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Fliehkraftsteller
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fliehkraftsteller, der aus einem rotierenden, vorzugsweise auf eine Welle, Achse od. dgl. aufsteckbaren und mit dieser drehfest zu verbindenden Gehäuse besteht, das eine Nabe mit einem radialen, tellerförmig ausgebildeten Ansatz und einen relativ zur Nabe gegen die Kraft einer vorgespannten Feder axial verschiebbaren Teil besitzt, wobei der Ansatz und der verschiebbare Teil zwei einander zugekehrte Führungsflächen bilden, deren Abstand in radialer Richtung nach aussen zu abnimmt und zwischen denen Fliehgewichte, vorzugsweise Kugeln, in radialer Richtung bewegbar geführt sind. Derartige Fliehkraftsteller führen bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl eine Stellbewegung aus, die zur Steuerung, z.
B. eines hydraulischen oder pneumatischen Ventils, oder zur Betätigung von elektrischen Schaltern oder Reglern, beispielsweise zur Drehzahlregelung oder zum Umschalten von Elektromotoren, dienen kann.
Bei einer bekannten Ausführung dieser Art besteht die Nabe aus einem Rohr, auf dem der verschiebbare Teil des Gehäuses gleitbar gelagert ist. An einem Ende dieses Rohres befindet sich der die eine Führungsfläche bildende tellerförmige Ansatz, während in erheblichem axialen Abstand davon in der Nähe des andern Endes des Rohres konzentrisch um dieses herum eine Schraubenfeder als Rückstellfeder angeordnet ist. Diese stützt sich mit einer Stirnseite an einer auf das Ende des Rohres aufgeschraubten Mutter ab und liegt mit ihrer andern Stirnseite am verschiebbaren Teil an, der zwischen Feder und dem tellerförmigen Ansatz der Nabe vorgesehen ist.
Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform ist die ebenfalls als Schraubenfeder ausgebildete Rückstellfeder im Inneren eines zylindrischen Fortsatzes des verschiebbaren Teiles des Gehäuses untergebracht und steht mit der Nabe über einen Schraubenbolzen in Verbindung, der in der Federachse angeordnet ist und den zylindrischen Fortsatz durchsetzt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass mit den bekannten Ausführungen kein genaues Ansprechen des Fliehkraftstellers bei der vorbestimmten Drehzahl erreicht werden kann. Die Ursache dafür dürfte in der an den Gleitflächen zwischen den beiden Teilen während der Stellbewegung auftretenden Reibung sowie in den häufig auftretenden Verkantungen liegen, die einen erheblichen Unsicherheitsfaktor darstellen.
Die Stellbewegung erfolgt daher nicht wie erwünscht genau bei der vorbestimmten Drehzahl, sondern mit mehr oder weniger grossen und unregelmässigen Abweichungen jeweils bei einer andern vom Sollwert zum Teil stark abweichenden Drehzahl. Ein weiterer Nachteil dieser Ausführungen ist ihr relativ grosser Raumbedarf, insbesondere in axialer Richtung.
Die Erfindung hat sich nunmehr die Schaffung eines einfachen Fliehkraftstellers zum Ziel gesetzt, der die Stellbewegung mit grosser Genauigkeit bei der gewünschten Drehzahl durchführt, einen geringen Raumbedarf aufweist und möglichst vielseitig verwendbar ist.
Die Erfindung besteht darin, dass der verschiebbare Teil des Gehäuses den tellerförmigen Ansatz der Nabe umschliesst und die Nabe einen von den Fliehgewichten mindestens teilweise umschlossenen, ring- förmigen Hohlraum bildet, in welchem eine Schraubendruckfeder koaxial zur Rotationsachse des Gehäuses vorgesehen ist, die einerseits an der Nabe und anderseits am verschiebbaren Teil des Gehäuses angreift und deren Enden an der Nabe und am verschiebbaren Teil des Gehäuses in radialer Richtung unverschiebbar gehalten sind. Der erfindungsgemässe Fliehkraftsteller zeichnet sich durch eine gefällige kompakte Form aus und ist nach aussen hin vollständig abgeschlossen.
Der bewegliche Teil des Gehäuses wird lediglich durch die Schraubenfeder, die einen möglichst grossen Durchmesser aufweisen soll, sowie durch die Fliehgewichte gehalten und geführt, so dass bei der Stellbewegung die Reibung zwischen dem verschiebbaren Teil des Gehäuses und der Nabe sehr klein und eine Verkantung ausgeschlossen ist. Die
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Stellbewegung erfolgt daher mit grosser Genauigkeit bei der vorausbestimmten Drehzahl. Die erfindungsgemässe Ausführung weist ausserdem, insbesondere in axialer Richtung, einen geringen Raumbedarf auf. Infolge des Fehlens einer ins Gewicht fallenden Reibung zwischen den beiden Teilen des Gehäuses erfordert der Fliehkraftsteller nach der Erfindung keinerlei Wartung, ist auch rauhen Anforderungen im Betrieb. gewachsen und besitzt eine lange Lebensdauer.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann an einem Ende der Schraubendruckfeder, vorzugsweise an dem sich an der Nabe abstützenden Ende, ein Ring vorgesehen sein, der einen Sitz für die Feder bildet und an der Nabe bzw. an dem verschiebbaren Teil des Gehäuses mittels Schrauben od. dgl. in axialer Richtung verschiebbar angebracht ist. Durch diese Massnahme ergibt sich die Möglichkeit, die Vorspannung der Schraubenfeder und damit den Sollwert des Fliehkraftstellers auf einfache Weise innerhalb eines bestimmten Bereiches ein-bzw. verstellen zu können.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann schliesslich der verschiebbare Teil des Gehäuses mittels axial angeordneter Schrauben, Bolzen od. dgl., die in Aussparungen, Bohrungen od. dgl. des tellerförmigen Ansatzes mit Spiel eingreifen oder diese durchsetzen, mit der Nabe drehfest, jedoch axial verschiebbar verbunden sein. Auf diese Weise wird die Führung des verschiebbaren Teiles des Gehäuses noch weiter verbessert, wodurch die Reibung während der Stellbewegung des Fliehkraftstellers weiter herabgesetzt und eine noch höhere Genauigkeit des Fliehkraftstellers erzielt wird. Ausserdem wird dadurch eine gegenseitige Verdrehung zwischen Nabe und verschiebbarem Teil des Gehäuses verhindert.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der näheren Beschreibung des Erfindungsgegenstandes an Hand der Zeichnung, in welcher Fig. 1 einen Axialschnitt durch ein Ausführungsbeispiel und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1 zeigt.
Das Gehäuse des Fliehkraftstellers besteht aus einer Nabe 1 und einem relativ zur Nabe verschiebbaren Teil 2. Die Nabe 1 sitzt auf einer Welle 3, mit der sie durch eine Klemmschraube 4 drehfest verbunden ist, und besitzt einen radialen, tellerförmig ausgebildeten Ansatz 5, der über seinen Umfang gleichmässig verteilte Führungskammern 6 aufweist, in welchen sich die Fliehgewichte, im dargestellten Ausführungsbeispiel Kugeln 7, befinden. Die Tiefe der Führungskammern 6 bleibt vom inneren Rand des tellerförmigen Ansatzes 5 ausgehend über eine etwa dem Radius der Kugel 7 entsprechende Strecke gleich und verringert sich sodann stetig bis zum äusseren Rand des Ansatzes 5.
Der verschiebbare Teil 2 des Gehäuses umschliesst den tellerförmigen Ansatz 5 der Nabe 1 und ist aus konstruktiven Gründen zweiteilig aus einer Laufschale 8 und einem diese abschliessenden ringförmigen Deckel 9 ausgeführt. Laufschale 8 und Deckel 9 sind mittels Schrauben 10, die Aussparungen 11 des tellerförmigen Ansatzes 5 mit Spiel durchsetzen, miteinander verbunden. Auf diese Weise wird gleichzeitig der verschiebbare Teil 2 mit der Nabe 1 drehfest, jedoch axial verschiebbar verbunden. Die den Ansatz 5 umschliessende Laufschale 8 bildet eine den Führungskammern 6 gegenüberliegende Führungsfläche für die Kugeln 7 und besitzt im gezeichneten Ausführungsbeispiel einen ebenen Verlauf.
Zwischen der Welle 3 und den Kugeln 7 ist im Inneren der Nabe 1 ein ringförmiger Hohlraum 12 vorgesehen, in welchem eine Schraubendruckfeder 13 angeordnet ist, die sich mit ihrem einen Ende an der Nabe 1 und mit ihrem andern Ende am Deckel 9 des verschiebbaren Teiles 2 abstützt. Beide Enden der Schraubendruckfeder 13 sind dabei in radialer Richtung unverschiebbar gehalten. Der Deckel 9 weist hiezu einen ringförmigen Absatz 14 auf, auf welchen das eine Ende der Schraubendruckfeder 13 aufgesetzt ist, während am andern Ende der Feder 13 ein Ring 15 vorgesehen ist, der einen Sitz für die Feder 13 bildet und mit der Nabe 1 in radialer Richtung unverschiebbar in Verbindung steht.
In über den Umfang der Nabe gleichmässig verteilten axialen Gewindebohrungen sind Wurmschrauben 16 eingeschraubt, die am Ring 15 im Inneren des Hohlraumes 12 angreifen und mittels welchen dieser in axialer Richtung verschoben werden kann. Auf diese Weise kann durch einfaches Verstellen der Wurmschrauben 16 die Vorspannung der Schraubendruckfeder 13 in einem bestimmten Bereich verändert werden.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Fliehkraftstellers ist folgende : Sobald die Welle 3 und damit auch das Gehäuse des Fliehkraftstellers in Drehung versetzt wird, beginnt auf die Kugeln 7 eine Fliehkraft einzuwirken, die bestrebt ist, diese in radialer Richtung nach aussen zu bewegen. Da der Abstand der einerseits von den Führungskammern 6 des tellerförmigen Ansatzes 5 und anderseits von der Laufschale 8 des verschiebbaren Teiles 2 des Gehäuses gebildeten Führungsflächen der Kugeln 7 in radialer Richtung nach aussen zu abnimmt, können sich die Kugeln 7 jedoch erst nach aussen bewegen, sobald die auf sie einwirkende Fliehkraft imstande ist, die Vorspannung der Schraubendruckfeder 13 zu überwinden.
Dies wird bei einer bestimmten Drehzahl der Fall sein, die bei gleichem Gehäuse vom Gesamtgewicht der Kugeln 7 und von der Vorspannung der Feder 13 abhängig ist. Eine Feineinstel) ! g des Fliehkraftstellers auf die Drehzahl, bei welcher die Stellbewegung erfolgen soll, kann bei der Aus-
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führung nach der Erfindung noch durch Verschieben des Ringes 15 mittels der Schrauben 16 vorgenommen werden.
Sobald sich die Kugeln 7 nach aussen bewegen, bewirken sie eine Verschiebung des Teiles 2 in Fig. 1 nach links. Die Übertragung der Stellbewegung auf die zu betätigende Vorrichtung erfolgt vorzugsweise über den Deckel 9, der bei der Verschiebung des Teiles 2 z. B. ein an ihm anstehendes, unter Federspannung befindliches Betätigungsorgan eines elektrischen Schalters od. dgl. freigibt. Es können aber auch an einer beliebigen andern Stelle des verschiebbaren Teiles 2 Einrichtungen zur Betätigung anliegen oder angebracht sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Fliehkraftsteller, bestehend aus einem rotierenden, vorzugsweise auf eine Welle, Achse od. dgl. aufsteckbaren und mit dieser drehfest zu verbindenden Gehäuse, das eine Nabe mit einem radialen, tellerförmig ausgebildeten Ansatz und einen relativ zur Nabe gegen die Kraft einer vorgespannten Feder axial verschiebbaren Teil besitzt, wobei der Ansatz und der verschiebbare Teil zwei einander zugekehrte Führungsflächen bilden, deren Abstand in radialer Richtung nach aussen zu abnimmt und zwischen denen Fliehgewichte, vorzugsweise Kugeln, in radialer Richtung bewegbar geführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der verschiebbare Teil (2) des Gehäuses den tellerförmigen Ansatz (5) der Nabe (1) umschliesst und die Nabe (1) einen von den Fliehgewichten (7)
mindestens teilweise umschlossenen, ringförmigen Hohl- raum (12) bildet, in welchem eine Schraubendruckfeder (13) koaxial zur Rotationsachse des Gehäuses vorgesehen ist, die einerseits an der Nabe (1) und anderseits am verschiebbaren Teil (2) des Gehäuses angreift und deren Enden an der Nabe (1) und am verschiebbaren Teil (2) des Gehäuses in radialer Richtung unverschiebbar gehalten sind.