DE374303C - Elektromagnetisch gesteuerter Regler - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 21. APRIL 1923

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 374303 ~ KLASSE 21 c GRUPPE 54

(T 25183

ϊ· Hans Thoma in München. Elektromagnetisch gesteuerter Regler.

Zusatz zum Patent 319230.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. März 1921 ab. Längste Dauer :J9. Juli 1932.

Der Erfindung nach dem Hauptpatent liegt

die Erkenntnis zugrunde, daß die störenden Reibungserscheinungen und andere schädliche Einflüsse an den Nadelventilen vorgesteuerter Steuerventile für elektrische Regler verschwinden, wenn man für die Vorsteuerflüssigkeit eine besondere Pumpe aufstellt, dem als Schwebekolben ausgebildeten Steuerschieber des Servomotors eine rotierende oder oszillierende Nebenbewegung erteilt und das Nadel-

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ventil der Vorsteuerung von der statischen und dynamischen Rückwirkung der strömenden Vorsteuerflüssigkeit entlastet.

Die vorliegende Erfindung geht in dieser durch das Hauptpatent vorgezeichneten Richtung weiter und erstrebt die Beseitigung der störenden Reibungs- und Rückwirkungserscheinungen nicht nur an der Vorsteuerung, sondern überhaupt an den bewegten Teilen des

ίο Reglers und des Servomotors. Zu diesem Zweck wird der Erfindung gemäß auch dem Vorsteuerorgan eine dauernde, quer zur Hauptbewegung wirkende rotierende oder hin und her gehende Nebenbewegung erteilt. Da sich ferner gezeigt hat, daß die dünne Vorsteuernadel des Hauptpatents, abgesehen von der Schwierigkeit der genauen Herstellung, gelegentlich durch Klemmen in den Führungen leicht zu Störungen Anlaß geben kann, wird

so die Vorsteuernadel durch einen Flach-, Kolbenoder Hülsenschieber ersetzt, der neben seiner Hauptbewegung einer quer dazu gerichteten, rotierenden oder hin und her gehenden Zusatzbewegung unterworfen wird. Im Hauptpatent

as ist bereits angegeben, daß sich die Vorsteuernadel in einer relativ zu ihr rotierenden oszillierenden oder periodische Längsbewegungen ausführenden Hülse lagern läßt. Demgegenüber besteht das Wesen der vorliegonden Erfindung darin, daß unter Wegfall der Nadel die Hülse selbst als Vorsteuerschieber benutzt werden kann.

Auch die Einrichtung des das Steuerventil betätigenden Spannungsmessers muß so getroffen werden, daß keine störende Reibung auftritt. Spannungsmesser zur Steuerung selbsttätiger elektrischer Regler müssen sehr große Kräfte bei geringer bewegter Masse entwickeln. Dieser Forderung kann man in zweckmäßiger Weise nur Rechnung tragen, wenn man Spannungsmesser anwendet, deren magnetischer Kreis zum größten Teil in Eisen verläuft und nur an wenigen Stellen durch schmale Luftspalte unterbrochen wird. Dementsprechend erhalten solche Spannungsmesser einen eisernen Anker, welcher in geeigneter Weise verschiebbar oder verdrehbar gelagert wird. Spannungsmesser dieser Art haben jedoch den Nachteil, daß außer der in der Bewegungsrichtung des Ankers wirkenden Nutzkraft noch sehr erhebliche seitliche oder schräg gerichtete Kräfte auftreten können, welche die Lagerung des Ankers belasten und daher leicht zu störenden Reibungserscheinungen Anlaß geben. Man hat vorgeschlagen, diese Schwierigkeit dadurch zu beseitigen, daß man Blattfedergelenke anwendet. Diese haben jedoch den Nachteil der Unzuverlässigkeit, weil sich der Federstahl unter dem Einfluß der namentlich bei Wechselstrom auftretenden Vibration verändert und spröde wird. Auch die Anwendung kleiner, etwa in Stein gelager-, ter Drehzapfen, die an sich geringe Reibung [ haben, ist insbesondere bei Wechselströmen j unmöglich, weil die Vibration des Wechsel-Stroms das schnelle Ausschlagen dieser Lagerung zur Folge hat.

Erfindungsgemäß wird den bestehenden Mängeln dadurch abgeholfen, daß man den ! Anker des Spannungsmessers in Schneiden lagert und die Schneide z. B. durch Federkraft so stark belastet, daß auch bei den stärksten Vibrationen des Wechselstromes kein Zittern der Schneiden auf ihren Pfannen eintritt. j Bei selbsttätigen elektrischen Reglern macht ! nicht nur die Ankerlagerung des Spannungs- \ messers, sondern auch die Konstruktion des Gestänges, das den steuernden Spannungsmesser des Reglers mit den zu betätigenden Teilen des Reglers verbindet, erhebliche Schwierigkeiten. Einerseits soll dieses Gestänge entsprechend den verhältnismäßig geringen Kräften eines elektrischen Spannungsmessers möglichst reibungsfrei arbeiten, ander- seits ist der Spannungsmesser oft und insbesondere auch bei Wechselströmen dauernd Vibrationen ausgesetzt, welche bei dem Gestänge gewöhnlicher Bauart mit Zapfen- oder j Kugelgelenken ein schnelles Ausschlagen der go Gelenkflächen bewirken, wodurch Störungen hervorgerufen werden.

Nach der Erfindung wird dieser Fehler da- ! durch beseitigt, daß man auch für die Ge-' stängegelenklagerung von Schneiden und Pfan-S nen Gebrauch macht und durch besondere Belastungsfedern dafür sorgt, daß Schneiden und Pfannen nicht in gegenseitige Erzitterung geraten.

Bei selbsttätigen elektrischen Reglern, die zur Einstellung von Regulierwiderständen u. dgl, dienen, ist es meist nötig, daß die zur Betätigung des Regulierwiderstandes dienende Welle, kurz Regulierwelle genannt, nahezu einen vollen Umlauf macht. Dies ist insbesondere bei elektrischen Reglern mit Öldruckservomotor, welche meist einen einfachen Druckzylinder nebst Druckkolben als Servomotor verwenden, konstruktiv unbequem, weil solch große Drehwinkel nicht mit Hilfe einfacher Kurbeltriebe, sondern nur mit Hilfe von Zahnsegmenten oder Zahnstangengetrieben erzielt werden können. Zahnstangen sowie Zahnsegmenttriebe haben dabei den Nachteil eines sehr großen Raumbedarfes und starker Reibungswiderstände.

Erfindungsgemäß wird auch diese Schwierigkeit dadurch, beseitigt, daß eine Zahnstange verwendet wird, die zugleich als Kolbenstange zwischen zwei hydraulischen Druckkolben dient,

Abb. ι und 2 zeigen eine Ausführungsform

der Erfindung, · bei der der Vorsleuerschieber i, der auf dem Schieberspiegel 2 gleitet und beispielsweise mit der Kante 3 den aus dem Schieberspiegel hervorquellenden Strom des Vorsteueröles steuert, durch einen Kurbeltrieb 4 in einer hin und her gehenden senkrecht zur Hauptsteuerrichtung gerichteten Bewegung gehalten wird. Hierdurch wird jede Reibungserscheinung bei dem Schieber

to völlig behoben.

Bei einem runden Kolbenschieber läßt sich die Erfindung nach Abb. 3 und 4 ausführen. Hier ist 5 der runde Kolbenschieber; 6 ist der Schieberspiegel, 7 die steuernde Kante des Vorsteuerschiebers. Der Vorsteuerschieber wird durch eine Verzahnung 8 von einem nicht dargestellten Zahnrad in Umlauf gehalten. Umgekehrt könnte man auch dem Schieberspiegel eine umlaufende Bewegung erteilen. Durch diese Relativbewegung wird in gleicher Weise wie bei dem Flächenschieber nach Abb. r und 2 eine Beseitigung der Reibungserscheinung erreicht. An Stelle der (Abb. 3) angenommenen rotierenden Bewegung kann auch eine hin und her gehende oder eine schwingende Bewegung treten.

Hydraulische Rückwirkungen werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß man einerseits die steuernde Kante 3 des Schiebers bei 9 gemäß Abb. 2 und 3 zuspitzt, anderseits die steuernde Kante 10 des Schieberspiegels abstumpft, wie aus Abb. 2 und 4 ersichtlich. Durch diese Maßnahme wird dem aus dem Schieberspiegel hervorquellenden

Ölstrahl eine Richtung gegeben, welche die Ablösung des Ölstrahles von der steuernden Kante begünstigt, wodurch nach hydraulischen Grundsätzen die Rückwirkungserscheinungen beseitigt werden. Die Strahlablösung.von der Schieberkante und demgemäß die Beseitigung der störenden Kraft am Schieber wird ferner noch dadurch wesentlich verbessert, daß man den Strahl des Drucköles nicht in Öl, sondern in Luft ausblasen läßt. Denn die sehr bewegliche und sehr geringen Reibungserscheinungen ausgesetzte Luft wird durch den Ölstrahl nur wenig mitgenommen, so daß sie unbehindert an die steuernde Kante des Schiebers heranströmen kann, um dort jede Druckerhöhung zu verhindern, wodurch nach hydraulischen Grundsätzen die Strahlablösung erreicht wird.

Wenn der ölzufluß zur Vorsteuerung stärkeren Schwankungen ausgesetzt wird, wie dies immer der Fall ist, wenn man den Ölstrom für die Vorsteuerung von der gleichen Öldruckpumpe abzweigt, welcher auch für den Betrieb des Öldruckservomotors dient, können immer noch gewisse Störungen auftreten, die aber beseitigt werden, wenn man die störende Kraft am Schieber durch Anordnung einer besonderen Pumpe für den Vorsteuerschieber verringert.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 ist 1' der feststehende, hufeisenförmige Magnetkern eines Spannungsmessers, der durch die darumgelegte stromdurchflossene Wicklung 2' magnetisiert wird. Neben einer gleichstromdurchflossenen Hauptwicklung kann zur Beseitigung von Hysteresiserscheinungen noch eine von einem Hilfswechselstrom durchflossene Hilfswicklung vorgesehen sein. 3' ist der Anker, der durch den magnetischen Kraftlinienfluß gedreht wird. Dem magnetischen Kraftfluß hält eine Feder 4' das Gleichgewicht, so daß die Stellung des Ankers als Maß für die Stärke des magnetischen Flusses und damit für die Stromstärke in der Magnetwicklung oder auch für die Spannung in dem Stromkreis, in welchen die Magnetwicklung eingeschaltet ist, dienen kann. Der Anker 3' ist mit der Schneide 5' in der feststehenden Pfanne 6' drehbar gelagert. Um das Vibrieren der Schneide 5' in der Pfanne 6' zu verhindern, wird eine Druckfeder 7' angebracht, die zur Belastung der Schneide dient und nach Bedarf angespannt werden kann, ohne dadurch die Gleichgewichtslage des Ankers erheblich zu ändern, weil sie nahe dem Drehpunkt der Schneide angebracht ist. Die gleiche Wirkung wird erfindungsgemäß erzielt, wenn der Anker nicht mit einer Schneide, sondern mit einer Pfanne ausgerüstet wird und um eine feststehende Schneide spielt. An Stelle der Federbelastung kann auch eine Gewichtsbelastung der Schneide durch besonders nahe dem Drehpunkt angebrachte Gewichte vorhanden sein. Sofern nämlich die Belastungsgewichte in nächster Nähe des Drehpunktes angebracht werden, führen sie ioo nur geringe Bewegungen aus und vergrößern die wirksame Masse des Ankers nur unmerklich. In größerer Entfernung vom Drehpunkt angebracht sind sie allerdings durch ihre Massenwirkung schädlich und kommen daher für schnell wirkende Spannungsmesser, wie sie für Schnellregler verlangt werden, nicht in Betracht, ohne die Güte der Regelung zu beeinträchtigen.

Die Erfindung ist auch bei Wechselstrom-Spannungsmessern nach dem Ferraris- oder Drehspulsystem mit Vorteil verwendbar, weil diese ebenfalls starke Vibrationen zeigen und Blattfedergelenke hier deshalb schwierig anzubringen sind, weil die Anker an den engen Luftspalten zwischen dem Statoreisenkörper oder den Statorwicklungen genau zentrisch geführt sein müssen und Zentrierfehler, wie sie Blattfedergelenke mit sich bringen würden, nicht ertragen könnten. .

Die mehr oder weniger starken Federn, wie sie für eine ausreichende Belastung der

Schneide nach Abb. 5 nötig sind, können die Ursache sein, daß an den Federaufhängepunkten besonders am Anker starke und störende Reibungserscheinungen auftreten. Erfindungsgemäß wird daher für den Angriffspunkt dieser Federn gleichfalls eine Lagerung, bestehend aus einer Schneide, die etwa am Wagebalken des Ankers angesetzt ist, und einer Pfanne, die an der Feder hängt oder to auch umgekehrt, angewandt. Die Erfindung gibt ferner die Möglichkeit, mit einer einzigen Feder gleichzeitig die Belastung der Schneide zur Verhinderung der Vibration und die Belastung des Ankers zur Aufnahme der magnetischen Zugkraft zu erreichen, indem man eine einzige Feder in mäßigem Abstand von dem Drehpunkt des Ankers anbringt.

Abb. 6 zeigt eine solche Ausführungsform ao der Erfindung. Im Gegensatz zum Spannungsmesser nach Abb. 5 ist in Abb. 6 nur eine einzige Feder 8' angebracht, welche derart nahe am Drehpunkt angeordnet ist, daß gleichzeitig eine genügende Belastung der Schneide sowie auch eine hinreichende Aufnahme der magnetischen Zugkraft des Ankers erreicht wird.

Mit Hilfe einer in der Nähe des Drehpunktes am Anker befestigten Feder läßt sich ferner noch ein anderer Vorteil erreichen. Bringt man nämlich gemäß Abb. 7 eine Feder 9/ in der Nähe der Schneide so an, daß die Federachse sich mit der verlängerten Berührungslinie von Schneiden und Pfannen schneidet, so übt diese Feder keinerlei Drehmoment auf den Anker aus. Wird aber der Drehpunkt der Feder am Anker nicht in die verlängerte Berührungslinie von Schneiden und Pfannen gelegt, sondern ein Stück weiter nach oben oder unten verschoben, so wird durch Anspannen dieser Feder zwar die Einstellung der Gleichgewichtslage des Spannungsmessers nicht verändert, wohl aber die Empfindlichkeit oder der Maßbereich des Spannungsmessers erweitert oder verkürzt. Wird beispielsweise, wie in Abb. 7 dargestellt, der Aufhängepunkt der Feder etwas unterhalb der Schneidenspitze verlegt, so macht, wie aus dem Spiel der mechanischen Kräfte ohne weiteres ersichtlich, ein Anspannen der Feder 9/ den Spannungsmesser weicher, d. h. bei Spannungs- oder Stromänderungen wird er größere Hübe als bei loser, weniger stark gespannter Feder f zurücklegen. Es ist daher möglich, mit Hilfe der Schneidenfederbelastung gleichzeitig die für die Montage oder Inbetriebsetzung des Spannungsmessers wichtige Empfindlichkeit der Anzeige des Spannungsmessers in weiten Grenzen zu verändern. Um die Bewegung des Ankers nicht nur in der Zeichenebene, sondern auch im Raum auf eine einzige Drehrichtung zu beschränken, ist man meist genötigt, mehrere, in der Regel zwei Schneiden und zwei Lagerungen für den Anker anzuwenden. Nach der Erfindung läßt sich auch bei derart auf zwei oder mehreren Lagern laufendem Anker eine Schneidenlagerung mit Federbelastung anwenden. Zu diesem Zwecke kann man für die Belastung der Schneide entweder eine oder zwei Federn anordnen. Verwendet man zwei Federn, so ist es möglich, mittels einer einzigen Feder an der einen Schneide der magnetischen Zugkraft unter gleichzeitiger Belastung der Schneide das Gleichgewicht zu halten. Mit der anderen Feder kann man sodann, ähnlich wie dies in Abb. 7 dargestellt, die Empfindlichkeit des Spannungsmessers innerhalb gewisser Grenzen verändern.

Besonderen Vorteil bietet die Anwendung federbelasteter Schneidenlagerungen bei Spannungsmessern, bei denen die Begrenzungsfläche des zwischen Anker und Magnetgestell ■ verbleibenden Luftspaltes ganz oder nahezu j parallel der Bewegungsrichtung des Ankers ! verläuft. Denn bei solchen Spannungsmessern. treten einerseits sehr starke seitliche Kräfte auf, anderseits ist der Anker auch gegen geringe Fehler in seiner Bewegungsrichtung besonders empfindlich. Solche Spannungsmesser lassen sich, wie der Versuch zeigt, tatsächlich nur unter Anwendung der beschriebenen Schneidenlagerung einwandfrei herstellen.

Abb. 8 zeigt eine Ausführungsform einer gemäß der Erfindung eingerichteten Gestängelagerung. Der Anker 3' des Magnetkernes i' ist um den Zapfen io' drehbar gelagert. Der magnetischen Zugkraft des Ankers hält eine Feder 11' das Gleichgewicht. Am Anker 3' ! sitzt eine Pfanne 12', in welcher das zu einer ! Schneide zugespitzte obere Ende des Gestänges ; 13' aufruht. Das untere Ende des Gestänges 13' ist gleichfalls zu einer Schneide zugespitzt und ruht auf einer Pfanne 14'. Diese Pfanne ist mit dem zu betätigenden Teile des Reg- 10g lers in Verbindung gebracht. Wie die Einrichtung dieses Reglerteils im einzelnen beschaffen ist, ist für die Erfindung unwesentlich. In Abb. 8 ist angenommen, daß die Pfanne 14' an einer Widerstandskurbel 15' sich befindet, welche mittels eines Schleif- ; kontakts Widerstandstufen ein- oder ausschaltet. Die zur Verhütung des gegenseitigen Aufeinanderschlagens von Pfanne und Schneide erforderliche Belastung von Schneide und Pfanne wird durch eine Feder 16' bewirkt.

Um zu verhüten, daß bei geringen Montagefehlern Schneide und Pfanne leicht einseitig belastet werden, derart, daß die Schneide nicht auf ihre Gesamtlänge gleichmäßig trägt, sondern nur an einer ihrer Kanten beansprucht wird, wird nach der Erfindung an Stelle der

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Schneide gemäß Abb. 9 eine Spitze gesetzt, die in einer kegelförmig gestalteten runden Pfanne aufruht. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Belastung von Schneide und Pfanne derart wirksam ist, daß auch bei Anwendung einer spitzenförmigen Schneide kein merklicher Verschleiß auftritt.

Die Feder 16' in Abb. 8 muß sehr weich oder nachgiebig ausgeführt sein, wenn sie nicht bei den geringen Kräften, die ein Spannungsmesser zu entwickeln vermag, die Arbeit des Spannungsmessers stören soll. Deshalb empfiehlt es sich, zur Belastung von Schneide und Pfanne eine mit der Schneide und Pfanne mitbewegte Feder anzwenden, wie in Abb. 9 dargestellt.

Wie aus Abb. 9 ersichtlich, sind zwei Belastungsfedern 17', i8' angebracht, deren jede an einem Schneidegelenk angebracht ist und Schneide und Pfanne aufeinanderdrückt. Da bei dieser Ausführung die Belastungsfedern τη' und 18' keine Verlängerung und Verkürzung erfahren, sondern schlimmstenfalls nur unbedeutend verkrümmt werden müssen, können sie unbeschadet der guten Wirkung des Spannungsmessers mit genügender Steifheit ausgeführt werden. An Stelle der beiden Federn 17', i8', deren jede ein Schneidegelenk belastet, könnte man auch eine einzige Belastung anwenden, deren beide Enden an den Pfannen 12' und 14' befestigt sind und die Pfannen 12' und 14' gegen den dazwischenliegenden Gestängeteil 13' pressen.

Bei der Ausführung des hydraulischen Servomotors nach Abb. 10 sind Z₁ und Z₂ zwei einfach wirkende Druckzylinder, welche die Kolben JK₁ und K₂ enthalten. Die Kolben sind durch die Stange S verbunden, die die Verzahnung ζ trägt. Die Verzahnung ζ steht mit dem Ritzel r im Eingriff, das unmittelbar oder durch geeignete Übertragungsorgane die Regulierwelle verstellt.

Da das Ritzel im Durchmesser sehr klein gewählt werden muß, um bei mäßiger Größe des Kolbenhubes ausreichende Drehwinkel zu erreichen, ist die Rückwirkung des Zahndruckes auf die Lager der Ritzelwelle bedeutend. Um dies zu vermeiden, werden nicht eine, sondern mehrere Zahnstangen benutzt, die an zwei oder mehreren Stellen mit dem Ritzel im Eingriff sind und dadurch die Reaktion des Zahndruckes auf die Lagerung des Ritzels aufheben.

Nach Abb. 11 sind Z₁ bis Z₄ vier Druckzylinder, welche auf die Kolben K₁ bis K₄ wirken. Diese sind durch die Kolbenstangen S₁ und S₂ verbunden, die beide, ähnlich wie die eine Kolbenstange, nach Abb. χ mittels der Verzahnung ζ mit dem Ritzel r kämmen. Die Druckzylinder Z₁ bis Z₄ können durch überkreuzte Ölleitungen L so verbunden sein, daß die Druckzylinder stets im gleichen Drehsinn auf das Ritzel einwirken.

Für die Erfindung ist es zunächst nicht wesentlich, ob die Druckzylinder einfach wirkend oder doppelt wirkend eingerichtet werden. Es ist jedoch möglich, bei Anwendung so-. genannter Differentialservomotoren und teilweise einfach wirkenden Zylindern eine besonders vorteilhafte Anordnung gemäß obiger Konstruktion zu finden. Abb. 12 stellt eine entsprechende Ausführungsform der Erfindung dar. Z₁ und Z₂ sind die beiden großen Arbeitszylinderräume des Differentialservomotors; Z₃ und Z₄ sind die kleineren, dauernd mit Öldruck belasteten Druckzylinderräume. Die entsprechenden Kolben K₁ und K_s sowie K_z und K₄ sind durch die Kolbenstangen S₁ und S₂ verbunden. Letztere tragen die mit dem Ritzel r kämmenden Verzahnungen Z₁ und z_z. Die Arbeitszylinderräume sind durch Ölleitung L, die Druckzylinderräume durch die Ölleitung 1 zusammengefaßt. Wie ersichtlich, kann daher ein Differentialservomotor ohne Hinzunahme weiterer Konstruktionsteile an den Zahnstangenantrieb gemäß Abb. ι angebaut werden, während bei gewöhnlichen doppelt wirkenden Servomotoren die Einrichtung eines Differentialservomotors eine erhebliche Verwicklung des Servomotors erfordert.

Erfindungsgemäß läßt sich ferner der Differentialservomotor gemäß Abb. 13 so einrichten, daß der Raum, in welchem Zahnstange und Ritzel liegen, als Öldruckraum benutzt wird, wodurch mit den einfachsten Mitteln eine vollkommene Schmierung des empfindlichen und hochbeanspruchten Stangengetriebes erreicht wird. In Abb. 13 sind Z₁ und Z₂ die Abeitszylinderräume, welche wiederum mit der Ölleitung L verbunden sind. Die Räume außerhalb der kleinen Kolben K₃ und K₁ stehen dauernd mit der Atmosphäre in Verbindung, dagegen ist der Getrieberaum um das Ritzel r durch feste Wandungen und Stopfbüchsen abgeschlossen. In den · Getrieberaum wird das Drucköl durch die Leitung ι eingeleitet. Die Arbeitsweise dieses Servomotors ist dieselbe wie bei dem Differentialservomotor nach Abb. 12, weil der Öldruck in dem Getrieberaum zwar auf alle vier Kolbenflächen wirkt, als resultierende Stangenkraft jedoch nur die Überschußkraft des Öldruckes auf die größeren Kolbenflächen K₁ und K_z erscheint. Wird, wie üblich, der Flächeninhalt von K₃ und K₄ halb so groß wie die Fläche von K₁ und K_z gemacht, so ist daher die Wirkungsweise des Servomotors nach Abb. 4 dieselbe, wie die des Servomotors nach Abb. 3,, ungeachtet des Vorteils der Druckölschmierung für das Zahnradgetriebe.

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Aus Abb. 14 ergibt sich beispielsweise das schematische Gesamtbild und die Abeitsweise des erfindungsgemäß eingerichteten Öldruckschnellreglers. Hier sind P₁ und P₂ die als Zahnräderpumpen gezeichneten" Ölpumpen des Reglers, von denen P₁ die Ölmenge zum Betrieb der Servomotorzylinder Z₁ und Z₂ liefert, während P₂ öl für die Vorsteuerung fördert.

100 ist der Hauptsteuerschieber des Reglers. Dieser Steuerschieber verstellt mit einer Anzahl steuernder Kanten 101 bis 104 den von der Pumpe P₁ gelieferten Ölstrom. so daß das öl in geeigneter Weise die Kolben in den Servomotorzylindern Z₁ und Z₂ in Bewegung setzt. Um die Reibung des Steuerschiebers 100 in seinem Gehäuse unschädlich zu machen, wird er durch das Zahnrad 105, welches in geeigneter Weise von dem Antriebsmotor der ölpumpe angetrieben wird, in dauernden Umlauf versetzt, und zwar durch Vermittlung der Feder 106, deren beide Enden in passender Weise sowohl im Steuerschieber 100 als auch in dem Kopf der Welle des Zahnrades 105 gegen Drehung gesichert gehalten werden. Der dauernd umlaufende Steuerschieber läßt sich natürlich leicht in seiner Längsrichtung hin und her verschieben, weil Reibungswirkungen an einem umlaufenden Schieber, wie die Erfahrung zeigt, tatsächlich nicht mehr auftreten.

An die Stelle der Umlaufbewegung des _; Schiebers 100 kann mit dem gleichen Erfolg eine osziDierende Drehbewegung treten. Wie : einleitend bemerkt, wird auch dem Vorsteuerschieber der hydraulischen Vorsteuerung eine rotierende oder oszillierende Bewegung relativ j zu seinen Führungen erteilt.

Der Vorsteuerschieber 8 besteht aus der in ■ Abb. 3 einzeln dargestellten kleinen Hülse, j die auf einem Ansatz 107 des umlaufenden ! Steuerschiebers 100 geführt ist. Ihre züge- ' schärfte Kante 7 vermag eine oder mehrere j öffnungen 108 zu überdecken. Diese öffnun- ! gen stehen durch die zentrale Bohrung 109 | des Steuerschiebers 100 in Verbindung mit dem Ringraum R, welcher durch einen an den Steuerschieber 100 angedrehten Kopf no j gebildet wird. In diesen Ringraum wird ; durch die Bohrung in von der Pumpe P₂ dauernd eine mäßig große ölmenge hineinbefördert. ' Wenn der Vorsteuerschieber 8 die öffnun- '; gen 108 abschließt, so staut sich das von der i Pumpe P₂ gelieferte Drucköl in dem Ring- | raum R und nimmt den nötigen Druck an, um die Druckfeder 106 zu komprimieren. Die Kompression dieser Feder wird soweit getrieben, bis die öffnung 108 unter dem Vor-Steuerschieber 8 wieder zum Vorschein kommt und das von der Pumpe P₁ gelieferte öl wieder austreten kann. Der Hauptsteuerschieber 100 folgt genau den Bewegungen des Vorsteuerschiebers 8, d. h. des Ankers 3' des Spannungsmessers 1'. Die Ölpumpe P₂, die das Vorsteueröl fördert, ist ebenso wie die Pumpe P₁ von einem Motor oder durch Riemenantrieb im Umlauf gehalten und saugt das öl aus einem Ölbehälter an. Das Quetschöl der Pumpe P₁ strömt durch die Bohrung 112 in den Kanal 113 ein, welcher einerseits zum Servomotor, anderseits zum Steuer- und Sicherheitsventil führt. In diesem Kanal 113 ¹ herrscht im allgemeinen stets ein konstanter Öldruck, welcher durch entsprechende Einstellung des Sicherheitsventils 114 begrenzt wird.

Die Zahnstangen S₁, S₂ des Servomotors greifen in das gemeinsame Ritzel r ein, mit dessen Welle der Stelihebel des zu betätigenden Regulierwiderstandes 115 gekuppelt wird. Im Raum innerhalb sämtlicher vier Kolben ; herrscht dauernd, durch den Kanal 116 zugebracht, der normale Druck, wie er durch j das Sicherheitsventil 114 aufrechterhalten wird. ■ Außerhalb der kleinen Kolben, in den Räumen 117 und 118, herrscht Atmosphärendruck, außerhalb der großen Kolben, in den Räumen 119 und 120, dagegen ein veränderlicher Druck, welcher durch Vermittlung der Kanäle 121, 122 und 123 von den steuernden Kanten 103 und 104 des Steuerkolbens 100 ; beeinflußt wird. Wenn der Steuerkolben gehoben wird, entweicht das öl aus dem Kanal 123 in den Ablaufraum 128, es tritt also Atmosphärendruck in den ZyUnderraum 119 und 120 außerhalb der großen Kolben Ul₁, K₂ des Servomotors ein. Unter dem Einfluß des in dem gemeinsamen Innenraum der vier Kolben herrschenden konstanten Druckes wird sich daher das Ritzel r im Uhrzeigersinne drehen. Wird dagegen der Steuerkolben 100 gesenkt, so schließt sich die Kante 104, und es öffnet sich die Kante 103, wodurch der in dem Kanal 113 herrschende Druck in die Zylinderräume 119 und 120 außerhalb der großen Kolben des Servomotors tritt. Jetzt überwiegen die auf die Außenflächen der großen Kolben wirkenden Druckkräfte die von dem Druck im Innenraum herrührenden, und das Ritzel r wird entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne in Bewegung gebracht. Für schnellere Bewegungen des Reglers, welche bei größeren Verschiebungen des Schwebekolbens aus seiner Mittellage ausgelöst werden, ist natürlich die Menge des von der großen Pumpe gelieferten Quetschöles ungenügend. Daher wird in diesen Fällen der Hauptölfluß der großen Pumpe zur Arbeitsleistung herangezogen, welcher im Beharrungszustand des Reglers und bei den sehr häufigen kleinen Regulierbewegungen durch den Kanal 124 und

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die beiden Drosselspalten 125 und 126 entweicht. Sobald der Steuerkolben 100 um größere Beträge aus seiner Mittellage gehoben oder gesenkt wird, schließt sich der Drosselspalt 125 oder 126. Infolgedessen wird das Hauptöl der Pumpe in dem Kanal 124 unter Druck gebracht. Sobald der von dem Hauptölstrom gelieferte Druck in dem Kanal 124 größer geworden ist als der Druck des Öles in dem Kanal 123, hebt sich das Rückschlagventil 127, und der Hauptölstrom ergießt sich in den Kanal 113, woselbst er sich dem Quetschöl zumischt und zur Arbeitsleistung verwendet wird. Auf diese Weise wird erzielt, daß die große Pumpe bis auf die verhältnismäßig geringe Quetschölmenge im Dauerbetrieb Öl ohne Druck fördert oder »leer läuft«, womit beträchtliche Antriebsleistung gespart und entsprechende uner-

ao wünschte Wärmeentwicklung vermieden wird.

Claims (14)

Patent-Ansprüche:

1. Elektromagnetisch gesteuerter Regler mit Durchflußvorsteuerung für hydraulische Servomotoren, insbesondere für Spannungsregler von Dynamomaschinen, gemäß Patent 319230, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beseitigung des Einflusses von Rei-

.30 bungs- und Rückwirkungserscheinungen nicht nur dem den hydraulischen Servomotor steuernden Schwebekolben, sondern auch dem Vorsteuerorgan eine dauernde quer zur Hauptbewegung wirkende rotierende oder hin und her gehende Nebenbewegung erteilt wird.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorsteuerorgan aus einem längs und quer beweglichen Flach-, Kolben- oder Hülsenschieber besteht.

3. Regler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungskante des Schiebers zugeschärft (9) oder die steuernde Kante des Schieberspiegels abgestumpft (ro) ist, zum Zweck, Rückwirkungserscheinungen der strömenden Flüssigkeit einzuschränken.

4. Regler nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker des das Vorsteuerorgan steuernden Spannungsmessers in einer Schneide gelagert und Schneide oder Pfanne durch Feder oder Gewicht belastet ist, um das schädliche Vibrieren der Schneide in der Pfanne und damit Reibungserscheinungen zu verhindern.

5. Regler nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Belastungsfeder in einer Schneide gelagert ist.

6. Regler nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungsfeder der Ankerschneide oder -pfanne zugleich die notwendige Zugkraft auf den Anker zur Messung der magnetischen Kraft ausübt (Abb. 6).

7. Regler nach Anspruch 1 und 4, gekennzeichnet durch eine Belastungsfeder, von deren Spannung die Empfindlichkeit oder der Meßbereich des Spannungsmessers beeinflußt wird (Abb. 7).

8. Regler nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß statt des Ankers oder außer ihm das Ankergestänge (13') zur Bewegungsübertragung mit federbelasteten, aus Schneide und Pfanne bestehenden Gelenken (12', 14') versehen ist (Abb. 8).

9. Regler nach Anspruch 1, 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestängegelenke in federbelasteten, in kegelförmigen Pfannen ruhenden Spitzen bestehen (Abb. 9).

10. Regler nach Anspruch τ, 4, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbelastung (17', 18') aii den Gelenkteilen (12', Γ3' 14') angreift, derart, daß sie bei der Bewegung der Gelenke durch die Relativbewegung von Schneide oder Spitze und Pfanne gespannt wird und unter Teilnahme an den allgemeinen Bewegungen der Gelenkteile die Schneiden oder Spitzen und Pfannen gegeneinandergedrückt halten kann (Abb. 9).

11. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange des hydraulischen Servomotors auf der Verbindungsstange zweier Servomotorkolben aufgebracht ist (Abb. 10).

12. Regler nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch mehrere Zahnstangen, welche die Regulierwelle ganz oder nahezu von dem Seitendruck der Zahnstange entlasten (Abb. 11).

13. Regler nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Anwendung eines Differentialservomotors (Abb. 12 und 13).

14. Regler nach Anspruch 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Getrieberaum unter Druck gesetzt wird (Abb. 13).

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.