DE472186C - Vorrichtung zur Regelung elastischer Gegenkraefte - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Regelung elastischer Gegenkräfte Beim Betriebe vieler Einrichtungen ergibt sich oft die Notwendigkeit, eine Kraft unter Überwindung !eines elastischen Widerstandes zu übertragen, uni eine Bewegung zu erhalten, die der Größe der betreffenden Kraft proportional ist. Eine derartige Einrichtung kann z. B. zur Steuerung der Einlaßventile einer Turbine in Abhängigkeit vom Druck an irgendeiner Stelle derselben verwendet werden, indem der Druckregler mittels eines Druckkolbens gegen eine elastische Gegenkraft wirkt. Da ein einfaches elastisches Widerstandsglied eine gerade Kennlinie hat, so steigt die zur Verkürzung oder Verlängerung des Gliedes .notwendige Kraft direkt mit der Größe der Formänderung. Es ist nun oft wünschenswert, diese Kennlinien verändern zu können, d. h. die Eigenschaft des Widerstandsgliedes so beeinflussen zu können, daß die Kennlinie unter einem anderen Winkel zur Abszissenachse verläuft; das würde bedeuten, daß die zur Verlängerung oder zur Verkürzung notwendige Kraft eine andere wird. Bekanntlich bieten die bisherigen Ausführungen zur Änderung der Federwirkung, insbesondere zu ihrer feinstufigen Einstellung, große Schwierigkeiten.
• Diese Schwierigkeiten werden gemäß der Erfindung dadurch behoben, daß außer einem einfachen elastischen Widerstand von geradliniger Kennlinie ein zweiter elastischer Widerstand mit umgekehrt gerichteter elastischer Wirkung und ebenfalls geradliniger Kennlinie vorgesehen ist.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Hierin zeigen Abb. z die bauliche Ausbildung des Erfindungsgegenstandes und Abb.2 in einem Diagramm dessen Wirkungsweise.
• In Abb. z stellt a eine Balgmembran dar, die durch .eine nachstellbare Feder b e belastet ist. Die Bewegung der Membran wird durch Einführung eines unter Druck stehenden flüssigen oder gasförmigen Mittels aus der Leitung c herbeigeführt. Das obere bewegliche Ende,der Membran a ist durch eine Stange d mit einem Hebel e verbunden. An dem einen Ende des zweiarmigen Hebels w greift ein mit dem Steuerschieber f eines Kraftkolbens g verbundener Hebel li an. Dieser Kraftkolben dient zum Beispiel unter Zwischenwirkung einer Zahnstange und eines Zahnrades zum Antrieb der Nockenwelle für die Steuerung der Einlaßorgane einer Dampfturbine.
• Im praktischen Betrieb muß eine gewöhn- . liche elastische Verbindung wie die Balgmemb.ran a eine b,eträchd#üche mechanische Festigkeit aufweisen, um die auftretenden Drücke auszuhalten. Die Folge ist eine große Steifigkeit des einzelnen Membranblattes; so daß eine erhebliche Druckänderung nötig ist, um. die Membran -tun eine Längeneinheit zusammenzudrücken bzw. auseinanderzuziehen. Um auch geringe Verstellkräfte verwenden zu können, müßte die Membran eine große Länge besitzen, die jedoch aus praktischen Erwägungen .sehr begrenzt ist. Daher haben einfache elastische Verbindungen der gesichilderten Art im praktischen Betriebe Charakteristiken, .die. weit steiler als wünschenswert liegen und auch nicht nach Belieben verändert werden können.
• Zur Vermeidung dieses Nachteils ist eine am linken Arm des Hebels e angreifende. elastische Umkehrkupplung vorgesehen. Diese Umkehrkupplung besteht aus einem durch die vier Arme i, k, L, tn gebildeten Doppelkniehebel und einer Spiralfedern. Der Doppellmiehebel ist unten mit einer auf dem Hebel. ie verstellbaren Muffe o und oben mit einem Feststellbolzenp versehen. Bei dieser Anordnung wird die Federn auseinandergezogen, wenn das linke Ende des Hebels e nach oben geht, dagegen z,mmmengedrückt, wenn der betreffende Hebelarm sich. nach unten bewegt. Hierbei bewegt sich die Feder in einer geraden Linie und im zechten Winkel zur Bewegungsrichtung der Meanbrau a.
• Bei der dargestellten Anordnung ist die von der Federn auf den Hebele ausgeübte Kraft an jedem Punkte eine Funktion des Taugens des von dem Arm i und der Federachse eingeschlossenen Winkels. Die Kraft steigt, wenn der Taugens des Winkels steigt, und sie wird o, wenn. der Winkel o ist, d. h. wenn die Arme l und m parallel zur Federachse liegen. Die von der Federn auf den Hebele ausgeübte Kraft hat also eine geradlinige Charakteristik und sinkt, wenn sich die Angxiffspunkte der Feder voneinander -entfernen, und steigt, wenn. sie sich einander nähern. Die Feder tt übt mithin, auf den Hebel e und die Membran a einige Kraft auß, die eine geradlinige Charakteristik hat und mit der wachsenden Federspannung sinkt.
• Abb.- i zeigt, daß die senkrechte Kamp,onente der Federkraft den Hebele entgegen dem Uhrzeigersinn und die Membran. a in ausgedehntem Zustand den Hebel e im Uhrzeigersinn zu drehen sucht. Bezeichnet man eine Kraft, die den Hebel e entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn drehen will, als negativ und eine Kraft, die den Hebel in Uhrzeigerrichteng zu drehen bestrebt ist, als positiv, so stellt die Linie 0-A im Kraftwegdiagramm der Abb. z die gerade Kennlinie der Membran: a und die Linie 0-B die geradlinige Charakteristik der senkrechten Komponente der Federkraft dar. Richtet man es so ein, daß die Kennlinie der Membran a dieselbe ist wie die der senkrechten Federkraftkompon,ente, und daß die Hebelarme des Hebels gleich lang sind, so ist es klar, daß die resultierende Drehkraft für jede Stellung des Hebels e innerhalb des Bereiches der Vorrichtung in die Richtung 0-X fällt. Somit ist die Resultierende für jede Hebelstellung gleich Null. Daraus folgt, daß, der Hebel e bei jedem Winkel, den er einnehmen. mag, im Gleichgewicht ist oder, mit anderen Worten,. die Balgmembran isst in jeder Lage durch die .senkrechte Federkraft genau ausgeglichen, und .es wirkt 'in der Vorrichtung somit nur der Reibungswiderstand. Ist aber eine elastische Wirkung erwünscht, so kann diese durch Veränderung des Angriffspunktes der entgegengesetzt gerichteten Federkraft am Hebel erreicht werden, wodurch auch jede gewünschte Neigung der Kennlinie erzielt wird. Verläuft die Gegenwirkung nach geänderter Einstellung z. B. gemäß der Kennlinie O=C in der Abb: z, so resultiert eine flachgeneigte Kennlinie 0-D der ganzen Vorrichtung. Es zeigt sich also, daß, durch Vers.tellbarkeit des einen in entgegengesetzter Richtung wirkenden Systems längs des Hebels e eine feine Einstellbarkeit der elastischen. Wirkung der ganzen Vorrichtung erzielt werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Regelung .einer elastischen Gegenkraft, dadurch gekennzeichnet, daß außer einer elastischen Gegenkraft ein zweiter elastischer Widerstand mit entgegengesetzt gerichteter .elastischer Wirkung vorgesehen ist, dessen Einwirkung auf das System veränderbar ist. z. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beide elastische Systeme an '.einem Hebelarm wirken, wobei der Angriffspunkt des einen der beiden Systeme verschiebbar ausgebildet ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, da.-. durch gekennzeichnet, daß. das verschiebbare .elastische System aus einem Doppel:-kniehebel mit einer die beiden Kniehebel verbindenden Feder besteht.