DE1144812B - Elektrischer Fliehkraftschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Fliehkraftschalter, dessen Fliehgewichte bei Einwirkung der Fliehkraft eine den zu steuernden Schalter betätigende Ebene gegen die Einwirkung einer Rückstellfeder parallel verschieben.

Es ist bereits ein Fliehkraftschalter bekannt, der radial angeordnete Druckfedern aufweist, die gelenkig in schwenkbar gelagerte Schwungkörper eingreifen, die ihrerseits eine auf der Drehachse verschiebbar angeordnete Hülse verschieben. Die Hülse hat einen Stromleitungsring, der bei Anlauf an zwei feststehenden Kontakten schleift. Bei einem weiteren bekannten Fliehkraftschalter wirkt eine Schalterbetätigungsfläche auf eine Kontaktfeder ein. Diese Schalterbetätigungsfläche kann durch Fliehgewichte parallel verschoben werden, die an einer Buchse, die auf einer Welle sitzt, angelenkt sind. Der Auslenkung der Fliehgewichte wirkt hier eine zwischen den Fliehgewichten verspannte Zugfeder entgegen. Es ist auch bereits bekannt, die den Fliehgewichten entgegenwirkende Feder um die Rotationswelle herum anzuordnen.

Die bekannten Fliehkraftschalter weisen den Nachteil auf, daß die Fliehgewichte mittels Bolzen od. dgl. an den rotierenden Teilen angeordnet sind. Dies führt zwangläufig zu einer Verteuerung der Fertigung und zu einem komplizierteren Aufbau. Weiterhin verschieben sich bei den bekannten Fliehkraftschaltern die Kontakte linear mit der Auslenkung der Fliehgewichte in ihre Kontaktstellung. Falls nicht besondere Mittel vorgesehen sind, kann es hierbei durch ein zu langsames Schließen oder Öffnen der Kontakte oder durch ein unbeabsichtigtes Abheben der Kontakte infolge geringer Umdrehungsschwankungen zu Funkenbildungen kommen, die die Kontaktflächen zerstören.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten und sicher funktionierenden Fliehkraftschalter zu schaffen, der die Nachteile der bekannten Fliehkraftschalter nicht aufweist.

Erfindungsgemäß stützen sich die Rückstellfedern auf Ansätzen der einander gegenüberliegenden Fliehgewichte und an der Schalterbetätigungsfläche derart ab, daß ihre durch die Lageveränderung der Fliehgewichte bedingte Formveränderung das Verschieben der Schalterbetätigungsfläche bewirkt. In vorteilhafter Weise können dabei die Rückstellfedern in Ruhestellung des Schalters zwischen den Ansätzen der Fliehgewichte bogenförmig gekrümmt sein, und die Schalterbetätigungsfläche kann sich im Bogenscheitel an den Rückstellfedern abstützen.
Es wird dadurch der Vorteil erzielt, daß die Rück-

Anmelder:
The Plessey Company Limited, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E.Prinz

und Dr. rer. nat. G. Hauser, Patentanwälte,

München-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Edward Barbabas Angold,

Shenfield, Essex (Großbritannien),

ist als Erfinder genannt worden

stellfedern, die die Fliehgewichte halten, gleichzeitig zur Halterung der Schalterbetätigungsfläche dienen, Der Fliehkraftschalter kann ohne Verwendung von Schraub- oder Lötverbindungen und ohne Verwendung von Gelenkbolzen od. dgl. für die Fliehgewichte zusammengebaut werden. Weiterhin wirkt der Fliehkraftschalter in der Art eines Schnappschalters. Die Rückstellfedern springen nach einer vorgegebenen Bewegung der Fliehgewichte aus einer stabilen Gleichgewichtslage in eine andere stabile Gleichgewichtslage. Dadurch wird einmal der gewünschte Schaltzustand gesichert und zum anderen ein schneller Verschleiß der Kontaktflächen verhindert, ohne daß es erforderlich ist, hierfür zusätzliche Mittel vorzusehen.

Jedes Fliehgewicht kann einen Teil aufweisen, von dessen Enden sich zwei im wesentlichen parallele Federführungsfinger nach einer Seite hin erstrecken. An diesem Teil kann ein Haken angebracht sein, der in einen Rahmen des Schalters eingreift. An der Seite dieses Teiles, die von den Federführungsfingern abgewendet ist, kann ein Fliehgewicht befestigt sein.

Der Fliehkraftschalter kann ein U-förmiges Glied aufweisen, dessen Steg als Schalterbetätigungsfläche dient und dessen Schenkel mit den Rückstellfedern und mit dem Rahmen des Schalters im Eingriff stehen. Der Rahmen kann ein im wesentlichen rechteckiges Teil sein, in dessen Mitte eine Buchse für eine Welle angebracht ist. Jedes Ende dieses rechteckigen Teiles kann Schwenkkanten für die schwenkbar gelagerten Fliehgewichte aufweisen. An diesem Rahmen können Nasen zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Fliehgewichte vorgesehen sein.

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Zweckmäßigerweise können die Rückstellfedern auf der Vorderkante 19 des Ausschnittes in der

die Fliehgewichte in schwenkbarem Eingriff mit dem Grundplatte 1 so auf, daß die Vorderkante als

Rahmen halten. Schwenkachse für das Kontaktträgerglied 13 wirkt.

In vorteilhafter Weise können zwei im Abstand Jeder Schenkel 15 ist bei 15 A abgewinkelt, voneinander angeordnete Blattfedern vorgesehen sein, 5 Die zuvor beschriebene Kontaktanordnung hat

von denen jeweils ein Ende an einer elektrisch folgende Wirkungsweise:

isolierenden Grundplatte befestigt ist, während die Wenn die Kontakte in der Ruhestellung sind, d. h. anderen End,en der Federn durch ein Überbrückungs- in der in Fig. 2 gezeigten Stellung, bei der die Konglied verbunden sind, das auf einer Kante der Grund- takte 17 und 18 offen sind und die Schenkel 15 des platte aufliegt, die als Schwenkachse für das Über- io V-förmigen Gliedes auf der Kante 19 der Grundbrückungsglied dient, wobei die beiden Federn und platte 1 aufliegen, können die Kontakte dadurch gedas Uberbriickungsglied so angeordnet sind, daß bei schlossen werden, daß die Isolierteile 11, 12 gegen der Schalterbetätigung das Uberbrückungsglied wäh- die Federkraft der Blattfedern 4 und 5 bewegt rend eines bestimmten Abschnittes der Schalter- werden. Während des ersten Teiles dieser Bewegung betätigung um die Kante verschwenkt wird, worauf 15 nehmen die Blattfedern 4 und 5 die Bewegung der das Uberbrückungsglied als Ganzes außer Berührung Teile 11 und 12 auf, wobei sich die Schenkel des mit der Grundplatte bewegt wird. Das Über- V-förmigen Gliedes um die Vorderkante 19 der brückungsglied kann sich dann um die Kontakte Grundplatte verschwenken. Diese Schwenkbewegung verschwenken. Jede dieser Blattfedern kann in ihrem um die Kante 19 der Grundplatte setzt sich fort, bis mittleren Abschnitt derart abgewinkelt sein, daß die ₂o sich die Kontakte schließen, worauf die Blattfedern 4 anderen Enden der Federn unter die Oberfläche der und 5 als Ganzes in bezug auf ihre feststehenden " Grundplatte ragen. An jedem der freien Enden der Enden 6 und 7 auf Grund des auf die Isolierteile Blattfedern kann ein elektrisch isolierendes Teil ausgeübten Druckes bewegt werden, angebracht sein. Die freien Enden der Blattfedern Der in Fig. 3 bis 6 dargestellte Zentrifugalschalterkönnen auch durch ein elektrisch isolierendes Teil 25 rotor enthält einen Schalterrahmen 20 von etwa rechtüberbrückt sein. eckigem Umriß mit zwei sich verjüngenden Armen Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der 21, die so geformt sind, daß sie im Winkel zur allge-Zeichnung dargestellt. Darin zeigt meinen Ebene des Rahmens 20 liegen. Aus einem Fig. 1 eine Oberansicht einer federbelasteten Stück mit dem Rahmen 20 ist ein mittlerer Flansch Schaltvorrichtung, 30 22 geformt, der als Buchse dient, die im Preßsitz auf Fig. 2 eine Seitenansicht der Anordnung von eine Welle 23 aufgesetzt werden kann, wie in Fig. 6 Fig. 1 zur Darstellung der Form der verwendeten dargestellt ist. Der Flansch 22 geht von dem Rahmen Federn, 20 entgegengesetzt zu den Armen 21 ab.

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Schalter- Ein Schalterkontaktbetätigungsglied 24 mit einer rotors, 35 ringförmigen Schalterkontaktanschlagfläche 25 besteht Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV von Fig. 3, aus einem Stück mit zwei nach hinten gerichteten Arwobei die beiden Arbeitsstellungen des Schalters ge- men 26 und 27. Jeder Arm 26 und 27 endet in zwei zeigt sind, nach innen gericheten querliegenden Begrenzungsan-Fig. 5 eine Vorderansicht des in Fig. 3 und 4 ge- schlagen 28. Das Schalterkontaktbetätigungsglied 24 zeigten Schalters und 40 ist auf dem Rahmen 20 lose gelagert, so daß die ring-Fig. 6 eine weitere Seitenansicht des Schalter- förmige Kontaktfläche 25 im wesentlichen koaxial zu rotors von Fig. 3 und 5 mit der zugehörigen Kontakt- dem Flansch 22 hegt. Jeder Arm 26 und 27 ist mit anordnung von Fig. 1 und 2. einem gekrümmten, spitzen Finger 29 ausgestattet, der Die Schalterkontaktanordnung besteht aus einer so gekrümmt ist, daß er über die Außenfläche des zuGrundplatte 1, in die eine verhältnismäßig große, im 45 gehörigen Armes 26 bzw. 27 ragt, wobei die Spitze des wesentlichen rechteckige Ausnehmung 2 entlang der Fingers 29 auf den zugehörigen Arm 26 bzw. 27 hin einen Kante 3 ausgeschnitten ist. Zwei in Abständen weist.

hegende Blattfederglieder 4 und 5 sind jeweils mit Die spitzen Fingerglieder 29 sind zum Eingriff einem Ende 6 bzw. 7 an der Grundplatte so befestigt, zwischen zwei Windungen von Druckfedern 30 bzw. daß die anderen Enden 8 bzw. 9 über die Kante 19 50 31 bestimmt. Diese Federn sind an der Rückseite der des Ausschnittes 2 hinausstehen. Die Blattfedern sind ringförmigen Kontaktfläche 25 und an den Außenbei 10 so verforßit oder abgewinkelt, daß die Enden 8 Seiten der Arme 26 und 27 angeordnet und werden und 9 unter die Oberfläche der Grundplatte ragen. gegen die Oberflächen der Arme 26 und 27 gehalten. An den Enden 8 und 9 sind elektrisch isolierende Der Rahmen 20 enthält zwei rechteckige Aus-Teile 11 bzw. 12 befestigt. Die Enden 8 und 9 der 55 schnitte 32 und 33, deren Breitseiten 34 A, 34 b senk-Blattfedern 4 und 5 sind durch ein V-förmiges recht zu den Längskanten des rechteckigen Abmetallisches federndes Kontaktträgerglied 13 über- schnittes des Rahmens 20 liegen. Die äußeren Längsbrückt, das an den Blattfedern 4 und 5 so befestigt kanten 34 b dienen als Gelenkachsen für die Reglerist, daß der Scheitel 14 des V zwischen den Blatt- gewichte 35 des Schalters. Jedes Reglergewicht 35 federn 4 und 5 und oberhalb der Oberseite der 60 weist eine Platte 36 auf, an der ein verhältnismäßig Grundplatte hegt. Die Enden der Arme 15 des Teiles schwerer Block 37 befestigt ist. Ein Finger 38, der 13 sind an den Enden 8 und 9 der Blattfedern 4 senkrecht zur Ebene der Platte verläuft, ist an jedem und 5 befestigt. Der Scheitel 14 des V ist in der den Ende jeder dieser Platten angebracht. Die Finger 38 Schenkeln des V entgegengesetzten Richtung so ver- sind zum Eingriff in die offenen Enden der Drucklängert, daß ein Träger 16 für einen elektrischen 65 federn 30 und 31 bestimmt.

Kontakt 17 gebildet wird, der mit einem auf der Ferner ist die Platte mit einem U-förmigen Haken-Grundplatte 1 angebrachten Kontakt 18 zusammen- teil 39 versehen, der in die äußere Längskante 34 b wirken kann. Jeder Schenkel 15 des Teiles 13 liegt des zugehörigen Ausschnittes 32 bzw. 33 in dem

Hauptrahmen 20 eingreift. Der Rahmen 20 ist so geformt, daß die Federn 30 und 31 aus ihrem geraden Zustand geringfügig derart verformt sind, daß das Schalterbetätigungsglied 24 in die Stellung bewegt wird, in der die Anschläge 28 an einer Fläche des Rahmens 20 anliegen. Ferner dienen die Arme 21 als Endanschläge für die Gewichte 37. Durch Verformung der Arme 21 in bezug auf die Ebene des Rahmens 20 kann das Ausmaß der Winkelbewegung und damit die Reglerkennlinie der Gewichte 37 verändert werden. In dieser Stellung, die in Fig. 3 und in vollen Linien in Fig. 4 dargestellt ist, berühren die Blöcke 37 die Arme 21 nicht. Diese Stellung entspricht der normalen Ruhestellung des Schalterkontaktbetätigungsgliedes 24 in bezug auf den Rahmen 20.

Die zuvor beschriebene Rotoranordnung kann ohne Verwendung von Schraub- oder Lötverbindungen zusammengebaut werden. Beim Zusammenbau des Rotors werden die Federn 30 und 31 auf die Arme 26 bzw. 27 so aufgelegt, daß die spitzen Fingerglieder 29 an den mittleren Teil der Federn angreifen und die Finger 38 in die Enden der Federn 30 bzw. 31 eingreifen. Nachdem die Finger 38 in die Enden der Druckfedern 30 und 31 eingeführt sind, werden die Platten 36 gegeneinandergedrückt, damit die Hakenteile 39 in die äußeren Längskanten 34 b der Ausschnitte 32 bzw. 33 eingreifen können. Der Eingriff der Hakenelemente 39 in den Rahmen 20 wird durch die in den Druckfedern 30 und 31 gespeicherte Energie und zusätzlich durch die gegenseitige Bemessung des Schalterkontaktbetätigungsgliedes 24 und des Rahmens 20 aufrechterhalten. Die Federn 30 und 31 sind normalerweise aus einer geraden Linie von der ringförmigen Kontaktfläche 25 weggekrümmt.

Wenn die Welle 23, auf der der Schalterrotor befestigt ist, in Drehung versetzt wird, versucht die Zentrifugalkraft die Gewichte 37 um ihre Schwenkachsen derart zu bewegen, daß die Schalterbetätigungsfläche 25 zu dem Hauptrahmen 20 hin bewegt wird, d. h. in die Stellung, in der der Rahmen 20 an den vorderen Enden der Arme 26 und 27 anliegt. Diese Stellung ist in Fig. 4 mit strichpunktierten Linien dargestellt.

Die Drehzahl, bei der sich das Schalterkontaktbetätigungsgjied 24 in bezug auf den Rahmen 20 bewegt, hängt von dem Winkel der Arme 21 in bezug auf den übrigen Teil des Rahmens 20, von dem Winkel, unter dem die Platte 36 zu dem Rahmen 20 steht (wobei dieser Winkel, wie zuvor erwähnt wurde, durch Veränderung der Winkel der Arme 21 gegenüber dem Hauptteil des Rahmens verändert werden kann), dem Gewicht und der Zusammendrückung der Federn ab.

Die Drehzahl, bei der sich das Kontaktbetätigungsglied 24 in der Auslöserichtung bewegt, d. h. von der in Fig. 4 strichpunktiert dargestellten Stellung in die in Fig. 4 mit vollen Linien dargestellte Stellung, hängt von dem Ausmaß der möglichen Bewegung des Betätigungsgliedes ab.

Die Wirkung der Schalter-Rotorbewegung ist infolge der in den Federn 30 gespeicherten Energie kraftschlüssig und ergibt praktisch eine Schnappschalterwirkung in beiden Richtungen.

In Fig. 5 und 6 ist die gegenseitige Lage der Kontaktanordnung und des Schalterkontaktbetätigungsgliedes 24 dargestellt. Die Anordnung ist so getroffen, daß bei stillstehendem Motor die Kontaktteile 12 in Berührung mit der Fläche 25 stehen. In diesem Zustand werden die Schalterkontakte durch das Schalterkontaktbetätigungsglied 24 geschlossen gehalten. Wenn der Motor läuft und die Drehzahl die Auslösedrehzahl des Schalters erreicht, wird die Fläche 25 so weit zurückgezogen, daß sie von der Kontaktanordnung völlig freikommt, so daß sich die Kontakte 17 und 18 öffnen können. Die in Fig. 6 gezeigte Kontaktanordnung ist mit Anschlußklemmen und 41 versehen.

Die folgende Tabelle zeigt einige Zahlenwerte, die bei einem Schalter der zuvor beschriebenen Art erhalten werden können.

	Motordaten	Synchron drehzahl	Rotordaten	Nenn-
			Nenn-	Auslöse- drehzahl
Polzahl	Frequenz Hz	3000	Betriebs- drehzahl	U/min
		1500	U/min	900
2	50	1000	2310	450
4	50	1155	300
6	50	770

Claims (12)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrischer Fliehkraftschalter, dessen Fliehgewichte bei Einwirken der Fliehkraft eine den zu steuernden Schalter betätigende Ebene gegen die Einwirkung einer Rückstellfeder parallel verschieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfedern (30) sich auf Ansätzen der einander gegenüberliegenden Fliehgewichte (37) und an der Schalterbetätigungsfläche (25) derart abstützen, daß ihre durch die Lageveränderung der Fliehgewichte bedingte Formveränderung das Verschieben der Schalterbetätigungsfläche (25) bewirkt.

2. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfedern (30) im Ruhezustand des Schalters zwischen den Ansätzen der Fliehgewichte (37) bogenförmig gekrümmt sind und daß sich die Schalterbetätigungsfläche (25) im Bogenscheitel an den Rückstellfedern (30) abstützt.

3. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fliehgewicht einen Teil (36) aufweist, von dessen Enden sich zwei im wesentlichen parallele Federführungsfinger (38) nach einer Seite hin erstrecken, daß an dem Teil (36) ein Haken (39) angebracht ist, der in einen Rahmen (20) des Schalters eingreift, und daß an der Seite des Teiles (36), die von den Federführungsfingern (38) abgewendet ist, ein Fliehgewicht (37) befestigt ist.

4. Fliehkraftschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein U-förmiges Glied (24), dessen Steg als Schalterbetätigungsfläche (25) dient und dessen Schenkel (26) mit den Federn (30) und mit dem Rahmen (20) des Schalters im Eingriff stehen.

5. Fliehkraftschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (20) ein im wesentlichen rechteckiges Teil ist, in dessen Mitte eine Buchse (22) für eine Welle (23) angebracht ist, und daß jedes Ende

des rechteckigen Teiles Schwenkkanten (34 b) für die schwenkbar gelagerten Fliehgewichte (37) aufweist.

6. Fliehkraftschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Rahmen (20) Nasen (21) zur Begrenzung der Schwenkbewegung der Fliehgewichte (37) vorgesehen sind.

7. Fliehkraftschalter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (30) die Fliehgewichte (37) in schwenkbarem Eingriff mit dem Rahmen (20) halten.

8. Fliehkraftschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch zwei im Abstand voneinander angeordnete Blattfedern (4, 5), von denen jeweils ein Ende an einer elektrisch isolierenden Grundplatte (1) befestigt ist, während die anderen Enden der Federn durch ein Überbrückungsglied (15) verbunden sind, das auf einer Kante der Grundplatte (1) aufliegt, die als Schwenkachse für das Überbrückungsglied (15) dient, wobei die beiden Federn (4, 5) und das Überbrückungsglied (15) so angeordnet sind, daß bei der Schalterbetätigung das Überbrückungsglied (15) während eines bestimmten Abschnittes der Schalterbetätigung um die Kante verschwenkt wird, worauf das Überbrückungsglied als Ganzes außer Berührung mit der Grundplatte bewegt wird.

9. Fliehkraftschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Überbrückungsglied (15) sich um die Kontakte (17, 18) verschwenkt.

10. Fliekraftschalter nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Blattfeder (4, 5) in ihrem mittleren Abschnitt derart abgewinkelt ist, daß die anderen Enden der Federn unter die Oberfläche der Grundplatte (1) ragen.

11. Fliehkraftschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der freien Enden der Blattfedern (4, 5) ein elektrisch isolierendes Teü (12) angebracht ist.

12. Fliehkraftschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Blattfedern durch ein elektrisch isolierendes Teil überbrückt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 827 976;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1041133;
französische Patentschrift Nr. 931559.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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