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Fliehkraftregler nach dem Tirillprinzip.
Die Fliehkraftregler, die nach Art des Tirillreglers arbeiten, benutzen die elastische Kraft einer Stahlfeder zur Kompensation der Zentrifugalkraft und die Schwerkraft als Steuerkraft, unter deren Einwirkung bei jeder "Umdrehung ein Kontakt geöffnet und geschlossen wird. Bei einigen Reglerarten (Gieberegler) ist das Gleichgewicht zwischen Zentrifugal-und Federkraft ganz oder beinahe indifferent, bei anderen extrem stabil.
Die Art des Gleichgewichts wäre gleichgültig, wenn zur Unterbrechung des Kontaktes nur ein unendlich kleiner Weg und eine unendlich kleine Zeit nötig wäre. Da es aber eine solche ideale Apparatur
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Allen diesen Systemen haftet der grosse Nachteil an, dass zum Einstellen der Kontaktfedern die Maschine jedesmal stillgesetzt werden muss und die Drehzahl nicht kontinuierlich verändert werden kann, wie es oft erforderlich ist.
Da die Federkraft infolge von Temperaturschwankungen und bleibenden Änderungen sich von Tag zu Tag ändert, ist ein öfteres Nachstellen der Feder erforderlich, was wegen des Stillsetzens der Maschine äusserst zeitraubend ist. Sollen zudem noch mehrere Kontaktfedern zusammenarbeiten, so ist eine richtige Einstellung beinahe eine praktische Unmöglichkeit. Mechanische Vorrichtungen, die durch Änderung der Entfernung der Auflegekontakte von der Achse die Einstellung von aussen gestatten, sind nur bei dem ungünstigeren stabilen Gleichgewicht anwendbar, ziemlich kompliziert und müssen für jede Feder besonders ausgebildet werden.
Ferner ist den bekannten Systemen der Nachteil gemeinsam, dass als Steuerkraft die Schwerkraft benutzt werden muss, eine sowohl ihrem Betrage, als auch-was besonders ins Gewicht fällt- ihrer zeitlichen Form nach unabänderliche Grösse. Die sinusförmige Einwirkung der Schwerkraft ist zwar für die oben definierte ideale Apparatur das Beste. für die tatsächliche aber ungünstig. Hier ist das Unterbrechen und Schliessen der Kontakte hinsichtlich der Zeitdauer durchaus nicht gleichwertig, vielmehr hat die Entfernung der Kontaktfeder wegen des Unterbrechungsliehtbogens schneller zu erfolgen als die Annäherung.
Nach der Erfindung werden die geschilderten Nachteile dadurch vermieden, dass zur Kompensation der Zentrifugalkraft die Anziehungskraft eines Magneten (allein oder in Verbindung mit einer zusätzlichen Federkraft) benutzt wird.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird als Steuerkraft (anstatt oder in Ergänzung der Schwerkraft) gleichfalls die veränderliche Magnetkraft benutzt.
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ohne und Fig. 2 mit der Vorrichtung zur periodischen Änderung der Anziehungskraft.
Auf der Motorachse sitzt eine Kreisscheibe K, die in der Nähe der Peripherie einen Elektro- magneten M trägt, auf dessen beweglichem Anker A ein Kontakt befestigt ist, der unter Einwirkung der Zentrifugalkraft einen zweiten, festen Kontakt B berührt bzw. infolge der Anziehung durch den Magneten von ihm entfernt wird. Der Strom für die Magnetisierungsspule wird durch zwei Schleifringe zugeführt. Durch einen mussten liegenden Vorschaltwiderstand lässt sieh der Strom und damit die
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Anziehungskraft des Magneten beliebig ändern und so bei jeder beliebigen Drehzahl ein Gleichgewicht zwischen Zentrifugal-und Magnetkraft erreichen.
Der Elektromagnet kann auch durch einen permanenten Magneten ersetzt sein, der eine kleine Wicklung trägt, um die Kraft ändern zu können.
Für den erläuterten Zweck kommt allerdings ein normaler Zugmagnet nicht in Frage, da er ein extrtm labiles Gleichgewicht zwischen Zentrifugal-und Magnetkraft ergeben würde. Zum Zweck der Herstellung eines indifferenten Gleichgewichts kann man den Anker entweder mit einer zusätzlichen Blattfeder verbinden oder besser den Polflächen des Magneten und dem Anker solche Form geben, dass die Anziehungskraft proportional mit der Entfernung von der Achse anwächst. Diese Eigenschaft wird erreicht, wenn man z. B. dem Anker die in Fig. 1 gezeichnete Form gibt.
Anker und Feldpole können entweder prismatisch oder zylindrisch ausgebildet sein.
Als Steuerkraft wird nicht die Schwerkraft benutzt, sondern es wird die Anziehungskraft des Magneten entweder durch die Haupterregerspule E (Fig. 1) oder durch besondere zusätzliche Hilfsspulen H in geeigneter Weise periodisch geändert (Fig. 2).
Bei der Anordnung nach Fig. 1 wird der Erregerspule E über die Schleifringe ein sich periodisch ändernder Strom (z. B. Wechselstrom, Stoss strom oder Wellenstrom) zugeführt, dessen Periodenzahl der zu regelnden Drehzahl proportional ist und irgendeiner synchron mit der zu regelnden Maschine angetriebenen Vorrichtung entnommen werden kann. Auf diese Weise wird die gewünschte Schwingung des den Kontakt tragenden Gliedes 1 verursacht und somit eine synchron mit der Drehzahl erfolgende Schliessung und Öffnung des Kontaktes.
Bei Änderung der Drehzahl ändert sich auch unter dem Einfluss der Fliehkraft der mittlere Achsenabstand des Gliedes A, so dass das Verhältnis der Schliessdauer zur Öffnungsdauer des Kontaktes A B mitgeändert. hiemit in der für Tirillregler bekannten Weise der magnetische Zustand der zu regelnden Maschine im gewünschten Sinne beeinflusst wird, und infolgedessen die Drehzahl sich nur innerhalb ganz enger Grenzen ändern kann. Praktisch kann man die Drehzahl als konstant betrachten. Will man nun den Motor mit einer andern praktisch konstanten Drehzahl laufen lassen, so braucht man ihn zur Einstellung der Regelungsvorrichtung auf die neu gewünschte Drehzahl nicht abzustellen, sondern man wird die magnetische Kraft des Magneten M einfach durch Einstellung des die Erregerspule E durchfliessenden Stromes auf den nötigen Wert bringen.
Bei der Anordnung nach Fig. 2 überlagert sich über eine konstante einstellbare Erregung, die der
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der Drehzahl sich ändernde Erregung der Hilfsspulen H. Die Hilfsspulen'B'sind gegebenenfalls mit einem Ende an den Schleifring einer Polarität, z. B. an S1 angeschlossen und mit dem anderen Ende über einen mitrotierenden Kommutator J und entsprechende Widerstände an den andern Pol der Stromquelle, deren Bürste 8 am Kommutator schleift.
In der Zeichnung sind übersichtlichkeitshalber
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sogar alle Kollektorsegmente an je einen Widerstand anschliessen. Die freien Enden dieser Widerstände sind alle mit dem entsprechenden Ende der Hilfsspule H verbunden, so dass diese in jedem Augenblick mit der Bürste S über denjenigen Widerstand verbunden ist, der zum jeweilig unter der Bürste S befindlichen Kommutatorsegment gehört. Die Widerstände & R, R, usw. werden nun so abgestuft, dass der Strom der Hilfsspule H, der das Schwingen des Gliedes A steuert, in seinem zeitlichen Verlauf die gewünschte Form erhält, z. B. so, dass unter seinem Einfluss das Abreissen der Kontakte A B plötzlicher erfolgt als das Schliessen.
Auch bei dieser Anordnung kann man bei der Einstellung auf eine andere konstante Drehzahl sowohl den Strom der Hauptspule wie auch den der Hilfsspule durch Fernsteuerung passend einstellen.
Sitzen mehrere Magnete auf der Scheibe, so sind ebensoviel Kollektorbiirsten S in den gleichen Winkelabständen wie die Magnete aufzusetzen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Fliehkraftregler nach dem Tirillprinzip, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kompensation der Zentrifugalkraft die Anziehungskraft eines Elektromagneten oder permanenten Magneten benutzt wird.