Titel: | Neue Regulatoren. |
Fundstelle: | Band 280, Jahrgang 1891, S. 265 |
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Neue Regulatoren.
(Patentklasse 60. Schluss des Berichtes S. 241 d.
Bd.)
Mit Abbildungen.
Neue Regulatoren.
Dynamometrischer Regulator von Frau H. F. Hurdle in New York (* D. R. P. Nr. 46801 vom 26.
September 1888. Fig. 21).
Die Dampfmaschinenwelle wird getheilt und die beiden an einander stossenden Enden AA1 mit einander
gekuppelt, indem eine gleitende Büchse die zu übertragende Kraft von einem Theil auf
den anderen durch ein Schraubengewinde in der verbindenden Büchse überträgt und
gegen eine eingeschlossene Spiralfeder wirkt, so dass jede Steigerung in der
Belastung die Feder zusammendrücken und die Büchse an der Welle längsgleiten machen
wird. Diese gleitende Bewegung der Büchse ist benutzt, auf ein Ventil zu wirken und
das Zuströmen des Dampfes zu reguliren.
Textabbildung Bd. 280, S. 265Fig. 21.Dynamometrischer Regulator von H. F. Hurdle. Eine cylindrische Büchse B umfasst die beiden
Enden AA1 der Welle;
dieselbe fasst über beide eine gewisse Länge entlang, und der Theil der Büchse,
welcher den Theil A umfasst, hat an seiner inneren
Fläche ein spiralförmiges Gewinde, welches mit dem spiralförmigen Gewinde an diesem
Theil A correspondirt, so dass eine Drehung der Welle
zur Folge hat, dass entweder die Büchse sich mit dreht oder sich in der
Längsrichtung daran verschiebt. Die Ansätze a2a2 bilden einen Kreuzkopf auf dem Ende des Theiles
A1 der Welle und
greifen in die länglichen Schlitze b der Büchse B, so dass dadurch die Büchse eine Längsbewegung auf
der Welle machen kann, aber keine drehende Bewegung gestattet. Eine Spiralfeder c ist innerhalb der Büchse B auf die Welle A1 aufgeschoben und liegt mit einem Ende gegen den an der Welle A1 befestigten Ring a3 und mit dem anderen
Ende gegen die Mutter h2, die an der Büchse B befestigt und in Form einer Hülse gemacht ist; die Tendenz der Feder
ist, einer Bewegung der Büchse B in der Längsrichtung
entgegen zu wirken.
Wird nun die entwickelte Kraft am Theil A der Welle
und die angeordnete Belastung der Drehung des Theiles A1 zurückgehalten, so wird der umlaufende
Theil A in Folge des Schraubengewindes a die Büchse B längs auf
den Theil A der Welle gleiten lassen und die Feder c zusammendrücken, bis der Widerstand derselben
genügend ist, den Widerstand der Belastung der Welle A1 zu überwinden, und beide Theile der
Welle drehen sich dann mit einander. Wenn nun die Belastung nachlassen wird, dann
wird die Feder sich ausdehnen, bis sie wieder im Gleichgewicht mit der Belastung
ist, und die mit ihr sich bewegende Büchse wird die neue Lage an der Welle
annehmen.
Diese Längsbewegung der Büchse B dient zum Reguliren des
Dampfzuflusses, indem diese Bewegung derselben mittels einer geeigneten
Hebelcombination der Stange eines Ventils und Dampfrohres mitgetheilt wird. Dies
geschieht mittels eines Ringes D, der lose in einer
Nuth b3 der Büchse B liegt und Stifte hat, die sich diametral einander
gegenüberstehen und mit den Enden eines gabelförmigen Hebels E verbunden sind. Das andere Ende des Hebels E hat ebenfalls eine Gabel e, die an den Ring
F angreift, welcher mit der Mutter G verbunden ist, die auf die mit Gewinde versehene
Ventilstange H des Dampfventils I aufgeschraubt ist. Die Mutter G ist mit
einem Handrad g versehen, um die richtige Einstellung
zu erleichtern. Der Hebel E ist drehbar bei e1 gelagert, und zwar
am Gestell des Motors oder an einem besonderen Ständer und ist in solcher relativen
Entfernung von der Büchse B und der Ventilstange H angebracht, um eine sichere relative Bewegung beider
Theile zu erhalten.
Schwungradregulator von C.
SondermannVgl. S. 228
d. Bd. in Winterthur (* D. R. P. Nr. 52550 vom 5. Februar 1890.
Fig. 22).
Das Scheibenschwungrad und angegossenes Gehäuse G tragen
an zwei Zapfen z1 und
z2 die Fliehhebel
C1 und C2. Der durch Umlauf
erzeugten Fliehkraft von C1 und C2
wirkt auf der anderen Seite von z1 und z2 an den Zapfen v1 und v2 der Druck der gemeinschaftlichen centralen Feder
F entgegen, welche bei durchgehender Welle durch
zwei getrennte Federn ersetzt wird. Die Spannung von F
wird durch Gewindestücke w1 und w2 in
Muttern m1 und m2 regulirt, ohne dass
dadurch eine Verstellung von v1 und v2 bezieh. von C1 und C2 stattfindet. Während nun bei anderen Anordnungen
der Ausschlag der Fliehgewichte durch Zugstangen mit Zapfen, Hebeln, Wellen auf das
an einer Schwinge aufgehängte oder um Hilfsexcenter sich drehende Steuerexcenter E erfolgt, ist dieses bei der vorliegenden Anordnung
ohne Zwischenglieder unmittelbar an den Zapfen o1 und o2 von C1 und C2 aufgehängt. Es ist dabei nothwendig, dass o1 und o2 auf verschiedenen
Seiten von z1 und z2 liegen, doch sind
beide Gewichte congruent, um eine gleichmässige Arbeit beider zu erzielen; selbst
eine gewisse
Ungleichheit der Gewichte wird ohne schädlichen Einfluss auf die Thätigkeit des
Ganzen bleiben, da C1
und C2 durch das
verbindende Excenter zu gleichem Ausschlag gezwungen sind. Das Excentermittel bewegt
sich bei seiner Verstellung in einem Kreisbogen gleich dem, welchen die Zapfen o1 und o2 um z1 und z2 beschreiben. Wenn es
die Verhältnisse gestatten, werden v1 und o1 in einem Zapfen vereinigt, während v2 und o2 getrennt, aber in
gleichen Entfernungen von z2 bleiben.
Textabbildung Bd. 280, S. 266Fig. 22.Schwungradregulator von C. Sondermann.Regulator für Gasmaschinen von W. Hees in Magdeburg-Sudenburg und F. W.
Gilles in Köln (* D. R. P. Nr. 54506 vom 25. Februar 1890. Fig. 23).
Der Regulator arbeitet in der Weise, dass er die Geschwindigkeit durch ein an einer
Seite mit Belastungsgewicht versehenes Hebelwerk, welches durch zwei verschieden
gespannte Federn im Ruhepunkt in einer bestimmten Gleichgewichtsstellung und
gehalten von einem hin und her gehenden Theil der Maschine nach aufwärts gehoben
wird, beim Niedergang nach unten jedoch frei ausschlagen kann, dadurch regelt, dass
er periodisch das Regulirventil in oder ausser Thätigkeit setzt. Fig. 23 stellt die Gleichgewichtsstellung des
Hebelwerkes im Ruhepunkt dar.
Textabbildung Bd. 280, S. 266Fig. 23.Regulator für Gasmaschine von Hees. Ein auf- und abwärts gebender Theil a einer
Maschine drückt beim Niedergange, bei normaler Tourenzahl der Maschine, auf die
Erhöhung des Hebels b und öffnet dadurch das
Einlassventil g. Beim Aufwärtsgehen stösst a gegen das mit Belastungsgewicht f versehene Ende des Hebels c und hebt denselben bis in die punktirte Stellung iii, gleichzeitig die Feder e anspannend.
Bewegt sich nun der Hebel c, veranlasst durch
Belastungsgewicht f und Feder e, nach abwärts, so schlägt das Hebelwerk nach unten über die
Gleichgewichtsstellung hinaus, und zwar bis in die punktirte Stellung kkk. Hierdurch spannt sich jedoch die Feder d, und zieht dieselbe in einer bestimmten Zeit das
Hebelwerk b und c in die
gezeichnete Gleichgewichtsstellung zurück. Diese genaue Zeitdauer, welche nothwendig
ist, das Hebelwerk in seine Gleichgewichtsstellung zurückzubringen, wird zum Regeln
der Geschwindigkeit der Maschine benutzt. Sobald die Maschine ihre bestimmte
Tourenzahl überschreitet, erreicht das Hebelwerk von der Stellung kkk aus nicht mehr seine Gleichgewichtsstellung und
stösst a in Folge dessen an der Erhöhung des Hebels b vorbei, wodurch das Einlass- bezieh. Regulirventil
geschlossen bleibt. Dies geschieht so lange, bis die eingestellte Normaltourenzahl
wieder erreicht ist.
Textabbildung Bd. 280, S. 266Regulirvorgelege von Janssen. Hebel c ist an seinen beiden
gegenüberstehenden Enden mit verschiedenen Löchern zum Einhaken der Federn d und e versehen. Diese
Einrichtung dient zur beliebigen Verstellung der Tourenzahl der Maschine.
Beabsichtigt man, die Maschine eine niedrigere Tourenzahl als die eingestellte
machen zu lassen, so werden die Federn d und e in die mit den gewünschten Zahlen versehenen Löcher
eingehakt. Hierdurch übt das Belastungsgewicht f auf
Feder d einen grösseren Druck aus und muss in Folge
dessen die Spannung der Feder e so weit nachgelassen
werden, dass im Ruhepunkte des Hebelwerkes die Gleichgewichtsstellung erreicht wird.
Da nun Belastungsgewicht f einen grösseren Druck auf
Feder d ausübt, wird dasselbe beim Arbeiten des
Regulators nach unten auch einen weiteren Ausschlag als die punktirte Stellung kkk machen und in Folge dessen auch eine längere
Zeitdauer vergehen, ehe Feder d das Hebelwerk in seine
Gleichgewichtsstellung zurückgezogen hat. Die Tourenzahl wird also vermindert.
Werden die Federn d und e
mehr nach aussen in die betreffenden Löcher eingehakt, erhöht sich die Tourenzahl
der Maschine.
Regulirvorgelege von P.
Janssen in Hamburg, Fig. 24 und 25. Zu den billigsten Kräften, welche der Mensch für industrielle Zwecke
zur Arbeit herangezogen hat, ist die Kraft des Windes und des Wassers zu zählen.
Diese beiden Naturkräfte haben jedoch den Nachtheil, dass sie oft ungleichmässig
wirken und dass durch diese ungleichmässige Wirkung die durch sie in Bewegung
gesetzten Getriebe unregelmässige Umdrehungen erhalten, welche sich naturgemäss auch
den direct oder indirect von den Getrieben abhängigen Arbeitsmaschinen mittheilen.
Es liegt auf der Hand, dass eine Maschine, welche für eine bestimmte Umdrehungszahl
construirt und deren Arbeitseffect von der Innehaltung dieser Umdrehungszahl
abhängig ist,
sowohl bei Erhöhung als auch Verminderung derselben mehr oder weniger nachtheilig
beeinflusst wird bezieh. mehr oder weniger gut ihre Dienste verachtet.
Am auffälligsten macht sich dieser Uebelstand beim Windbetriebe bemerkbar, und viele
Windmühlenbesitzer haben sich deshalb bisher und nicht ganz mit Unrecht gegenüber
der Einführung der neuen Müllereimaschinen ablehnend verhalten. Bei den
Walzenstühlen hat man neuerdings versucht, den durch die verschiedene Tourenzahl
hervorgerufenen Uebelständen dadurch zu begegnen, dass man die Walzenstühle selbst
mit Regulatoren versah, welche in ähnlicher Weise wirken, wie die seit langer Zeit
gebräuchlichen Regulatoren für die Mahlgänge, d.h. bei stärkerer oder schwächerer
Kraft die Walzen einfach auseinander- bezieh. zusammenstellen. Wenn man überhaupt
geneigt ist, diese Anwendung für einen Vortheil zu halten, so ist derselbe doch nur
ganz verschwindend gering, denn der Müller wird bei erwähnter Anordnung stets
ungleichmässiges, zu grobes oder zu feines Mahlgut erhalten.
Für Müllereimaschinen ist es ganz besonders erforderlich, dass dieselben möglichst
regelmässige Umdrehungen machen, da nur hierdurch Mehl von gleicher Beschaffenheit
erzeugt werden kann; es liegt auf der Hand, dass, wenn sämmtliche Maschinen der
Mühle eine Zeit lang einen gewissen Procentsatz Umgänge mehr oder weniger machen,
auch das Mahlgut in Qualität abnormal fallen muss. Wie viele Versuche hat man nicht
schon gemacht, den Wind- und Wassermühlen einen möglichst gleichmässigen Gang zu
geben. Bei Windmühlen hat man dieses durch die verstellbaren Jalousien statt der
Segel und bei Wassermühlen durch Regulatoren, welche auf die Schütze der Turbinen
oder Wasserräder wirken, zu erzielen gesucht, jedoch einen durchschlagenden Erfolg
bislang nicht erzielt. Dass bei Stosswind statt der Segel angewandte Jalousien der
Mühle keinen gleichmässigen Gang geben, ist Thatsache; ebenso haben sich die
Schützenregulatoren bei Wassermühlen nur theilweise bewährt, weil die Regulirung zu
langsam vor sich geht.
Aber nicht nur bei Wind- und Wasser-, sondern auch bei Dampf- und anderen Betrieben
macht sich der Uebelstand ungleichmässiger Geschwindigkeiten oft unangenehm fühlbar,
besonders bei den Maschinen, welche, wenn sie richtig und gut arbeiten sollen, vor
allen Dingen eine ganz gleichmässige Geschwindigkeit nöthig haben, z.B.
Dynamomaschinen u.s.w.
Während die bisherigen Regulirungsversuche nur bezwecken, die treibende Kraft je nach
Bedarf direct zu vergrössern oder zu verkleinern, will der Erfinder der durch Skizze
näher veranschaulichten Construction eines neuen Regulirungsverfahrens auf anderem,
einfacherem und billigerem Wege die so schädlichen ungleichmässigen
Geschwindigkeiten der Hauptwelle auf die Getriebe bis zu einem sehr hohen
Procentsatz absolut gleichmässig übertragen und dadurch auch einen stets
gleichmässigen Gang der einzelnen Maschinen hervorbringen, ohne dass an diesen
Maschinen selbst sich in der Anstellung etwas ändert. Das Product der Maschinen
bleibt deshalb stets von gleicher Beschaffenheit.
Fig. 24 zeigt eine
solche Regulirvorrichtung bei parallel gelagerten, Fig. 25 dieselbe bei
sich kreuzenden Wellen. In Fig. 24 sowohl wie in Fig. 25 ist a die treibende, direct von Wasser- oder Windkraft
getriebene Welle, während die Welle b, von a getrieben, zum Antrieb von Maschinen eine
gleichmässige Tourenzahl erhalten soll, c ist ein
Schwungkugelregulator, d eine Riemenscheibe, e zwei in Führung bewegliche und durch Gewicht h gegen den Riemenzug ausbalancirte Leitrollen und g eine conische Scheibe.
Diese äusserst einfache und leicht anzuwendende Vorrichtung wirkt wie folgt:
Macht Welle a normale Touren, so steht der Regulator in
der Mitte seines Hubes, ebenso die Leitrolle e in der
Mitte des Führungsbockes f; und der Riemen, welcher
über Scheibe d, Rolle e
und Conus g läuft, hält sich in der Mitte des Conusses,
bis Welle a ihre Geschwindigkeit ändert. Wird der Gang
von a schneller, so steigt natürlich der Regulator und
verschiebt die ausbalancirte Rolle e, wodurch der
Riemen auf den stärkeren Theil des Conusses geführt wird. Hierdurch wird die
Uebersetzung zwischen a und b verhältnissmässig kleiner, und die Welle b
läuft, trotzdem Welle a grössere Geschwindigkeiten
angenommen, doch mit normalen Touren. Geht umgekehrt Welle a langsamer als normal, so fällt der Regulator und verschiebt wiederum die
Leitrollen e, jedoch so, dass diese den Riemen auf den
schwächeren Theil des Conusses leiten; hierdurch wird die Uebersetzung zwischen a und b verhältnissmässig
grösser, also Welle b behält auch dann normale Touren,
wenn Welle a langsamer läuft.