DE842311C

DE842311C - Geraet zur drehzahlabhaengigen Regelung von Maschinen

Info

Publication number: DE842311C
Application number: DEH7420A
Authority: DE
Inventors: Otto Dr-Ing Harr; Rudolf Dipl-Ing Schenk; Werner Dipl-Ing Staege
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-02-02
Filing date: 1951-02-02
Publication date: 1952-06-26

Description

Gerät zur drehzahlabhängigen Regelung von Maschinen Die Erfindung stellt ein Gerät dar, das die Wirkungsweise einer Maschine oder eines Maschinenteils abhängig von der Drehzahl so automatisch beeinflußt, daß ein bestimmter vorgeschriebenerZusammenhang zwischen Drehzahl und Maschinenfunktion gewährleistet ist. Zur Erläuterung des Gerätes möge folgendes Beispiel dienen: Bei einem Ottomotor mit Einspritzpumpe soll die eingespritzte Kraftstoffmenge stets so gewählt werden, daß bei allen Betriebszuständen ein bestimmtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis eingehalten wird. Durch mechanische Kopplung von Drosselklappenstellung und Stellung des Regelorgans der Einspritzpumpe wird dies auch grob erreicht. Die Abhängigkeit der angesaugten Luftmenge von der Motordrehzahl verlangt aber a) eine drehzahlabhängige Korrektur dieser vorgewählten Einspritzpumpenstellung, und zwar bei wachsender Drehzahl eine Verstellung nach kleineren Mengen.
Die erforderliche Mengenänderung ist b) außerdem bei verschiedenen Drosselklappenstellungen nicht konstant. Sie wird um so kleiner; je mehr die Drosselklappe geöffnet ist. Schließlich ist c) der Zusammenhang zwischen Drehzahl und Pumpenstellung nicht linear, sondern soll einer empirisch gefundenen Kurve folgen: Aus diesen drei Forderungen ergibt sich .unter Berücksichtigung des in der Zeichnung .dargestellten Ausführungsbeipiels folgende Regelautomatik: Von der mit Motordrehzahl laufenden Antriebswelle i der Einspritzpumpe 2 wird ein Magnet 3 proportional dieser Drehzahl angetrieben. Zwischen seinen Polschuhen .4 befindet sich ein rKurzschlußläufer 5. Das rotierende Magnetfeld nimmt in bekannter Weise den Kurzsclilüßläüfer mit. Das entstehende drehzahlabh.ängige Moment wird über einen Seilzug 6 am Wellenstumpf 7 abgenommen, und die drehzahlabhängige Kraft P = f (n) greift an einer Seilscheibe 8 an. Die Winkeländerung der Seilscheibe, die mit dem Regelorgan der Pumpe kraftschlüssig ist, ist proportional der Einspritzmenge. Sie nimmt mit einer Drehung entgegen dem Uhrzeiger ab. Andererseits ist die Seilscheibe über eine gegen das Seil um i8o° versetzte Zugfeder 9 mit der Drosselklappe io mechanisch verbunden.
In einem bestimmten Betriebszustand, z. B. Drehzahl ra und Drosselklappenstellung h (nahezu volle Öffnung), sei die Pumpenhebelstellung h so, daß annähernd die Höchstmenge gefördert wird (gestrichelte Stellung der Seilscheibe). In diesem Zustand heben sich Federkraft und Kraft P des Kurzschlußläufers gerade auf, so daß sich eine stabile Pumpenstellung ergibt. Bei wachsender Drehzahl nimmt P zu, die augenblickliche Kraft der Gegenfeder 9 überwiegt und dehnt diese etwas weiter aus. Die Seilscheibe bewegt sich also entgegen dem Uhrzeiger, die geförderte Kraftstoffmenge sinkt wie unter a) gefordert. Die Abstimmung von Federkraft zu P läßt dabei jede gewünschte Mengenänderung zu.
In der soeben beschriebenen Stellung V greift die Gegenfeder 9 senkrecht zum Drehhebel der Einspritzpumpe an, es kommt also die volle Federkraft zur Wirkung. Bei DrosselklappenstellungLl (Drosselklappe nahezu geschlossen, ganz ausgezogen dargestellt) greift die Gegenfeder winkelig zum Drehhebel an. Es kommt nicht mehr die volle Federkraft zur Wirkung, und bei derselben. Drehzahländerung ergibt sich eine größere Winkeländerung der Seilscheibe entsprechend der Forderung b). Das Moment am Kurzschlußläufer nimmt mit wachsender Drehzahl zunächst linear zu, um später in einer gekrümmten Linie einem Höchstmoment bei einer bestimmten Drehzahl.zuzustreben. Bei:weiterer Drehzahlerhöhung nimmt das Moment wieder ab. Durch Variation von Luftspalt zwischen Polschuh und Läufer sowie durch Änderung des elektrischen Widerstandes des Läufers läßt sich die Steilheit des Anstieges der Kurve P = f (n) und die Drehzahl für das Maximalmoment verändern. Man wählt diese Variabelen so, daß die Nutzdrehzahl noch im gekrümmten Teil der Kurve P = f (n) liegt. Damit und durch entsprechende Ausbildung der Seilscheibe, z. B. variabler Radius, kann man die gewünschte Kurvenform der Funktion Pumpenstellung = f (n) nachbilden und erfüllt Forderung c).
Die am Regulierhebel der Pumpe wirksame Verstellkraft kann man durch Wähl des Verhältnisses von Seilscheiben zu Wellenstumpfdurchmesser, auf dem sich das Seil aufwickelt, beliebig verstärken, da ja der Kurzschlußläufer für einen bestimmten Verstellwinkel mehrere Umdrehungen machen kann. Die Kraftverstärkung geht dabei auf Kosten der Verstellgeschwindigkeit. Wenn man aber berücksichtigt, daß z. B. bei n = 3000 U/min fünf volle Umdrehungen i/io Sek. beanspruchen, so kann man ziemlich weit gehen, bis sich eine störende Trägheit des Reglers bemerkbar macht.

Claims

-PATENTANSPRÜCHE: i. Gerät zur drehzahlabhängigen Regelung von Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daB - ein' zeitlich konstantes Magnetfeld mit der den Regelvorgang steuernden oder ihr proportionalen Drehzahl um einen KurzschlußIäufer rotiert und das am Kurzschlußläüfer entstehende drehzahlabhängige, gegen eineFeder abgewogene Moment dabei zur Stellungsänderung eines Steuerorgans der 14laschine dient.
2. Gerät nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich zur Verstärkung .der vom Kurzschlußl`äufer herrührenden Verstellkraft der Kurzschlußläufer bei der vorgesehenen Stellungsänderung des Steuerorgans um mehr als 36o° dreht.
3. Gerät nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch die Wahl der Feldstärke des zeitlich konstanten Magnetfeldes und des elektrischen Widerstandes des Kurzschlußläufers eine vorbestimmte nicht lineare Beziehung zwischen Drehzahl und Stellung des Steuerorgans ergibt.