DE22613C - Neuerung an Regulirungsvorrichtungen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT-

PATENTSCHRIFT

KLASSE 60: Regulatoren für Kraftmaschinen.

SIEMENS & HALSKE in BERLIN. euerung an Regulirungsvor. richtungen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 30. September 1882 ab.

Wenn ein Cylinder in der Richtung seiner Rotationsachse verschiebbar ist, so übt eine Rolle, welche sich auf seiner Mantelfläche unter starkem Druck abrollt, keinen verschiebenden Einflufs auf den rotirenden Cylinder aus, wenn die Achse der Rolle parallel der Achse des Cylinders ist. Wird dagegen die Rolle etwas gedreht, so dafs die Rotationsebene der Rolle nicht mehr senkrecht auf der Achse des rotirenden Cylinders steht, so beschreibt der Berührungspunkt zwischen Rolle und Cylinderwand eine Spirale auf der letzteren.

Diese Spirale ist eine rechts oder links gewundene, je nachdem die Rolle nach rechts oder links verdreht ist.

Da die um ihren Zapfen drehbare Rolle ihren Ort nicht verändern kann, so müfs der Cylinder sich in der Richtung seiner Achse, der Windung der Spirale entsprechend, nach rechts oder links verschieben. Diese Verschiebung dauert so lange wie die Schiefstellung der Rolle, und wechselt ihre Richtung, wenn die Rolle im anderen Sinne aus ihrer zur Achse des Cylinders verticalen Stellung verdreht wird. Die Kraft, mit welcher die Verschiebung des Cylinders stattfindet, ist der Gröfse der Reibung zwischen der Rolle und dem Cylinder gleich; sie ist daher sehr beträchtlich, wenn der Druck zwischen Rolle und Cylinder grofs ist und die Oberflächen nicht gefettet sind.

Doch auch in letzterem Fall ist die verschiebende Kraft bei grofsem Druck der Rolle noch beträchtlich, weil der Druck auf einen Punkt oder wenigstens auf eine sehr kleine Fläche concentrirt ist.

Dieser Bewegungsmechanismus eignet sich ganz besonders zur Construction von Regulatoren für Dampfmaschinen oder andere Motoren. Wird die Achse des verschiebbaren Cylinders mit der Drosselklappe oder der Expansionssteuerung einer Dampfmaschine, dem Gaszuführungsregulator einer Gasmaschine etc. verbunden und wird die Stellung der Rolle in der Weise von der constant zu erhaltenden Rotationsgeschwindigkeit der Maschine oder ihrer Arbeitsleistung abhängig gemacht, dafs die Rolle bei normalem Gang oder normaler Leistung der Maschine senkrecht auf der Achse des Cylinders steht, so mufs die Maschine nach kurzen Regulirungsschwankungen stets absolut auf den normalen Gang zurückkommen. Da zur Drehung der Rolle auch bei sehr starkem Druck gegen die Cylinderwand nur eine äufserst geringe Kraft erforderlich ist, welche fast ganz unabhängig von dem Widerstand ist, der der Verschiebung des Cylinders entgegensteht, so genügt eine sehr schwache regulirende Kraft auch dann, wenn die Arbeitsleistung der Regulirungsyorrichtung eine beträchtliche ist.

In den Zeichnungen Fig. 1, 2 und 3 sind einige Anwendungen dieses Mechanismus zu Regulirungsvorrichtungen dargestellt.

Fig. ι stellt einen Dampfmaschinenregulator in der Seitenansicht dar. α ist der verschiebbare Cylinder, auf welchem die Rolle b läuft, die in den Zapfenlagern c und C₁ drehbar ist. Die Pressung der Rolle gegen die Cylinderwand geschieht durch die Feder e, welche gegen den Kopf des Zapfens d der Rolle drückt. Die Rolle wird durch den an dem Zapfen d befestigten Arm / mittelst des Winkel-

hebeis g gedreht, dessen anderer Arm in das Gleitstück eines kleinen Watt'sehen Regulators h eingreift. Durch die konischen Räder i und Z₁ und die Riemscheibe k werden sowohl der verschiebbare Cylinder wie die Regulatorwelle in Drehung versetzt. Die Drehung der Drosselklappe oder die Einstellung der variablen Expansion geschieht auf bekannte Weise durch die Verschiebung der Achse des Cylinders a. Den Regulatorkugeln ist nur eine sehr geringe Regulirungsbewegung gestattet, da die Rolle b nur um wenige Grade in dem einen oder anderen Sinne gedreht zu werden braucht, um in kurzer Zeit die nöthige arbeitende Regulirungsbewegung des Cylinders a auszuführen, welche den Gang der Maschine absolut auf die normale Geschwindigkeit zurückführt.

Fig. 2 stellt die Anwendung des beschriebenen Mechanismus zur Regulirung des Ganges einer Pumpmaschine dar, welche ein entferntes Reservoir bis zu einer gewissen Höhe gefüllt erhalten soll. Der an dem Zapfen der'Rolle sitzende Arm / trägt hier an seinem Ende einen kleinen Eisencylinder /, welcher zwei Drahtrollen m und Ui₁ gegenübersteht. Durch einen im Reservoir befindlichen Schwimmer wird nun ein elektrischer Strom durch die die Schliefsung der Dampfklappe etc. bewirkende Drahtrolle geschickt, wenn der Schwimmer sich über die Normalstellung erhebt, während ein Strom durch die die Oefmung bewirkende Drahtrolle läuft, wenn der Schwimmer unter die normale Stellung sinkt.

In Fig. 3 ist eine Anordnung dargestellt, durch welche die Drehungsgeschwindigkeit des Motors so regulirt werden soll, dafs eine Drahtrolle stets von einem Strom von bestimmter Stärke durchlaufen wird. Es ist hier der Arm/ mit einem Eisencylinder η verbunden, welcher durch die Drahtrolle ο angezogen wird, wenn sie von einem Strom durchlaufen wird. Hierdurch wird die Feder / bis zu einem der Stromstärke entsprechenden Grade zusammengedrückt. Stellt man den Arm f nun derart ein, dafs bei der gewünschten Stromstärke die Rolle senkrecht zur Cylinderachse steht, so mufs diese Stromstärke stets erhalten werden.

Soll in einem elektrischen Kreislauf, in welchem ein durch eine Dynamomaschme erzeugter Strom circulirt, die Stromstärke constant erhalten werden, so läfst man diesen Strom oder einen Zweig desselben durch die mit passend gewähltem Draht umwundene Rolle ο circuliren. Soll dagegen die Potentialdifferenz constant erhalten werden, so umwickelt man die Rolle ο mit feinem isolirten Draht von grofsem Widerstand und schaltet denselben in einen Nebenschlufs desjenigen Leitungskreises, in welchem die Potentialdifferenz constant erhalten werden soll. Soll endlich die elektrische Arbeitsleistung der Dynamomaschme constant erhalten werden, so ersetzt man den Eisencylinder η durch eine Drahtrolle und läfst durch die eine der beiden Rollen den Hauptstrom, durch die andere den Strom des Nebenschlusses circuliren. Es wird dann der ■ Gang des Motors so regulirt, dafs das Product aus Stromstärke und Potentialdifferenz (also die elektrische Arbeit der Dynamomaschine) constant erhalten wird.

Anstatt einer drehbaren Rolle kann man auch zwei oder mehrere verwenden, welche so mit einander verbunden sind, dafs sie stets parallel mit einander bleiben. Man kann ferner zur Verminderung des Reibungswiderstandes der Achse des Cylinders in ihren Lagern auf zwei einander gegenüberstehenden Seiten des rotirenden Cylinders Rollen anbringen, die dann im Sinne der von ihnen auf dem Cylinder abzuwickelnden Schraubenlinie gemeinschaftlich gedreht werden müssen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Die Regulirung von Dampf-, Gas- oder an-, deren Motoren in der Weise, dafs die zur Ausführung der Regulirung erforderliche Arbeit durch die Maschine direct geleistet wird mittelst Drehung eines in seinen Lagern verschiebbaren Cylinders, während _ die schwache regulirende Kraft diese Verschiebung in dem einen oder anderen Sinne durch Drehung einer oder mehrerer belasteter Rollen veranlafst, die auf dem Cylinderumfang sich abrollen.

   Hierzu I Blatt Zeichnungen.