DD134274B1

DD134274B1 - Mechanischer ueberdrehzahl-stoppregler

Info

Publication number: DD134274B1
Application number: DD20236577A
Authority: DD
Inventors: Wenzel Nowak
Original assignee: Wenzel Nowak
Priority date: 1977-12-02
Filing date: 1977-12-02
Publication date: 1983-02-23
Also published as: DD134274A1

Description

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Titel der Erfindung:

Mechanische Überdrehzahl-Stoppeinrichtung

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine mechanische Überdrehzahlstoppeinrichtung für Kraftmaschinen, vorzugsweise Verbrennungskraftmaschinen, welche bei Überschreitung der höchstzulässigen Drehzahl außer Betrieb gesetzt wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Bisher sind mechanische Überdrehzahl-Stoppregler bekannt,

Ю deren Gewichte einzeln die Fliehkräfte auf einen federgestützten Auslösebolzen Übertragen« Diese Systeme sind in ihrer Arbeitsweise sehr ungenau·

Auch sind mechanische Überdrehzahlstoppeinrichtungen bekannt, bei denen sich die Fliehgewichte gegenseitig über eine Verzahnung abstützen und gemeinsam die Fliehkräfte aufnehmen. Die Verzahnung ist bei diesen Fliehgewichten an der Stirnseite der kurzen Schenkel angeordnet. Der Nachteil dieser Ausführung besteht in ihrer ungenauen Funktionsweise auf Grund des fertigungsbedingten Zahnflankenspieles ,-sowie des Fehlens einer Selbsthemmung. Die Folge ist, daß durch die ständig anstehenden Sch?d.ngungsbelastungen im Betriebseinsatz ein starker Verschleiß der Verzahnung zu verzeichnen ist, was letztendlich zum frühzeitigen Ausfall der Einrichtung führt. Auch sind überdrehzahlstoppregeleinrichtungen bekannt, bei denen ein geschlossener Ring mit exzentrisch verlagerter Masse als Regelglied benutzt wird. Der Nachteil dieser Einrichtung besteht ebenfalls in der ungenauen Regelung, was durch die ständig wirkenden Schwingungsbelastungen bedingt ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, eine Einrichtung zum Abschalten von Kraftmaschinen im Bereich ihrer hochstzulässigen Drehzahl zu schaffen, die ein vorzeitiges oder ungenaues Abschalten ausschließt und darüber hinaus, nur einem geringen Verschleiß unterworfen ist und somit eine lange Verfügbarkeit besitzt·

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine mechanische Überdrehzahlstoppeinrichtung zu entwickeln, bei der die Fliehgewichte als Teile eines Ringkörpers ausgebildet sind, die durch gegenseitigen Reibschluß selbsthemmend gleichmäßig und nur gemeinsam in Punktion treten können. Die Einrichtung soll weiterhin so ausgeführt sein, daß sie gegen Drehschwingungen weitestgehend unempfindlich ist und konkret nur auf eine vorgegebene Abschaltdrehzahl anspricht·

Erfindungsgemäß wird die Punktion einer selbsthemmenden mechanisch wirkenden Überdrehzahlstoppeinrichtung dadurch erreicht, daß an einer Welle an 2 sich gegenüberliegenden Lagerbolzen Pliehgewichte in der Porm von Ringstücken eines geteilten Ringes angeordnet sind, bei denen die Trennflächen der Ringstücke zueinander durch Reibschluß verbunden sind und bei dem die Trennflächen gegenüber der Senkrechten der Fluchtlinie der Lagerbolzen in Richtung Wellenmitte geneigt sind und zwar so, daß der sich ergebende Neigungswinkel ß> gegenüber dem Ausschlagwinkel c*» der Ringstücke kleiner, vorzugsweise jedoch gleich oder größer als 0,5 &· ist, und daß jeweils eines der Ringstücke in der Trennfläche mit einer Dämpfungsplatte belegt ist. Die Dämpfungsplatte ist hierbei aus einem elastischen abriebfesten Werkstoff mit einem hohen Reibkoeffizienten vorzugsweise aus Gummi belegt.

Sirenach diesem Konstruktionsprinzip ausgestattete Überdrehzahlstoppeinrichtung besitzt die Eigenheit, daß durch die geneigte Trennfläche der Ringstücke eine reibschlüssige Verbindung entsteht und daß diese Ringstücke im Betriebseinsatz nur gemeinsam und gleichzeitig in Punktion treten können. Während dos Öffnungsvorganges der Flieh-

gewichte v/ird durch die vorgegebene Winkelvorgabe eine Zwangsführung und somit eine Selbsthemmung der Ringstücke zueinander erreicht. Durch die Anordnung einer Dämpfungsplatte wird dieser Effekt noch verstärkt und gleichzeitig auftretende Schwingungsimpulse, insbesondere Drehschwingungen im kritischen Drehzahlbereich aufgenommen und abgebaut· Die vorgeschlagene Überdrehzahlstoppeinrichtung ist damit v/eitestgehend schwingungsunempfindlich und verschleißarm. Y/ie Versuche gezeigt haben, erreicht diese Einrichtung eine hohe Schaltgenauigkeit, die von der eingestellten zulässigen Höchstdrehzahl einer Abweichung von weniger als 1 % besitzt.

Ausführungsbeispiel:

Nachstehend soll die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1: Die Anordnung des geteilten Ringes um die ¥elle ,

Figur 2: Die .Ortsverlagerung des geteilten Ringes bei der höchstzulässigen Drehzahl,

Figur 3* Die Selbsthemmung der Ringstücke innerhalb der Trennfläche ν

In Fig. 1 ist der konstruktive Aufbau der Überdrehzahletoppeinrichtung dargestellt. Die günstigsten Betriebswerte werden erreicht, wenn der Neigungs- und Trennwinkel fh des Ringstückes 5 von der Senkrechten der Fluchtungslinie der Lagerbolzen 4 um den halben bis den ganzen Winkel des Ausschlagwinkels öL ^_ег Ringstücke abweicht (d^ß'ioO.

Außerdem ist es vorteilhaft, die Senkrechte ca. auf der halben Strecke zwischen Mitte Welle 1 und Lagerbolzen 4 auf der Seite der Einstellschraube 7 zu wählen, damit möglichst eine große Masse für die Zentrifugalkraft und ein günstiger Hebelarm für die Reibkraft zwischen den Reibflächen 13 und 14 (s. Fig. 2) zur Verfügung steht. Auch die Druckfederneigung zur Lagerfluchtungslinie sollte, wie bekannt ist, möglichst groß gewählt werden, um eine geringe Federkraft zu erhalten. Ausschlaggebend für die Dämpfungseigenschaft der Regeleinrichtung ist

auch die Werkstoffauswahl fur die Dämpfungsplatte. Sie sollte eine ausreichende Dämpfungswirkung und einen hohen Reibkoeffizienten haben· Als vorteilhaft hat sich hierbei Gummi gezeigt.

Eine gute Punktion der Überdrehzahl-Stoppeinrichtung ist nur dann gewährleistet, wenn die Größe der Federkonstante unterhalb der Zentrifugalkraft/ Zunahme pro Umdrehung bezogen, auf die ITenndrehzahljb't^r i/.wenn man am äußeren Umfang der Ringstücke 5, Einkerbungen 9 zur Erhöhung der Anzahl der Schaltpunkte 10, 11 und 12 anordnet. Um eine Leichtgängigkeit der gelagerten Ringstücke 5 zu erreichen, sind diese zweckmäßigerweise in Nadellagern gelagert, lieben der Dämpfungsplatte 8 sind dieses die einzigen Verschleißteile der kompletten Überdrahzahl-Stoppeinrichtung.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist die Welle 1 mit den Lagerböcken 2, der Hohlschraube 3 und den Lagerbolzen 4 mit den Ringstücken 5 und der Dämpfungsplatte 8 dargestellt. Die Ringform der Ringstücke 5 wird bis zur Abschaltdrehzahl durch die Druckfeder 6 aufrechterhalten und kann durch die Einstellschraube 7 verändert werden. Beim überschreiten der Abschaltdrehzahl kommt es zu einer Ortsverlagerung der beiden Ringstücke 5, welche im Idealfall unter Einwirkung der Zentrifugalkraft ohne eine Berührung innerhalb der Trennflächen sich vollziehen kann, wie das aus Pig. 2, Spiel A, zu erkennen ist«

Bei einem schv/ingungsbehafteten Antrieb und allein schon durch die horizontale Anordnung der Reglermassen (Eigengewicht smoment) kommt es nicht zu dem genannten Idealfall. Jedes Ringstück 5 arbeitet im gewissen Sinne selbständig, es kann aber auf Grund der gegenseitigen Abstützung im Bereich der Trennfläche nicht die Klinke 15 auslösen, wenn das andere Ringstück noch nicht dazu bereit ist, d.h., noch nicht die gleiche Ortsverlagerung ausführt. Bei diesem Vorgang erzeugt die gegenseitige Berührung der Ringstücke 5an den Flächen 13 und 14 eine Reibkraft, welche entgegengesetzt der Zentrifugalkraft,wirkt. Diese Reibkraft wirkt sich hemmend auf die Größe der Schwingungsausschläge aus und verhindert somit ein vorzeitiges bzw.

ungenaues Abschalten der Verbrennungskraftmaschine. Wird die eingestellte Abschaltdrehzahl nicht überschritten, so drückt die Druckfeder 6 die beiden Ringstücke 5 immer in ihre Ausgangsposition zurück, bis sie gemeinsam die Form eines geschlossenen Ringes annehmen. Eine andere Lage als diese können die Ringstücke 5 nicht einnehmen, da eine Überdeckung B, s. Fig. 3» nicht möglich ist. Die selbsthemmende "Wirkung auf Grund der wirksamwerdenden Schwingungsausschläge kann sowohl durch den Neigungs- und Trennwinkel β und durch Einsatz von verschiedenen Materialien für die Dämpfungsplatte 8 erreicht werden.

Claims

Erfind ungsansprüche

1. Mechanische Überdrehzahl-Stoppeinrichtung für Kraftmaschinen, insbesondere für Verbrennungskraftmaschinen, mit Fliehgewichten, die als Ringstücke ausgebildet sind, konzentrisch zur ^eIIe liegen, auf Bolzen gelagert sind und so gekoppelt sind, daß sie nur gemeinsam ausschwenken können, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringstücke (5) Teilstücke eines Ringes sind, dessen Trennflechen gegenüber der Senkrechten zur Verbindungslinie der Lager-IC» bolzen (4) in Richtung zur Welleutfiitte geneigt sind, wobei der Neigungswinkel ( β ) kleiner ist als der Ausschlagwinkel ( oL ) der Ringstücke (5)_y und daß jeweils eines der Ringstücke (5) in der Trennfläche mit einer Dämpfungsplatte (8) belegt ist·

2· Mechanische Überdrehzahlstoppeinrichtung nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß der Neigungswinkel Д gleich oder größer 0,5 des Ausschlagwinkels oL ist·

3. Mechanische Überdrehzahl-Stoppeinrichtung nach Pkt,1 gekennzeichnet dadurch, daß die Trennstellen der Ringstücke (5) vorzugsweise im Bereich zwischen den Lagerbolzen (4) und Wellenmitte der Welle (1) auf der Seite der Spannbolzen (7) liegt·

4· Mechanische Überdrehzahl-Stoppeinrichtung nach Pkt,1 gekennzeichnet dadurch, daß die Dämpfungsplatte (8) aus einem Werkstoff mit einem hohen Reibkoeffizienten, vorzugsweise Gummi, besteht.

- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen -