DE1031642B

DE1031642B - Control device to achieve a number of machines running at the same speed

Info

Publication number: DE1031642B
Application number: DEK20211A
Authority: DE
Inventors: Franz Faatz
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1953-11-18
Filing date: 1953-11-18
Publication date: 1958-06-04

Description

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung zur Erzielung eines drehzahlgleichen Laufens mehrerer Maschinen, insbesondere einer Brennkraftmaschine und eines Schrittmachers, bei der eine Drehwinkelverschiebung zwischen den Wellen der zu regelnden Maschine und des Schrittmachers als Regelimpuls dient, durch den jeweils derjenige Speisestromkreis eines umsteuerbaren Elektromotors geschlossen wird, unter dessen Wirkung der Elektromotor die Regelbewegung an der zu regelnden Maschine in der erforderlichen Richtung ausführt, wobei zur Kontaktgabe ein von der einen Welle über eine Rutschkupplung mitgenommenes Kontaktglied dient, welches zwischen zwei an der anderen Welle befestigte, in den .Speisestromkreisen des umsteuerbaren Elektromotors liegende Kontakte mit tangentialem Spiel hineinragt. Die bekannten Einrichtungen dieser Art stellen bei mehreren parallel arbeitenden Brennkraftmaschinen lediglich einen drehzahlgleichen, jedoch keinen phasengleichen Lauf sicher. Dies ist ein Nachteil, der insbesondere beim Parallelbetrieb mehrerer Brennkraftkolbenmaschinen insofern stark ins Gewicht fällt, als hierbei in der Regel störende Schwingungen auftreten. Durch die erfindungsgemäße Regeleinrichtung ist dieser Nachteil vermieden, indem die Einrichtung so ausgebildet ist, daß nach Herstellung gleicher Drehzahl und bei dementsprechend stromlosen Speiseleitungen des Steuermotors ein dritter Stromkreis geschlossen wird, der bei Phasenvoreilung der zu steuernden Maschine einerseits über einen Schalter, welcher den über die Rutschkupplung mitgenommenen Kontakt und einen der damit in Wirkungsverbindung stehenden Kontakte überbrückt, den eine Drehzahlverringerung der zu steuernden Maschine bewirkenden Speisestromkreis (Verzögerungsspeiseleitung) des Steuermotors schließt und andererseits den zweiten Speisestromkreis (Beschleunigungsspeiseleitung) des Steuermotors öffnet, während bei Phasennacheilung der zu steuernden Maschine (Welle) das Öffnen bzw. Schließen der beiden Speisestromkreise des Steuermotors in umgekehrter Weise erfolgt.The invention relates to a control device for achieving a plurality of running at the same speed Machines, in particular an internal combustion engine and a pacemaker, in which a rotational angle shift between the waves of the machine to be controlled and the pacemaker as a control pulse serves, through which that feed circuit of a reversible electric motor is closed, under whose effect the electric motor controls the control movement on the machine to be controlled in the required manner Direction executes, with one of the shaft via a slip clutch to make contact entrained contact member is used, which is attached to the other shaft between two, in the .Supply circuits of the reversible electric motor protruding contacts with tangential play. The known devices of this type provide several internal combustion engines operating in parallel only a run with the same speed, but not with the same phase. This is a disadvantage in particular when several internal combustion piston engines are operated in parallel, this is of great importance as this usually causes disruptive vibrations. The control device according to the invention is this disadvantage is avoided in that the device is designed so that after production the same speed and when the supply lines of the control motor are accordingly de-energized, a third circuit is closed which, if the machine to be controlled is advanced in phase, on the one hand via a switch, which is the contact entrained via the slip clutch and one of the operative connections with it standing contacts bridged, the speed reduction of the machine to be controlled causing the feed circuit (delay feed line) of the Control motor closes and on the other hand the second supply circuit (acceleration supply line) of the Control motor opens, while if the machine to be controlled (shaft) is lagging behind, the opening resp. The two supply circuits of the control motor are closed in the opposite way.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.

Abb. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der bekannten Einrichtungen zur Erzielung des drehzahlgleichen Laufes und dient der Veranschaulichung der Wirkungsweise dieser Einrichtungen;Fig. 1 shows the basic structure of the known devices for achieving the same speed Run and serves to illustrate the operation of these facilities;

Abb. 2 zeigt eine Regeleinrichtung, durch die ein drehzahlgleicher und phasengleicher Lauf von zwei nicht gezeichneten parallel arbeitenden Brennkraftkolbenmaschinen erzielt wird;Fig. 2 shows a control device through which a speed-equal and in-phase run of two not shown parallel working internal combustion piston engines is achieved;

Abb. 3 zeigt einen Schnitt nach der Linie A-B in Abb. 2.Fig. 3 shows a section along the line AB in Fig. 2.

In Abb. 1 ist die Welle einer als Schrittmacher Regeleinrichtung zur ErzielungIn Fig. 1, the wave is used as a pacemaker to achieve a regulating device

eines drehzahlgleichen Laufesa run at the same speed

mehrerer Maschinenmultiple machines

Anmelder:Applicant:

Klöckner-Humboldt-DeutzKlöckner-Humboldt-Deutz

Aktiengesellschaft,
Köln-Deutz, Mülheimer Str. 149/155Corporation,
Cologne-Deutz, Mülheimer Str. 149/155

Franz Faatz, Köln-Dellbrück,
ist als Erfinder genannt wordenFranz Faatz, Cologne-Dellbrück,
has been named as the inventor

dienenden Maschine mit 1 und die der zu regelnden Maschine mit 2 bezeichnet. Auf einem abgesetzten Zapfen 3 der Welle 2 sitzt reibungsschlüssig ein Schleppring 4 mit einer axial vorspringenden Nase 5, die zwischen an der Welle 1 befestigte Kontakte 6 und 7 hineinragt. Die Nase 5 und die Kontakte 6 und 7 sind exzentrisch zu den miteinander fluchtenden Drehachsen der Wellen 1 und 2 angeordnet und bewegen sich daher bei Relativbewegungen dieser Wellen gegeneinander. Bei Nacheilen der Welle 2 gegenüber der Schrittmacherwelle 1 in der durch Pfeile angedeuteten Drehrichtung berührt der Kontaktbelag der Nase 5 des Ringes 4 den Kontakt 7, wodurch der Speisestromkreis 8 des Steuermotors 9 geschlossen wird und letzterer eine Regelbewegung an der zur Welle 2 gehörenden Maschine im Sinne einer Drehzahlsteigerung auslöst. Bei A^oreilen der Welle 2 gegenüber der Welle 1 wird über den Kontakt 6 die Speiseleitung 10 des Steuermotors 9 geschlossen, worauf der Steuermotor 9 eine Regelbewegung im entgegengesetzten Sinne auslöst. Die Stromzuleitung zum Kontaktbelag der Nase 5 und zu den Kontakten 6 und 7 erfolgt über Schleifringe 11. Um eine geringere Belastung der Kontakte und Schleifringe zu erhalten, können die über die Kontakte fließenden Ströme statt zur unmittelbaren Speisung des Steuermotors 9 zur Betätigung von Relaisschaltern herangezogen werden, die dann die Speiseleitung des Steuermotors 9 öffnen bzw. schließen.machine serving with 1 and that of the machine to be controlled with 2. On a discontinued Pin 3 of the shaft 2 is frictionally seated by a drag ring 4 with an axially protruding nose 5, which protrudes between contacts 6 and 7 attached to the shaft 1. The nose 5 and the contacts 6 and 7 are arranged eccentrically to the mutually aligned axes of rotation of shafts 1 and 2 and therefore move against each other when these waves move relative to each other. If wave 2 is lagging behind in relation to the pacemaker shaft 1 in the direction of rotation indicated by arrows, the contact coating is in contact the nose 5 of the ring 4 the contact 7, whereby the feed circuit 8 of the control motor 9 is closed and the latter is a control movement on the machine belonging to the shaft 2 in the sense of a Speed increase triggers. At a rush of wave 2 opposite the shaft 1, the feed line 10 of the control motor 9 is closed via the contact 6, whereupon the control motor 9 triggers a control movement in the opposite sense. The power line to the contact lining of the nose 5 and to the contacts 6 and 7 takes place via slip rings 11 To get stress on the contacts and slip rings, the currents flowing through the contacts can take place can be used to directly feed the control motor 9 to actuate relay switches, which then open or close the feed line of the control motor 9.

Bei der in den Abb. 2 und 3 dargestellten Regeleinrichtung wird der drehzahlgleiche Lauf der Wellen 1 und 2 in gleicher Weise, wie in Abb. 1 beschrieben, erzielt. Für gleiche Teile sind die gleichen Bezugszifrern wie in Abb. 1 eingetragen. Sobald Drehzahl-In the case of the control device shown in Figs. 2 and 3, the shafts 1 run at the same speed and 2 in the same way as described in Fig. 1 is achieved. The same reference numbers are used for the same parts as shown in Fig. 1. As soon as speed

809 529/289809 529/289

gleichheit erreicht ist, bleibt die Kontaktnase 5 des Schleppringes 4 in Mittelstellung zwischen den beiden Kontakten 6 und 7 stehen, so daß die Beschleunigungsspeiseleitung 8 und die Verzögerungsspeiseleitung 10 des Steuermotors 9 daher stromlos sind. In dieser Mittelstellung der Kontaktnase 5 aber liegt der an dieser angebrachte Kontaktstift 12 an dem in der Welle 1 gehaltenen Kontaktstift 13 an, wodurch die Leitung 14 mit einer Leitung 15 verbunden ist, die zu einem Gleitkontakt 18 führt, der gegenüber der Kon- ίο taktnase 5 auf der dieser abgewandten Stirnseite des Schleppringes 4 angebracht ist. Dieser Kontakt 18 steht in Wirkungsverbindung mit zwei auf der Welle 2 befestigten halbkreisförmigen Kontaktscheiben 16 und 17, von denen aus über Schleifringe auf der Welle 2 und Leitungen 20 bzw. 21 zu den Arbeitsspulen von Relaisschaltern 31 bzw. 23 führen. Die freien Enden beider Arbeitspulen sind über eine gemeinsame Leitung 22 mit einem Pol der Stromquelle verbunden. In der gezeichneten Stellung steht der Kontakt 18 mittig zwischen den beiden Kontaktscheiben 16 und 17, so daß keine Spannung an den Arbeitssptüen der beiden Relaisschalter 31 und 23 liegt. Diese Stellung nimmt der Kontakt 18 ein, sobald die beiden Wellen 1 und 2 zueinander die gewünschte Drehwinkellage haben. Ändert sich die Dreh winkellage bei drehzahlgleichem Lauf, eilt also beispielsweise die Welle 1 nach, so berührt der Kontakt 18 die Kontaktscheibe 16, worauf der Relaisschalter 23 anspricht und entgegen der Wirkung einer Feder 24 mittels einer Kontaktschiene 25 die Beschleunigungsspeiseleitung 8 mit dem Netz verbindet. Der Steuermotor läuft an und beschleunigt die Welle 2. Sobald der Kontakt 18 die Kontaktscheibe 16 berührt, spricht auch ein in der Leitung 27 angeordnetes Relais an, dessen Anker eine mit Kontaktstift 13 in ständiger Verbindung bleibende Schiene 28 so vor den Kontaktstift 12 schiebt, so daß dieser bei der Relativbewegung der beiden Wellen gegeneinander auf ihr schleift. Das Herausschieben der Kontaktschiene 28 geschieht entgegen der Wirkung einer Zugfeder 29. Bei dem geschilderten Regelvorgang berührt der Kontaktbelag der Nase 5 schließlich den Kontakt 6. Hierdurch würde normalerweise die Verzögerungsspeiseleitung 10 unter Spannung gesetzt, wenn nicht der Relaisanker 23 durch Abheben einer Kontaktschiene 30 von zwei von ihr überbrückt gehaltenen Kontakten diese Leitung unterbrochen hätte. Im Verlauf der Relativbewegung der Wellen gegeneinander wird auch der Schleppring 4, sobald seine Nase 5 am Kontakt6 anliegt, gegenüber der Welle2 verdreht. Sobald im Verlauf dieser Bewegung der Kontakt 18 wieder die Mittelstellung zwischen den beiden Kontaktscheiben 16 und 17 eingenommen hat, werden die beidien Relaisschalter 23 und 27 spannungslos, und ihre Anker kehren in die Ausgangsstellung zurück. Da die Welle 2 nun aber schneller läuft als die Welle 1 und die Kontakte 5 und 6 einander berühren, tritt ein Stromfluß in der Verzögerungsspeiseleitung 10 des Steuermotors 9 auf. Der Motor 9 läuft an und bewirkt eine Drehzahlverminderung der Welle 2. Es kommt somit also zu einem Pendeln des Kontaktes 18 gegenüber der Kontaktscheibe 16. Die Frequenz und die Dauer dieses Pendeins kann durch Einschalten einer Dämpfung zwischen den Steuermotor 9 und das Fördermengenverstellglied der der Welle 2 zugeordneten Masdiine verringert werden. Eilt die Welle 2 der Welle 1 gegenüber vor, so berührt der Kontakt 18 die Kontaktscheibe 17, und es spricht der Relaisschalter an, dessen Anker entgegen einer Feder 32 mittels einer Kontaktschiene33 die Verzögerungsspeiseleitung des Steuermotors 9 mit dem Netz verbindet. Die Folge hiervon ist eine Drehzahlverminderung der Welle 2. Gleichzeitig wird durch das Relais 27 die Kontaktscihiene 28 gegen den Kontaktstift 12 geschoben. Weiterhin verläuft nun der Regelvorgang analog demjenigen beim Nacheilen der Welle 2. Die Berührung des Kontaktbelages der Nase 5 mit dem Kontakt 7 während der Phasenkorrektur hat keine Folgen, da beim Ansprechen des Relaisschalters 31 die Beschleunigungsspeiseleitung 8 des Steuermotors 9 durch Abheben einer Kontaktschiene 34 unterbrochen wurde.equality is achieved, the contact nose 5 of the drag ring 4 remains in the middle position between the two Contacts 6 and 7 are so that the acceleration feed line 8 and the deceleration feed line 10 of the control motor 9 are therefore de-energized. In this middle position of the contact nose 5, however, the is present this attached contact pin 12 to the held in the shaft 1 contact pin 13, whereby the Line 14 is connected to a line 15 which leads to a sliding contact 18, which is opposite to the Kon- ίο clock nose 5 is attached to the end face of the drag ring 4 facing away from this. This contact 18 is in operative connection with two fastened on the shaft 2 semicircular contact disks 16 and 17, from which slip rings on the shaft 2 and leads 20 and 21 to the work coils of relay switches 31 and 23, respectively. The free ends Both working coils are connected to one pole of the power source via a common line 22. In In the position shown, the contact 18 is centered between the two contact disks 16 and 17, see above that no voltage is applied to the work lamps of the two relay switches 31 and 23. This position takes the contact 18 as soon as the two shafts 1 and 2 have the desired angle of rotation relative to one another. If the rotational angular position changes while running at the same speed, for example if shaft 1 is lagging behind, it is touched the contact 18, the contact disk 16, whereupon the relay switch 23 responds and counter to the action a spring 24 by means of a contact bar 25 connects the acceleration feed line 8 to the network. The control motor starts up and accelerates the shaft 2. As soon as the contact 18 hits the contact disk 16 touches, a relay arranged in line 27 also responds, the armature of which is one with contact pin 13 in constant connection rail 28 so pushes in front of the contact pin 12, so that this at the Relative movement of the two waves against each other grinds on her. Pushing out the contact rail 28 takes place against the action of a tension spring 29. Touched in the described control process the contact layer of the nose 5 finally the contact 6. This would normally the delay feed line 10 energized, if not the relay armature 23 by lifting a contact bar 30 of two contacts held by her bridged would have interrupted this line. In the course the relative movement of the waves against each other is also the drag ring 4 as soon as its nose 5 is on Contact6 is applied, rotated in relation to shaft2. As soon In the course of this movement, the contact 18 returns to the center position between the two contact discs 16 and 17, the two relay switches 23 and 27 are de-energized, and their anchors return to their original position. But since wave 2 is now running faster than wave 1 and the contacts 5 and 6 touch each other, a current flow occurs in the delay feed line 10 of the Control motor 9 on. The motor 9 starts up and causes a reduction in the speed of the shaft 2. It comes thus thus to a pendulum of the contact 18 with respect to the contact disk 16. The frequency and the The duration of this pendulum can be determined by switching on a damping between the control motor 9 and the delivery rate adjustment member the Masdiine assigned to shaft 2 can be reduced. Wave 2 of the rushes Shaft 1 opposite, the contact 18 touches the contact disk 17, and the relay switch speaks on, the armature of which acts against a spring 32 by means of a contact rail 33, the delay feed line of the control motor 9 connects to the network. The consequence of this is a reduction in the speed of shaft 2. At the same time, the relay 27 is the contact rail 28 pushed against the contact pin 12. Furthermore, the control process now runs analogously to that when lagging the shaft 2. The contact of the contact layer of the nose 5 with the contact 7 during the phase correction has no consequences, since the acceleration feed line when the relay switch 31 responds 8 of the control motor 9 was interrupted by lifting a contact bar 34.

Durch Verlegen des Kontaktes 18 gegenüber dem Kontaktstift 12 in Um fangs richtung am Schleppring 4 kann die Einregelung auf eine andere Drehwinkeleinstellung der Wellen 1 und 2 gegeneinander erzwungen werden.By moving the contact 18 opposite the contact pin 12 in the circumferential direction on the drag ring 4 the adjustment to a different angle of rotation setting of shafts 1 and 2 can be forced against each other will.

Das Relais 27 arbeitet mit Verzögerung, so daß erst nach einer gewissen Dauer des Stromdurchflusses die Kontaktschiene 28 vor den Kontaktstift 12 geschoben wird. Hierdurch wird vermieden, daß noch vor Einstellung gleicher Drehzahlen für die Wellen 1 und 2 bei jedem kurzzeitigem Vorbeigleiten des Konr taktstiftes 12 vor dem Kontaktstift 13 sofort das ganze Regelsystem anspricht.The relay 27 operates with a delay, so that only after a certain period of current flow the contact bar 28 is pushed in front of the contact pin 12. This avoids that yet before setting the same speeds for shafts 1 and 2 each time the Konr slides past briefly tact pin 12 in front of the contact pin 13 immediately the whole Control system responds.

Claims

Patent claims:

1. Control device to achieve a number of machines running at the same speed, in particular an internal combustion engine and a pacemaker, in which a rotational angle shift between the waves of the machine to be controlled and the pacemaker as a control pulse serves, through which that feed circuit of a reversible electric motor is closed is, under the effect of which the electric motor controls the control movement on the Machine executes in the required direction, one of the shafts for making contact Via a slip clutch entrained contact member is used, which between two on the other Shaft attached contacts in the supply circuits of the reversible electric motor protrudes with tangential play, characterized in that the same after manufacture Speed and with the corresponding currentless feed lines (8, 10) of the control motor (9) third circuit (14, 15, 20 or 21, 22) is closed, the phase lead to the controlling machine (2) on the one hand via a switch (33), which controls the slip clutch (4) entrained contact (5) and one of the contacts (6) that are functionally connected to it bridged a speed reduction of the machine to be controlled (2) causing the supply circuit (10, delay feed line) of the control motor closes and on the other hand the second Feed circuit (8, acceleration feed line) of the control motor (9) opens, while with phase lag of the machine to be controlled (shaft 2) the opening or closing of the two supply circuits (8, 10) of the control motor (9) takes place in reverse.

2. Control device according to claim 1, characterized in that on the one of the shaft (2) Via a slip clutch (4) entrained contact member (5) a special contact pin (12) is attached, which is at the same speed both shafts (1, 2) and the central position of the contact member (5) between the ineffective ■: ■ bond with him standing and on the shaft (1)

10

fastened contacts (6, 7) via a mating contact pin located between these two contacts (6, 7) (13) the third circuit (14, 15, 20 or 21, 22) closes, and that through the im third circuit (14, 15, 20 or 21, 22) current flowing a contact bar (28) in the range of motion of the center contact (12) is pushed through which the third circuit at each Position of the center contact (12) remains closed.

3. Control device according to claim 2, characterized in that one on the shaft (2) seated Drag ring (4) carries a sliding contact (18) connected to the contact pin (12) through which the third circuit depending on the mutual position of the ring (4) to its shaft (2) the delay or the acceleration feed line (10 or 8) of the control motor (9) feeds or their Feed causes.

4. Control device according to claims 1 to 3, characterized in that the sliding contact (18) of the contact member (4) with two mutually isolated, semicircular ring-shaped, to the axis of the associated shaft concentric conductor pieces (16,17) is in operative connection, of which one is the deceleration feed line (10) and the other is the acceleration feed line (8) of the control motor (9) feeds or causes it to be fed.

5. Control device according to claims 3 and 4, characterized in that the mutual Angular position of the sliding contact (18) to the contact pin (12) is adjustable.

6. Control device according to claims 2 to 5, characterized in that to open and To close the supply circuits of the control motor, two double-acting relay switches (23, 31) are used come with the following functions:

4040

Switch (31)
Rest position:

Acceleration feed line (8) of the Stcuermotors (9) closed; Bypass line (26) of the contacts (5,6) of the delay feed line (10) open.

Working position:

Acceleration feed line (8) open; Bridging line (26) of the contacts (5,6) of the Delay feed line (10) closed.

Release:

In the third circuit when the machine to be controlled (2) leads over the ladder (17) flowing stream '(14, 15, 17. 21, 22).

Switch (23)

Rest position:

Delay feed line (10) closed; Bridging line (26) of the acceleration feed line (8) open.

Working position:

Delay feed line (10) open; Bridging line (26) of the contacts (5, 7) of the Acceleration feed line (8) closed.

Release:

In the third circuit when the machine to be controlled (2) is lagging over the ladder (16) flowing stream (14, 15, 16, 20, 22).

7. Control device according to claims 2 to 6, characterized by a delay switching element (27), through which the contact bar (28) is delayed before the start of the current flow in the third circuit (14,15, 20 or 21,22) in the range of motion of the contact pin (12) of the other shaft (2) is pushed.

8. Control device according to claims 1 to 7, characterized in that the opposite of his Shaft rotatable contact member of one in a bore of the shaft or in a known per se Way outside on the shaft of the machine to be regulated (2) or the pacemaker (1) sliding Towing ring (4) is worn and, as is also known per se, as an axially protruding nose (5) is formed.

Considered publications:
German patent specifications No. 48 562, 139 113.
412;

German patent application K 12127 Ia / 60;
Swiss patent specification No. 99 846.

1 sheet of drawings

809 529 / 2S9 5.58