DE1111270B - Fliehkraftschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen durch Fliehkraft betätigten Schalter.

Fliehkraftschalter sind an sich bekannt, sie enthalten im allgemeinen Gewichte, die durch der Fliehkraft entgegenwirkende Federn in ihrer Ruhelage gehalten werden.

Bei den bekannten Fliehkraftschaltern sind die Gewichte und die Federn getrennte Bauteile. Dies bringt den Nachteil größerer Herstellungskosten mit sich, ferner sind die Niet- oder Schraubverbindungen zwischen der gehärteten Feder und den Gewichten störanfällig.

Durch die Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden.

Ein Fliehkraftschalter, der eine um eine Welle rotierende, unter Federwirkung stehende Schwungmasse und eine durch sie bei einer bestimmten Drehzahl betätigte Kontakteinrichtung enthält, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmasse von den Windungen einer Schraubenfeder gebildet wird, deren eines Ende mit einem Betätigungsorgan des Schalters und deren anderes Ende mit einem auf der rotierenden Welle befestigten Bauteil verbunden sind.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist auf der Welle ein sich mit dieser drehender, U-förmiger Bügel befestigt, und die Feder ist eine zylindrische Schraubenfeder, deren Enden zuerst geradlinig ein Stück tangential zur Federwindung verlaufen und dann rechtwinklig so abgebogen sind, daß sie etwa parallel zur Federachse aufeinander zu laufen. Das eine, abgebogene Ende ist dann an einem Arm des Bügels und das andere, abgebogene Ende an einem auf der Welle in axialer Richtung verschiebbaren Stellring zur Betätigung des Schalters gelagert.

Die Erfindung soll nun an Hand eines praktischen Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt eine zum Teil im Schnitt gehaltene Seitenansicht eines Elektromotors mit einem Fliehkraftschalter gemäß der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht des Fliehkraftschalters gemäß der Erfindung, und

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des Fliehkraftschalters im Betriebszustand.

Fig. 1 zeigt einen Einphasen-Wechselstrommotor. Der Motor hat ein Gehäuse 2, einen aus lamelliertem Eisenblech aufgebauten Ständer 3 mit einer Ständerwicklung 4, eine Anlasserwicklung 5, einen geschichteten Rotor 8 üblicher Bauart mit einer gewöhnlichen Käfigwicklung 9, der in üblicher Weise durch einen Luftspalt 7 vom Ständer getrennt ist. Der Läufer 8

Anmelder:

General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
ίο München 23, Dunantstr. 6

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. März 1954

Kenneth Charles Johnson, Riverside, R. I. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

wird von einer Welle 10 getragen, die in einem Lager 11 läuft. Das Gehäuse 2 ist vorn durch eine bei 13 abgesetzte Lagerschale 12 abgeschlossen. Die Lagerschale 12 trägt einen Schalter 14 mit einer Klemmleiste 15., deren Klemmen 16 und 17 an die Wicklungen des Motors angeschlossen sind. An die eine Klemme 17 ist über eine Blattfeder 20 ein beweglicher Kontakt 21 angeschlossen, während die Klemme 16 mit einem feststehenden Kontakt 22 verbunden ist. Die Welle 10 hat einen Teil 23 geringeren Querschnitts, der bei 24 mit Längsnuten versehen ist. Auf die Nuten 24 ist ein Stellring 25 aufgeschoben, der sich in Längsrichtung auf der Welle verschieben, nicht aber auf dieser drehen läßt. Die Feder 20 liegt mit ihrem Arm 29 am Endteil 28 des Stellrings 25 an, und zwar mittels eines Abnutzungspolsters 27. Das Anlassen des Motors erfolgt mittels der Wicklungen 4 und 5, die beide gleichzeitig erregt werden.

Sobald der Motor eine genügend hohe Drehzahl erreicht hat, um allein mit der Wicklung 4 betrieben werden zu können, wird die Wicklung 5 durch Öffnen der Kontakte 21 und 22 abgeschaltet und außer Betrieb gesetzt.

Das flanschartige Endteil 28 besitzt ein profiliertes Ansatzstück 30 mit Höckern 31 und 33, zwischen denen sich ein quer zur Wellenachse verlaufender Einschnitt 34 befindet, der als Sitz für das eine Ende 55 der Schraubenfeder 47 dient.

Ein Bügel 35 ist mit seiner Nabe 36 in axialer Richtung in bestimmtem Abstand vom Stellring 25 fest auf die WeUe 10 aufgeschoben bzw. -gepreßt.

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Der Basisteil 37 des Bügels verläuft senkrecht, die Armteile 38 des Bügels liegen parallel zur Welle 10. Die Enden der Armteile 38 laufen in Finger 39 und 40 aus, die nach innen, gebogen sind. Die Finger 4fr sind verkürzt, dadurch wird ein Querkanal 44 zur Verankerung des zweiten Endes 53 der Schraubenfeder 47 gebildet, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Schließlich sind schräg verlaufende Endfinger 46, die bei 45 nach innen gebogen sind, vorgesehen, die seitliche Verschiebungen der Feder 47 verhindern.

Die Schraubenfeder 47 besteht aus eng gewickelten Federwindungen 49, die eine verhältnismäßig große Masse 48 haben. Eine weitere, gleich beschaffene Feder 47 ist auf der gegenüberliegenden Seite der Welle 10 angeordnet. Die Federn hegen mit ihren einen Enden 53 in den Kanälen 44, die anderen Enden 55 werden von den Kanälen 34 des Stellrings 25 aufgenommen. Auf diese Weise verhindert die natürliche Federspannung, daß sich die Anordnung bei der Drehung des Läufers lösen kann.

Die beschriebene Einrichtung gemäß der Erfindung arbeitet folgendermaßen: Sind die Wicklungen 4 und 5 erregt und wächst die Drehzahl, so werden die Massen 48 der beiden Federn 47 infolge der Fliehkraft aus der in Fig. 1 gezeigten Lage nach außen in die in Fig. 3 gezeigte Lage gedrückt. Im Ruhezustand drücken die Federn mit einer bestimmten Kraft gegen die Welle. Mit steigender Winkelgeschwindigkeit wächst die Fliehkraft von Null bis zum Wert der Andruckkraft der Federn, ohne daß sich die Federn bewegen, da die Zentripetalkraft bis zu diesem Moment größer oder gleich der Zentrifugalkraft ist. Überschreitet nun die Zentrifugalkraft die Kraft, mit der die an der Welle anliegenden Federn durch die Federkraft nach innen gedrückt werden, so beginnen sich die als Schwungmasse wirkenden Federn von der Achse abzuheben und nach außen zu bewegen. Da aber die Zentrifugalkraft dem Abstand der Schwungmasse von der Drehachse proportional ist, wächst die Zentrifugalkraft auch bei gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit mit wachsendem Abstand, so daß unter der Annahme einer mäßigen Federkonstante (der Federhub ist ja beim Schwenken der Federn nach außen verhältnismäßig klein) zwischen den Anschlägen der Federn einerseits an der Welle und andererseits an dem U-förmigen Bügel 35 keine stabile Lage vorhanden ist. Bei dieser Bewegung der Schraubenfedern von der Welle 10 radial nach außen werden die in den Stellring 25 eingreifenden Federenden 55 in Fig. 1 nach rechts bewegt und nehmen dabei den Stellring 25 mit, so daß dieser bei einer bestimmten Drehzahl der Welle 10 nach rechts bewegt wird, bis er an dem inneren Ende der Längsnuten 25 anschlägt. Infolge dieser Schnappbewegung des Stellrings 25 hebt die gespannte Feder 20 den Kontakt 21 vom Kontakt 22 ab, wodurch die Anlaßwicklung abgeschaltet wird. Fällt die Drehzahl der Welle 10 unter den vorgegebenen Wert und verliert dadurch die Fliehkraft an Größe, so bewegen sich die Federn 47 wieder in die in Fig. 1 gezeigte Stellung zurück, so daß der Stellring 25 die Kontakte wieder schließt und die Anlaßwicklung 5 wieder erregt wird.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Fliehkraftschalter, der eine um eine Welle rotierende, unter Federwirkung stehende Schwungmasse und eine durch sie bei einer bestimmten Drehzahl betätigte Kontakteinrichtung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwungmasse von den Windungen (49) einer Schraubenfeder (47) gebildet wird, deren eines Ende (55) mit einem Betätigungsorgan des Schalters und deren anderes Ende (53) mit einem auf der rotierenden Welle befestigten Bauteil verbunden sind.

2. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der zylindrischen Schraubenfeder (47) zuerst ein Stück (50, 51) geradlinig tangential zur Federwindung verlaufen und dann etwa parallel zur Federachse aufeinander zu abgebogen sind, daß auf der Welle (10) ein sich mit dieser drehender, U-förmiger Bügel (35) befestigt ist, an dessen Arm (38) das eine abgebogene Ende (53) der Feder gelagert ist, und daß das andere abgebogene Ende (55) der Feder in einem auf der Welle (10) in axialer Richtung verschiebbar gelagerten Stellring (25) zur Betätigung des Schalters (14) gelagert ist.

3. Fliehkraftschalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Federn (47) vorgesehen sind, deren eine Enden (55) jeweils auf gegenüberliegenden Armen (38) des Bügels (35) und deren andere Enden (53) jeweils in diametral gegenüberliegenden Einschnitten (34) des gleitbaren Stellringes (25) gelagert sind.

4. Fliehkraftschalter nach den Ansprüchen 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein abgesetzter Teil (23) der WeIIe(IO) mit Längsnuten (24) versehen ist, in die der Stellring (25) mit entsprechenden Vorsprüngen (27) eingreift, so daß sich der Stellring (25) gemeinsam mit der Welle dreht und axial auf dieser gleiten kann.

5. Fliehkraftschalter nach den Ansprüchen 2,3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (35) aus einem senkrecht zur Achse verlaufenden, mit der Welle (10) über eine Nabe (36) fest verbundenen Basisteil (37) sowie zwei mit Abstand parallel zur Welle verlaufenden Armteilen (38) besteht und daß die Enden der Armteile Querkanäle (44) bilden, in denen die abgebogenen Federenden (53) durch die Spannung der Feder (47) festgehalten werden.

6. Fliehkraftschalter nach Anspruch 2 und folgenden mit einem aus einem festen und einem beweglichen Kontakt bestehenden Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (21) von einem Arm (29) einer Blattfeder (20) getragen wird, der mit einem Teil seiner Länge gegen den gleitbaren Stelking (25) drückt, so daß die beiden Kontakte (21, 22) bei der Axialbewegung des Stellringes (25) infolge der auf die Federn (47) ausgeübten Fliehkräfte geöffnet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 683 081.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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