DE932284C - Leistungsuebertragung auf Arbeitsmaschinen mit grossem Traegheits-moment ueber eine Stroemungskupplung mit veraenderbarer Fuellung - Google Patents

Description

• Leistungsübertragung auf Arbeitsmaschinen mit großem Trägheitsmoment über eine Strömungskupplung mit veränderbarer Füllung Für die Leistungsübertragung auf Arbeitsmaschinen mit großem Trägheitsmoment kommen Strömungskupplungen zur Anwendung, die zur Änderung der übertragbaren Leistung mittels eines Schöpfrohres in ihrer Füllung verändert werden können. Ein Beispiel hierfür bildet die Windversorgung moderner Durchlaufkessel, bei der das Gebläse über eine Strömungskupplung der genannten Art angetrieben wird. Bei Belastungsänderung des Kessels muß möglichst schnell die Luftmenge der neuen Belastung angepaßt werden, um Störungen im Kesselbetrieb zu vermeiden. Die heute üblichen Regler haben Ansprechzeiten, die durchweg kürzer sind, als sie für diese Aufgabe gefordert werden. Die von den Reglern gesteuerte Füllungsänderung der Strömungskupplung über das Schöpfrohr geht ebenfalls ausreichend schnell vonstatten, so daß die Einstellung einer höheren Drehzahl in der gewünschten kurzen Zeit erfolgt. Die Einstellung einer niedrigeren Drehzahl ist dagegen nur mit erheblicher Verzögerung möglich, deren Ursache in der Schwungmasse der zumeist sehr großen Gebläseräder begründet liegt. Die entleerte Strömungskupplung ist nicht in der Lage, die große Masse dar Gebläseräder abzubremsen, zumal die Wirkung der Massenträgheit der Abtriebsseite durch die Wirkung des Schornsteinzuges noch verstärkt wird. So werden beim Abwärtsregeln der Drehzahl bis zu zehnfach größere Regelzeiten gemessen, als für den Betrieb gefordert werden. Ähnliche Verhältnisse liegen vor bei Furnierschälmaschinen, Zentrifugen u. dgl., bei denen ebenfalls wie bei den Gebläsen für Dampfkesselfeuerungen Maschinen mit verhältnismäßig großen trägen Massen schnellstens abgebremst werden müssen.
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsübertragung auf Arbeitsmaschinen mit großem Trägheitsmoment über eine Strömungskupplung veränderbarer Füllung, wobei die Abtriebsseite der Strömungskupplung bei Füllungsverminderung derselben durch eine Bremse selbsttätig abgebremst wird, z. B. für Gebläse von Dampfkesseln. Die Erfindung besteht darin, daß die Bremse von einer vom Unterschied zwischen der Soll- und Istdrehzahl abhängigen Regelabweichung eines geschlossenen Regelkreises geschaltet wird.
• Es sind Leistungsübertragungen ähnlicher Art bekannt, bei denen die Schaltung der Bremse mittels eines oder mehrerer Zeitschalter erfolgt. Die Bremse arbeitet hierbei also, -nicht abhängig von einer die Drehzahl messenden Regelgröße, sondern sowohl Bremse als auch Ölventil der Kupplung werden nach einem ganz bestimmten Arbeitsablauf, also nach einem Programm gesteuert. Die Sekundärdrehzahl des Antriebes bleibt dabei. sich selbst überlassen, so daß der Antrieb abhängig vom Trägheitsmoment der angetriebenen Maschine und von den zufälligen, mehr -oder minder großen Lastverhältnissen ist. Man hat also die Ausregelzeit nicht in der Hand, sondern man muß abwarten, bis die zu regelnde Drehzahl unter den für den Ansprechwert der Regeleinrichtung vorgesehenen Betrag von selbst abgesunken ist.
• Bei anderen bekannten Leistungsübertragungen mit einer Strömungskupplung und einer zur Überbrückung derselben dienenden Klauenkupplung ist. eine Einrückvorrichtung für die Klauenkupplung vorgesehen, bei der die schnellere Kupplungshälfte abgebremst wird, wenn die Kupplung eingerückt werden soll. Die Bremse wird dabei durch die Relativbewegung. der beiden. zu kuppelnden Kupplungshälften mittelbar betätigt. Ein derartiger Vorgang ist ebensowenig eine Regelung wie die unmittelbare Drehzahlangleichung einer Reibungskupplung durch zeitweiliges Schleifenlassen der Kupplung. Es wird also bei der bekannten Kupplung lediglich, wenn auch mittelbar die Istdrehzahl eines Kupplungsteiles der Istdrehzahl des anderen Kupplungsteiles durch Bremsen des schnelleren Teiles angepaßt, mit anderen Worten: Bei der bekannten Kupplung wird eine Relativbewegung zwischen zwei konkretem Maschinenteilen beseitigt, wobei es gleichgültig ist, welche absoluten Geschwindigkeiten diese beiden Teile haben. Die Erfindung dient aber nicht der Lösung der technischen Aufgabe, eine Relativbewegung zwischen zwei konkreten Teilen zu beseitigen,- sondern der Lösung der Aufgabe, eine für einen bestimmten Zweck erforderliche Absolutdrehzahl, die noch nicht vorhanden ist, sondern als Solldrehzahl nur der Größe nach vorbestimmt ist, selbsttätig mit möglichst geringer Verzögerung einzustellen. Abweichend von der bekannten Ausführung liegt also die durch die Erfindung zu lösende technische: Aufgabe darin, die Anlaufzeit einer Regelstrecke zu. verkürzen. Die Zeichnung zeigt .als Ausführungsbeispiel die Anwendung der Erfindung bei einem Gebläseantrieb für Dampfkesselanlagen.
• In Fig. I ist I der Antriebsmotor, 2 die Strömungskupplung, 3 eine Zahnradübersetzung ins . Langsame und 4 das Gabläserad. Der Sallwe:rte:insteller 5 beeinflußt über ein Ritzel 6 die Zahnstange 7, die am Schöpfrohr der Strömungskupplung 2 angreift. Bei Strömungskupplungen, die nicht durch ein Schöpfrohr, sondern durch ein Ventil entleert und durch eine Hilfspumpe gefüllt werden, kann naturgemäß die gleiche Einrichtung sinngemäß angewendet werden.
• An der Zahnstange 7 sitzt. der Kontaktabgriff 8 eines Spannungsteilers g. Mit der Kupplungsausgangswelle Io ist ein Generator II gekuppelt, dessen Spannung bei konstanter Erregung ein Maß für die Istdrehzahl darstellt. Die am Spannungsteiler g mittels des Sollwerteinstellers 5 abgegriffene Spannung stellt dagegen die Solldrehzahl dar. Vorzugsweise direkt auf der Welle I0 ist auch die Bremstrommel 12 angebracht, deren Bremsbacken I3 von dem elektrohydraulischen Bremsgerät an die Trommel gepreßt werden. Eine Feder 5 dient zum Lüften der Bremse I2, I3. Die am Spannungsteiler 9 mit Abgriff 8 abgenommene Spannung ist der des Generators II entgegengeschaltet. In den Verbindungsweg sind ein Gleichrichter I6, eine Relaiswicklung I7 des Relais I8 und ein spannungsabhängiger Widerstand I9 eingeschaltet. Vom Relais I8 wird über das Schütz 2o das Bremsgerät I4 ans Netz gelegt.
• In Fig. 2 isst der Stromlaufplan nochmals gesondert dargestellt. Die Wirkungsweise ist folgende: - Bekommt der Sollwerteinsteller 5 einen Impuls zur Abwärtsregelung der Drehzahl, so bewegt er über das Ritzel 6 und die Zahnstange 7 das Schöpfrohr so, daß die Strömungskupplung 2 in dem erforderlichen Maß entleert wird. Gleichzeitig wird der Abgriff $ am Spannungsteiler g im Sinne einer Verkleinerung der abgegriffenen Spannung verstellt. Dadurch überwiegt nun die, vom Generator II gelieferte Spannung. Diese Differenz ist von einer bestimmten, beliebig wählbaren Größe ab in der Lage, das Relais I8 ansprechen zu lassen. Der spannungsabhängige Widerstand I9 verhindert dabei ein für die Relaiswirkung 17 unzulässiges Anwachsen der Differenzspannung. Ist umgekehrt die vom Spannungsteiler g abgegriffene Spannung größer als die des Generators r i, so: verhindert der Gleichrichter 16 das Fließen eines Relaisstromes. Beim Aufwärtsregeln der Drehzahl wird also: nicht gebremst.
• Bei der Schaltung der Fig. 3 wird die Relaiswicklung 17 durch eine Röhre 21 gespeist. Die richtungsabhängige Wirkung liegt im Gitterkreis der Röhre2i. Nur beim Überwiegen der vom Generator i i gegebenen Istdrehzahl wird die Röhre 21 geöffnet und damit das Bremsgerät 14 eingeschaltet. Am Anker des Generators z i ist noch ein Spannungsteiler 22 angeordnet, durch den -wie übrigens auch durch die Höhe der konstanten Erregung des Generators - eine leichte justierbarkeit gegeben ist. Selbstverständlich kann dieser Spannungsteiler 22 auch bei der Ausführung der Fig. I vorgesehen werden. Allerdings muß er hier kräftiger werden, da er dann Leistung abzugeben hat. Die Verwendung der Röhre bietet also - wie auch bezüglich des maximal möglichen Anoden-und damit Relaisstromes - Vorteile gegenüber der Schaltung nach Fig. 2.
• In besonderen Fällen kann die Bremswirkung gegebenenfalls dadurch beschleunigt werden, daß beim Abbremsen das Turbinenrad der Strömungskupplung von seiner Welle abgekuppelt wird. Die Bremse kann gegebenenfalls mit der Kupplung zu einer Baueinheit verbunden werden.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Leistungsübertragung auf Arbeitsmaschinen mit großem Trägheitsmoment über eine Strömungskupplung mit veränderbarer Füllung, wobei die Abtriebsseite der Strömungskupplung bei Füllungsverminderung durch eine Bremse selbsttätig abgebremst wird, z. B. für Gebläse von Dampfkesseln, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse von einer vom Unterschied zwischen der Soll- und Istdrehzahl abhängigen Regelabweichung eines geschlossenen Regelkreises geschaltet wird.
2. 2. Leistungsübertragung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch ein vom Unterschied zwischen einer der Solldrehzahl und einer der Istdrehzahl entsprechenden Spannung in an sich bekannter Weise gesteuertes elektrohydraulisches oder elektromagnetisches Bremslüftgerät.
3. 3. Leistungsübertragung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen von der Einrichtung zur Füllungsänderung der Kupplung gesteuerten gleichstromgespeisten Spannungsteiler und durch einen Gleichstromgenerator auf der Abtriebsseite, wobei beide Spannungen zur Betätigung eines Relais für das Bremslüftgerät so gegeneinandergeschaltet sind, daß nur der beim Abwärtsregeln der Kupplung entstehende Spannungsunterschied das Relais betätigt.
4. 4. Leistungsübertragung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen Gleichrichter, der den beim Aufwärtsregeln entstehenden Spannungsunterschied unwirksam macht.
5. 5. Leistungsübertragung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen spannungsabhängigen Widerstand parallel zur Relaiswicklung.
6. 6. Leistungsübertragung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Gegeneinanderschaltung der beiden Spannungen im Gitterkreis einer Röhre, in deren Anodenstromkreis die Relaiswicklung liegt. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 611 3I0; österreichische Patentschriften Nr. 152 210, I52 453; USA.-Patentschriften Nr. 2 161 398, 2 380 595, 2 392 520, 2 397 634; Zeitschrift »Glückauf«, 1948, S. 676 und 684; Zeitschrift »Southern Pulp and Paper Manufacturer«, Atlanta, vom 31.Oktober 1948, S. 74; Werbeschrift S i5o der Western States Machine Comp., Hamilton.