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Regler, Regulatoren

[383] Regler, Regulatoren, Vorrichtungen, um gewisse Betriebswerke auf einer annähernd gleichen Höhe zu halten; man unterscheidet dementsprechend Druckregler für Gase und Flüssigkeiten, Temperaturregler, Zugregler für Feuerungsanlagen (s.d.), Wasserstandsregler für Kessel und Behälter (s. Dampfkessel), Geschwindigkeitsregler für Maschinen, z.B. Zentrifugalregler für Dampfmaschinen, elektrische Regler u.s.w.

Die Regler wirken entweder selbsttätig oder müssen durch einen Wärter bedient werden. Bei den selbsttätigen Reglern ist mit einer gewissen Unempfindlichkeit der Regelung zu rechnen, da mit der Wirkung des Reglers meistens die Ueberwindung einer gewissen Verstellungsreibung verknüpft ist; d.h. der Regler kommt nicht bei einer beliebig kleinen (etwa unendlich kleinen) Aenderung der zu regelnden Größe zur Wirkung, sondern erst dann, wenn diese Aenderung einen solchen Wert erreicht, daß die hierdurch hervorgerufene Verstellungskraft den[383] Verstellungswiderstand zu überwinden vermag. Bei den nicht selbsttätigen Reglern hängt die Empfindlichkeit der Regelung von dem Grade der Aufmerksamkeit und dem Wahrnehmungsvermögen des Wärters ab. Die meisten Regler haben außerdem die Eigenschaft, daß die zu regelnde Größe nach vollzogener Regelung nicht genau den gleichen Wert wie vorher, sondern einen wenn auch nur wenig abweichenden Wert erreicht. Dies ist die Ungleichförmigkeit des Reglers. Die Abweichungen werden dabei um so größer, je größer die zur Erzeugung des neuen Beharrungszustandes notwendige Lagenänderung des Reglers ausfallen muß. Jeder Regler muß ferner eine gewisse Stabilität besitzen, d.h. er muß die neue Gleichgewichtslage mit Sicherheit einnehmen und in derselben verharren, bis eine neue Regelung notwendig wird. Ist ein Regler zu wenig stabil oder gar labil, so arbeitet er stets zwischen seinen Grenzlagen hin und her (Ueberregulieren).

Zentrifugalregler, Fliehkraftregler bilden die wichtigste Gruppe der Geschwindigkeitsregler. Rotierende Schwungmassen, die sich infolge ihrer Fliehkraft von der Drehachse zu entfernen suchen, werden durch entgegengesetzt gerichtete Kräfte daran gehindert. Nach der Art dieser Kräfte unterscheidet man Gewichtsregler (Fig. 1–13) und Federkraftregler (Fig. 14–20). In der Regel sind die Schwungmassen in Form von Pendeln angeordnet: Pendelregler. Nach der Art des Ausschlages der Schwungpendel unterscheidet man: Kegelpendelregler, wenn die Ausschlagebene der Schwungpendel durch die Drehachse geht (Fig. 1–17), und Achsenregler oder Flachregler, wenn die Ausschlagebene der Schwingpendel senkrecht zur Drehachse liegt (Fig. 18–20). Bei den Kegelpendelreglern ist der Drehpunkt der Pendel entweder seit mit der Drehachse (Spindel) verbunden, was als unmittelbare oder direkte Aufhängung bezeichnet wird (Fig. 1–8, 13, 15, 16), oder der Drehpunkt der Pendel verschiebt sich beim Ausschlage derselben an der Spindel: umgekehrte oder indirekte Aufhängung (Fig. 9–12, 14, 17). Als Mittel zur Uebertragung der Bewegung des Pendels auf das Stellzeug finden das Schubkurbelgetriebe (Fig. 1–6, 9–11, 13, 15–17) und die Kurbelschleife (Fig. 7, 8, 12, 14) Anwendung, teilweise mit kleinen Abänderungen. Wird die Zentrifugalkraft der Schwungmassen unmittelbar zur Verstellung des Steuerorgans der zu regelnden Maschine verwendet, so ist es ein direkt wirkender Regler. Beim indirekt wirkenden Regler dient die Zentrifugalkraft nur zum Ein- und Ausrücken eines Triebwerks, das seine Kraft von der Maschine empfängt und damit die Verstellung des Steuerorgans bewirkt. Indirekt wirkende Regler sind erforderlich, wenn die Verstellung des Steuerorgans einen bedeutenden Widerstand bietet (Wasserturbinen).

Statisch ist ein Regler, wenn den größeren Ausschlägen der Schwungpendel auch größere minutliche Umlaufszahlen entsprechen. Astatisch ist ein Regler, der in allen Ausschlagstellungen nur bei ein und derselben Umlaufszahl im Gleichgewicht ist. Pseudoastatische Regler sind statische Regler, bei denen die Umlaufszahl nur sehr wenig mit dem Ausschlage zunimmt (schwachstatisch). Entsprechen den größeren Ausschlägen der Schwungmassen kleinere Umlaufszahlen, so ist der Regler labil. Der statische Regler ist bei konstanter Geschwindigkeit in seiner Stellung im stabilen Gleichgewicht; er kehrt, wenn er z.B. mit der Hand abgelenkt wird, immer in die gleiche Lage zurück. Der astatische Regler ist bei der ihm zugehörigen Geschwindigkeit in allen Stellungen im indifferenten Gleichgewicht. Wird er mit der Hand abgelenkt, so verbleibt er in der neuen Lage. Bei jeder andern Geschwindigkeit ist der astatische Regler in keiner Stellung im Gleichgewicht. Befindet sich ein labiler Regler in einer seiner Stellungen im Gleichgewicht, so kehrt er bei einer Ablenkung mit der Hand nicht in seine alte Lage zurück, er ist auch in der neuen Lage nicht im Gleichgewicht, sondern geht, sich selbst überlassen, in eine der beiden Grenzlagen über. – Nur statische bezw. pseudoastatische Regler sind brauchbar, weil diese bei einer Geschwindigkeitsänderung selbsttätig ihre neue Gleichgewichtslage aufsuchen. Asiatische Regler und noch mehr die labilen Regler pendeln nach eingetretener Geschwindigkeitsänderung unaufhörlich zwischen den Grenzlagen hin und her.

Die gebräuchlichen Regler sind nur für bestimmte Teile des Ausschlages stabil, für die übrigen häufig labil. Die Uebergangsstelle des labilen Ausschlages in den stabilen heißt astatischer Punkt. Um pseudoastatische, also schwachstatische Regler zu erhalten, muß man die stabilen Lagen in der Nähe des asiatischen Punktes benutzen, weil hier die Zunahme der Geschwindigkeit mit dem Ausschlage im allgemeinen nur gering ist. Infolgedessen ist es aber unzulässig, den Ausschlag eines in theoretischer Beziehung nicht genau bekannten Reglers willkürlich zu erweitern, weil hierdurch labiles Gleichgewicht herbeigeführt werden könnte. Der labile Zustand eines Reglers kann übrigens nicht allein durch die Bauart des Reglers, sondern auch durch die Verbindung eines für sich stabilen Reglers mit dem Stellzeug veranlaßt werden (Ausbalancieren des Stellzeuggewichts).

Sind n_o, n, n_u die Umlaufszahlen für die äußerste, mittlere und innerste Pendellage eines Reglers, bezogen auf reibungslosen Gang, so ist das Verhältnis

der theoretische Ungleichförmigkeitsgrad (Stabilitätsgrad) des Reglers. Gewöhnlich liegt S in den Grenzen 0,02–0,06; je kleiner δ gewählt wird, um so geringer sind die mit der Belastungsänderung verbundenen dauernden Geschwindigkeitsänderungen, um so leichter tritt aber Ueberregulieren, d.h. starkes Pendeln des Reglers ein. Nach Tolle [1] ist der kleinste zulässige Ungleichförmigkeitsgrad (ohne Oelbremse) angenähert:

Hierin ist g = 9,81 m; ferner ist T die Zeit in Sekunden, die der Motor braucht, um von der Ruhelage aus bei kleinstem Reglerausschlag (z.B. größter Füllung) ohne Belastung seine normale[384] Umlaufszahl zu erreichen; L ist die größte Leistung des Motors in Meterkilogramm pro Sekunde, M die Masse des Schwungradringes in kg/9,81 und V die Geschwindigkeit dieser Masse in Metern für die Sekunde. Schließlich ist s_r der reduzierte Hub des Reglers in Metern; man erhält s_r aus der Beziehung

s_r = Summe aller Gewichte mal den Quadraten ihrer Wege / Arbeitsvermögen des Reglers

3.

Bei Gewichtsreglern ist s_r = ~s = dem wahren Hube; bei Federkraftreglern ist s_r < s, wenn außer den Schwungmassen keine erheblichen Gewichte zu bewegen sind. Um nach Gleichung 2. für δ min kleine Werte zu erhalten, sind Federkraftregler mit kleinem s_r und Schwungräder mit großem M und großem V erforderlich.

Muß die Umlaufszahl n des reibungsfreien Ganges auf n₁ steigen oder bis n₂ fallen, ehe der Regler imstande ist, die entgegenstehende Reibung zu überwinden, so ist das Verhältnis

der Unempfindlichkeits- oder Unbeweglichkeitsgrad des Reglers; ε hängt einerseits vom Regler, anderseits von der Größe des Stellzeugwiderstandes ab; wenn möglich, sei ε = 0,02–0,04. Da die durch ε bedingten Aenderungen von n bei jeder Belastungsänderung vollständig, die durch δ bedingten Aenderungen von n aber nur gemäß dem erforderlichen Ausschlage eintreten, so ist für eine exakte Regulierung ein kleines ε im allgemeinen wichtiger als ein kleines δ. Bei zu kleinem ε können ständige Zuckungen des Reglers die Folge sein (vgl. Bd. 2, S. 615). Der gesamte oder praktische Ungleichförmigkeitsgrad ist die Summe i = δ + ε. Die vom Regler bei der Verstellung zu leistende Verstellungskraft P ist gleich dem Bewegungswiderstände; dieser setzt sich aus der Eigenreibung R des Reglers und der nützlichen Reibung W der Steuerung zusammen; es ist

P = W + R

5.

wobei alle Kräfte auf den Hülsenhub reduziert gedacht sind. Diejenige Kraft E, die der ruhend und vom Stellzeug nicht belastet gedachte Regler an der Muffe ausübt, wird Energie genannt; E kann durch Auswägen des Muffendruckes bei ruhender Spindel für jede Reglerlage praktisch leicht ermittelt werden. Zwischen P, ε und E besteht die Beziehung

Die Verstellungskraft P ist hiernach der Bruchteil ε von E. Ferner ist ε die Summe aus ε_w und ε_r, wobei ε_w vom nützlichen Widerstand W des Stellzeuges, ε_r von der Eigenreibung R des Reglers herrührt. Als Arbeitsvermögen des Reglers bezeichnet man das Produkt aus der Energie E und dem Hube s; es ist

Bei der Berechnung eines Reglers bestimmt man zuerst die Arbeit Ws, die zur Verstellung der Steuerung notwendig ist; hierauf wählt man ε und schätzt nach der Bauart des Reglers ε_r. Aus Gleichung 6. folgt dann ε_w = ε – ε_r und aus Gleichung 7. Ws das Arbeitsvermögen A = W_s/ε_w. Wählt man den Regler nach einem Preisverzeichnis, so genügt die Berechnung von A. Will man den Regler selbständig durchrechnen, so bestimmt man unter Wahl von s die Energie E = A : s. Aus E sind dann die Gewichts- oder Federbelastungen zu ermitteln.

Bauarten der Zentrifugalregler [5].

1. Einfache Kegelpendelregler mit Gewichtsbelastung und unmittelbarer Pendelaufhängung (allgemeine Anordnung nach Fig. 1). Es sei Q die Belastung der Muffe in Kilogramm, G das an einem Pendel hängende Schwinggewicht in Kilogramm, p die Anzahl der Pendel; dann gilt bei reibungslosem Gange die Gleichung

Für die sogenannte rhombische Anordnung mit a = e, l₁ = l₂ und α = β = γ wird λ = 2l₁ = const. Die Energie ist

Es sind folgende Bauarten anzutreffen:

a) Der Wattsche Regler (Fig. 2), rhombische Anordnung. Außerdem ist a = 0; Q = 0; p = 2. Die Energie ist sehr klein. Der Regler ist statisch; n fällt sehr niedrig aus. Gebräuchlich nur als Geschwindigkeitsmesser.

b) Der Portersche Regler (Fig. 3), rhombische Anordnung. Der Regler ist stark statisch; δ fällt daher verhältnismäßig groß aus; eignet sich nur für Betriebe, die keine hohe Gleichförmigkeit verlangen.[385]

c) Der Kleysche Regler. Fig. 4 zeigt die rhombische Anordnung. Die oberen und unteren Arme sind gekreuzt; a und e sind gleich und negativ; statt Gleichung 9. gilt hier h = l cos α – a cot α. Der Regler ist pseudoastatisch. Für ∛(a : l) ist ein astatischer Punkt vorhanden. Dieser wird häufig als unterste Pendellage benutzt; dann fällt δ gering aus; der Regler ermöglicht einen gleichförmigen Betrieb, doch läßt sich das Hülsengewicht nicht gut unterbringen. Um das letztere zwischen den Armen anordnen zu können, kreuzt man auch nur die oberen Arme und läßt die unteren Arme nach Fig. 5 offen. Dieser Regler ist nicht mehr rhombisch, doch ist α = β; nach Gleichung 10. folgt damit λ = l₁ (1 + cot α tg γ). Auch bei dieser Bauart ist ein asiatischer Punkt vorhanden, doch fällt δ etwas größer als bei rhombischer Bauart aus.

d) Der Gewichtsregler von Tolle (Fig. 6). Bauart nur teilweise rhombisch, da nicht wie beim Porterschen Regler α = β, sondern zur Vergrößerung der Gleichförmigkeit α < β gewählt wird. Der Regler ist pseudoastatisch. Der Winkel φ = β – α wird häufig bestimmt aus

wobei α_u die unterste Grenzlage darstellt. Der astatische Punkt liegt dann unterhalb α_u, so daß Veränderungen der Hülsenbelastung zur Abänderung von n beliebig ausgeführt werden können, ohne daß für den benutzten Ausschlag labile Lagen entstehen können.[386]

e) Regler mit Kurbelschleife (Fig. 7). Es ist für alle Stellungen γ = 0 zu setzen. Gewöhnlich wird β = 90° + α gemacht. Der Hub s fällt nur sehr klein aus, da l₁ kleiner als bei den übrigen Reglern genommen wird und weil stets γ = 0 ist. Der Regler hat einen asiatischen Punkt, der für β = 90° + α durch die Gleichung l sin³ α + a = Q l₁/p G cos³ α bestimmt ist.

f) Der Leistungsregler von Weiß (Fig. 8). Zwei zylindrische Schwunggewichte werden unmittelbar durch das urnenförmige Hülsengewicht belastet. Es ist l = l₁, α = β und γ = 0. Für λ folgt nach Gleichung 10. der Wert λ = l. Der Regler ist sehr stark statisch, derartig, daß n₀ das Vier- bis Fünffache von n_u ist; er dient zur Regelung von Pumpen, Luftkompressoren und ähnlichen Maschinen, bei denen eine konstante Hubleistung, aber eine stark veränderliche Umlaufszahl verlangt wird (Leistungsregler) [5], [7].

2. Einfache Kegelpendelregler mit Gewichtsbelastung und umgekehrter Aufhängung. Allgemeine Anordnung nach Fig. 9. Für reibungslosen Gang ist

Für h und λ gelten die Gleichungen 9. und 10. Es sind zwei Bauarten gebräuchlich:

a) Der Pröllsche Gewichtsregler (Fig. 10). Es ist gewöhnlich a = e; β = γ; aber α < β zur Erhöhung der Gleichförmigkeit. Der Regler ist pseudoastatisch. Der astatische Punkt für α_u erfordert den Winkel φ = β – α, der angenähert bestimmt ist durch

Dabei ist φ für den kleinsten Wert Q zu berechnen, falls eine Veränderung von Q zur Veränderung von n möglich sein soll.[387]

b) Der Hartungsche Gewichtsregler (Fig. 11). Die oberen Arme sind gekreuzt, die unteren offen; in den allgemeinen Gleichungen ist e negativ und α = β zu setzen; γ ist bestimmt durch

Der Regler ist pseudoastatisch.

3. Kegelpendelregler mit Gewichtsbelastung und Doppelpendeln. Bei diesen Reglern sind zwei Schwunggewichte an jedem Pendel vorhanden. Das Moment der Zentrifugalkraft in bezug auf den Pendeldrehpunkt ist proportional den Cosinus des Ausschlagwinkels (Cosinuspendel). Mit derartigen Pendeln lassen sich Regler bauen, die auf dem ganzen Hube astatisch sind; sie können leicht jeden beliebigen Grad der Stabilität erhalten.

a) Der Cosinusregler von Gruson (Fig. 12), Das Pendel C A D ist am Hülsengewicht in A gelagert und stützt sich mit Arm A B durch eine Rolle auf eine an der Spindel befestigte Plattform; β ist einstellbar, um den Ungleichförmigkeitsgrad δ von Null bis zu einem geeigneten Werte verstellen zu können. Fig. 12 zeigt nur eines von den beiden Doppelpendeln.

b) Der Regler von Buß (Fig. 13) Das Cosinuspendel C A D ist hier an den Arm B A in A drehbar gelagert; B A ist fest mit der Spindel verbunden. Das Hülsengewicht Q ist nur verhältnismäßig klein, da die Schwinggewichte D die Wirkung von Q erheblich unterstützen. Der Regler ist pseudoastatisch.

4. Kegelpendelregler mit Federbelastung. Der Hauptvorteil der Federbelastung ist die Verminderung der Massenwirkung beim Regulieren. Die Untersuchung der Federkraftregler erfolgt am besten auf graphischem Wege (s. später). Von den zahlreichen Reglerarten dieser Gruppe sollen nur einige Typen angeführt werden:

a) Der Regler von R. Trenck (Fig. 14). Das Winkelpendel hat seinen Drehpunkt an der Hülfe. Der gebogene Arm des Pendels trägt am Ende in einem Zapfen eine Stelze, die mit einer Schneide in einer Pfanne ruht. Der Pfannenträger ist an der Spindel befestigt. Der Regler ist pseudoastatisch; es kann gesetzt werden: ε_r = 0,01; s_r = 0,5s. Das Stellzeug ist auszubalancieren. Aehnlich sind die Regler von Zabel & Co. und Franz Beyer & Co.

b) Der Hartungsche Regler mit entlasteten Gelenken (Fig. 15). Die beiden zylindrisch ausgebohrten Schwunggewichte s und s₁ liegen radial und sind unmittelbar mit den Federn verbunden, so daß sich die Feder- und Zentrifugalkräfte unmittelbar ausgleichen. Die Zapfen sind von diesen Kräften entlastet. Die Eigenreibung R ist sehr klein, ebenso ε_r;[388] es kann ε_r = 0,003 und s₁ = 0,25s gesetzt werden. Durch Winkelhebel a b und a₁ b₁ wird die Bewegung von s und s₁ auf die Hülfe übertragen. Der Regler kann mit nahezu konstanter Energie gebaut werden; er wird auch als pseudoastatischer Leistungsregler ausgeführt.

c) Der Federkraftregler von Tolle (Fig. 16). Der Regler hat zwei Federn. Die wagerechte Feder ist in Fig. 16 sichtbar; sie gestattet, δ einzustellen. Die senkrechte Feder umgibt die Spindel und ist eingekapselt, sie gestattet, n zu ändern, ohne daß sich δ verändert. Die Zapfen sind teilweise entlastet; ε_r = 0,005. Der Regler wird jetzt auch mit halbzylindrischen Schwunggewichten gebaut, die den Regler einkapseln.

d) Der Federkraftregler von Pröll (Fig. 17). Die Anordnung entspricht der Fig. 10, doch ist das Hülsengewicht durch zwei Blattfedern ersetzt; ε_r = 0,008.

5. Achsen- oder Flachregler. Fig. 18 zeigt schematisch die Bauart dieser Regler. Der Ausschlag des Schwungpendels b c wird in der Regel zur unmittelbaren Verstellung eines Exzenters (Veränderung von Voreilwinkel und Exzentrizität) benutzt. Die Fig. 19 und 20 zeigen als ein Beispiel den Achsenregler von B. Stein; b c sind die Pendeldrehpunkte; Schwungmasse und Pendelarme sind in einem Stück gegossen. Beide Pendel werden durch eine Feder im Gleichgewicht gehalten; anwendbar nur bei fliegender Anordnung des Reglers, d.h. bei nicht durchgehender Welle. Der Regler (Fig. 19 und 20) ist noch mit einer Beharrungsscheibe a ausgerüstet. Als zentrischer Ring übt a keine Zentrifugalwirkung aus. Die Beharrungsscheibe wirkt vielmehr durch die Trägheit der Masse auf die Verstellung des Exzenters d ein. Bolzen b sitzt fest im Gehäuse; um ihn dreht sich innerhalb des Gehäuses das obere Pendel, außerhalb des Gehäuses dagegen eine kurze Schwinge, die mit d verbunden ist. Bolzen c dreht sich im Gehäuse. Das untere Pendel sitzt fest am Bolzen c und bewirkt durch seinen Ausschlag die Drehung von c. Außerhalb des Gehäuses sitzt auf c fest ein Hebel, der ebenfalls mit d verbunden ist. Dieser Hebel ist aber über den entsprechenden Zapfen am Exzenter d hinaus verlängert und mit einer in Fig. 20 einpunktierten 225 mm langen Stange verbunden, die an a drehbar angeschlossen ist. Damit die Trägheit von a richtig auf die Verstellung von d einwirkt, muß der Regler im Sinne der Uhrzeigerbewegung umlaufen: bei wachsender Geschwindigkeit der Welle bleibt a infolge der Trägheit zunächst zurück; die Schwungpendel werden nach außen gedrängt, was richtig ist.

Graphische Untersuchung der Regler nach Tolle [1]. Trägt man nach Fig. 21 von einer Wagerechten O N aus die graphisch oder rechnerisch bestimmten, im Schwerpunkt der Schwungmasse angreifenden, senkrecht zur Spindel gerichteten Zentrifugalkräfte Z_g, Z_q und Z als Ordinaten auf einer Senkrechten ab, die durch den Mittelpunkt u der Schwungmasse geht, so erhält man die Z_g-, Z_q- und Z-Kurve, aus denen der Charakter des Reglers fast vollständig zu ersehen ist. Diese Kurven werden daher die Charakteristik (oder auch C-Kurven) genannt. Hierbei ist die gesamte Zentrifugalkraft Z in die beiden Teile Z_g und Z_q zerlegt gedacht; Z_g ist[389] diejenige Zentrifugalkraft, die dem Gewicht G der Schwungmasse, Z_q diejenige Zentrifugalkraft, die der Hülsenbelastung Q : p das Gleichgewicht hält. Bei Federkraftreglern käme noch der Teil Z_f, der Federbelastung entsprechend, hinzu. Es ist

Wächst φ mit dem Pendelausschläge, so wächst auch n; der Regler ist statisch. Nimmt φ mit dem Ausschlage ab, so ist der Regler labil. Nach Kurve B P C (Fig. 22) ist der Regler von B bis P labil, von P bis C statisch; nach Kurve B₁P₁C₁ wäre das Gebiet B₁P₁ statisch, B₁C₁ labil. Nach Fig. 23 wäre ein Regler mit der Kurve B P C labil, nach B₁P₁C₁ statisch; P und P₁, sind in allen Fällen astatische Punkte. Der Ungleichförmigkeitsgrad ist nach Fig. 24 bestimmt durch

Die Strecke c (Fig. 24) kann dabei beliebig angenommen werden. Dadurch, daß die Z_g-, Z_q-, Z_f-Kurven u.s.w. getrennt aufgezeichnet werden, gewinnt man einen Einblick in die Art des Einflusses, der von den Größen G, Q, F u.s.w. auf die Stabilitätsverhältnisse des Reglers ausgeübt wird.

Literatur: [1] Tolle, M., Beiträge zur Beurteilung der Zentrifugalpendelregulatoren, Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1895, S. 735 ff. – [2] Ders., Die Regelung der Kraftmaschinen, Berlin 1905. – [3] Grashof, Theoretische Maschinenlehre, Hamburg 1883. – [4] Finkel, A., Die Achsenregulatoren in Theorie und Praxis, Leipzig 1905. – [5] Herre, O., Bewegungsmechanismen, Regulatoren, Vorrichtungen zum Messen und Wägen (Bd. 1, 2. Teil, 1. Abt. von Uhlands Handbuch für den prakt. Maschinenkonstrukteur), Berlin 1907. – [6] Lynen, W., Die Berechnung der Zentrifugalregulatoren, Berlin 1895. – [7] Weiß, F.J., Leistungsregulator für Pumpwerksdampfmaschinen mit veränderlicher Expansion, Zeitschr. d. Ver. deutsch. Ing. 1891, S. 1065. – [8] Weisbach-Herrmann, Lehrbuch der Ingenieur- u. Maschinenmechanik, 3. Teil, Braunschweig 1876.

O. Herre.

Regler der Schiffsmaschinen haben den Zweck, den Gang der Maschine möglichst gleichmäßig zu gestalten. In schwerer See, wenn die Schrauben teilweise aus dem Wasser auftauchen und dementsprechend mit geringerem Widerstand arbeiten, treten meist große Schwankungen in der Umdrehungszahl der Maschinen ein, so daß, um ein Durchgehen derselben zu verhüten, der Dampf gedrosselt werden muß. Dies soll nun selbsttätig von den Regulatoren erfolgen. Ihre Betätigung erfolgt entweder von der Kurbelwelle aus oder dieselbe ist abhängig von dem äußeren Wasserdruck am Heck. Im letzteren Fall kommen die Regler früher zur Wirkung und verhindern eine Aenderung der Umdrehungen; im ersteren wirken sie erst nach erfolgter Geschwindigkeitsänderung, sind jedoch insofern vorzuziehen, als sie auch bei Wellen- und Schraubenbrüchen dem leitenden Maschinisten Zeit geben, das Dampfabsperrventil zu schließen. Neuerdings wirken die Regulatoren nicht direkt auf die Drosselklappe, sondern bewegen den Schieber eines Hilfsdampfzylinders, dessen Kolben alsdann die Bewegung der Drosselklappe bewirkt. Die Regulatoren sind entweder nach dem System der Zentrifugalregulatoren – Westinghouse – konstruiert oder sie arbeiten als Widerstandsregulatoren – Silver, Durham –; sie werden meist auf eine bestimmte Umdrehungszahl der Maschinen eingestellt. Der Regulator von Dunlop, welcher von dem Wasserdruck am Heck betätigt wird, hat in der Handelsmarine vielfache Anwendung gefunden.

Literatur: Busley, C., Die Schiffsmaschine, Kiel 1886.

T. Schwarz.

Regler für Gasmaschinen. Dieselben Regler, welche für Dampfmaschinen angewendet werden, benutzt man auch für Gasmaschinen. Nur bei Anwendung des Aussetzerverfahrens kommen andersartige Anordnungen vor, die sogenannten Luft- und Pendelregler.

Als Beispiel eines Luftreglers diene Fig. 25. Auf der Steuerwelle sitzt die Nockenscheibe a,[390] welche mittels des Winkelhebels b c d und des Hängegelenkes d e das auf der Stange f gleitende Stück g bewegt. Der Anschlag h, welcher an diesem befestigt ist, betätigt das Eintritts-, der Stecher i das Gasventil. Mit dem Stecher i ist die Stange des Luftkolbens k verbunden, der sich in einem Zylinder mit zweierlei Bohrung bewegt, so daß das Loch l Luft ansaugt und ausstoßt. Geht die Maschine zu schnell, so entsteht eine gewisse Luftverdichtung im Luftzylinder und hält den Kolben zurück. Dadurch wird der Stecher abgelenkt, die Klinke m schnappt ein und verhindert ihn, das Gasventil zu öffnen. Bei weiterem Aufgange des Gleitstückes g löst dann der Anschlag n die Klinke wieder aus.

Die Wirkung der sehr einfachen Pendelregler erhellt aus Fig. 26, einer alten kleinen stehenden Schiebermaschine. Die Schieberbewegung geht von der Exzenterscheibe a aus (der Nocken auf derselben besorgt die Zündung), an welcher der Schieber b hängt. An der Pleuelstange ist nun eine kleine Stange c angebracht, welche den Schlitten d hin und her bewegt. In diesem Schlitten liegt die Achse eines Winkelhebels g d e, dessen eines Ende das Pendelgewicht f trägt. Geht die Maschine richtig, so muß das verschiebbare Gewicht f so stehen, daß der Pendelschlag den Hebelarm g rechtzeitig so stellt, daß er beim Rechtsgange des Schlittens d das Gasventil h aufstößt. Geht die Maschine zu schnell, so wird der Pendelschlag größer und erfordert längere Zeit; dann kommt das Pendel zu spät, um das Gasventil öffnen zu können, g gleitet über h hinweg, die Verpuffung fällt aus.

Als weiteres Beispiel diene das Pendel von Hille (Fig. 27–28). Durch eine Kurvenscheibe wird die Stange a hin und her bewegt. Sie ist am linken Ende gabelartig ausgebildet; die Gabel schleift auf dem einen Arme des Winkelhebels b c d, welcher gleichfalls gegabelt ist. In der Gabel der Stange a sitzt der Stößer e, in der des Winkelhebels der Stößer f; treffen sich beide, so wird letzterer bewegt und das durch eine Feder stets offen gehaltene Eintrittsventil zugestoßen. Um den festen Stift g ist das Pendel h i drehbar; es wird durch die an der Gabel von a sitzende Rolle k in Schwingungen versetzt. Bei richtigem Gange sind diese Schwingungen so groß, daß es sich, niederfallend, vor den zweiten, an der Gabel von a sitzenden Stößer l legt. Dieser trifft dann den Stößer m des Pendels, der durch eine Feder vorgedrückt wird, drückt diese zusammen und dreht nun den als Winkelhebel ausgebildeten Stößer f empor, so daß er von e nicht getroffen werden kann, das Eintrittsventil also offen bleibt. Geht die Maschine aber schneller, so werden die Pendelschwingungen größer; das niederfallende Pendel legt sich nicht vor, sondern auf den Stößer l, e trifft f und schließt das Eintrittsventil ab. Selbstverständlich hat die Maschine vor diesem Eintrittsventile noch besondere selbsttätige Ventile für Luft und Gas. Es gibt zahlreiche Anordnungen der Pendelregler, von denen viele sehr gut wirken, doch sind sie mit der Anwendung des Aussetzerverfahrens, für welches sie allein brauchbar sind, fast abgekommen.

Schöttler.

Regler (Regulatoren) werden in der Gasindustrie angewendet, entweder um den Druck in den Leitungen oder den Gasverbrauch der einzelnen Flammen konstant zu erhalten (s. Verbrauchsregler), ferner um die durch den Gassaugerbetrieb entstehenden Druckschwankungen auszugleichen, und endlich, um den Gang der Betriebsmaschine der Gassauger den Schwankungen der Gasproduktion anzupassen. Je nach diesen Zwecken unterscheidet man Druckregler, Verbrauchs- oder Konsumregler, Umlauf- oder Beipaßregler, während dem letztgenannten Zwecke der Hahnsche Regler (s.d.) dient. Spezielle Arten sind noch die bei der Beleuchtung der Eisenbahnwagen und bei den Straßenbahnwagen mit Gasbetrieb verwendeten Druckreduzierventile sowie die Regulatoren, welche bei den Gasmotoren zur Verhütung des Zuckens der Flammen benutzt werden (s. Druckregler).[391]

Literatur: Schilling, N.H., Handbuch der Steinkohlengasbeleuchtung, 3. Aufl., München 1879, S. 204, 542; Schilling, E., Neuerungen auf dem Gebiete der Steinkohlengasbeleuchtung, München 1892, S. 118, 183; Journal für Gasbeleuchtung und Wasserversorgung, Jahrg. 1874, S. 78; 1875, S. 361, 345, 703; 1876, S. 423, 691, 705; 1878, S. 693; 1879, S. 108; 1880, S. 154; 1882, S. 557; 1884, S. 304; 1887, S. 1064; 1891, S. 107, 458; 1892, S. 712.

G.F. Schaar.

Vgl. a. Dampfmaschinen, Wassermotoren, Hähne, Druckregler, Druckverminderungsventile, Weberei, Papierfabrikation, Uhren u.s.w.