AT212444B

AT212444B - Geschwindigkeitsregler für elektrische Motoren

Info

Publication number: AT212444B
Application number: AT8659A
Authority: AT
Original assignee: Limit Engineering Group Ltd
Priority date: 1958-02-24
Filing date: 1959-01-05
Publication date: 1960-12-12

Description

Geschwindigkeitsregler für elektrische Motoren -Die Erfindung bezieht sich auf Geschwindigkeitsregler für elektrische Motoren, mit einem mit deren rotierendem Teildrehfest verbundenen Reglergehäuse und wenigstens einem, unter dem Einfluss einer der Fliehkraft entgegenwirkenden Federkraft stehenden Fliehkraftglied, von denen jedes mindestens einen elektrischen Kontakt trägt, der zum fallweisen Unterbrechen eines Maschinenstromkreises mit einem Gegenkontakt zusammenwirkt. Ihr Hauptzweck besteht darin. die Ausführungsform für derartige Regler einfach zu gestalten. Mit besonderem Vorteil soll die Erfindung auf sehr kleine Motoren angewendet werden.

Oft soll die Geschwindigkeit von elektrischen Motoren, beispielsweise von einer Gleichstromquelle betriebenen Nebenschluss-, Reihenschluss- und Kompound-Maschinen. oder sogenannter Universal-Motoren geregelt werden, welche im Hauptschluss liegen und entweder von einer Gleich- oder Wechselstromquelle betrieben werden können. Die Erfindung ist ebenfalls auf Motoren mit Permanentmagnetoder fremderregten Feldern anwendbar.

Es sind verschiedene Geschwindigkeitsregler für elektrische Motoren bekannt geworden, bei welchen die Regelung mit Hilfe von Fliehkraftgewichten vorgenommen wird.

In den deutschen Patentschriften Nr. 499242 und Nr. 561917 sind Geschwindigkeitsregler beschrieben, bei welchen die Fliehkraftgewichte mit Hilfe langer Blattfedern am Reglergehäuse befestigt sind. Diese Ausbildungen haben unter anderem den Nachteil dass die an den langen, einseitig eingespannten Blattfedern angeordneten Gewichte bei bestimmten Drehzahlen in resonanzartige Schwingungen versetzt werden können, wodurch eine exakte Regelung unmöglich wird. Weiters sind die Federn infolge ihrer Ausbildung von der Erwärmung sehr abhängig, was gleichfalls zu Regelungsungenauigkeiten führen kann.

Auch ist der Abhebeweg nicht linear proportional der Fliehkraft. Letzteres gilt auch für Geschwindigkeitsregler, bei denen die Fliehkraftgewichte mittels Zapfen an den Reglergehäusen verschwenkbar gelagert
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auch die Zapfenreibung zu nennen, welche ein exaktes Ansprechen verhindert.

Es ist ferner ein Drehzahlregler (deutsche Patentschrift Nr. 482807) bekannt geworden, bei welchem an einer, um eine waagrechte Achse umlaufenden Scheibe ein schwingender Kontakt befestigt ist, der unter dem Einfluss einer dauernd wirkenden Richtkraft (der Fliehkraft) sowie einer periodisch sich über diese lagernden Steuerkraft (Schwerkraft) bei jeder Umdrehung einen Kontaktschluss herbeiführt. Dieser Regler arbeitet nach dem Tirillprinzip. Bei dem Regler nach der USA- patentschrUt Nr. 2, 473, 998 tragen die Fliehkraftgewichte keine Kontakte, sondern bewegen einen Kontaktring in Richtung der Motorwelle. Zu diesem Zwecke sind diese Gewichte über Gelenke mit einer auf der Motorwelle axial verschiebbar angeordneten Isolierscheibe verbunden, die den Kontaktring trägt.

Der letztere wirkt mit zwei starr angeordneten Kontakten zusammen, um einen Stromkreis zu schliessen oder zu öffnen. Diese Anordnung spricht infolge der zusätzlichen Reibung in den Gelenkpunkten und dem in der Führung auftretenden Spiel nicht hinreichend empfindlich auf Tourenschwankungen an.

Die franz. Patentschrift Ni. 1. 035. 532 betrifft eine Tourenregelung mit Hilfe von Kugeln, die in Schlitzen einer an der Motorwelle angeordneten Isolierscheibe untergebracht sind und mit an den äusseren

bzw. inneren Enden der Schlitze befindlichen Kontakten zusammenwirken. Diese Kugeln stehen nicht unter dem Einfluss einer der Fliehkraft entgegenwirkenden Feder, sondern werden durch die Gravitation zurückgestellt. Bei Motoren mit senkrechter Welle, bei denen die Isolierscheibe waagrecht liegt, würden die Kugeln infolge der Zentrifugalkraft nach aussen gedrückt, dann jedoch nicht mehr in ihre Ausgangslage zurückgeführt werden, da ja die Gravitation in diesem Falle nicht als Rückstellkraft wirksam wird und eine andere Rückstellkraft nicht vorgesehen wurde.

Die obengenannten Nachteile werden dadurch behoben, dass erfindungsgemäss jedes der Fliehkraftglieder im Reglergehäuse radial verschiebbar geführt ist. Insbesondere können zwei Fliehkraftglieder einander gegenüberliegend angeordnet sein, die entlang eines Durchmessers geführt und gemeinsam unter den Einfluss der Federkraft gebracht sind. Vorzugsweise weisen die Fliehkraftglieder an den einander zugekehrten Seiten je einen elektrischen Kontakt auf und sind in einem als kreisförmige Scheibe ausgebildeten und mit einem abgebogenen Umfangrand versehenen Reglergehäuse untergebracht, das zur drehfesten Verbindung mit dem rotierenden Teil des Motors eine Buchse angeordnet hat. Diese Buchse kann Ausschnitte aufweisen, durch welche die Kontakte hindurchragend mit den Gegenkontakten in Eingriff stehen.

Als Gegenkontakte können die Segmente eines Kommutators herangezogen sein oder kann wenigstens ein auf der Welle isoliert angeordneter Ring wirken. Weiters besteht die Möglichkeit, den Fliehkraftregler nicht an der Stromzuführungsseite der Motorwelle anzuordnen, wobei die Gegenkontakte als Segmente eines Ringes ausgebildet und an dem dem Kommutator abgekehrten Ende der Wellen isoliert angeordnet sein können. Ferner ist es möglich, die Gegenkontakte unmittelbar auf die isolierende Reglergehäusebuchse aufzusetzen.
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Fig. 3 zeigt schematisch die Windungen eines fünfpoligen üblichen Ankers eines Gleichstrommotors.

Je eines der Enden 27,28 von zwei Ankerspulen ist nicht direkt mit dem Kommutator, sondern je mit einem der Anschlussstifte 63,64 der Fliehkraftglieder 45, 46 verbunden, wobei über diese und ihre normalerweise an den Kommutatorsegmenten anliegenden Kontakte 54,55 der Stromkreis geschlossen ist.

Wenn der Motor läuft und seine Geschwindigkeit über eine bestimmte Höhe ansteigt, beginnt das eine oder andere der Glieder 45,46 unter dem Einfluss der Fliehkraft sich nach aussen zu bewegen. Mit dieser Bewegung wird der jeweilige Kontakt 54,55 vom entsprechenden Gegenkontakt abgehoben und damit der Ankerstromkreis des Motors unterbrochen, der daraufhin sich sofort zu verlangsamen beginnt.

Die Federn 58, 59 ziehen dann jenes Glied, welches sich bewegt hat, zurück. Auf diese Weise wird der alte Zustand wieder hergestellt und der Motor steigert seine Geschwindigkeit.

Wenn alle Teile vollkommen gleich hergestellt und die Fliehkraftglieder genauestens abgeglichen wären, würden die beiden Glieder theoretisch zur gleichen Zeit die Kontakte abheben und der Ankerstromkreis würde an zwei Stellen unterbrochen. Um die Drehzahl des Motors zu verringern ist es aber nur notwendig, den Stromkreis an einer Stelle zu unterbrechen. Die Anordnung von zwei beweglichen Kontakten bringt jedoch gewisse Vorteile mit sich. In der Praxis ist der Abgleich nicht ganz vollkommen, und ein Fliehkraftglied bewegt sich immer zuerst, so dass sein Kontakt mit der Zeit abgenutzt wird und abbrennt. Das entsprechende Glied kommt dann ein wenig näher an die Drehachse heran. Dadurch wird dessen Bahnradius reduziert und folglich die Wirkung der Fliehkraft verringert. Gegebenenfalls bewegt sich dann das andere Glied zuerst, so dass dessen Kontakt die Arbeit übernimmt.

Sollte aus irgendeinem Grunde einer der Kontakte kleben oder festsitzen, so führt der andere die Arbeit aus. Auf diese Weise wird durch die Verwendung von zwei Fliehkraftgliedern und Kontakten eine längere Lebensdauer und eine erhöhte Zuverlässigkeit erreicht. Sollte weiterhin der Motor dazu neigen, mit zu hohen Geschwindigkeiten zu laufen, wenn der Ankerstromkreis nur an einer Stelle unterbrochen ist, so würde der Motor auf die einzuregelnde Geschwindigkeit gebracht werden, wenn der Ankerstromkreis an einer zweiten Stelle unterbrochen ist.
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Claims

gleicherPATENTANSPRÜCHE : 1. Geschwindigkeitsregler für elektrische Motoren mit einem, mit deren rotierendem Teil drehfest verbundenen Reglergehäuse und wenigstens einem, unter dem Einfluss einer der Fliehkraft entgegenwirkenden Federkraft stehenden Fliehkraftglied, von denen jedes mindestens einen elektrischen Kontakt trägt. der zum fallweisen Unterbrechet, eines Maschinenstromkreises mit einem Gegenkontakt zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Fliehkraftglieder (45, 46) im Reglergehäuse (40) radial verschiebbar geführt ist.

2. Geschwindigkeitsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Fliehkraftglieder (45,46) einander gegenüberliegend angeordnet, entlang eines Durchmessers geführt und gemeinsam unter dem Einfluss der Federkraft gebracht sind.

3. Geschwindigkeitsregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftglieder (45,46) im wesentlichen rechteckig ausgebildet und deren einander zugekehrte Seiten zur Verschiebungsrichtung senkrecht angeordnet sind.

4. Geschwindigkeitsregler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Federkraft zwei, die Fliehkraftglieder (45,46) verbindende Schraubenfedern (58,59) vorgesehen sind.

5. Geschwindigkeitsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Führung der Fliehkraftglieder entlang eines Durchmessers, eine U-förmige Schiene vorgesehen ist, deren Rückwand an dem Reglergehäuse (40) befestigt ist.

6. Geschwindigkeitsregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede der parallel zu dem Durchmesser liegenden Seiten der Fliehkraftglieder (45,46) mit einer Längsnut (45", 46") versehen und mittels Kugeln (51) gelagert ist, die lose in besonderen, in den Seitenteilen (45', 46') der U-förmigen Schiene gebildeten Öffnungen (50) angeordnet sind, wobei jede Kugel (51) in der Nut durch einen am Gehäuse vorstehenden Teil (53) gehalten wird.

7. Geschwindigkeitsregler nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraubenfedern (58,59) mit den Enden eines Querstiftpaares (56,57) in Eingriff stehen, dessen Stifte durch je eines der beiden Fliehkraftglieder (45,46) quer zu dem erwähnten Durchmesser gesteckt sind, wobei die Querstiftenden durch in den Seitenteilen (45', 46') der U-förmigen Führungsschiene vorge- sehne Schlitze hindurchragen.

8. Geschwindigkeitsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Fliehkraftglied (45,46) aus elektrisch leitendem Material und jeder Querstift (56, 57) aus Isoliermaterial besteht, wobei die Fliehkraftglieder an den einander zugekehrten Seiten je einen elektrischen Kontakt (54,55) aufweisen.

9. Geschwindigkeitsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Fliehkraftglied (45, 46) und sein elektrischer Kontakt (54, 55) einstückig hergestellt sind.

10. Geschwindigkeitsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die radialgeführten Fliehkraftglieder (45, 46) in einem als kreisförmige Scheibe ausgebildeten und mit einem abgebogenen Umfangsrand (41) versehenen Reglergehäuse (40) untergebracht sind, das zur drehfesten Verbindung mit dem rotierenden Teil des Motors eine Buchse (42) angeordnet hat.

11. Geschwindigkeitsregler nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (42) Ausschnitte aufweist, durch welche die Kontakte (54, 55) hindurchragend mit den Gegenkontakten in Eingriff stehen.

12. Geschwindigkeitsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Gegenkontakte Segmente eines Kommutators (43) herangezogen sind.

13. Geschwindigkeitsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch wenigstens einen auf der Welle isoliert angeordneten Ring, der als Gegenkontakt wirkt.

14. Geschwindigkeitsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkontakte als Segmente eines Ringes ausgebildet und an dem dem Kommutator abgekehrten Ende der Wellen (44) isoliert angeordnet sind.

15. Geschwindigkeitsregler nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkontakte unmittelbar auf die isolierende Reglergehäusebuchse (42) aufgesetzt sind.

16. Geschwindigkeitsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftglieder (45,46) und die Querstifte (56, 57) aus elektrisch leitendem Material bestehen und jeder der, die Führungsschiene durchragenden Querstiftteile mit einer isolierenden Hülse (60) versehen ist, an welcher das entsprechende Ende der Federn (58, 59) angreift, wobei jedem der, die elektrische Verbindung vermittelnden Querstifte (56, 57) ein Paar von stiftförmigen Gegenkontakten (61a, 61b und 61c, 61d) zugeordnet ist, von denen je einer mit einem der Enden dieses Querstiftes zusammenwirkt. <Desc/Clms Page number 5>

17. Geschwindigkeitsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Stromzuführung, an den einander abgekehrten Seiten der beiden Fliehkraftglieder (45, 46) je ein Anschlussstift (63,64), zur elektrischen Verbindung mit einem Ende, wenigstens eines der zu unterbrechenden Stromkreise angeordnet ist, welche Stifte (63,64) durch je eine in dem Reglergehäuse (40) vorgesehene Öffnung (65,66) hindurchragen.

18. Geschwindigkeitsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überbrückung wenigstens eines Kontaktes mit seinem Gegenkontakt ein Widerstand vorgesehen ist, dessen Widerstandswert zur wenigstens teilweisen Verhütung der Funkenbildung bemessen ist.

19. Geschwindigkeitsregler nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Widerstand wenigstens Teile des aus Widerstandsmaterial hergestellten Reglergehäuses (40) herangezogen sind.