar gelagert.
Die Über tragung der Bewegung des Hebels 21 auf den Hebel<B>26</B> geschieht derart, dass die Kulisse 23 bei einer Bewegung in der Pfeilrichtung (Fig. 1) den Führungsteil 24 mitnimmt und in dieser Richtung verschiebt; in der dem Pfeil entgegengesetzten Richtung bewegt sich der Hebel 26 so lange, bis die Klinke 30 vollends in die Arretierscheibe 31 ein gegriffen hat; wird der Hebel 21 je nach Ausschlagen des Fliehkraftreglers 4 noch weiter nach links bewegt, so wird die Feder 33 zusammengedrückt; die Arretierklinke 30 ist somit mit dem Hebel 21 elastisch ver bunden. Die Arretierscheibe 31 ist ihrerseits auf der Welle 13, welche in den Lagern 34 und 34a drehbar gelagert ist, fest aufge- zn keilt.
Die Friktionsscheibe 14 bildet mit der Gegenscheibe 35, welche auf der Welle 13 Ast aufgekeilt ist, eine Friktionskupplung, 'derart, dass, wenn die Scheibe 14 gegen die Scheibe 35 gedrückt wird, sieh eine Bewe- n glung der Scheibe 14 auf die Gegensoheibe <B>'35</B> Überträgt. Dabei wirkt die Gegen- soheibe <B>35</B> gleichzeitig als<U>hemmendes</U> #Mo- ment auf die Scheibe 14.
An der -Gegen- soheibe <B>3-5</B> ist nahe an ihrer Peripherie -der Bolzen<B>U,</B> an welchen die, zwei Teile<B>37</B> hud 37a besitzende, Regulierstange, deren iwei Teile<B>37</B> und 37a durch eine Gewinde- 'muffe 45, die mittelst der Arme 45a ge dreht werden k.aDn, <U>zusammengehalten</U> wer- .den, drehbar angelenkt ist. Anstatt der <B>I</B> Arme 45a kann die Gewindemuffe zu deren 'Dreliung auch ein Handrad aufweisen.
Diese Reguliersiange ist bei<B>38</B> mit dem ein- armio,en Hebel<B>39</B> verbunden, der seinerseits auf der Regulierwelle 40, die, in den Lagern 41 und 41a drehbar gelagert ist, vermittelst des Keils 39a aufgekeilt ist (Fig. 3). Auf der Regn lierwelle 40 ist, und zwar im recli- ten Winkel zum Hebel<B>39,</B> ein einarmiger Hebel 42 vermittelst des Keils 42a aufge- keilt, der an seinem Ende einen Bolzen 43 trägt, auf dem ein Gewicht 44 drehbar ge lagert ist (Fig. 2).
Dieses Gewicht 44 muss so bemessen sein, dass es die Reibungswider stände des Regulierorganesder zu regelnden Kraftmaschine und in der Reguliereinriech- fung selbst überwindet und bei freigegebener Arretierselieibe 31 mit Sicherheit sinkt und das Regulierorgan betäigt. Durch Verwen dung eines schwereren oder leichteren Ge- wieltfes kann die Drehgeschwindigkeit der Regulierwelle im öffnenden Sinne verstellt werden. Die Reguliervwelle 40 ist mit dem Regulierorgan der zu regguilierenden Kraft maschine verbunden. Die zwei Teile besit zende Regulierstange kann mittelst der Arme 45a der die beiden Teile 37 und 37a zu sammenhaltenden Gewindemuffe 45 kürzer oder länger gehalten werden.
Die beschriebene Reguliereinrichtung ar beitet wie folgt: Im folgenden ist angenommen, die Regu liereinrichtung sei mit dem Leitapparai einer Turbine verbunden. Da sie ohne Handregu lierung arbeitet, wird die Turbine mittelst Drosselklappe oder Schieber (dem Regulier organ vorgeschaltet) in oder ausser Betrieb gesetzt. Auf der Zeichnung sind der Flieh kraftregler und die Reguliermuffen in der Mittellage, die sio einnehmen, wenn die Tur bine mit der normalen Drehzahl läuft, dar gestellt. Wird der Turbine das Wasser durch Schliessen der Drosselklappe oder des Sehie- bers entzogen, so ist der Leitapparat offen und die Feder 4a drückt die Gewichte in ihre innerste Lage.
Bei Einleitung der Wasserzufuhr erreicht die Turbine infolge des geöffneten Leitapparates eine hohe Dreh zahl, die Schwunggewiehte des mittelst Rie menscheibe 3 durch die Wellt 1 angetrie benen Fliehkraftreglers 4 bewegen sich nach zn aussen. Dadurch wird die Muffe 5a aehsial in der, der angegebenen Pfeilrichtung ent- gegengesetzten Richtunag verschoben und damit aneh die mit ihr fest verbundenen Reguliermuffen 6 und 7. Bei steigender Tourenzahl der Turbine und daher der An- triebswelle betätigen also die Schwung- gewichte des Fliehkraftreglers die Regulier muffen 6 und 7, während bei sinkender Tou renzahl die Feder 4a die treibende Kraft ist.
Die Reguliermuffe 6 drücGkt durch den ein armigen Helyel 9 und die Rolle 11 die über das Reduktionsgetriebe 18, 17 in Drehung <B>en</B> versetzte Friktionsscheibe 14 gegen die Ge genscheibe 35. Nun wirkt fliese Gegen scheibe<B>35</B> als hemmendes Moment, wird aber ihrerseits doch von der Drelibewegung er griffen, dreht sieh langsam mit, wodurch auch die Regulierstange 37, 37a in der Pfeil richtung (Fiog. 1) verschoben wird und da durch den Hebel 39 verscbwenkt, welcher somit die Regulieiwelle 40 dreht, wodurch das Gewicht 44 gehoben wird. Diese Dre- hunog der Welle 40 beeinflusst den Leit- apparat in schliessendem Sinne.
Die Frik tionskupplung 14, 35 muss derart bemessen sein, dass bei geringer Verstellkraft des Flieh- kraftreglers die Drehung der treiben-den Scheibe 14 auf die getriebene Geaens-cheibe <B>35</B> übertragen wird, so dass das durch G.p,- wicht 44 auf die Welle 40 ausgeübte Dreh moment und die Reibung des Lcitapparates mit Sicherheit überwunden werden.
Die Sühliessbewegung wird so lange andauern, bis der Fliehkraftregler 4 infolge der Ver ringerung der Tourenzahl die Scheibe 14 ausser Berührung mit der Gegenscheibe<B>35</B> bringt. Dadurch würde nun das vorher an- 0) eGewicht 44 zu sinken beginnen und gehoben .durch die sieh ergebende Drehung der Ite u- t' #n lierwellt 40 der Leitapparat der Turbine wie der geöffnet,
was jedoch durch die beim An laufen der Turbine mit der Arretierscheibe <B>31</B> in Eingriff gebrachte Arretierklinke <B>30</B> verhütet wird. Die Verzahnung der Arretier- sp,heibe <B>31</B> ist derart, dass sie sich, wenn die Klinke<B>30</B> mit ihr im Eingriff ist, im Sinne xler Pfeilrichtung (Fig. <B>1)</B> !drehen kann, im entgegengesetzten Sinne jedoch nicht.
Bei der beschriebenen zwangsläufigen Auskupplung der Friktionskupplung 14,<B>35</B> tritt, weil die Teile<B>23</B> und 24 elastisch miteinander ver bunden sind, keine Bewegung der Arretier- klinke <B>30</B> ein. Aus dem gleichen,Grunde tritt auch bei der beschriebenen Drehung der Arretierscheibe 31 im Schliessungssinne keine Verschiebung der Reguliermuffen<B>6</B> und<B>7</B> ein.
Wird nun die Turbine, belastet, so sinkt deren Drehzahl und der Eiehkraftregler 4 wird in der Weise beeinflusst, dass sieh die Schwunggewichte der Rotationsachse nähern, was zur Folge hat, dass durch Verschiebung der Gelenkmuffe 5a die Reguliermuffen 6 und 7 in der Pfeilrichtung (Fig. 1) achsial verschoben werden. Die Bewegung der Muffe 6 bleibt wirkungslos, da dadurssli nur die Friktionsseheibe 14 noch weiter von der Ge genscheibe 35 abgehoben wird.
Muffe 7 aber übt eine Bewegung auf die Klinke 30 axis, derart, dass durch den Führungsteil 24, wel cher in der Kulisse 23 anliegt, die Arretier klinke 30 von der Arretierscheibe 31 abge hoben wird, wodurch die letztere freigegeben wird, so dass das, Gewieht 44 einerseits die nun zusammen mit der Welle 13 frei dreh bare Gevenscheibe 35 zurückdrelit und ander seife den Leifapparat soweit öffnet, dass sich die Tourenzahl der Turbine und damit der Welle 1 wieder erhöht, wobei die Gewiehte des Fliehkraftreglers nach aussen bewegt wer den, was bewirkt, dass die Klinke 30 mitder Verzahnung der Arretierscheibe 31 in Ein griff kommt und die Drehung der letzteren im Mfnungssinne sperrt. Tritt infolge Ent lastung der Turbine eine Drehzahlerhöhung ein, so beginnt der vorstehend beschriebene Regelungsvorgang von neuem.
Wie schon erwähnt, kann die Distanz der beiden Punkte 36 und 38, das heisst die Länge der Regulier stange ye durch Drehungder Gewindemuffe 45 verstellt werden, mit andern Worten, durch Drehen der Gewindemuffe 45 kann bei ruhen der Gegenscehieibpe 35 die Revulierwelle 40 ge dreht werden. Da, wie weiter unten bescehrie- ben ist, eine kleine Erhöhung oder Vermin derung der Normaldrehzahl der Turbine kei nen Einfluss auf die Reguliereinriehtung hat, kann durch Drehen der Gewindemuffe 45 die Normaldrehzahl inneit bestimmten Gren zen verändert werden.
Bei der Betriebsdreh zahl, das heisst der Normaldrehzahl, der Tur- bine ist der Fliehkraftregler in der in der Z2eichnung dargestellten Mittellage, der Kraftverbrauch des Reglers ist dann sehr klein. Minime Drehzahlerhöhungen haben keinen Einfluss, da zur Drehung der Gegen scheibe 35 die Scheibe 14 mit einer gewissen Minimalkraft gegen die Scheibe<B>35</B> gepresst n tD werden muss, welche erst erreicht wird, nach dem die Muffe, 6 sieh um einen bestimmten Minimalbetrag aus der in Fig 1 dargestellten Mittellage verschoben hat.
Ebenso ist eine be stimmte Minimalvereehiebung der Muffe<B>7</B> aus der in Fig. 1 dargestellten Mittellage not wendig, um die Klinke 30 ausser Eingriff mit ,der Verzahnunog der Stheibe 31 zu bringen, ,das heisst auch eine kleine Abnahmeder Nor maldrehzahl der Turbine hat noch keinen Einfluss auf die Reguliereinrichtung.
Die Vorteile der beschriebenen Regulier einrichtung lassen sich wie folgt zusammen fassen: 1. Die Verstellung der Regulierwelle im schliessen den Sinne erfolgt vermittelst des Re duktionsgetriebes von der Antriebswelle aus, das Öffnen hingegen durch das Gewieht 44.
2. Bei der beschriebenen Einrichtung er folgt der Öffnungsvorganog infolge Sinkens .des Gewichtes 44 ohne dass von aussen der Regeleinrichtung Leistung zugeführt werden t' in muss, während bei andern Reguliereinrichtun gen sowohl für den Schliess-, als au-eh für den Öffnungsvorgano' # von aussen Leistung zuge führt werden muss.
<B>3.</B> Die Betätigung der Regulierwelle im n<B>. 7 .</B>
öffnenden Sinneerfolgt unabhängolg vom Re- .dukti(>nsgetri-obe.
4. Eine kleine Verstellung der Regulier welle und damit & r Normaldrehzahl kann .durch Veränderung der Länge der Regulier stange vorgenommen werden, ohne dass die übrige Reguliereinriclitung 'beeinflusst wird. ZD <B>5.</B> Der FliehkraftregIer ist auf der An triebswelle der ReguliereinriGhtung ange- bra-cht.
<B>6.</B> Alle Wellen sind parallel zueinander, so dass die Verbindungen zwischen denselben einfa-ü'h sind, und wenig Platz beanspruchen. <B>r2</B> <B>7,</B> Die beschriebene Reguliereinrichtung weist 'keine kraftverbrauchenden Gewinde spindeln, Kegelradgetriebe, Winkelradge triebe, Umschalt- und Umleitvorrichtungen auf, infolgedessen ist der Leistungsverbrauch der Reguliereinrichtunc gerilnog 8. Bei zu sehneller Tourenzahl der zu regelnden Kraftmaschine und daher der An triebswelle betätigen die Sthwunggewichte des Fliehkraftreglers die Regumliermuffen 6 und<B>7,</B> während bei zu langsamer Tourenzahl <B>C</B> der Kraftmasehine infolge Sinken der Ge wichte die Feder 4a diese Muffen beweogt.
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