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Regulator
[* 2] (lat., »Regler, Ordner«),
eine Sammelbezeichnung für technische Vorrichtungen sehr verschiedener Art, welche dazu dienen, die im Gang [* 3] der Maschinen infolge der Veränderlichkeit des Verhältnisses zwischen der treibenden Kraft [* 4] und dem zu überwindenden Widerstand eintretende Unregelmäßigkeiten womöglich selbstthätig auszugleichen. Letzteres kann durch Abänderung der Kraft oder des Widerstand es bewirkt werden, wonach sich eine Einteilung der Regulatoren in zwei Hauptgruppen ergibt.
Die Regulatoren, welche auf dem Prinzip der Widerstandsänderung beruhen, können entweder durch Abänderung der schädlichen Reibungswiderstände oder der nützlichen Arbeitswiderstände wirken. Zu den Regulatoren ersterer Wirkungsart gehören die Bremsen [* 5] einschließlich der Wasser- und Luftbremsen (s. Bremse) und die Windflügel (Windfänge), wie sie bei den Schlagwerken der Uhren [* 6] und bei Spieluhren zur Erzielung eines gleichmäßigen Ganges gebräuchlich sind. Es sind das in diese Uhrwerke eingeschaltete, mit zwei Flügeln versehene Wellen, [* 7] welche durch den Widerstand der Luft an einer zu schnellen Umdrehung verhindert werden.
Solche
Regulatoren bedingen natürlich einen Verlust an mechanischer
Arbeit, weshalb ihre Anwendung nur in solchen
Fällen statthaft
ist, wo die verlorne
Arbeit doch nicht wohl nützlich verwendet werden könnte (wie z. B. bei
Winden
[* 8] und
Kränen zum Niederlassen
von
Lasten, bei
Windmühlen zum
Bremsen der Flügelwelle entsprechend der Windstärke), oder wo auf keine
andre Art eine Regulierung zu erzielen ist. Durch nützliche
Widerstände bewirkt man die Regulierung in der
Weise, daß man
die momentan in Überschuß auftretende Triebkraft einer
Maschine
[* 9] dazu verwendet, eine gewisse mechanische
Arbeit in einem
als
Regulator fungierenden
Organ aufzuspeichern und erst dann zur
Wirkung kommen zu lassen, sobald die Triebkraft
unter den Betrag des durchschnittlichen
Widerstandes herabsinkt. Hierher gehören zunächst die Gegengewichte (Kontergewichte),
welche von dem Kraftüberschuß auf
¶
mehr
eine bestimmte Höhe gehoben werden, um durch Abgabe der hierdurch gewonnenen Arbeit beim darauf folgenden Herabsinken die bewegende Kraft zu unterstützen. Gegengewichte kommen häufig bei Wasserhaltungsmaschinen, Zugbrücken etc. vor. Als eine besondere Art der Gegengewichte sind die Akkumulatoren (s. d.) aufzufassen, wie sie bei intermittierend arbeitenden Maschinen zur Verwendung kommen. Ebenso sind hierher die sogen. Windregulatoren zu rechnen, welche bei Gebläsen einen gleichmäßigen Luftstrom (Windstrom) hervorbringen sollen.
Man kann behufs Regulierung einer Maschine einen momentanen Kraftüberschuß auch noch dazu verwenden, die Geschwindigkeit eines in der Maschine angebrachten Gewichts derart zu vergrößern (Massenbeschleunigung), daß die hierdurch in dem Gewicht aufgespeicherte lebendige Kraft (im gewöhnlichen Leben als Schwung bezeichnet) bei einem darauf folgenden Widerstandsüberschuß der bewegenden Kraft zu Hilfe kommt. Um die hierdurch bedingten Geschwindigkeitsänderungen in möglichst niedrigen Grenzen [* 11] zu halten, sind die durch ihre Trägheit wirkenden Gewichte (Schwungmassen) entsprechend schwer zu machen. Solche Schwungmassen kommen meist in der Form von Schwungrädern (s. Schwungrad) vor, besonders bei Dampf-, Heißluft-, Gas-, Petroleummotoren und bei Arbeitsmaschinen mit sehr veränderlichem Arbeitswiderstand (Walzwerke, Scheren, [* 12] Lochmaschinen, Prägwerke, Steinbrecher [* 13] etc.). Zu den durch Trägheit wirksamen Regulatoren kann man auch die den Gang der Uhren und Chronometer regulierenden Pendel [* 14] und Unruhen rechnen.
Die Regulatoren der zweiten Hauptgruppe (Regulatoren im engern Sinn) haben den Zweck, einen möglichst regelmäßigen
Gang der Maschinen dadurch hervorbringen, daß sie den Zufluß der Betriebskraft (Wasser, Dampf,
[* 15] Gas, heiße Luft) zur Kraftmaschine
den wechselnden Arbeitswiderständen entsprechend ändern. Die wichtigsten und gebräuchlichsten von ihnen sind die Zentrifugal
regulatoren
(Zentrifugalpendel, Schwungkugelregulatoren), welche auf dem Prinzip beruhen, daß die Gewichtshebel as
[* 2]
(Fig. 1 u. 2), welche mit der von der Kraftmaschine aus in Umdrehung versetzten Welle w gelenkig verbunden sind, bei ihrer Rotation
um w sich infolge der dabei auftretende Zentrifugalkraft
[* 16] von der Welle w um so mehr abheben, je größer die Winkelgeschwindigkeit
wird.
Diese Hebel
[* 17] sind mittels Stangen v auch mit der Hülse
[* 18]
h gelenkig verbunden, so daß auch diese bei langsamen
Gang der Maschine eine tiefere, bei schnellerm eine höhere Stellung einnimmt. Die Bewegung dieser Hülse wird nun direkt oder
indirekt auf die Admissionsvorrichtung der Kraftmaschine (Drosselklappe,
[* 19] Schütze etc.) übertragen.
[* 2]
Fig. 1 zeigt einen Wattschen
Regulator mit direkter Übertragung auf die Drosselklappe einer Dampfmaschine.
[* 20] Die in dem Dampfzuleitungsrohr R
angebracht Klappe d wird von der Hülse h durch Vermittelung des Hebels b um so mehr der zur Rohrachse senkrechten Lage genähert,
läßt also um so weniger Dampf zur Maschine treten, je schneller diese läuft, und umgekehrt.
Zweckmäßiger ist es bei Dampfmaschinen,
[* 21] den
Regulator nicht auf die Drosselklappe, sondern auf die Expansionsvorrichtung
wirken zu lassen, wie z. B. bei Artikel »Dampfmaschine«, S. 463 f., angegeben ist. Eine direkte Übertragung der Bewegung der
Regulatorhülse ist nur zweckmäßig, wenn die Admissionsvorrichtung leicht beweglich ist, was bei Wasserrädern nicht der
Fall zu sein pflegt.
[* 2]
Fig. 2 zeigt eine bei diesen gebräuchliche indirekte
Übertragung auf eine Schütze, dadurch charakterisiert, daß die Schütze z nur dann mittels des in ihre Verzahnung eingreifenden
Triebes t, des Schneckenrades r und der Schnecke q von der Welle p auf- oder niederbewegt wird, wenn eins der an der
Regulatorhülse
h befestigten konischen Räder k oder k' je nach der Stellung von h in das Rad o der Welle p eingreift, während
bei mittlerer
Regulatorstellung, also bei normalem Gang des Wasserrades, Rad o frei zwischen k und k' steht, mithin eine Bewegungsübertragung
auf die Schütze nicht stattfinden kann. Es leuchtet ein, daß diese Wattschen Regulatoren weder bei direkter
noch bei indirekter Übertragung eine vollständige Regulierung herbeiführen können, da ihrer Bethätigung immer erst eine
Abweichung von dem normalen Gang vorausgegangen sein muß. - Der Wattsche ist statisch, d. h. er hat für jede Geschwindigkeit
der Maschine eine besondere Stellung der Schwungkugeln s, was ihn zur Regulierung mittels direkter Übertragung
(besonders bei Dampfmaschinen) ungeeignet macht. Aber auch die astatischen Regulatoren, welche bei der normalen Geschwindigkeit
jede Stellung einnehmen können und bei einer nur wenig geringern sogleich in die höchste, bei einer höhern Geschwindigkeit
sogleich in die tiefste Stellung
[* 2]
^[Abb.: Fig. 1.
Regulator mit direkter
Übertragung.
Fig. 2.
Regulator mit indirekter Übertragung.]
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mehr
gehen, haben sich nicht bewährt. Man verwendet jetzt vorzugsweise solche Zentrifugalregulatoren, welche gewissermaßen in der Mitte zwischen den statischen und astatischen stehen und angenähert astatische oder pseudoastatische genannt werden. Hierher gehören unter andern der Kleysche, der Pröllsche, der Bußsche und der sogen. Cosinusregulator. Von geringerer Bedeutung sind die hydraulischen und pneumatischen Regulatoren. Erstere bestehen in einer von der Maschine aus angetriebenen Pumpe, [* 23] deren Hubwasser ein mit Bodenöffnung versehenes Reservoir bei normaler Geschwindigkeit der Maschine bis zu einer gewissen Höhe anfüllt, dagegen bei zu schnellem oder zu langsamem Gang der Maschine entsprechend steigt oder sinkt, wobei ein Schwimmer die Niveauschwankungen auf die Stellvorrichtung überträgt. Der pneumatische ist im wesentlichen ein doppelt wirkender Blasebalg, welcher in der Weise wirkt, daß er durch mehr oder weniger eingepumpte Luft eine Platte hebt oder senkt, mit welcher die Admissionsvorrichtung der Maschine in geeigneter Weise verbunden ist.
Mit dem Namen Regulator werden in der Technik noch einige besondere Vorrichtungen bezeichnet. Bei Lokomotiven heißt Regulator der Schieber, welcher das Dampfzuströmungsrohr mehr oder weniger öffnet und mittels des am Führerstand angebrachten Regulatorhebels bewegt wird. - In der Papierfabrikation [* 24] bezeichnet man mit Regulator denjenigen Apparat, welcher den Stoffzufluß zur Papiermaschine derart reguliert, daß das fabrizierte Papier gleichmäßige Dicke erhält. Diese Regulatoren bestehen aus einer Pumpe, einem Schöpfrad etc. -
In der Webertechnik nennt man Regulator die Vorrichtung, mittels welcher das Zeug in demselben Maß, als es fertig gewebt ist, auf den Zeugbaum abgewickelt wird. - Regulatoren heißen ferner Apparate, welche die Temperatur in einem geschlossenen Raum auf gleicher Höhe erhalten sollen, und andre Apparate, welche den Gaszufluß in Gasleitungen regeln sollen. - Über einen Regulator für Speisepumpen s. Dampfkesselspeiseapparate. [* 25] Die Bezeichnung »Regulatoren« für eine gewisse Art von Uhren ist eine ganz willkürliche.
Vgl. Weisbach-Herrmann, Ingenieur und Maschinenmechanik, Teil 3, Abt. 1 (2. Aufl., Braunschw. 1876);
Grashof, Theoretische Maschinenlehre, Bd. 2 (Leipz. 1881);
Laskus u. Lang, Schwungräder und Regulatoren (2. Aufl., das. 1884);
Wüst, Theorie der Zentrifugalregulatoren (Stuttg. 1871);
Radinger, Die Regulatoren (Bericht über die Pariser Weltausstellung 1867).