| Titel: | Beitrag zur Theorie und Berechnung der hydraulischen Regulatoren für Wasserkraftmaschinen. | 
| Autor: | Adolf Schmoll von Eisenwerth | 
| Fundstelle: | Band 319, Jahrgang 1904, S. 341 | 
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                        Beitrag zur Theorie und Berechnung der
                           								hydraulischen Regulatoren für Wasserkraftmaschinen.
                        Von Dipl.-Ing. Adolf Schmoll von Eisenwerth,
                           								Darmstadt.
                        (Schluss von S. 330 d. Bd.)
                        Beitrag zur Theorie und Berechnung der hydraulischen Regulatoren
                           								für Wasserkraftmaschinen.
                        
                     
                        
                           
                              
                              II. Teil.
                              
                           
                              Untersuchung der Kolbenbewegung des Servomotors für
                                 										veränderliche Verstellkraft des Leitapparates.
                              
                           Die Bewegungsgleichung für diesen Fall lautet nach S. 262
                           
                              -\frac{dv}{dt}-v^2\,a-v^{\frac{3}{2}}\,b\,\pm\,c_0\,\pm\,c_1\,s\,\pm\,c_2\,s^2...\pm\,c_v\,s^v=0.
                              
                           Wir haben gesehen, dass im besonderen Falle (pk = ko = konst.) das Glied v^{\frac{3}{2}}\,b=v^2\,\frac{b}{\sqrt{v}} näherungsweise
                              									durch v^2\,\cdot\,\frac{b}{\sqrt{v_{\mbox{max}}}} ersetzt werden durfte, so dass an die Stelle von -v^2\,a-v^{\frac{3}{2}}\,b ein
                              									Glied – v2
                              									a' trat, also die ^{\frac{3}{2}\,\mbox{to}} Potenz von v verschwand (S. 276).
                           Es fragt sich nun, ob eine solche Vereinfachung auch im vorliegenden Falle statthaft
                              									ist.
                           Auch hier wird beim Ingangsetzen des Treibkolbens Jessen Geschwindigkeit von Null aus
                              									bei zunächst noch Weinen Wegen s rasch anwachsen. Ist
                              										pk nicht
                              									aussergewöhnlich stark vom Wege s abhängig, so wird
                              									daher jährend der starken Geschwindigkeitssteigerung am Anfang der Bewegung der
                              									Druck pk sich
                              									noch nicht viel geändert haben; es gilt daher für den Anfang der Bewegung
                              									hinsichtlich des Einflusses von v^{\frac{3}{2}}\,\cdot\,b dasselbe
                              									wie im Falle pk
                              									= konst.
                           Bei den nunmehr erreichten grösseren Geschwindigkeiten findet eine raschere Zunahme
                              									des zurückgelegten Kolbenweges statt und es machen sich die Aenderungen von pk deutlicher geltend.
                              									Wächst mit zunehmendem Kolbenweg der Widerstandsdruck pk, so nimmt die Kolbengeschwindigkeit v allmählich wieder ab. Das Maximum von v ist in diesem Falle etwas kleiner als diejenige
                              									Geschwindigkeit vo max, die bei konstanter Wirkung der
                              									Anfangsgrösse von pk (=
                              										pk für s = 0) im Maximum eintreten könnte. Wird dagegen mit
                              									zunehmendem Kolbenweg der Widerstandsdruck pk kleiner, so nimmt die Kolbengeschwindigkeit v weiter zu und kann vo max überschreiten. Diese
                              									Geschwindigkeitsänderungen im weiteren Verlaufe der Kolbenbewegung liegen nun bei
                              									brauchbaren Konstruktionen innerhalb gewisser Grenzen. Jedenfalls darf v nicht unter einen bestimmten Betrag sinken, da sonst
                              									die Regulierung ungünstig (mit grosser Schlusszeit) arbeitet. Im allgemeinen wird
                              									die Kolbengeschwindigkeit in den Gebieten der grösseren Geschwindigkeiten bleiben,
                              									in denen die Aenderungen des Gliedes \frac{b}{\sqrt{v}} gegenüber dem Werte \frac{b}{\sqrt{v_{0\mbox{ max}}}} nicht
                              									mehr von grossem Einfluss sind.
                           Wir werden daher auch hier, ohne grosse Fehler zu begehen, statt des veränderlichen
                              									\frac{b}{\sqrt{v}} das konstante \frac{b}{\sqrt{v_{0\mbox{ max}}}} setzen dürfen, d.h. an Stelle von
                           
                              
                              -v^2\,a-v^{\frac{3}{2}}\,b
                              
                           setzen wir
                           – v2
                              									a',
                           wobei
                           
                              a'=a+\frac{b}{\sqrt{v_{0\mbox{ max}}}}
                              
                           ist, und vo max aus der
                              									Gleichung folgt:
                           a\,v_{0\mbox{ max}}^2+b\,v_{0\mbox{ max}}^{\frac{3}{2}}-c_0.
                           Mit dieser Vereinfachung lautet jetzt die Bewegungsgleichung:
                           
                              -\frac{dv}{dt}-v^2\,a'\,\pm\,c_0\,\pm\,c_1\,s\,\pm\,c_2\,s^2\,\pm\,...+c_v\,s^v=0.
                              
                           Setzen wir zur Abkürzung:
                           ± c0 ±
                              										c1
                              									s ± c2
                              									s2 ± . . . ±
                              										cv
                              
                              									sv
                              									= Φ (s),
                           so ist:
                           -\frac{dv}{dt}-v^2\,a'+\Phi\,(s)=0.
                           Die Lösung dieser Gleichung lautet (Forsyth-Maser,
                              									Lehrbuch der Differentialgleichungen (1889) 4. Kap. § 67):
                           v=\sqrt{\frac{\Phi\,(s)-\left[\frac{\Phi'(s)}{2\,a'}+\frac{\Phi''\,(s)}{(2a')^2+\frac{\Phi''' \,(s)}{(2\,a')^3}}+....\frac{\Phi^v\,(s)}{(2\,a')^v}\right]-\frac{C}{e^{2\,a'\,s}}}{a'}};
                           dabei bedeutet:
                           \Phi\,(s)...\frac{d\,\Phi\,(s)}{ds},
                           \Phi''\,(s)...\frac{d^2\,\Phi\,(s)}{ds^2},
                           \Phi^v\,(s)....\frac{d^v\,\Phi\,(s)}{ds^v},
                           e = Basis der natürlichen Logarithmen.
                           C ergibt sich aus dem Anfangszustand:
                           Für s = 0 soll sein v = 0,
                              									also ist
                           C=\Phi\,(s=0)-\left[\frac{\Phi'\,(s=0)}{2\,a'}+\frac{\Phi''\,(s=0)}{(2\,a')^2}+\frac{\Phi'''\,(s=0)}{(2\,a')^3}+....\frac{\Phi^v\,(s=0)}{(2\,a')^v}\right].
                           Aendert sich der Verstellungswiderstand beispielsweise nach einer Geraden derart,
                              									dass er mit zunehmendem Weg s grösser wird, so ist
                           Φ (s) = co– c1s,
                           also
                           Φ' (s) = – c1,
                           Φ'' (s) usw. bis Φv
                              									(s) = 0.
                           Also:
                           
                              C=c_0+\frac{c_1}{2a'}
                              
                           und
                           
                              v=\sqrt{\frac{c_0-c_1\,s-\left(\frac{-c_1}{2a'}-\frac{c_0+\frac{c_1}{2a'}}{e^{2a's}}\right)}{a'}}
                              
                           
                              =\frac{1}{a'}\,\sqrt{\frac{(2a'\,c_0+c_1)\,\left(1-\frac{1}{e^{2a's}}\right)-2a'c_1s}{2}}
                              
                           Mit wachsendem s wächst e2a's
                              									rasch, also nimmt (2a'\,c_0+c_1)\,\left(1-\frac{1}{e^{2a's}}\right) vom Werte Null aus rasch zu; dagegen wächst 2 a' c1
                              									s langsamer. Daraus folgt, dass v in diesem Falle zunächst rasch zunimmt, ein Maximum erreicht und dann
                              									allmählich abnimmt (vergl. die graphische Darstellung Fig.
                                 										16)
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 319, S. 342
                              Fig. 16.
                              
                           Die Lösung v=\sqrt{\Phi\,(s)\mbox{ usw.}} liefert die Kolbengeschwindigkeit v als Funktion des Weges s.
                           Der Zusammenhang zwischen Weg und Zeit ergibt sich dann mit Hilfe der Beziehung:
                           
                              v=\frac{ds}{dt};\ dt=\frac{1}{v}\,\cdot\,ds.
                              
                           Zeichnen wir mit Benützung der Lösung v=\sqrt{\Phi\,(s)\mbox{ usw.}} eine Kurve:
                           \frac{1}{v}=\mbox{ Funktion }(s),
                           indem wir z.B. die Wege s als
                              									Abszissen, die reziproken Werte der zugehörigen Geschwindigkeiten v als Ordinaten auftragen, so stellt das Flächenelement
                              									zwischen zwei um ds entfernten Ordinaten die Zeit dt dar, die für die Zurücklegung des Weges ds erforderlich ist. (Fig.
                                 										17). Die Fläche zwischen den zu s1 und s2 zugehörigen Ordinaten \frac{1}{v_1} und \frac{1}{v_2}
                              									stellt folglich die Zeit dar, die zur Zurücklegung des Weges s2
                              									– s1 erforderlich
                              									ist.
                           Wir brauchen nun die Zeiten vom Anfang der Bewegung an, also von s = 0 an. Dabei ergibt sich dieSchwierigkeit, dass
                              									die zu s = 0 zugehörige Anfangskoordinate \frac{1}{v} unendlich
                              									ist, da ia für s = 0 auch v = 0 ist. Diese Schwierigkeit lässt sich folgendermaassen umgehen:
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 319, S. 342
                              Fig. 17.
                              
                           Wir bestimmen für den Bewegungsanfang die Beschleunigungen i=\frac{dv}{dt} als Funktion
                              
                              									von v aus der ursprünglichen Gleichung
                           \frac{dv}{dt}=\Phi\,(s)-v^2\,a' (vgl. S. 341),
                           wobei wir den zu v gehörigen Wert
                              										s aus der Kurve v =
                              									Funktion (s) entnehmen.
                           Nun ist
                           dt=\frac{1}{\left(\frac{dv}{dt}\right)}\,\cdot\,dv,
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 319, S. 342
                              Fig. 18.
                              
                           mithin stellt das Flächenelement unter der neuen Kurve
                              									\frac{1}{\left(\frac{dv}{dt}\right)} Funktion (v), begrenzt von zwei um dv entfernten Ordinaten, die Zeit dt
                              									dar, während welcher die Geschwindigkeit um dv
                              									gewachsen ist. Die Fläche von v = 0 an bis v = v stellt die Zeit t
                              									dar, die von Anfang der Bewegung bis zur Erreichung der Geschwindigkeit v verstrichen ist. Fig.
                                 										18. Da nun die zu den Geschwindigkeiten v
                              									zugehörigen Werte s aus der Kurve v = Funktion (s) bekannt
                              									sind, so sind wir auch imstande, die Zeiten t zu
                              									bestimmen, die zum Zurücklegen der Wege s erforderlich
                              									sind. Die Zusammenstellung dieser Wertepaare s und t in rechtwinkligen Koordinaten gibt das gesuchte
                              									Kolbenwegdiagramm s = Funktion (t), Fig. 19. Die Anfangskoordinaten der
                              									hier zur Zeitbestimmung benutzten Kurve \frac{1}{\left(\frac{dv}{dt}\right)}= Funktion (v) liegen im Endlichen, so dass diese Methode für die Verfolgung des Bewegungsanfanges zu verwenden ist.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 319, S. 343
                              Fig. 19.
                              
                           Für den Teil des Bewegungsvorganges dagegen, für welchen \frac{dv}{dt}=0 wird (wo v einen Höchtswert erreicht), ist die zuerst angegebene
                              									Methode mit Benützung der Kurve \frac{1}{v}= Funktion (s) zur Zeitbestimmung zu verwenden.
                           Die rein analytische Ermittlung des Kolbenwegdiagrammes bei variablem
                              
                              									Verstellungswiderstand pk ist nur mit Anwendung von
                              									Näherungsverfahren für die Integrationen möglich und daher nicht übersichtlich.
                           Sind die Massen
                              									\frakfamily{M}
                              									des Servomotors zu vernachlässigen, so heisst die
                              									Bewegungsgleichung zunächst nach S. 262:
                           -\frac{dv}{dt}\,\frakfamily{M}-v^2\,A-v^2\,B\,\pm\,C_0\,\pm\,C_1\,s\,\pm\,C_2\,s^2...\,\pm\,C_v\,s^v=0,
                           oder, mit \frakfamily{M}=0:
                           -v^2\,A-v^{\frac{3}{2}}\,B\,\pm\,C_0\,\pm\,C_1\,s\,\pm\,C_2\,s^2...\,\pm\,C_v\,s^v=0;
                           durch einen konstanten Faktor dividiert:
                           -v^2\,a-v^{\frac{3}{2}}\,b \,\pm\,c_0\,\pm\,c_1\,s\,\pm\,c_2\,s^2....\,\pm\,c_v\,s^v=0.
                           Diese Gleichung geht also aus der Bewegungsgleichung mit Berücksichtigung der
                              									Massenwirkung, S. 262 oder 341, hervor, wenn das Glied -\frac{dv}{dt} gleich 0 gesetzt
                              
                              									wird.
                           Es folgt daher nach S. 342:
                           \begin{array}{rcl}-v^2\,a'+\Phi\,(s)&=&0,\\ v&=& \sqrt{\frac{\Phi\,(s)}{a'}}\end{array}.
                           Die weitere Behandlung zur Ermittlung der Zeit bleibt wie vorher, d.h. man zeichnet
                              									die Kurve \frac{1}{v} als Funktion von s; das
                              									Flächenstück unter der Kurve von s = s1 bis s = s2 gibt die Zeit t, die zur Zurücklegung des Weges s2
                              									– s1 erforderlich ist.
                              									Da stets v > 0 sein muss, so ist diese Methode hier
                              									immer anwendbar.
                           
                              Zahlenbeispiel.
                              
                           Wir setzen denselben Servomotor voraus wie für das Zahlenbeispiel des ersten Teiles
                              									(S. 291).
                           Die aufzuwendende Verstellkraft K sei linear abhängig
                              									von den Kolbenwegen, und zwar sei
                           
                              
                                 für offene Schaufeln:
                                 Ki =
                                 0
                                 kg;
                                 Kr = 30
                                    											kg;
                                 
                              
                                 für geschlossene Schaufeln:
                                 Ki =
                                 300
                                 kg;
                                 Kr = 90
                                    											kg.
                                 
                              
                           Für die Schliessbewegung gilt also (vergl. Fig.
                                 									20):
                           k=30+\frac{390-30}{\mbox{Kolbehunb}}\,\times\,\mbox{ Kolbenweg} in Richtung auf „Zu“.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 319, S. 343
                              Fig. 20.
                              
                           Für die Oeffnungsbewegung:
                           K=-210+\frac{210+30}{\mbox{Kolbenhub}}\,\times\,\mbox{Kolbenweg} in Richtung auf „Offen“.
                           
                           Auch bei diesem Beispiele handle es sich um eine Aenderung des Momentes
                              									entsprechend 0,75 auf 0,55 der Füllung.
                           Bei stark veränderlicher Verstellkraft besteht meist Proportionalität zwischen
                              									Schaufelöffnung und Kolbenweg, denn der Grund zu einer Abweichung von diesem
                              									Verhältnis besteht für Drehschaufeln vorwiegend darin, möglichst gleichmässige
                              									Verstellwiderstände zu erzielen. Wir wollen daher annehmen, dass der Kolben bei 0,75
                              									Füllung der Turbine auch auf 0,75 seines Hubes in Richtung auf „Offen“ steht,
                              									bezw. auf 0,25 seines Hubes in Richtung auf „Zu“. Zählen wir dann von diesem
                              									Punkte aus die Kolbenwege s, so ist in obiger Beziehung
                              									für „Schliessen“ zu setzen:
                           Kolbenweg = s + 0,25 Hub,
                           
                              \begin{array}{rcl}K&=&30+360\,\frac{(s+0,25\,\cdot\,0,3)}{0,3}=30+90+1200\,s\\ &=& 120+1200\,s. \end{array}
                              
                           Daraus ergibt sich:
                           
                              p_k=\frac{K}{\mbox{Kolbenfläche }F}=\frac{120+1200\,s}{241,4}=0,497+4,97\,s.
                              
                           po +
                              										ph – ppo sei
                              									wie im vorigen Beispiel (S. 292 und 294) = 1,85 + 0,15 – 0,207 = 1,793
                           also:
                           po +
                              										ph
                              									–
                              									ppo
                              									– pk = 1,793 – 0,497 –
                              									4,97 s = 1,296 – 4,97 s.
                           Der Koeffizient Co (absolutes Glied der Bewegungsgleichung, vergl. S. 262) wird daher
                           Co =
                              
                              									1,296.
                           Der Koeffizient von s:
                           C1 =
                              									4,97.
                           Ferner sei \frakfamily{M} wie vorher 1,1142 (S. 307), also:
                           
                              c_0=\frac{C_0}{\frakfamily{M}}=\frac{1,296}{1,1142}=1,16
                              
                           
                              c_1=\frac{C_1}{\frakfamily{M}}=\frac{4,97}{1,1142}=4,45.
                              
                           Die ideelle Kolbengeschwindigkeit für die Anfangsgrösse von pk = 0,497 ist wie vorher:
                           vi =
                              									0,266,
                           also bleibt auch
                           a' = 16,45 (S. 308).
                           Demnach lautet die Bewegungsgleichung:
                           
                              
                                 
                                    -\frac{dv}{dt}-v^2\,\cdot
                                    
                                 
                                    16,45
                                    
                                 
                                    +1,16
                                    
                                 
                                    -4,45\,s
                                    
                                 
                                    =0.
                                    
                                 
                              
                                 
                                 
                                    \parallel
                                    
                                 
                                    \parallel
                                    
                                 
                                    \parallel
                                    
                                 
                                 
                              
                                 
                                 
                                    a'
                                    
                                 
                                    c_0
                                    
                                 
                                    c_1
                                    
                                 
                                 
                              
                           Nach S. 342 ist:
                           
                              
                                 
                                    \Phi\,(s)=
                                    
                                 
                                    1,16
                                    
                                 
                                    -4,45\,s
                                    
                                 
                              
                                 
                                 
                                    \parallel
                                    
                                 
                                    \parallel
                                    
                                 
                              
                                 
                                 
                                    c_0
                                    
                                 
                                    c_1
                                    
                                 
                              
                           Φ' (s) = – 4,45
                           Φ'' (s) usw. = 0,
                           C=1,16+\frac{4,45}{2\,\cdot\,16,45}=1,295,
                           
                              v=\sqrt{\frac{\Phi\,(s)-\frac{\Phi'\,(s)}{2\,a'}-\frac{C}{e^{2a's}}}{a'}}
                              
                           
                              =\sqrt{\frac{1,16-4,45\,s+\frac{4,45}{2\,\cdot\,16,45}-\frac{1,295}{e^{2\,\cdot\,16,45\,s}}}{16,45}}
                              
                           =0,281\,\sqrt{1-\frac{1}{e^{32,9\,s}}-3,44\,s.}.
                           Es ergibt sich aus dieser Formel z.B.:
                           
                              
                                 für s =
                                 0
                                 m
                                 v =
                                 0
                                 m/sek.
                                 
                                    \frac{1}{v}=
                                    
                                 ∞
                                 
                              
                                 
                                 0,01
                                 „
                                 
                                 0,139
                                 „
                                 
                                 7,16
                                 
                              
                                 
                                 0,02
                                 „
                                 
                                 0,180
                                 „
                                 
                                 5,55
                                 
                              
                                 
                                 0,05
                                 „
                                 
                                 0,224
                                 „
                                 
                                 4,47
                                 
                              
                                 
                                 0,07
                                 „
                                 
                                 0,2283
                                 „
                                 
                                 4,38
                                 
                              
                                 
                                 0,1
                                 „
                                 
                                 0,220
                                 „
                                 
                                 4,54
                                 
                              
                                 
                                 0,15
                                 „
                                 
                                 0,194
                                 „
                                 
                                 5,16
                                 
                              
                                 
                                 0,2
                                 „
                                 
                                 0,157
                                 „
                                 
                                 6,37
                                 
                              
                                 Hubende
                                 0,225
                                 „
                                 
                                 0,134
                                 „
                                 
                                 7,46
                                 
                              
                           In Fig. 16 sind die Wege s als Abszissen, die Geschwindigkeiten v als
                              									Ordinaten aufgetragen.
                           Maasstab für s: 1 cm = 0,05 m
                              									Kolbenweg;
                           Maasstab für v: 1 cm = 0,05 m/sek.
                           In Fig. 17 sind gleichfalls die Wege s als Abszissen im Maasstab:
                           1 cm = 0,05 m Kolbenweg
                           aufgetragen, ferner als Ordinaten die Grössen \frac{1}{p} im
                              									Maasstab:
                           1 cm = 1 sek./m.
                           Für den Anfang der Kolbenbewegung ist nach S. 342 die Kurve \frac{1}{v}= Funktion (s) zur Ermittlung der Zeit unbrauchbar, da die
                              									Anfangsordinate unendlich ist. Wir berechnen daher noch die Beschleunigungen und
                              									deren reziproken Werte als Funktion (v) aus
                           \frac{dv}{dt}=\Phi\,(s)-v^2\,a'=1,16-4,45\,s-v^2\,\cdot\,16,45,
                           
                              
                                 
                                    v
                                    
                                 
                                    s
                                    
                                 
                                    \frac{dv}{dt}
                                    
                                 
                                    \frac{1}{\left(\frac{dv}{dt}\right)}
                                    
                                 
                              
                                           0,0     m/sek.
                                 0,0  m
                                    1,16 m/sek2.
                                      0,864 sek2/m
                                 
                              
                                           0,139   „
                                 0,01 „
                                    0,786 „
                                      1,273   „
                                 
                              
                                           0,180   „
                                 0,02 „
                                    0,536 „
                                      1,866   „
                                 
                              
                                           0,224   „
                                 0,05 „
                                    0,115 „
                                      8,73
                                 
                              
                                 vmax ∾ 0,2283
                                    											„
                                 0,07 „
                                 ∾ 0,006 „
                                  177,7       „ 
                                 
                              
                                           0,227   „
                                 0,08 „
                                 – 0,042 „
                                 – 24,16     „
                                 
                              
                           indem wir die Werte s aus der
                              									obigen Tabelle oder der Kurve (Fig. 16) für die
                              									betreffenden Werte v entnehmen. Z.B.
                           
                           In Fig. 18 sind die Geschwindigkeiten v als Abszissen, die reziproken Werte der
                              									Beschleunigungen \frac{1}{\left(\frac{dv}{dt}\right)} als Ordinaten aufgetragen.
                           Maasstab für v: 1 cm = 0,05 m/sek.;
                           Maasstab für \frac{1}{\left(\frac{dv}{dt}\right)}\,:\,1\mbox{ cm }=1 sek. 2/m.
                           Es stellt somit 1 qcm Fläche unter der Kurve: \frac{1}{\left(\frac{dv}{dt}\right)}= Funktion (v) eine Zeit dar von
                           1 sek. 2/m . 0,05 m/sek. = 0,05 sek.
                           Es ist z.B. die Fläche von v = 0 bis v = 0,139 = ∾ 2,72 qcm; also ist die Zeit, bis der
                              									Servomotor-Kolben die Geschwindigkeit 0,139 m/sek. angenommen hat,
                           t = 2,72 . 0,05 = 0,136 sek.
                           Der zu v zugehörige Weg ist nach Tabelle oder Kurve Fig.
                              									16:
                           s = 0,01 m,
                           also hat der Kolben nach 0,136 sek. von seiner Anfangsstellung
                              									aus einen Weg von 0,01 m zurückgelegt.
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 319, S. 345
                              Fig. 21.
                              
                           Auf diese Weise sind die Wertepaare t und s bis in die Gegend von s
                              									∾ 0,07 (entsprechend vmax) ermittelt und im Kolbenwegdiagramm Fig.
                                 
                                 										19 zusammengestellt.
                           Maasstab für t: 1 cm = 0,2 sek.
                              									(Abszissen);
                           Maasstab für s: 1 cm = 0,02 m
                              									(Ordinaten).
                           Von den grösseren Werten v ab ist die Zeit ausder
                              									Kurve \frac{1}{v}= Funktion (s), Fig. 17, durch Flächenberechnung ermittelt. Es stellt
                              									1 qcm der Fläche unter dieser Kurve dar:
                           1 sek./m . 0,05 m = 0,05 sek.
                           So ist z.B. die Fläche von s = 0,1 bis s = 0,15 = ∾ 4,8 qcm. Der Kolben des Servomotors
                              									braucht also eine Zeit von
                           4,8 . 0,05 = 0,24 sek.,
                           um den Weg von 0,1 m (von seiner Anfangsstellung aus gemessen)
                              									bis 0,15 m zurückzulegen. Die so gefundenen Wertepaare sind zur Ergänzung des
                              									Kolbenwegdiagrammes in Fig. 19 eingetragen. In Fig. 21 ist der Anfang dieses Diagrammes doppelt
                              									vergrössert dargestellt, also im gleichen Maasstabe wie das Kolbenwegdiagramm Fig. 5 für K = konst.
                              									(s. S. 274).
                           Die Umzeichnung des Kolbenwegdiagrammes zur Füllungskurve und deren weitere
                              									Verwendung erfolgt in derselben Weise, wie bei dem Beispiel für konstante
                              									Verstellkraft K gezeigt wurde (s. S. 326).
                           
                              Vereinfachtes Verfahren.
                              
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 319, S. 345
                              Fig. 22.
                              
                           Da im vorstehenden Beispiele dieselbe Anfangsgrösse der Verstellkraft K = 120 kg vorausgesetzt ist, wie im Beispiel für
                              									konstante Verstellkraft K (S. 292). so sind die
                              									Kolbenwegdiagramme Fig. 21 und Fig. 5 zum Vergleich geeignet. Man erkennt, dass der
                              									Beschleunigungsvorgang am Anfang der Bewegung in beiden Fällen sich fast deckt und
                              									dass sich die immerhin beträchtliche Aenderung der Verstellkraft erst bei grösseren
                              									Wegen im Kolbenwegdiagramme deutlich bemerkbar macht. Aehnliche Verhältnisse wird
                              									man im allgemeinen von guten Konstruktionen erwarten dürfen. (Vergl. auch S. 341).
                              									Für kleinere Füllungsänderungen darf man daher wohl in den meisten Fällen der Praxis
                              									die Veränderlichkeit von K während des Hubes
                              									vernachlässigen und verfahren wie bei unveränderlicher Verstellkraft, nur muss man
                              									die Anfangsgrösse von K für die betreffende
                              									Anfangsstellung des Servomotorkolbens richtig einsetzen. Insbesondere kann dann zur
                              									Berücksichtigung der Massenwirkung auch von dem vereinfachten Verfahren mit
                              									Benützung der Asymptote des Kolbenwegdiagrammes Gebrauch gemacht werden (s. S.
                              
                              									330).
                           
                           
                           
                              
                              Textabbildung Bd. 319, S. 346
                              Fig. 23.
                              
                           Diesen Voraussetzungen gemäss ist für das vorliegende Beispiel bei kleineren
                              									Füllungsänderungen die unten folgende Tabelle verwendbar. Sie enthält für die
                              									Oeffnungs- und Schliessbewegung des Kolbens, ausgehend von vier Anfangsstellungen,
                              									die zugehörigen Anfangsgrössen der aufzuwendenden Verstellkraft K, ferner co = Anfangsbeschleunigung, sowie die Bestimmungsgrössen
                              									vi und ts für die Asymptoten
                              									der Kolbenwegdiagramme.
                           Die Werte für andere als die angeführten Anfangsstellungen des Kolbens lassen sich
                              									aus der graphischen Darstellung der Tabelle, Fig.
                                 									22, interpolieren. In Fig. 23 sind die
                              									Asymptoten der Kolbenwegdiagramme mit Hilfe der Grössen vi und ts der Tabelle aufgezeichnet Es ist ersichtlich, dass
                              									die grösseren Verstellkräfte gleichzeitig eine Verkleinerung von vi und Vergrösserung
                              									von ts verursachen,
                              									also in doppelter Hinsicht ungünstig auf die Füllungsänderung und damit auf den
                              									Reguliervorgang überhaupt wirken.
                           Was die weitere Ausführung des Verfahrens betrifft, so darf wohl auf das Beispiel des
                              									ersten Abschnittes verwiesen werden.
                           Sind die Massen des Servomotors zu vernachlässigen, so
                              									stellen die vi der
                              									Tabelle oder der Fig. 22 die während des
                              
                              									Bewegungsvorganges bei den betreffenden Kolbenstellungen auftretenden
                              									Geschwindigkeiten dar. Wir erhalten somit nur eine
                              									Geschwindigkeitskurve v = vi = Funktion (s) für „Schliessen“ und nur eine für
                              										„Oeffnen“, die von jedem Punkte aus für den weiteren Verlauf der Bewegung
                              									gelten. D.h.: die Geschwindigkeitskurve, die z.B. für eine Bewegung von 0,5 des
                              									Hubes aus gilt, ist die kontinuirliche Fortsetzung der Kurve, die von irgend einer
                              									vorhergehenden Stellung aus in derselben Bewegungsrichtung bis zu 0,5 des Hubes
                              									gilt. (Bei Massenwirkung im Servomotor und Reguliergetriebe beginnen dagegen alle
                              									Geschwindigkeitskurven stets mit v = 0).
                           Die Kurven v = vi =
                              									Funktion (s), die bei unmerklicher Massenwirkung
                              									gelten, sind im übrigen ebenso weiter zu verwenden wie die entsprechenden bei
                              									Berücksichtigung der Massenwirkung gültigen Kurven v =
                              									Funktion (s).
                           
                              
                                 Anfangskolbenstellung
                                 Anfangsgrösse deraufzuwendenden
                                    											Ver-stellkraft K:
                                 c0 =
                                    											Anfangsbeschleuni-gung:
                                 
                                    
                                    v
                                    i
                                    
                                 
                                    
                                    t
                                    s
                                    
                                 
                              
                                 Schliessen.
                                 offen¼ Hub½ Hub¾ Hubzu
                                 kg:  30120210300390
                                 m/sek.2;1,4951,1600,8260,4950,159
                                 m/sek.:0,3030,2660,2220,1670,095
                                 sek.:0,1400,1590,1860,2340,413
                                 
                              
                                 Oeffnen.
                                 zu¾ Hub½ Hub¼ Huboffen
                                 – 210– 150–   90–   30+  
                                    											30
                                 2,3872,1601,9401,7161,495
                                 0,3830,3640,3460,3240,303
                                 0,1110,1170,1240,1310,140