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Fliehkraftsichel'heitsvorrichtllng.
Es sind beispielsweise zur Begrenzung von Umlaufszahlen dienende Fliehkraftsicherheitsvorrichtungen bekannt, bei denen sich die Umlaufszahl, bei welcher sie ansprechen, verstellen lässt. Die bisher bekannten Vorrichtungen sind in der Regel so ausgeführt, dass in einem Kugelkäfig befindliche Fliehkraftgewichte gegen ein kegelförmiges Gehäuse gepresst werden und dieses beim Überschreiten einer bestimmten Drehzahl gegen die Wirkung einer Feder verschieben, so dass die gewünschten Schaltungen ausgelöst werden.
In Fig. 1 der Zeichnung ist eine derartige bekannte Anordnung schematisch dargestellt. Die Fliehkraftgewichte sind mit 11, das Gehäuse mit 9, die Feder mit 15 bezeichnet. Das Gehäuse ist in einem unveränderlichen Winkel gegen die Rotationsachse der Fliehkraftsicherheitsvorrichtung geneigt.
Infolgedessen zerlegt sich die Fliehkraft Z = . in eine Komponente OB = Z. sec. fx, die den Normaldruck im Berührungspunkte zwischen Kugel und Gehäuse ergibt und in eine zweite Komponente, AB-Z. tg. M, die eine Kraftwirkung in axialer Richtung ergibt und das Gehäuse in dieser Richtung zu verschieben versucht. Das Verhältnis der beiden Komponenten OA und AB ist stets konstant, da der Winkel zwischen Gehäuse und Rotationsachse unveränderlich ist und einer der beiden sich berührenden Teile, nämlich das Gehäuse, eine ebene Oberfläche hat. Die axiale Komponente AB muss durch die Federkraft P kompensiert werden, die sich, wie man aus der Zeichnung sieht, nur durch Verstellen der Feder 15 verändern lässt.
Berechnet man nun mit Hilfe der Fliehkraftgesetze die bei dieser Vorrichtung einstellbare grösste und kleinste Drehzahl, so ergibt sich unter Zugrundelegung einer Verstellbarkeit der Feder im Verhältnis von l : 10 : was wohl der äusserste Grenzfall sein dürfte, nur ein Einstellbereich von 1 : 2'75. Ausserdem verändert sich die Spannkraft der Feder allmählich, so dass die Einstellung dann gefühlsmässig erfolgen muss und naturgemäss ungenau wird.
Gemäss der Erfindung werden bei Fliehkraftsieherheitsvorrichtungen mit frei beweglichen Kugeln als Schwungmasse, deren Radialbewegung durch einen gemeinschaftlichen gegen die Kugeln in Richtung der Drehachse verschiebbaren Ringkörper aufgefangen wird, die Nachteile der bekannten Anordnungen dadurch vermieden, dass die sich berührenden Teile der Sicherheitsvorrichtung eine derart gekrümmte Oberfläche haben, dass beim Verstellen der Sicherheitsvorrichtung die Berührungspunkte zwischen den beiden Teilen einen kurvenförmigen Linienzug bilden.
An Hand der Fig. 2 der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. In Fig. 2 sind zwei verschiedene Einstellungen der Vorrichtung dargestellt, von denen die eine ausgezogen und die andere punktiert gezeichnet ist. Zerlegt man nun genau so, wie es in Fig. 1 geschehen ist, die Fliehkraft Z in die beiden Komponenten OA und AB, so hat in der ausgezogen gezeichneten Stellung der Winkel zwischen der Komponente OA und OB die Grösse a und die Federkraft die Grösse P. Wenn man nun das Gehäuse 6 mittels der Mutter 7 so lange verschiebt, bis die Kugel sich in der punktiert gezeichneten
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Berechnet man nun bei der neuen Anordnung genau so, wie bei der in Fig. 1 dargestellten bekannten Vorrichtung die grösste und kleinste Drehzahl, die einstellbar sind, einmal unter Zugrundelegung der
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bereich von etwa 1 : 10.
Mit der neuen Anordnung lässt sich also mühelos ein um das Dreifache grösserer Einstellbereich erzielen als mit den bekannten Anordnungen, u. zw. lediglich durch Verlegen der Berührungspunkte zwischen den Kugeln und dem Ringkörper.
In Fig. 3 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, u. zw. ist die obere Hälfte der Sicherheitsvorrichtung im Ruhezustand gezeigt. Als Schwunggewicht dienen zwei Kugeln 4 und 5, die in dem auf der Welle 1 mittels Keil 2 befestigten Führungskäfig 3 sich in radialer Richtung frei bewegen können. Durch den Wulstrand des Tellers 6, der mit seiner langen Buchse lose drehbar auf der Welle sitzt, wird verhindert, dass die Kugeln infolge ihrer Fliehkraft aus dem Käfig geschleudert werden. Wenn der Berührungspunkt des Wulstrandes mit den Kugeln genau in der Fliehkraftachse der Kugeln liegt, wird die gesamte Fliehkraft vos dem Teller aufgenommen.
Um von der Fliehbewegung der Kugeln die Schaltbewegung abzuleiten, wird der Teller in axialer Richtung etwas nach rechts verstellt, so dass sein Berührungspunkt nicht mehr in der Fliehkraftachse liegt. Dann wirkt eine Komponente A-B derFliehkraftO-. A in axialer Richtung. Dieser Kraftkomponente wirkt der Druck der Feder 7 entgegen.
Die Feder ist so bemessen, dass sie bis zur Erreichung der Grenzdrehzahl die axiale Fliehkraftkomponente kompensiert.
Die Umlaufzahl, bei der die Auslösung der Vorrichtung erfolgen soll, ist von der Lage der Berührungpunkte zwischen den Kugeln und dem Tellerrad abhängig. Um die Einstellung auf verschiedene Grenz-
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Durch den Druck der Feder 7 liegt die Mutter bzw. die Scheibe 11 an der Wand 8 bzw. dem Klemmbolzen 10 fest an. Bei Drehen der Mutter wird die Stellung. des Tellerrandes gegenüber der Fliehkraftachse geändert, so dass dementsprechend die Auslösung bei höherer oder niedrigerer Drehzahl der Welle erfolgt.
Die elektrische Kontaktvorrichtung besteht im dargestellten Falle aus den in der Wand 8 befindlichen Klemmbolzen. ?, an denen die elektrische Leitung 12 (z. B. Steuerstromleitung eines Fernschalters) angeschlossen ist, und aus der an der Mutter 9 befestigten metallischen Scheibe 11. Die Wand 8 sowohl als auch die Mutter 9 müssen aus Isoliermaterial bestehen. Bei der axialen Verschiebung des Tellers wird, wie aus der unteren Hälfte der Zeichnung ersichtlich, der Kontakt 10-11 unterbrochen. Die axiale Bewegung des Tellers wird durch eine feststehende Gehäusewand 13 oder einen andern Anschlag begrenzt.
Die Auslösung bei der vorgeschriebenen Grenzdrehzahl erfolgt momentan. Dieser Umstand ist besonders für die Unterbrechung eines elektrischen Stromkreises günstig, um schädliche Lichtbogenbildung zu vermeiden.
Als weiterer Vorteil darf noch hervorgehoben werden, dass die Wirkung der Fliehkraftsicherheitsvorrichtung von der Drehriehtung unabhängig ist und nach erfolgter Auslösung der Teller 6 durch die Feder 7 wieder in die normale Lage zurückgeführt wird.
Statt der elektrischen Kontaktvorrichtung kann durch die axiale Verschiebung ebensogut eine mechanische Auslösung, z. B. Sperrhebel, Klinkvorrichtung u. dgl., oder auch eine Kupplungsvorrichtung betätigt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Fliehkraftsicherheitsvorrichtung mit frei beweglichen Kugeln als Schwungmasse, deren Radialbewegung durch einen gemeinschaftlichen gegen die Kugel in Richtung der Drehachse verschiebbaren Ringkörper aufgefangen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die sich berührenden Teile der Sicherheitsvorrichtung eine derart gekrümmte Oberfläche haben, dass beim Verstellen der Sicherheitsvorrichtung die Berührungspunkte zwischen den beiden Teilen einen kurvenförmigen Linienzug bilden.