DE1026627B

DE1026627B - Einrichtung zur Drehzahlregulierung mit Hilfe eines Servomotorkolbens

Info

Publication number: DE1026627B
Application number: DEB34560A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl-Heinz Kuettner
Original assignee: Borsig GmbH
Current assignee: Borsig GmbH
Priority date: 1955-02-18
Filing date: 1955-02-18
Publication date: 1958-03-20

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine nach dem Durchflußprinzip arbeitende Einrichtung zur Drehzahlregulierung, deren Servomotorkolben mittels der Steuerung der Maschine die Einlaß- und Auslaßorgane für das Betriebsmittel beeinflußt.

Bekannterweise wird hierbei der Servomotorkolben von dem mit einer Pumpe geförderten Arbeitsöl vorgeschoben, während das Zurückschieben durch die Servomotorfeder bewirkt wird. Im Beharrungszustand halten sich der Druck des Arbeitsöles und der Druck der Servomotorfeder das Gleichgewicht. Das geförderte öl wird, bis auf die zur Deckung von Leckverlusten notwendige Menge, durch einen von Steueruncl Rückführschieber gebildeten Schlitz oder durch eine von einem Vorsteuerkolben gesteuerte Drosselstelle abgelassen. Die Schlitzbreite ist hierbei vom Druck der Servomotorfeder und der geförderten ölmenge, also von der Maschinendrehzahl bzw. von der Belastung abhängig.

Hei den bekannten Einrichtungen dieser Art besteht der Mangel, daß bei einem Reguliervorgang die Auffüllzeit, d. h. die Zeit, die der Servomotorkolben zum Vorschub benötigt, wesentlich größer ist als die Ausströmzeit, die Zeit seines Rückschubes. Hinzu kommt noch, daß die Auffüllzeit von der geförderten Arbeitsölmenge, also von der Drehzahl abhängig ist, während die durch die Servomotorkolbenfeder bedingte Ausströmzeit nahezu konstant ist. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, den Steuerkolben mittels einer Bremseinrichtung so zu beeinflussen, daß beim ölabfluß der Spalt zwischen dem letzteren und dem Rückführschieber verkleinert und damit die Ausflußzeit vergrößert wird. Auch ist bei einer Ausführungsform eine Drosselung des abströmenden Öles durch Bremsschlitze am Steuerkolben selbst bekanntgeworden.

Die bekanntgewordenen Einrichtungen ergeben insbesondere bei großen Drehzahlverstellbereichen keine befriedigende Gleichsetzung der Ausström- und der Auffüllzeit des Servomotorkolbens; sie sind zudem entweder nicht einfach im Aufbau, nicht hinreichend zuverlässig oder nicht bequem zugänglich.

Diese Mangel werden erfindungsgemäß bei der bekannten, oben beschriebenen Einrichtung zur Drehzahlregulierung dadurch beseitigt, daß der Druck des Arbeitsöles und damit der Servomotorkolben durch zwei voneinander unabhängige Drosselstellen gesteuert wird, von denen die eine in an sich bekannter Weise durch einen einerseits durch eine Feder und andererseits durch Steueröl beaufschlagten Steuerschieber im Zusammenwirken mit einem Rückführkolben in Abhängigkeit von der Drehzahlabweichung beeinflußt wird und die Lage des Servomotorkolbens bestimmt, während die andere in an sich bekannter

Einrichtung zur Drehzahlregulierung
mit Hilfe eines Servomotorkolbens

Anmelder:

Borsig Aktiengesellschaft,
Berlin-Tegel

Dipl.-Ing. Karl-Heinz Küttner, Berlin,
ist als Erfinder genannt worden

Weise als Rückflußbremse ausgebildet ist und die Rückschubgeschwindigkeit des Kolbens zu verändern gestattet.

Durch die einstellbare Rückflußbremse wird der durch die Servomotorfeder bedingte Rückfluß des Öles so stark verzögert, daß die ölgeschwindigkeiten beim Zu- und Abfluß vom Servomotorkolben und damit auch die Auffüll- und Ausströmzeit nahezu gleich groß werden. Hierdurch werden auch die Regulierbewegungen der Steuerorgane der Maschine bei Laständerung abgestimmt und dadurch Pendelungen der Drehzahl, die eine Maschine unbrauchbar machen können, verhindert.

In der schematischen Abb. 1 und 2 ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Hierbei stellt

Abb·. 1 die gesamte Drehzahlregulierung und

Abb. 2 einen Schnitt durch den Servomotor dar.
Es bezeichnet 1 die das Arbeitsöl fördernde Pumpe, 2 den Servomotor mit dem Kolben 3, 4 die Antriebsvorrichtung zur Verstellung der Steuerung der Ein- und Auslaßorgane der Maschine, 5 die Servomotorfeder, 6 den als Büchse ausgebildeten Steuerschieber, 7 einen Schlitz, gebildet vom Steuerschieber 6 und Rückführkolben 8, 9 die Druckölleitung zwischen dem Servomotorzylinder und dem Steuerschieber, die auf einer kurzen Strecke in die Stränge 10 und 11 aufgeteilt ist. Im Zuleitungsstrang 10 befindet sich ein federbelastetes Rückschlagventil 12. Im Strang 11 ist die einstellbare Drosseleinrichtung eingebaut. Diese besteht aus einer verschiebbaren federbelasteten Büchse 13 mit dem Durchtrittsschlitz und dem in der Büchse gleitenden, ebenfalls federbelasteten Drosselschieber 14 mit einem Drosselschlitz 15. Das Drehzahlmeßorgan besteht im betrachteten Falle aus der Steuerölpumpe 16, dem bereits erwähnten Steuer-

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schieber mit Feder und der Drehzahldüse 17. Diese kann durch die Verstellvorrichtung 18 gemeinsam mit dem Drosselschieber 14 verstellt werden. Diese Verstellvorrichtung 18 kann von Hand bzw. elektrisch oder durch einen Druckregler betätigt werden. Das Drehzahlmeßorgan kann auch als Fliehkraftregler ausgebildet werden. Der Rückführkolben 8 steht über dem verstellbaren Kegel 20, den Stift 21 und den Rückführhebel 22 in kraftschlüssiger Verbindung mit der Kolbenstange des Servomotorkolbens 3. Die Rückführung, im gezeigten Falle starr, kann auch im Bedarfsfall durch eine Isodromvorrichtung ergänzt werden.

Unter der Voraussetzung, daß die Servomotorfeder die Steuerung auf die Stellung der maximalen Betriebsmittelzufuhr drückt, spielt sich der Regelvorgang wie folgt ab.

Wird die Maschine plötzlich belastet, so fällt ihre Drehzahl ab; dadurch wird die Fördermenge der Steuerölpumpe 16 und damit der Steueröldruck verringert. Der Steuerkolben 6 wird durch seine Feder nach links gedrückt und der Spalt 7 vergrößert. Durch diesen Spalt fließt jetzt das von der Pumpe 1 geförderte und das im Servomotor 2 befindliche, unter dem Druck der Servomotorfeder 3 stehende Arbeitsöl.

Letzteres drückt auf seinem Wege durch die Rohrleitung 9 das in der Leitung 10 befindliche Überdruckventil 12 zu und kann erst nach Passieren der Drosseleinrichtung 13, 14, 15 gemeinsam mit dem anderen öl in den Ölbehälter abfließen. Durch den hierbei auftretenden Rückschub des Servomotorkolbens 3 wird die Betriebsmittelzufuhr vergrößert, der Rückführkolben 8 gleichfalls nach links gedrückt und der Schlitz 7 wieder verkleinert, so daß nach Erreichen des Beharrungszustandes gerade der der entsprechenden Drehzahl zugeordnete Spalt 7 offenbleibt.

Wird die Maschine plötzlich entlastet, so steigt ihre Drehzahl und damit auch die Fördermenge der Steuerölpumpe 16. Durch den erhöhten Öldruck wird der Steuerkolben 6 nach rechts gedrückt, der Spalt 7 geschlossen so daß das gesamte Arbeitsöl nach Öffnen des Rückschlagventils 12 ungehindert in den Servomotor fließen kann und dessen Kolben verschiebt. Hierdurch wird die Betriebsmittelzufuhr gedrosselt und über die Rückführung der Schlitz 7 geöffnet, bis der Beharrungszustand erreicht ist.

Da nun aber die Auffüllzeit mit kleiner werdender Drehzahl zunimmt, während die Ausströmzeit nahezu konstant bleibt, so wird, um die Ausströmzeit der jeweiligen Auffüllzeit anzugleichen, der Querschnitt des Drosselschlitzes 15 durch \^erschieben des Drosselschiebers 14 in Abhängigkeit von der Drehzahlverstellung verändert.

Eine weitere unabhängige Verstellung des Drosselschlitzes 15 wird ermöglicht durch Verschieben der Drosselbüchse 13 mittels des Exzenters 19 und des Drosselschiebers 14 mittels der Einstellschraube 23. Da nur das abfließende Öl gedrosselt wird, kann durch die Einstellmöglichkeiten die Ausströmzeit so verlängert werden, daß sie. bei jeder Drehzahl der Auffüllzeit gleich ist.

Claims

Patentansprüche·.

1. Einrichtung zur Drehzahlregulierung mit Hilfe eines die Steuerorgane der Maschine beeinflussenden. Servomotorkolbens, der durch, das Arbeitsöl vor- und durch eine Feder zurückgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Arbeitsöles und damit der Servomotorkolben (3) durch zwei voneinander unabhängige Drosselstellen (7 und 15) gesteuert wird, von denen die eine in an sich bekannter Weise durch einen einerseits durch eine Feder und andererseits durch Steueröl beaufschlagten Steuerschieber (6) im Zusammenwirken mit einem Rückführkolben (8) in Abhängigkeit von der Drehzahlabweichung beeinflußt wird und die Lage des Servomotorkolbens (3) bestimmt, während die andere in an sich bekannter Weise als Rückflußbremse ausgebildet ist und die Rückschubgeschwindigkeit des Kolbens (3) zu verändern gestattet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Rückflußbremse ausgebildete, aus einer federbelasteten Büchse (13) und einem federbelasteten Kolben (14) mit Abschrägung bestehende Drosselstelle (15) in Abhängigkeit von der Drehzahlverstellung (18) verstellbar ist und daß zusätzlich der Kolben (14) mittels einer Einstellschraube (23) und die Büchse (13) mittels eines Exzenters (19) eingestellt werden können.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 831787, 621097, 463;

USA.-Patentschrift Nr. 2 558 687.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen