Titel: | Neue Regulatoren. |
Autor: | Mg. |
Fundstelle: | Band 303, Jahrgang 1897, S. 82 |
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Neue Regulatoren.
(Schluss des Berichtes S. 56 d. Bd.)
Mit Abbildungen.
Neue Regulatoren.
Durch den elektrischen Regulator von L. A. Enger und Co.
in Christiania, Norwegen (* D. R. P. Nr. 87008 vom 11. Juli 1895), wird eine neue
Lösung des bisher mit wenig Erfolg bearbeiteten Problems der elektrischen Regelung
von Kraftmaschinen geboten.
Textabbildung Bd. 303, S. 82
Elektrischer Regulator von Enger.
Der Regler besteht aus einer Magnetspule A (Fig. 10 und 11), welche auf der
Platte a befestigt ist. Im Innern der Spule A befindet sich ein Eisenkern b, der auf dem zweiarmigen Hebel c gelagert
ist. Der Hebel c hat die in Fig. 10 gezeigte Form
und ruht mittels der Schneiden d auf dem Lager e. An dem rechten Ende des Hebels c ist isolirt ein Gefäss g
angebracht, das mit Quecksilber gefüllt ist. Ein auf dem linken Ende des Hebels c vorgesehenes Gewicht f
dient zur Regelung des Gleichgewichtes. Ueber dem Quecksilberspiegel im Gefäss g befinden sich zwei in den Lagern hh angeordnete Metallspitzen ii, welche in der Normalstellung des Hebels c
nicht in das Quecksilber tauchen. Von den Lagern hh gehen mit den Spitzen
ii elektrisch verbundene Leitungsdrähte jj nach einer Vorrichtung, welche bei Stromschluss die
Gas- oder Dampfzuführungskanäle der Kraftmaschine schliesst. Dieselbe ist auf einer
geeigneten Stelle der Maschine angebracht und ist in ihrer Bauart der jeweiligen
Gattung der Maschine entsprechend.
Bei normaler Gangart ist durch das Gewicht f der Hebel
c derart eingestellt, dass die Metallspitzen ii sich ein wenig über dem Quecksilber im Gefäss g befinden, so dass sich in den Drähten jj kein Strom befindet und demzufolge die Gas- oder
Dampfkanäle der Kraftmaschine geöffnet sind. Hat die Maschine eine schnellere
Gangart als die gewünschte und durch Gewicht f
eingestellte, so erzeugt die Maschine durch die Dynamo einen stärkeren Strom. Durch
diesen mehr erzeugten Strom wird der Eisenkern b in der
Spule A angezogen und hierdurch der mit diesem
verbundene Hebel c mit seinem rechten Hebelarm etwas
nach oben bewegt, wodurch die Metallspitzen ii in das
Quecksilber eintauchen. Durch dieses Eintauchen wird in den mit einer
Elektricitätsquelle verbundenen Drähten jj Stromschluss
erzeugt, die auf der Kraftmaschine angeordnete zweite Vorrichtung bethätigt und
hierdurch die Gas- oder Dampfkanäle geschlossen. Es kann demzufolge kein Gas oder
Dampf in die Kraftmaschine gelangen, wodurch dieselbe eine langsamere Gangart
annimmt und dementsprechend durch die Dynamo weniger Strom liefert. Die Folge
hiervon ist, dass die Spule A den Eisenkern b freigibt, der Hebel c in
seine Anfangsstellung zurückgeht, das Quecksilber die Metallspitzen verlässt und der
Strom in den Drähten jj unterbrochen wird.
Für indirecte Regulatoren bringt die Actiengesellschaft der
Maschinenfabriken Escher Wyss und Co. in Zürich (* D. R. P. Nr. 85288 vom
27. April 1895) ein neues Wendegetriebe in Vorschlag, welches mit Bezug auf Fig. 12 bis 14 beschrieben sei.
Das Getriebe beruht auf dem Princip der Schaltung zweier auf die Regulirwelle
wirkender Organe, derart, dass ein vom Regulatorstand beeinflusstes anderes Organ je
nach seinem der wachsenden oder abnehmenden Geschwindigkeit entsprechenden Ausschlag
die Schaltung des einen oder anderen Schaltorganes bedingt. Die Anordnung ist so
getroffen, dass innerhalb der kürzesten Zeiträume die Geschwindigkeitsänderungen
ihren Einfluss ausüben; es beruht dies auf der Anordnung mehrfacher
Kuppelungstheile, welche während einer Drehung der Regulirwelle zur Wirkung
kommen.
Die Regulirwelle b sitzt in den Lagern a1a2 und trägt die
Schaltorgane in Form von Schaltscheiben c1c2 welche thunlichst elastisch, aber ohne
wesentliches Spiel mit den Nabenstücken C1C2, welche mit der
Regulirwelle verkeilt sind, verbunden sind. Ein passend angetriebener Regulator d ist mit einem Gleitorgan e auf geeignete Weise verbunden, welches seinerseits entsprechend dem
Regulatorstande durch passende Mittel auf die Schaltscheiben c1c2 wirkt. Dabei sind noch Einrichtungen für die
Regulirung des Gleitorganes vorgesehen durch Handrad f,
sowie eine ausrückbare Vorrichtung, um die Regulirwelle von Hand, also
unabhängig vom Regulator, zu bewegen bezieh. anzutreiben durch Handrad g. Lose auf der Regulirwelle b sitzen zwischen den Schaltscheiben c1c2 die Klinkenscheiben D1D2, auf welchen je eine
gewisse Anzahl Kuppelungstheile oder Klinken i an
Zapfen io
drehbar angebracht ist, und zwar derart, dass die Klinkenflächen der
Schaltungsumfangsfläche der Schaltscheiben gegenüber liegt und damit in und ausser
Eingriff gelangen kann. Die Klinken Scheiben erhalten verschieden gerichtete
Drehbewegung durch das Zwischenrad E. Die aufgekeilten
Nabenstücke C1C2 sind mit den
Schaltscheiben c1c2 derart verkuppelt,
dass die durch die Klinkeneinkuppelung erfolgenden Stösse möglichst wenig zur
Geltung gelangen, d.h. die durch das Nabenstück mit einander gekuppelten Theile sind
durch elastische Zwischenstücke getrennt.
Textabbildung Bd. 303, S. 83
Regulator von Escher Wyss und Co.
Die beiden Stücke C1C2 haben Arme Co zwischen
Rippen cx der
Schaltscheiben, wobei Co und cx durch elastische Scheiben cy, z.B. aus Gummi, getrennt sind. Zu jeder um io drehbaren
Klinke i ist ein Fänger k
angebracht, welcher die Klinke in ausgelöster, d.h. nicht gekuppelter Stellung hält,
die Fänger sind um ko drehbar. Die Feder l bewirkt einerseits,
dass die Klinke i, wenn freigelassen, die Tendenz zum
Einklinken hat, und andererseits für den Fänger k, dass
er die Klinke stets ausgekuppelt hält, solange er nicht, durch den Regulator
beeinflusst, die Klinke i loslässt.
Dem Fänger k gegenüber ist am Support m der Fühlhebel n drehbar
um no
angebracht. Der Arm des Fängers k liegt in der Stellung
Fig. 13 im Wege des
vorderen Armes n1 des
Fühlhebels, d.h. n1 ist
der Achse um so viel näher als n2, um vom
Fängerarm noch getroffen zu werden, während n2 nicht getroffen wird. Im Support m gleitbar ist die Gleitstange e1 welche zwei Ausschnitte e1e2 hat,
ausserhalb welcher Ausschnitte noch je ein gehärtetes Einsatzstück exey angebracht
ist. Die Stellung der Gleitstange zu den Fühlhebeln und zu den Klinken ist derart,
dass bei normalem Gang der Maschine jeder der Arme n1 des Fühlhebels in die Ausschnitte e1 und e2 tritt, wenn
der Fänger k den Arm n1 berührt; in Folge dessen tritt eine Auslösung von
k gegenüber i nicht
ein und die Klinke i bleibt uneingekuppelt.
Der Arm n1 tritt
aus den Ausschnitten e1
und e2 wieder heraus
durch Anstossen des nächstfolgenden Fängerarmes an dem der Achse näher gerückten Arm
n2 des
Fühlhebels. Wenn hingegen die Gleitstange e in Folge
Regulatorwirkung durch langsameren Gang des Motors beispielsweise sich senkt, so
wird der Ausschnitt e2 unten mehr heraustreten, wobei eine Beeinflussung des Fühlhebels auf
Seite der Schaltscheibe c2 nicht eintritt; hingegen wird der
Ausschnitt e1 sich
verkleinern, der Arm n1
an Schaltscheibe c1 bei
ex
anschlagen, also nicht mehr in den Ausschnitt e1 eintreten können; der Arm k wird an seinem hinteren Ende niedergepresst, wodurch die Klinke i frei und in die Schaltlücke der Schaltoberfläche co des
Schaltrades c1
eintreten wird. In Folge dieses Umstandes wird das Schaltrad c1 mitgenommen, und zwar im Sinne einer
Beschleunigung der Bewegung des Motors gedreht. Wenn umgekehrt die Gleitstange e in Folge Regulatorwirkung durch schnellen Gang des
Motors aufwärts geht und c2 durch Wirkung der auch in umgekehrtem
Sinne an der Scheibe angebrachten Klinke in entgegengesetztem Sinne sich dreht, so
wird eine Drehung der Regulirwelle b für verzögerte
Motorbewegung stattfinden.
Nicht nur der Sinn der Drehbewegung ist für die Schaltscheiben c1c2 ein
entgegengesetzter, sondern es sind auch die damit in Verbindung kommenden Klinken an
den Klinkenscheiben D1D2 in
entgegengesetzter Richtung angebracht.
Auf der der Gleitstange entgegengesetzten Seite, ebenfalls auf dem Support m angebracht, und gegenüber dem Fänger k bezieh. den Schaltscheiben c1c2 liegend, befinden sich die Auslösrollen
p1p2. Dieselben
sind zugleich so angebracht, dass der Fänger h an ihnen
vorbei gehen kann, ohne sie zu berühren, nicht aber der hintere Theil der Klinke i, weil letzterer breiter ist als ersterer. Sobald der
hintere Theil der Klinke i nämlich über die Rolle p1 bezieh. p2 gleitet,
wird er niedergedrückt und durch die Wirkung der Feder l übergreift ihn der Fänger k, womit die
Klinke wieder in die gefangene Stellung zurück kommt.
Durch die beschriebene Anordnung einer Mehrzahl von Klinken (vorstehend vier) wird
nun erreicht, dass eine Klinke stets im richtigen Eingriff ist, wenn Regulirung nach
dem einen oder anderen Sinne stattfinden soll, und dass die Verspätung der
Regulirung höchstens eine Viertelumdrehung des Schaltorganes ausmachen kann.
Wollte man mit je nur einer einzigen Klinke eine angenähert continuirliche Bewegung
für eine Anzahl von Schaltradumdrehungen erzielen, so müsste die Rolle p1 bezieh. p2 unmittelbar
hinter dem entsprechenden Fühlhebel angebracht sein.
Dies hätte aber den Uebelstand, dass der Eintritt der Regulirung unter Umständen erst
um beinahe eine ganze Umdrehung des Schaltrades c1 bezieh. c2 später erfolgen würde, als vom Regulator
aus bedingt ist, was der Fall ist, wenn die Stange e
gerade nach dem Vorbeigehen der Klinke am Fühlhebelarm
n1 in die
Schaltstellung gekommen ist. Desgleichen und aus den gleichen Gründen könnte das
Aufhören der Schaltbewegung beinahe um eine ganze Umdrehung zu spät erfolgen. Wenn
die Rolle p1 bezieh.
p2 gegenüber der
Einklinkungsstelle nun aber um 180° verstellt ist, so müssen mindestens zwei Klinken
am Umfange jeder Klinkenscheibe sein, damit, wenn continuirlich geschaltet werden
soll, die Klinkeneinkuppelung nicht bloss während einer halben Umdrehung wirkt,
sondern nach geschehener Auskuppelung (durch die bezügliche Rolle) der einen Klinke,
die andere (nachfolgende) kaum wieder zur Kuppelungs- und Schaltwirkung kommt. Weil
aber die Anordnung nicht mathematisch genau ausgeführt werden kann, so wird die
Einkuppelung nicht gleichzeitig mit der Auskuppelung erfolgen können, sondern etwas
nachher. Um nun eine continuirliche und sichere Schaltwirkung unter Andauern
derselben, sowie um sichere Wirkung für die Einkuppelung oder Auskuppelung der
Schaltscheiben innerhalb einer halben Umdrehung zu ermöglichen, sind die vier
Klinken (s. Stellungen iI bis iIV) an jeder Klinkenscheibe angebracht.
Ein sich selbsthätig zurückführender Regulator ist von E.
Hildebrandt und F. Quatram in Pankow (* D. R.
P. Nr. 85050 vom 3. Juli 1895) angegeben.
In dem Hohlcylinder A (Fig.
15) lässt sich ein Kolben B dicht bewegen,
welcher mittels des Gelenkes b mit dem Stellzeuge in
Verbindung steht. Der Hahn C besitzt zwei concentrische
Küken d und e, deren
inneres d von dem Hebel D
bewegt wird. Dieser Hebel D wird mit seinem oberen
Ende, das mit einer Rolle versehen sein kann, durch eine Feder oder ein Gegengewicht
(nicht gezeichnet) gegen einen Keil F gedrückt, der mit
dem Kolben B fest verbunden ist und sich mit diesem auf
oder ab bewegt. Das andere Küken e wird durch den Hebel
E und dieser endlich durch den Regulator mittels
der Stange g bewegt. Tritt von links in der Zeichnung
bei dem Hahne H Dampf in den Cylinder A, so fliesst derselbe am rechten Ende bei dem Hahne
C mit dem Doppelküken wieder aus. Ist die freie
Durchgangsöffnung bei C ebenso gross als bei H, so fliesst ebenso viel aus als ein und der Kolben
B bleibt in seiner Stellung. Wird durch
Beeinflussung des Regulators der Hebel E nach rechts
bewegt, so wird die freie Durchgangsöffnung bei C
vergrössert; es fliesst mehr aus als ein und der Kolben B sinkt durch sein Gewicht. Mit dem Kolben sinkt aber auch der Keil F, wodurch der Hebel D und
damit das Küken d nach rechts bewegt und so die
Durchgangsöffnung wieder verkleinert wird, bis der ursprüngliche
Gleichgewichtszustand wieder erreicht ist.
Textabbildung Bd. 303, S. 84
Fig. 15.Regulator von Hildebrandt und Quatram.
Wird aber der Hebel E nach links bewegt und die freie
Durchgangsöffnung verringert, so fliesst weniger aus als ein und der Kolben B, also auch der Keil F
wird gehoben, wodurch die Durchgangsöffnung bis zur Gleichgewichtsstellung
vergrössert wird. Das Küken d und also auch der Kolben
B mussten sich um so weiter bewegen, als sich das
Küken e, d. i. als sich die Regulatorhülse bewegt
hatte. Es entspricht jeder Stellung des Regulators eine ganz bestimmte Stellung des
Kolbens. Ist der Regulator statisch, so wird dieses Statischsein nicht durch die Vorrichtung
gestört.
Je nach dem Durchmesser und dem Hube des Kolbens, sowie dem Drucke der Flüssigkeit
kann das Arbeitsvermögen beliebig gross gemacht werden, während je nach der
Steilheit des Keiles der nothwendige Hub des Regulators beliebig vermindert werden
kann. Die Stellung des Hahnes H bestimmt die
Geschwindigkeit der Wirkung. Die Kraft des Regulators braucht nur zum Drehen des
Kükens auszureichen.
Zur Regulirung der Kraftzufuhr bei Dampfmotoren kann man sich eines in einem Cylinder
beweglichen Kolbens bedienen, welcher in jeder Stellung im Gleichgewicht gehalten
wird, indem auf seine eine Seite der vorhandene Dampfdruck, auf seine andere Seite
der Druck einer durch den Cylinder strömenden Flüssigkeit zusammen mit dem Druck
einer Feder einwirkt. Der Kolben ist mit dem Zufuhrmechanismus verbunden, während
der Regulatormechanismus des Motors mit einem die Druckwirkung der genannten
Flüssigkeit auf den Kolben bestimmenden Hemmorgan verbunden ist. Der Dampfdruck hält
somit Gleichgewicht gegen den Federdruck und den Flüssigkeitsdruck. Da indessen
während des Betriebes der Regulatormechanismus für die Ausführung der Regulirung
ziemlich grosse Schwankungen dieses Flüssigkeitsdruckes hervorruft, kann der
Unterschied zwischen dem Dampfdruck auf der einen Seite des Kolbens und dem
Flüssigkeitsdruck auf der anderen Seite des Kolbens recht bedeutend werden, und die
Folge hiervon wird ein Eindringen des Dampfes vom Dampfraum in den Flüssigkeitsraum
sein. Diese Eindringung sollte durch Anwendung eines sehr langen Kolbens zum Theil
verhindert werden können, dieser Kolben wird dann aber schwer beweglich, und doch
ist es zur Erhaltung einer schnellen und sicheren Regulirung von Wichtigkeit, dass
der Kolben sehr leicht beweglich ist. Die von Dr. G. de
Laval in Stockholm (* D. R. P. Nr. 84915 vom 3. Juli 1894) angegebene und
in Fig. 16 dargestellte Ausführung hat den Zweck,
diesem Uebelstande abzuhelfen, und besteht darin, dass man den Kolben als einen
Doppelkolben anordnet, auf dessen Mitteltheil Flüssigkeit eingeleitet wird, die
mittels eines besonders construirten Apparates auf einem Druck erhalten wird,
welcher jeden Augenblick entweder ebenso gross ist wie der Dampfdruck oder um einen
gewissen Betrag niedriger oder höher als derselbe. Es hat sich als zweckmässig
erwiesen, diesen Flüssigkeitsdruck um einen kleinen Betrag niedriger als den
Dampfdruck zu halben, denn in diesem Falle kann nur eine unbedeutende Menge Dampf
aus dem Dampfraume in den Flüssigkeitsraum eindringen, was der Eindringung der
Flüssigkeit in den Dampfraum vorzuziehen ist. Diese Flüssigkeit kann nachher durch
eine einstellbare Anordnung nach dem anderen Ende des Doppelkolbens hinübergelenkt
werden, in dessen Leitung das von dem Regulatormechanismus des Motors beeinflusste
Hemmorgan zur Ausführung der Regulirung eingesetzt ist.
Textabbildung Bd. 303, S. 85
Fig. 16.Regulator von de Laval.
In Fig. 16 ist A der
Cylinder und B der Kolben. Der Dampf strömt durch C hinein und durch D zum
Motor hinaus. Die Zuführanordnung wird hier aus einem Ventil E gebildet, das am Kolben befestigt ist und seinen Sitz
im Cylinder hat. Der Dampfdruck am einen Ende des Kolbens hat das Gleichgewicht
gegen den der Feder S und den Druck der durch den
oberen Theil des Cylinders strömenden Flüssigkeit zu halten, die an diesem oberen
Theil bei F eingeleitet und bei G ausgeleitet wird. In die bei G
festgeschraubte Leitung ist das Hemmorgan eingekuppelt, das vom Regulator des Motors
beeinflusst wird zur Veränderung des Wasserdruckes am oberen Ende des Kolbens und
damit zur Regulirung der Dampfzufuhr. Zum Zweck der leichteren Bewegbarkeit des
Kolbens B ist dieser mit einer Aussparung H versehen, in welche Flüssigkeit eingeleitet wird.
Diese Flüssigkeit kann zweckmässig aus einem Theil des zum Dampfkessel der Anlage
gepressten Speisewassers bestehen. Für den Fall, dass der Druck des Speisewassers,
wie z.B. bei Röhrenkesseln mit langen Spiralen, bedeutend höher ist als der
Dampfdruck, wird der Wasserdruck mittels eines besonderen Apparates verringert, so
dass derselbe dem Dampfdruck annähernd gleich wird. Aus dem Raume H dringt dieses Wasser nach dem oberen Theil des
Kolbens durch einen feinen Kanal L hinüber, welcher in
der Wandung des Cylinders A angebracht ist, und dessen
Querschnittsöffnung mittels des Stiftes M regulirbar
ist. Der Wasserdruck im Raume H erleidet somit keine
Beeinflussung von den Druckänderungen, die der Regulator im Raume oberhalb des
Kolbens verursacht.
Ein Widerstandsregulator von A. Fauchon-Villeprée in
Paris (* D. R. P. Nr. 87360 vom 21. December 1894) ist in Fig. 17 dargestellt.
Textabbildung Bd. 303, S. 85
Fig. 17.Widerstandsregulator von Fauchon-Villeprée.
Auf der Achse a sitzt lose eine mit Muttergewinde
versehene Hülse e, auf welcher ein Zahnrad e1 befestigt ist. Das
Stück g schraubt sich mit seinem Theile g1 in diese Hülse ein
und sitzt mit Nuth und Feder auf der Achse a. Das Stück
g ist mit Hilfe eines Ringes, in welchem es sich
drehen kann, an der Gabel G befestigt. Ein Zeiger q zeigt auf einer Theilung das Maass der Verschiebung
der Gabel G an. Auf der Achse b1 befindet sich eine Kapsel L, die in eine Mutter n
endigt. Diese Kapsel kann sich um b1 drehen und ist nur mit Hilfe einer Feder R an dieser Achse befestigt. Dreht man die Achse b1, so wird die Kapsel durch das Zwischenmittel der Feder
mitgenommen. Auf der Verlängerung der Kapsel L ist ein Zahnrad e2 festgekeilt, welches
mit dem Rade e1 und
einem Rade n in Eingriff steht.
Die Welle b1 trägt noch
einen Kegel i1, dessen Ende eine Schraube i2 bildet, die sich in die Mutter u schraubt. Dieser Kegel sitzt mit Nuth und Feder auf
der Achse b1, so dass er sich auf derselben verschieben kann. Er
trägt ausserdem noch ein Sperrad i3, in welches eine Klinke r eingreift. Auf der Achse c sitzt das
Sperrad n fest und bildet mit dem Rade m ein Stück. Dieses letztere treibt mit Hilfe der
Schraube ohne Ende O den Windflügelregulator H an.
Zum Regulator gehört noch ein Gestell, in welchem die Achse a und die Achse b gelagert ist. Auf der
ersteren ist das Rad d, auf der letzteren das Rad k1 festgekeilt. Auf der
Achse b sitzt noch ein Kegel h1, der verschiebbar ist. Eine
Schraubenfeder r1
drückt denselben gegen das Ende der Achse.
Der Regler wirkt in folgender Weise: Die Achse a, welche
mit der zu regelnden Maschine in Verbindung steht, dreht sich mit einer derselben
proportionalen Geschwindigkeit. Bei ihrer Bewegung nimmt sie einestheils direct
durch das Stück g, anderentheils durch Vermittelung der
Verzahnungen d und k1, der Reibungskegel
h1 und i1, der Feder R, der Kapsel L, sowie der
Verzahnung e1 die
Mutter e mit. Befänden sich diese Theile in starrer
Verbindung, so würde die Hülse e sich schneller als g drehen in Folge der gewählten Zahnradübersetzungen.
Sie ist jedoch mit der Achse a durch das Zwischenmittel
der Feder R und der Reibungskegel h1 und i1 verbunden, welche
eine relative Verschiebung gestatten.
Es befinde sich nun die Maschine mit ihrer normalen Geschwindigkeit im Betriebe. Dann
nimmt der Kegel i1, der
mit dem Kegel h1 in
Eingriff steht, mit Hilfe der Achse b1, der Feder B und der
Kapsel L die Verzahnung e1 und die Mutter e mit.
Man kann es durch Aenderung der Flügelstellung des Regulators und der Reibung
zwischen h1 und i1 dahin bringen, dass
die Geschwindigkeit von e und g dieselbe ist. In diesem Falle schrauben sich die Theile nicht in
einander und die Gabel G bleibt unbeweglich.
Wird jedoch die Geschwindigkeit der Achse a grösser als
die normale, so dreht sich der Kegel h1 und dadurch die Welle b1 schneller. Die Geschwindigkeit des
Windflügelregulators H nimmt zu, der von demselben zu
überwindende Widerstand wächst und die Feder wird mehr gespannt. Hierdurch dreht
sich die Kapsel L auf der Achse b1, und das
Gewinde l2 schraubt
sich in die Mutter u ein, wodurch der Reibungskegel i1 sich von dem
Reibungskegel h1 zu
entfernen beginnt. Die Reibung zwischen beiden nimmt ab, ihr relatives Gleiten
vermehrt sich und der Kegel i1 läuft mit geringer Geschwindigkeit um, e
dreht sich somit langsamer als g und dieses Stück
beginnt sich in e einzuschrauben und sich von links
nach rechts zu verschieben, wodurch die Regulirvorrichtung G in Gang kommt.
Nimmt dagegen die Geschwindigkeit von a und in gleicher
Weise die von h1 ab, so
wird auch i1 mit
geringerer Geschwindigkeit umgedreht, der Windflügelregulator dreht sich langsamer
und die Feder wickelt sich ab. Der Reibungskegel i1 schraubt sich gegen den Kegel und presst denselben
mit grösserer Kraft fest.
Die Reibung in den Verstellgestängen, insbesondere denjenigen der Regulatoren
von Kraftmaschinen, übt einen nachtheiligen Einfluss insofern aus, als sich nach
ihrer Grösse die Grösse des Regulators richtet. Um dieselbe zu vermindern bezieh.
die Regulirung präciser zu gestalten, sollen nach der Erfindung von A. R. Schneider in Borna (* D. R. P. Nr. 84447 vom 7.
Februar 1895) periodisch veränderliche Drucke, z.B. durch pendelnde oder rotirende
Gewichtshebel oder Federn, eingeschaltet werden, derart, dass sie in gewissen
Zeitpunkten die Verstellung unterstützen, ohne in den anderen Zeitpunkten
nachtheilig zu wirken. Es handelt sich also um Einrichtungen an solchen
Maschinentheilen, welche die Verstellung anderer Theile vermitteln, mittels deren
man periodisch veränderliche Kräfte, in Richtung der Verstellung und an dem
betreffenden Maschinentheil wirkend, erzeugen kann.
Textabbildung Bd. 303, S. 86
Regulator von Schneider.
Die Vorrichtungen üben nach Art der Rüttelvorrichtungen eine günstige Beeinflussung
der Reibung aus, und zwar dann, so lange die durch den Maschinentheil S (Fig. 18 bis 20) zu übertragende
Verstellungskraft V noch nicht so gross wie die in dem
ganzen Gestänge auftretende Reibung R ist. Sie werden
also von besonderer Wichtigkeit da sein, wo grosse Reibungswiderstände mit geringen
Kräften zu überwinden sind. Ferner müssen sie so eingerichtet sein, dass die
periodisch veränderlichen Drucke P nie wesentlich
grösser als die im Ruhezustande auftretende Reibung B
werden, damit, wenn keine Verstellungskraft V wirkt,
keine unnütze Bewegung stattfindet.
Die Kräfte P wirken abwechselnd in Richtung der
Verstellung und entgegengesetzt dazu. Sie unterstützen also abwechselnd die
Verstellung und schwächen sie ab. In den letzteren Zeiten wird eine Verstellung
nicht stattfinden können, dagegen ist dies der Fall in den Zeiten, wo sich beide
Kräfte gegenseitig unterstützen. Es kommt auf diese Weise eine ruckweise Verstellung
des Theiles S zu Stande, während ohne die Vorrichtung
keine Verstellung stattfinden könnte, da die kleinere Kraft V die grössere Reibung nicht überwinden könnte.
In Fig. 18 wird ein mit
dem Gewicht G belastetes, auf einem Zapfen Z des in der Richtung RR
zu verstellenden Maschinentheiles S sitzendes Pendel
p durch den Winkelhebel pr, die Lenkerstange L und die Kurbel K, welch letztere sich mit gleichförmiger
Geschwindigkeit dreht, in schwingende Bewegung versetzt. Das Gewicht G wird also Geschwindigkeitsänderungen erleiden. Die dadurch
hervorgerufenen Zapfendrucke bei Z wirken, wie oben
angegeben, als periodische Drucke P, indem sie sich in
gewissen Pendelstellungen zu dem Antriebe des verstellenden Theiles addiren und
dadurch die Reibung überwinden helfen.
In Fig. 19 und 20 dreht sich der Hebel
p, durch die Schnurrolle R angetrieben, mit continuirlicher Geschwindigkeit um den an dem
Maschinentheil S festsitzenden Zapfen Z. Die Richtung der Centrifugalkraft des an dem Hebel
p festsitzenden Belastungsgewichtes G, welche bekanntlich mit dem Radius zusammenfällt,
dreht sich in Folge dessen mit derselben Geschwindigkeit. Nun wird aber in jedem
Augenblicke die zur Verstellungsrichtung senkrechte Componente der Centrifugalkraft
von den Führungen des Maschinentheiles S aufgenommen,
während die andere Componente in Richtung der Verstellung als oben beschriebener,
periodisch wirkender Druck P frei wird und in gleicher
Weise wie bei Fig. 18
wirkt.
Textabbildung Bd. 303, S. 87
Dynamometrischer Regulator von Bayle.
Der selbsthätige Zulaufregler von Scheller und Ruh in
Oberkirch, Baden (* D. R. P. Nr. 87528 vom 23. November 1895) bezweckt, den
Wasserstand für Turbinenbetrieb auf gleichmässiger Höhe zu erhalten.
Der Wasserstandsregler wird durch einen Schwimmer bethätigt, welcher von dem Wasser,
dessen Stand geregelt werden soll, getragen wird. Steigt oder fällt dieser
Schwimmer, so wird eine von irgend einem vorhandenen Motor (Turbine, Wasserrad)
angetriebene Welle veranlasst, sich jedesmal in einem bestimmten Sinne rechts oder
links zu drehen. Diese Welle steht unter Vermittelung einer Kuppelung mit einer
zweiten Welle in Verbindung, welche entsprechend auf die Regulirwelle einwirkt
und hierdurch den Wasserstand regelt, indem sie z.B. an Turbinen die Kanäle oder bei
Wasserrädern die Einlaufschützen weiter öffnet oder schliesst. Als wesentlich ist
die Einrichtung hervorzuheben, welche es ermöglicht, den Grad dieser die Regulirung
veranlassenden Wirkung auf ein vorher bestimmtes, gewünschtes Maass zu
beschränken.
Die Einrichtung besteht aus einer von der genannten zweiten Welle angetriebenen
Scheibe, die auf ihrem Rande zwei verstellbare Curvenstücke trägt, von denen je nach
Drehungsrichtung der Welle bezieh. Scheibe entweder das eine oder das andere die
Lösung der genannten Kuppelung bewirkt. Letztere kennzeichnet sich als eine
dreifache Kuppelung und besteht aus einer Hauptkuppelung und zwei Nebenkuppelungen,
von denen letztere nur bei bestimmter Drehungsrichtung wirksam sind.
Textabbildung Bd. 303, S. 87
Regulator der Act.-Ges. Separator.
Wiederhergestellt wird die Verbindung beider Wellen durch die Kuppelung selbst, bei
Drehung der Antriebswelle in einer Richtung, welche immer derjenigen, bei welcher
die Lösung bewirkt wurde, entgegengesetzt gerichtet ist, und zwar durch eine der
Nebenkuppelungen, welche nicht mit ausgelöst wurde, jedoch keine Verbindung der
Wellen bewirkt, da sie bei der früheren Drehrichtung unwirksam blieb. Bezüglich der
zusammengesetzten Ausführung muss auf die Patentschrift verwiesen werden.
Der dynamometrische Regulator von A. L. F. Bayle in
Toulon (* D. R. P. Nr. 88454 vom 11. December 1895) ist besonders zur Regelung von
Dampfmaschinen bestimmt, welche Dynamos betreiben. Fig. 21 bis 24 erläutern die
getroffene Ausführung.
Die nach Fig. 22, welche
ein Schnitt in der Richtung a-b von der Ansichtsfigur 21 ist, in
einer Geraden liegenden Wellen A der Maschine und B der Dynamo sind mit einander nicht fest, sondern
derartig elastisch verbunden, dass die mehr oder weniger grosse Zusammenpressung des
elastischen Verbindungsgliedes auf die Dampfvertheilung einwirkt. Zu diesem Zweck
sind die Enden einer Feder D in den Punkten K und J einerseits mit dem
auf der Motor welle A festgekeilten Schwungrade C und andererseits mit einer auf der Dynamowelle B befestigten Scheibe Z in
starrer Verbindung. Die Stärke der Feder D ist so
bemessen, dass bei der normalen Umdrehungszahl der Kraftwelle A sich die Dynamowelle B
gleichmässig mitdreht. Wird aber B überlastet oder
theilweise entlastet, so wird sich B langsamer bezieh.
schneller als A drehen. Diese gegenseitige Verdrehung
beider Wellen ist in eine hin und her gehende Bewegung eines besonderen
Constructionstheiles N in folgender Weise
verwandelt.
Die Scheibe Z (in der den Schnitt c-d durch Fig. 21 darstellenden
Fig. 23) enthält
eine lagerartig ausgebildete Bohrung oder ein als Lager dienendes Rohr, in welchem
sich eine Welle X mit an den Enden aufgekeilten
Zahnrädern M1 und M2 drehen kann. Von
diesen Zahnrädern greift M1 in einen auf der Nabe des Schwungrades befestigten Zahnkranz M und das zweite M2 in den Zahnkranz M3 eines besonderen Constructionstheiles ein. Dieser
hohlcylinderartige Körper dient gleichzeitig als Mutter zu der auf einem Stück der
Welle B angebrachten Schraube und muss sich daher hin
und her verschieben, wenn er durch das theilweise Abrollen der Zahnkränze M2 und M3 gegen die Welle B verdreht wird. Die somit erzielte Verschiebung von
N wird in der auch bei Centrifugalregulatoren
üblichen Weise mittels Schleifringes und Hebels auf den Dampfvertheilungsschieber
übertragen.
Damit die beweglichen Theile und die Feder des dynamometrischen Regulators durch
plötzliche Widerstandsänderungen und damit verbundene Geschwindigkeitsänderungen der
Dynamowelle B nicht leiden oder zerstört werden, ist
zur Aufnahme und Dämpfung solcher Stösse ein mit Oel gefüllter Cylinder G (Fig. 24) angeordnet, in
welchen ein an der Scheibe Z drehbar befestigter Kolben
hineinreicht.
Für Dampfturbinen ist der Regulator der Actiebolaget
Separator in Stockholm (* D. R. P. Nr. 85427 vom 20. August 1895)
bestimmt.
Fig. 25 zeigt einen
Axialschnitt einer Dampfturbine mit dem Geschwindigkeitsregler, während in Fig. 26 ein Querschnitt
von Fig. 25 dargestellt
ist. Die Fig. 27
veranschaulicht einen Theil des Turbinengehäuses und Turbinenrades im Axialschnitt,
wobei die Dampfdüse in der Ansicht dargestellt ist.
In dem Turbinengehäuse c ist das Turbinenrad d gelagert, dessen Umfang etwa auf der halben Breite
mit Schaufeln e versehen ist. Dieses Turbinenrad,
welches auf der Welle f axial verschiebbar angeordnet
ist, besitzt in der Nabe eine grössere Bohrung, welche für die Aufnahme der auf der
Welle f befindlichen Schraubenfeder g dient. Damit das Turbinenrad auf der Welle sich nicht
dreht, aber dennoch verschieben lässt, ist in der Nabe ein Schlitz i angebracht, durch welchen ein in der Welle f befestigter Stift h
hindurchgeht. Auf der oberen Seite des Turbinenrades befinden sich radiale, nach
aussen ansteigende Vertiefungen k, in welchen je eine
Kugel l gelagert ist. Auf der Nabe des
Turbinenrades wird ein konischer Teller m aufgesteckt
und durch den Stift h mit der Nabe fest verbunden. Das
Turbinenrad lässt sich demnach auf der Welle f nach
unten verschieben, wobei es durch die Feder g stets
wieder in die ursprüngliche Lage zurückgeführt wird. Der Kranz o des Turbinenrades schliesst die Dampfdüse p theilweise oder ganz ab, sobald das Turbinenrad nach
abwärts bewegt wird.
Steigt die Umlaufzahl über die gebotene Grenze, dann werden die Kugeln l durch die Centrifugalkraft radial nach aussen bewegt,
wodurch ein Verschieben des Turbinenrades d auf der
Welle f nach unten und ein theilweises oder
vollständiges Absperren der Dampfdüse p erfolgt. Es
wird demnach der einströmende Dampf nur theilweise oder für einen Augenblick gar
nicht zur Wirkung kommen, bis durch die verminderte Umlaufzahl die in den Kugeln
auftretende Centrifugalkraft geringer wird. Es werden sich in einem solchen Falle
die Kugeln l wieder radial nach innen bewegen, da die
Spiralfeder g das Bestreben hat, das Turbinenrad d nach oben zu drücken, so dass der Dampfeintritt in
entsprechender Weise geöffnet wird.
Mg.