DE1004266B

DE1004266B - Device for setting the speed of electric motors

Info

Publication number: DE1004266B
Application number: DES28481A
Authority: DE
Original assignee: Scintilla AG
Current assignee: Scintilla AG
Priority date: 1951-06-05
Filing date: 1952-05-09
Publication date: 1957-03-14

Description

Einrichtung zum Einstellen der Drehzahl von Elektromotoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Einstellen der Drehzahl von Elektromotoren mittels eines im Stromkreis des Motors einge@-schalteten, von einem Zentrifugalregler beeinflußten Unterbrechers, bei dem mindestens der eine Kontakt auf einem länglichen, federnden Träger montiert ist.Device for adjusting the speed of electric motors The invention relates to a device for adjusting the speed of electric motors by means of a centrifugal regulator that is switched on in the motor circuit influenced interrupter, in which at least one contact is on an elongated, resilient carrier is mounted.

Einrichtungen dieser Art sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Üblicherweise bilden die Unterbrecherkontakte Teile eines Zentrifugalkontaktreglers, wobei die Offnungsdauer der Kontakte durch die Drehzahl der antreibenden Welle einerseits und durch die Federsteife der Kontakte oder ihr Gewicht andererseits bestimmt wird. Ferner ist es bekannt, auch einstellbare magnetische Kräfte als Gegenkraft zur Fliehkraft und zur Beeinflussung der Öffnungdauer einzuführen. Auch sind Einrichtungen zur Begrenzung der Drehzahl von Elektromotoren auf einen bestimmten Wert bekannt, bei denen ein Unterbrecher von einem Fliehkraftregler her über Zwischenglieder beeinflußt wird.Devices of this type are known in various embodiments. The breaker contacts usually form part of a centrifugal contact regulator, whereby the opening time of the contacts depends on the speed of the driving shaft on the one hand and on the other hand is determined by the spring stiffness of the contacts or their weight. It is also known to use adjustable magnetic forces as a counterforce to the centrifugal force and to influence the opening time. Also are facilities for Limiting the speed of electric motors to a certain value known at which an interrupter influences from a centrifugal governor via intermediate links will.

Die Erfindung bezweckt, die bekannten Einrichtungen so auszubilden, daß ihr Aufbau einfacher und dementsprechend ihre Herstellungskosten geringer werden als bisher, während ihre Empfindlichkeit größer, ihre Einstellbarkeit leichter und die Konstanthaltung der jeweils gewünschten Drehzahl besser ist als bei den bekannten Geräten. Außerdem soll die Einrichtung nach der Erfindung als selbständige in sich abgeschlossene Einheit leicht und billig herstellbar und dank des geringen Raumbedarfs auch nachträglich an bestehende Elektromotoren anbaubar sein, wobei lediglich dafür zu sorgen ist, daß der Regler direkt von der Motorwelle oder über Zwischenglieder eine Drehbewegung erhält und der Unterbrecher in den Stromkreis des Motors eingeschaltet wird.The aim of the invention is to design the known devices in such a way that that their structure is simpler and, accordingly, their manufacturing costs are lower than before, while their sensitivity is greater, their adjustability more easily and keeping the desired speed constant is better than with the known ones Devices. In addition, the device according to the invention should be independent in itself self-contained unit can be produced easily and cheaply and thanks to the small footprint can also be retrofitted to existing electric motors, with only for this care must be taken that the controller is directly connected to the motor shaft or via intermediate links receives a rotary movement and the breaker is switched on in the circuit of the motor will.

Erfindungsgemäß ist die Einrichtung so ausgebildet, da.ß die am einen Kontaktträger des Unterbrechers wirkende Verstellkraft des Zentrifugalreglers mit variabler Hebellänge angreift und eine Verstellvorrichtung zur willkürlichen Änderung der Lage des anderen Kontaktträgers vorhanden ist.According to the invention, the device is designed so that the at one Contact carrier of the interrupter acting adjusting force of the centrifugal regulator attacking variable lever length and an adjustment device for arbitrary change the position of the other contact carrier is present.

Die Zeichnungen zeigen in schematischer Darstellung zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. Fig. I ist ein Längsschnitt nach der Linie A-A in Fig.3, in welchem dargestellt ist, wie der Zentrifugalregler die Kontakte öffnet; Fig. 2 zeigt die gleiche Ansicht wie Fig. 1, wobei jedoch der Zentrifugalregler in Ruhelage ist und die Kontakte geschlossen sind; Fig. 3 ist eine Draufsicht der Einrichtung; Fig.4 zeigt im Längsschnitt eine Variante mit zwischen Motorwelle und Zentrifugalreglerwelle eingeschalteter fester Übersetzung; Fig. 5 zeigt eine Einrichtung ähnlich der Fig. 4 mit zwischen Motorwelle und Zentrifugalreglerwelle eingeschalteter variabler Übersetzung.The drawings show two exemplary embodiments in a schematic representation the invention. Fig. I is a longitudinal section along the line A-A in Fig.3, in which shows how the centrifugal regulator opens the contacts; Fig. 2 shows the same view as FIG. 1, but the centrifugal regulator is in the rest position and the contacts are closed; Fig. 3 is a plan view of the device; Fig. 4 shows in longitudinal section a variant with between the motor shaft and the centrifugal governor shaft activated fixed gear ratio; Fig. 5 shows a device similar to FIG. 4 with a variable ratio switched between the motor shaft and the centrifugal governor shaft.

Die vom Elektromotor (in der Zeichnung nicht dargestellt) angetriebene Reglerwelle 1 ist an ihrem Ende bei 2 drehbar gelagert und trägt einen Schwungkörper 3, der in 4 mit der Welle oszilllierbar und drehfest verbunden ist. Auf jeder Seite der senkrecht zur Rotationsachse liegenden Drehachse 4 ist im Schwungkörper 3 je eine asymmetrische Ausnehmung 3' angebracht zwecks Erzeugung der für das Verstellen erforderlichen Schräglage.The one driven by the electric motor (not shown in the drawing) Governor shaft 1 is rotatably mounted at its end at 2 and carries a flywheel 3, which in FIG. 4 is connected to the shaft so as to be oscillatable and non-rotatable. On each side the axis of rotation 4 perpendicular to the axis of rotation is in the flywheel 3 each an asymmetrical recess 3 'attached for the purpose of generating the adjustment required inclination.

Rechtwinklig zur Regler-welle 1 ist ein Träger 5 aus Isolierstoff fest angeordnet, auf dem zwei Kontaktträger 6 und 7 durch Niete 8 und 9 kreuzweise befestigt sind. Der als Feder ausgebildete Kontaktträger 6 trägt einen Kontakt 10 und der Kontaktträger 7 einen Kontakt 11. Beide Kontakte haben eine gemeinsame Achse, so daß sie zusammenwirken können, und sind im Stromkreis des zu regelnden Motors angeordnet (s. Fig. 2). Das freie Ende der Kontaktfeder 6 ist kreisförmig ausgeweitet und mit einer Durchgangsbohrung 12 für die Reglerwelle 1 versehen. Der ausgeweitete Teil der Feder trägt zudem noch in fester Verbindung eine Isolierscheibe 13 zwischen der Feder 6 und dem Schwungkörper 3.At right angles to the controller shaft 1 is a carrier 5 made of insulating material fixed, on the two contact carriers 6 and 7 by rivets 8 and 9 crosswise are attached. The contact carrier 6, designed as a spring, carries a contact 10 and the contact carrier 7 has a contact 11. Both contacts have a common axis, so that they can work together and are in the circuit of the motor to be controlled arranged (see Fig. 2). The free end of the contact spring 6 is widened in a circle and provided with a through hole 12 for the regulator shaft 1. The expanded one Part of the spring also carries an insulating washer 13 in a fixed connection the spring 6 and the flywheel 3.

Über der Kontaktfeder 7 ist in einer Lagerung 14 eine Welle 15 drehbar gelagert., die an einem Ende einen Exzenter 16 und am anderen Ende einen Handgriff 17 trägt. Der Exzenter 16 ist so angeordnet, daß das freie Ende der Kontaktfeder 7 dagegen anliegt und der Kontakt 11 durch Drehen des Handgriffes 17 an der Exzenterwelle zu dem Kontakt 10 hin oder von diesem fort bewegt werden kann. In der Ruhelage des Motors und mithin auch der Reglerwelle 1 nimmt der Schwungkörper 3 die in Fig. 2 dargestellte Lage ein, wobei die Kontakte 10 und 11 den Stromkreis des Motors geschlossen halten. Wird der Motor und damit auch die Relerwelle in Umdrehung versetzt, dann verursacht' die durch die Ausnehmungen 3' hervorgerufene Unwucht unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft ein Ausschwingen des Schwungkörpers 3, wie in Fig. 1 dargestellt, wobei seine untere Kante mit der Isolierscheibe 13 in Berührung kommt, einen Druck: auf die Kontaktfeder 6 ausübt und sie wie in Fig. 1 dargestellt, ablenkt.A shaft 15 is rotatable in a bearing 14 above the contact spring 7 stored., at one end an eccentric 16 and at the other end a handle 17 carries. The eccentric 16 is arranged so that the free end of the contact spring 7 rests against it and the contact 11 by turning the handle 17 on the eccentric shaft can be moved towards or away from the contact 10. In the rest position of the motor and therefore also of the controller shaft 1 is taken by the flywheel 3 the position shown in Fig. 2, wherein the contacts 10 and 11 the circuit keep the motor closed. If the motor and with it the Relerwelle in rotation offset, then causes 'the imbalance caused by the recesses 3' under the influence of centrifugal force a swinging of the flywheel 3, such as shown in Fig. 1, with its lower edge with the insulating disk 13 in contact comes, a pressure: exerts on the contact spring 6 and it as shown in Fig. 1, distracts.

Je nach der momentanen Drehstellung des Schwungkörpers 3 ändert sich die wirksame Hebellänge der Kontaktfeder 6 und damit auch ihr Gegendruck auf den Schwungkörper. In der in Fig. 1 darbestellten Drehstellung ist beispielsweise die wirksame Länge des Hebelarmes ein Maximum und der Gegendruck der Kontaktfeder ein Minimum. Dreist dagegen die Reglerwelle um 180'v weiter, dann ist die wirksame Hebelarmlänge ein Minimum und der Gegendruck ein Maximum. Dieser ständige Wechsel während der Rotation der Reglerwelle bewirkt ein periodisches Vibrieren der Kontaktfeder 6 und somit ein beständiges öffnen und Schließen der Kontakte 10 und 11 im Stromkreis des Motors, was in bekannter Weise zum Konstanthalten der Motordrehzahl benutzt wird, wobei der Kontakt 10 in Abhängigkeit von der Drehzahl gesteuert wird, die für den Betrag der Schräglage des Schwungkörpers bestimmend ist.Depending on the momentary rotational position of the flywheel 3 changes the effective lever length of the contact spring 6 and thus also its counter pressure on the Flywheel. In the rotational position shown in FIG. 1, for example, the effective length of the lever arm a maximum and the counter pressure of the contact spring Minimum. If, on the other hand, the controller shaft is bold by 180'v, then the effective lever arm length is a minimum and the back pressure a maximum. This constant change during the Rotation of the governor shaft causes the contact spring 6 and 6 to vibrate periodically thus a constant opening and closing of the contacts 10 and 11 in the circuit of the engine, which is used in a known manner to keep the engine speed constant is, wherein the contact 10 is controlled depending on the speed, the is decisive for the amount of inclination of the flywheel.

Die Kontaktöffnung einerseits und die Größe des Gegendruckes auf den Schwungkörper andererseits stehen in einem gewissen Verhältnis zur Drehzahl, so daß durch Änderung der Stellung des Kontaktes 11 eine willkürliche Änderung der Solldrehzahl herbeigeführt werden kann. Durch Drehen des Handgriffes 17 kann über den Exzenter 16 innerhalb bestimmter Grenzen jede Stellung des Kontaktes 11 und somit praktisch jede Solldrehzahl des Motors eingestellt werden, wobei sein Drehmoment durchgehend annähernd konstant bleibt. Das bei bekannten Reglern sonst übliche Flattern des Antriebes im untersten Drehbereich tritt dabei nicht oder nur in ganz vernachlässigbar geringem Maße auf.The contact opening on the one hand and the size of the counter pressure on the Flywheels, on the other hand, have a certain relationship to the speed, see above that by changing the position of the contact 11 an arbitrary change in the Target speed can be brought about. By turning the handle 17 can over the eccentric 16 each position of the contact 11 and within certain limits thus practically any target speed of the engine can be set, with its torque remains almost constant throughout. The flutter that is otherwise common with known controllers of the drive in the lowest rotation range does not occur or occurs only to a negligible extent to a small extent.

Gemäß den in Fig. 1 und 2 dargestellten Varianten kann die Zentrifugalreglerwelle mit der Motorwelle direkt gekuppelt sein; evtl. könnte der Zentrifuga.lregler auch unmittelbar auf der verlängerten Motorwelle angeordnet sein. Gemäß den Varianten Fig.4 und 5 jedoch sind die beiden Wellen in einer gewissen Distanz parallel zueinander angeordnet.According to the variants shown in FIGS. 1 and 2, the centrifugal governor shaft be directly coupled to the motor shaft; the centrifugal regulator could possibly also be arranged directly on the extended motor shaft. According to the variants 4 and 5, however, the two shafts are parallel to one another at a certain distance arranged.

Bei der Ausführung nach Fig.4 ist zwischen der Motorwelle 18 und der Reglerwelle 1 ein Getriebe eingeschaltet mit einem Übersetzungsverhältnis von vorteilhaft mindestens 1 :2. Dadurch, daß die Reglerwelle mit erhöhter Geschwindigkeit angetrieben wird, kommt der Zentrifugalregler bei den niedrigen Motordrehzahlen nicht in einen kritischen Bereich, wo er und mit ihm auch der Motor zu flattern beginnen und unregelmäßig arbeiten würde.In the embodiment according to Figure 4 is between the motor shaft 18 and the Controller shaft 1 switched on a gear with a gear ratio of advantageous at least 1: 2. Because the governor shaft is driven at increased speed the centrifugal governor does not come into play at the low engine speeds critical area where it and with it the engine start to wobble and irregularly would work.

Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, die Übersetzung variabel zu gestalten. Dadurch kann erreicht werden, daß bei den hohen Motordrehzahlen die Übersetzung vermindert und da.B sie umgekehrt bei den niedrigen Motordrehzahlen erhöht werden kann, so daß bei Motoren, die beispielsweise Drehzahlvariationen im Verhältnis von mindestens 1 :15 aufweisen sollen, die Drehzahlen und mithin die Unterbrecherfrequenz des Reglers im höchsten Bereich des Motors vermindert bzw. im niedrigsten Bereich des Motors erhöht werden. Die Ungleichförmigkeit des hierfür sehr empfindlichen Reglers kann somit im Gegensatz zum Motor in bedeutend engeren Grenzen gehalten werden. Diese Ausführung ist in Fig.5 dargestellt, wo zu diesem Zwecke die beiden Räder als Reibräder ausgebildet und das Antriebsrad 23 auf der Motorwelle 18 längs verschiebbar aufgesetzt ist, wogegen das Rad 24 auf der Reglerwelle fest ist.Under certain circumstances it can be advantageous to have the translation variable to design. This can be achieved that at the high engine speeds Reduced translation and there.B it reversed at the low engine speeds can be increased, so that in engines that, for example, speed variations in the Should have a ratio of at least 1:15, the speeds and therefore the Interrupt frequency of the controller in the highest range of the motor reduced or can be increased in the lowest range of the engine. The non-uniformity of this very sensitive controller can therefore, in contrast to the motor, in significantly narrower Limits are kept. This embodiment is shown in Fig.5, where to this Purposes, the two wheels designed as friction wheels and the drive wheel 23 on the Motor shaft 18 is placed longitudinally displaceable, while the wheel 24 on the controller shaft is firm.

Das Rad weist eine konische Mantelfläche 23' und am einen Ende eine Ringnut 23" auf. Ein auf einem Träger 21 schwenkbar gelagerter zweiarmiger Hebel 22 greift am einen Ende in bekannter Weise in die Ringnut 23" ein, so daß beim Schwenken desselben am Ende des freien Hebelarmes entweder von Hand oder über einen Mechanismus das konische Antriebsrad 23 auf der Motorwelle gegenüber dem Rad 24 axial verschoben werden kann. Dies bedingt selbstverständlich, daß die Welle des Zentrifugalreglers zur Motorwelle beweglich angeordnet sein muß. damit der Achsenabstand zwischen beiden sich jeweils den Betriebszuständen anpassen kann. Derartige Einrichtungen sind an sich bekannt und daher in der Zeichnung nicht dargestellt.The wheel has a conical lateral surface 23 'and one at one end Annular groove 23 ″. A two-armed lever pivotably mounted on a carrier 21 22 engages at one end in a known manner in the annular groove 23 ″, so that when pivoting the same at the end of the free lever arm either by hand or via a mechanism the conical drive wheel 23 is axially displaced on the motor shaft with respect to the wheel 24 can be. Of course, this requires that the shaft of the centrifugal governor must be arranged movable to the motor shaft. thus the axis distance between the two can adapt to the operating conditions. Such facilities are on known and therefore not shown in the drawing.

Claims

PATEN TANSPRCCIIE: 1. Device for setting the speed of electric motors by means of a switched on in the circuit of the motor, influenced by a centrifugal regulator, in which at least one contact is mounted on an elongated, resilient carrier, characterized in that the one contact carrier of the Interrupter acting adjusting force of the centrifugal regulator acts with variable lever length and an adjusting device for arbitrarily changing the position of the other contact carrier is available.

2. Set up according to Claim 1, characterized in that the flywheel of the centrifugal regulator acts directly on one of the contact carriers in such a way that the effective on the latter Lever length depends on the rotational position of this flywheel.

3. Establishment according to claim 1 and 2, characterized in that the shaft of the centrifugal regulator penetrates the contact carrier influenced by it or its extension and a manually adjustable eccentric to change the position of the other contact carrier is provided.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that a gear with a gear ratio between the motor shaft and the centrifugal governor shaft of at least 1: 2 is switched on.

5. Device according to claim 4, characterized in that that the transmission is designed as a friction gear with a variable transmission ratio is. Publications considered: German Patent Specifications No. 528 593, 638,928; U.S. Patent No. 2,206,667.