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Fliehkraftabhängiger Drehzahlregler für Elektromotoren Die Erfindung
bezieht sich auf fliehkraftabhängige Drehzahlregler für Elektromotoren. Derartige
Fliehkraftschalter sind im allgemeinen so ausgebildet, daß sie auf der Motorwelle
oder auf einer Verlängerung derselben angebracht sind und mit der-- Motorwelle umlaufen.
Infolge der Zentrifugalkräfte werden die Fliehgewichte in Abhängigkeit von der Drehzahl
axial bewegt. Bei einer bestimmten Drehzahl werden durch den Fliehkraftschalter
Kontakte geöffnet, welche die Stromzufuhr für den Motor unterbrechen. Der Nachteil
derartiger Anordnungen liegt darin, daß der Verstellweg dieser Schaltung nicht eindeutig
durch die Drehzahl bestimmt ist und der Schalter daher nur für eine grobe Regelung
geeignet ist. Jede Welle weist nämlich ein axiales Spiel auf, welches als Störgröße
auf die Regelung einwirkt, und zwar liegt diese Störgröße in der Größenordnung der
Bewegungen, die durch Fliehkräfte hervorgerufen werden. Für eine Feinregelung ist
ein solcher Fliehkraftschalter somit nicht geeignet.
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Bei einem bekannten Fliehkraftschalter sind die kreisförmig angeordneten
Fliehgewichte selbst als Kontakte ausgebildet. Die Fliehgewichte überbrücken bei
Erreichen der Ansprechdrehzahl die Kontakte des Fliehkraftschalters. Es sind neun
solcher Fliehgewichte vorhanden, welche durch eine Röhrenfeder radial auf ein Rohr
gedrückt werden und durch die Fliehkraft gegen die Kraft einer Feder die Schaltbewegung
ausführen. Eine genaue und zuverlässige Wirkungsweise ist hierbei schon deswegen
nicht möglich, weil die Fliehgewichte nicht angelenkt sind, so daß ihre Bewegung
schwerlich eindeutig wird und Klemmungen kaum zu vermeiden sind. Der wesentliche
Nachteil in der Wirkungsweise dieser bekannten Anordnung besteht jedoch darin, daß
bei dieser Bauart grundsätzlich nur eine Kontaktschließung bei der Ansprechdrehzahl
erzielt werden kann; eine Öffnung von Kontakten, wie sie insbesondere bei der Regelung
von Motoren erforderlich ist, ist bei dem bekannten Fliehkraftschalter nicht möglich.
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Durch die Erfindung werden die geschilderten Nachteile der bekannten
Fliehkraftschalter vermieden. Der fliehkraftabhängige Drehzahlregler für Elektromotoren,
der mit segmentförmig ausgestalteten, bei Stillstand eine zylindrische Oberfläche
bildenden Fliehgewichten versehen ist, die um auf einem scheibenförmigen Träger
angebrachte Stifte außerhalb ihrer Symmetrielinien drehbar gelagert sind und die
bei ihrer Auslenkung mittels einer zylindrischen Umfangsfläche eine Kontaktfeder
betätigen,. ist erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß- die segmentförmigen Fliehgewichte
bei Stillstand miteinander die Form eines Rotationskörpers aufweisen, dessen größter
Durchmesser größer ist als der Durchmesser der die Kontaktfeder betätigenden zylindrischen
Umfangsfläche.
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Durch die neue Bauart gemäß der Erfindung kann der Fliehkraftschalter
außerordentlich einfach, d. h. unter Verwendung von wenigen und nicht störanfälligen
Einzelteilen, ausgeführt werden. Bei Drehzahlregelanordnungen, bei denen die Fliehkraftschalter
feststehen, spielt das Bremsmoment, welches durch die Auflage der Kontaktfeder auf
den Fliehgewichten erzeugt wird, eine erhebliche Rolle. Durch die Erfindung wird
dieses Bremsmoment mittels einer einfachen Maßnahme stark herabgesetzt, obwohl große
Radien für eine besonders wirksame Arbeitsweise vorgesehen sind. Erreicht wird dies
dadurch, daß der Außendurchmesser der Segmente größer ist als derjenige Durchmesser,
der zu der zylindrischen, mit dem Kontakt in Berührung stehenden Fläche gehört.
Es werden durch die Erfindung also zwei Vorteile erzielt, nämlich erstens große
Radien der Fliehgewichte und dadurch erhöhte Wirksamkeit der Regelanordnung infolge
erhöhter Empfindlichkeit und zweitens niedriges Bremsmoment durch kleinen Radius
der angreifenden Kontaktfeder.
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Es ist zwar schon ein Fliehkraftregler bekanntgeworden, bei welchem
die Fliehgewichte ebenfalls um auf einem scheibenförmigen Träger angebrachte Stifte
außerhalb ihrer Symmetrielinien drehbar gelagert sind und die bei ihrer Auslenkung
eine Kontaktfeder betätigen; jedoch weist dieser bekannte Fliehkraftregler gerade
die Nachteile auf, die durch die Erfindung vermieden werden. Die Kontaktfeder wird
nämlich bei der bekannten Anordnung mit der größten Fläche der Fliehgewichte betätigt,
so daß das Bremsmoment so groß wird, daß eine Anwendung dieser Bauart nicht vertretbar
ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den F i g. 1 und
2 der Zeichnung dargestellt, während die F i g. 3 und 4 die Wirkungsweise desselben
veranschaulichen. Auf der nicht dargestellten Welle eines Motors, beispielsweise
eines Gleichstrommotors, sitzt ein scheibenförmiger Träger 1, in welchem drei Fliehgewichte
2 an Stiften 3 drehbar befestigt sind. Es ist aus der F i g. 1 zu erkennen, daß
jedes Fliehgewicht im wesentlichen einen Sektor von 120° eines Rotationskörpers
darstellt. Die Zwischenräume zwischen den drei Fliehgewichtsegmenten sind der Deutlichkeit
halber übertrieben dargestellt. Der aus den drei Segmenten gebildete Rotationskörper
hat einen größten Durchmesser (bei 10), welcher größer ist als der Durchmesser
einer mit einer Kontaktfeder 6 zusammenarbeitenden Zylinderfläche. Bei Stillstand
und bei niedriger Drehzahl nehmen die Segmente die in F i g. 1 dargestellte Lage
ein, in welcher sie durch eine Schraubenfeder 4, auch Röhrenfeder genannt,
gehalten werden. Die Feder 4 ist als endloses Band in sich geschlossen, und
ihr Umfang ist in entspanntem Zustand ein wenig kleiner als aus F i g. 1 ersichtlich
ist. Wenn nun die Feder 4 auf die Segmente 2 aufgesetzt wird (F i g. 2), dann erhält
sie eine bestimmte Vorspannung und verhindert dadurch, daß die Fliehgewichte 2 durch
Einfluß der Schwerkraft aus der in F i g. 1 dargestellten Lage abgelenkt werden.
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Die durch die Fliehgewichte zu betätigende Kontaktfeder 6 der Schaltvorrichtung
5 (F i g. 3 und 4) ist einseitig am Ständer befestigt und ruht bei Stillstand auf
der Zylinderfläche 7 kleinen Durchmessers (F i g. 2). In F i g. 3 ist die Anordnung
bei Stillstand dargestellt; die beiden Kontakte 8 und 9 sind dabei geschlossen.
Sowie die Motorwelle sich dreht, nimmt sie den Träger 1 sowie die an demselben angelenkten
Fliehgewicht 2 mit. Da die Fliehgewichtsegmente exzentrisch angelenkt sind, wird
eine Fliehkraftkomponente wirksam, welche die Segmente um deren Stifte 3 im Uhrzeigerdrehsinn
zu drehen sucht. Diese Kraft wirkt der Kraft der Feder 4 entgegen, so daß zunächst
die Auslenkung verschwindend klein ist. Erst bei Erreichen der Ansprechdrehzahl
wird die Fliehkraft so groß, daß sie die Federkraft überwindet und durch Anheben
der Kontaktfeder 6 die Kontakte 8, 9 trennt.
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Die Kontaktfeder 6 braucht bei Stillstand nicht unbedingt auf den
Flächen 7 der Fliehgewichte aufzuliegen. Sie kann auch in einem bestimmten Abstand
hiervon angeordnet sein. Es ist dies eine Frage der Bemessung, des Verhältnisses
von Fliehkraft zur Kraft der Feder 4 und anderer Faktoren der Regelanordnung.