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Fliehkraftsehalter für Elektromotoren.
Die Erfindung bezieht sich auf Elektromotoren und im besonderen auch Wechselstrommotoren, die stehende Erregerwicklungen haben, welche in Verbindung hiemit Sehaltungsvorkehrungen erfordern, um den Anlauf-und Arbeitserfordernissen der Wicklungen Rechnung zu tragen. So hat beispielsweise ein Einphasenelektromotor, der als Motor mit gespaltener Phase bekannt ist, an seinem Ständer eine Arbeitswicklung und unter einem elektrischen Winkel zu letzterer eine Anlaufwicklung. Wenn der Motor in Ruhe ist, sind beide Wicklungen in Parallelschaltung miteinander verbunden und so ausgebildet, dass, wenn sie mit der Kraftleitung verbunden sind, die in den beiden Wicklungen fliessenden Ströme ausser Phase sind und das rotierende magnetische Feld erzeugen, welches notwendig ist, um den Motor anlaufen zu lassen.
Nachdem der Motor in Gang gesetzt worden ist, ist es notwendig, den durch die Anlaufwicklung hindurchgehenden Stromkreis abzuschalten oder zu öffnen, um zu verhindern, dass die Anlaufwicklung durchbrennt, da diese gewöhnlich dazu bestimmt ist, ihren Anlaufstrom nur während weniger Sekunden sicher zu führen.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines den Motorstromkreis steuernden Zentrifugalschalters von einfacher, dauerhafter und billiger Bauart ; dieser Schalter wirkt dahin, den von ihm gesteuerten, die Motorwicklung enthaltenden Stromkreis selbsttätig und schnell zu öffnen und zu schliessen, wobei der Schalter bei jeder Geschwindigkeit des Motors nicht regellos flattert oder klappert. Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Schalters der beschriebenen Art, der für seine Unterbringung und den Betrieb innerhalb des Motors ein Mindestmass von Raum erfordert.
Im besonderen betrifft die Erfindung einen Fliehkraftsehalter für Elektromotoren zum Abtrennen von Anlaufwieklungen, insbesondere der Hilfsphase von Einphaseninduktionsmotoren, mit einem Kniehebelschalter, der auf dem Motorrahmen unabhängig von der Motorwelle gelagert ist, und mit einem auf der Motorwelle verschiebbar gelagerten Bund, der in der einen Richtung entgegen der Wirkung einer Feder durch die auf der Motorwelle gelagerte, auf die Geschwindigkeit ansprechende Vorrichtung verschoben werden kann.
Gemäss der Erfindung ist der eine Schenkel des Kniehebels, der mit dem Bund in Eingriff kommt, auf einer quer zu der Achse der Motorwelle verlaufenden Achse gelagert, während der andere unter Federwirkung stehende, in der Längsrichtung ausdehnbare Schenkel des Kniehebels mit seinem freien Ende schwenkbar mit dem Träger für den beweglichen Kontakt in Eingriff steht.
In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt, u. zw. ist Fig. 1 ein Schnitt durch das eine Ende eines Elektromotors mit dem Schalter gemäss der Erfindung bei geschlossenen Schalterkontakten. Fig. 2 ist eine ähnliche Ansieht des Schalters bei geöffneten Kontakten. Fig. 3 ist eine Schnittansicht der Kniehebelteile des Schalters. Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 1. Fig. 5 ist eine Ansicht der Kontaktglieder des Schalters. Fig. G ist eine schaubildliche Ansicht des Schalters. Fig. 7 ist eine schaubildliche Ansicht der Sehaltergrundplatte, und Fig. 8 und 9 sind schaubildliche Ansichten einzelner Kniehebelteile des Schalters.
1 bezeichnet das Gehäuse und 2 eine der Endkappen eines Einphasen-Wechselstrommotors, der einen Ständer 3 und einen Läufer 4 hat, welcher von der Motorwelle 5 getragen wird, die mit dem einen Ende in dem Lager 6 der Endkappe 2 gelagert ist. Der Ständer wird durch die üblichen Arbeit-un
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Anlaufwicklungen erregt, die gemeinsam bei 7 angedeutet sind ; letztere erfordert, dass der Stromkreis geöffnet wird, sobald der Motor seine gewöhnliche Geschwindigkeit erreicht hat.
Auf den Naben 8, die von der Motorendkappe 2 nach innen hervorragen, ist die aus Blech bestehende Schaltergrundplatte 9 gelagert, auf der eine Platte aus steifem, isolierendem Material 10 angenietet ist ; auf dieser Platte sind in einem gewissen Abstand voneinander die ortsfesten Klemmenplatten 11' angebracht, welche die Kontakte 11 tragen und mit dem durch die Anlaufwicklung gehenden Stromkreis durch die Leitungen 12 (Fig. 6) verbunden sind.
Aus der Ebene der Grundplatte 9 sind ein Paar von in einem gewissen Abstand voneinander liegenden unteren Lappen 13 sowie ein Paar von in einem gewissen Abstand voneinander liegenden oberen
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versehen. Die Grundplatte 9 hat eine mittlere Ausnehmung 16 für die Motorwelle 5.
In den Stütznuten 15 des unteren Lappenpaares 13 ruhen die Stützkanten 17, welche durch Eckenausschnitte an den Enden der Bodenkante 18 eines aus Blech bestehenden den Kniehebel betätigenden Hebels 19 vorgesehen sind, welcher eine Ausnehmung 20 hat für die Motorwelle 5. Der Hebel 19 ist an seinem oberen Ende mit einer Nut 21 versehen, in welcher das untere genutete Ende eines in der Längsrichtung ausdehnbaren Kniehebelstossgliedes 22 schwenkbar sitzt. Der Hebel 19 ist neben der Nut 21 mit einem durchbohrten Lappen 23 versehen, der lose den feststehenden und mit einem Kopf versehenen Führungszapfen 24 umfasst, der auf der Platte 9 befestigt ist. Eine Schraubenfeder 25 umgibt den Zapfen 24 zwischen dem Lappen 23 und der Grundplatte 9 und drängt den Lappen 23 nachgiebig auf den Kopf des Zapfens 24 zu, welcher als Anschlag wirkt.
Der Hebel 19 ist mit den nach einem Durchmesser gegenüberliegenden Ausbuchtungen 26 versehen, die zu bestimmten Zeiten mit der auf die Zentrifugalkraft oder die Geschwindigkeit ansprechenden Vorrichtung in Eingriff kommen.
In den Nuten 15'des oberen Paares von Lappen 14 sitzen die Stützkanten 27 an den Enden des bogenförmigen oder U-förmig gestalteten Hebels 28, an dessen einem Ende ein Stück aus starrem isolierendem Material 29 angenietet ist, welches lose den überbrückenden Kontaktknopf 30 trägt, der mit Bezug auf seinen Unterstützungsarm 29 etwas kippen kann und zu bestimmten Zeiten mit den in einem gewissen Abstand voneinander liegenden feststehenden Kontakten 11 in Eingriff kommt. Der Hebel 28 ist mit einer in seiner Mitte angeordneten Nut 31 versehen, in der schwenkbar das genutete obere Ende des ausdehnbaren Stossgliedes 22 sitzt, welches beide Hebel 19 und 28 entfernbar zurückhält, die in ihren zugehörigen Stütznuten 15, 15'sitzen.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weist das Stossglied 22 zwei teleskopartig ineinandersitzende und mit Köpfen versehene Stangen 22'auf, welche von einer Schraubenfeder 22"umgeben werden.
Die Kante der Nut 21 in dem Hebel 19 liegt über einer Linie, welche die Nuten 15'in den oberen Lappen 14 verbindet, so dass eine Bewegung des Hebels 19 in jeder Richtung um seine Stützkanten 1'1 zunächst das kniehebelartig wirkende Stossglied 22 zusammendrückt, bis letzteres die Ebene des Hebels 28 kreuzt, worauf der Hebel 28 plötzlich und endgültig in die entgegengesetzte äussere Lage um seine Stützkanten 27 verschoben wird. Es ist zu beachten, dass in der einen äussersten Stellung des Hebels 28 der bewegliche Kontaktknopf 30 mit den ortsfesten Kontakten 11 in Eingriff steht, um den durch die Anlaufwicklung des Motors gehenden Stromkreis zu schliessen. In der andern Stellung des Hebels 28 liegt der Knopf 30 von den feststehenden Kontakten 11 weit entfernt.
Die auf die Geschwindigkeit ansprechende Vorrichtung kann eine Platte 32 aufweisen, die fest auf der Motorwelle sitzt und mit seitlichen Wangenteilen 33 versehen ist, welche Lappen 34 aufweisen, die die parallelen Lagerzapfen 35 für die gewichtsbelasteten Hebel 36 tragen, deren einwärts ragende Arme 37 in die Nut 38in dem Bund 39 eingreifen, der auf der Motorwelle verschiebbar sitzt. Der Bund 39 trägt an dem einen Ende einen aus Fiber bestehenden Kopf 40, der zu bestimmten Zeiten mit den Ausbuchungen 26 des Kniehebels 19 in Eingriff kommt. Eine Feder 41 ist zwischen der Platte 32 und dem Bund 39 angebracht. Diese Feder ist genügend kräftig ausgebildet, um die Kraft der Feder 25 zu überwinden und den Hebel 19 in die in den Fig. 1 und 6 dargestellte Lage zu drücken, wenn der Motor ausläuft.
Die Schraubenfedern 42 werden zwischen den Armen 43,43 der gewichtsbelasteten Hebel 36 gestreckt und stellen den an den Gewichtshebeln erzeugten Zentrifugalkräften einen Widerstand entgegen.
Wenn der Motor anläuft und die Geschwindigkeit der Welle 5 über einen vorher bestimmten Wert zunimmt, so überwinden die in den Gewichtshebeln 36 erzeugten Zentrifugalkräfte den Widerstand der Federn 41, 42 und der Bund 39 wird ausser Eingriff mit dem Hebel 19 zurückgezogen, welcher durch die Feder 25 in seine äusserste in Fig. 2 dargestellte Lage verschoben wird.
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