DE2435600C3 - Während des Betriebs verstellbarer Zentrifugalschalter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Zentrifugalschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Zentrifugalschalter dieser Art ist aus der DE-PS 24 939 bekannt. Der hier beschriebene Zentrifugalschalter kann während des Betriebs nicht verstellt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zentrifugalschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß der Schaltpunkt während des Betriebs eingestellt werden kam... Diese Aufgabe wird durch eine Ausbildung entsprechend dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 die Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Zentrifugalschalter;

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der F i g. 1; F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der F i g. 1; F i g. 4,5 der F i g. 2 entsprechende Teilschnitte;

F i g. 6 einen Teilschnitt eines normalerweise geschlossenen Schalters.

Der in den Figuren gezeigte Zentrifugalschalter 10 ist z. B. in Verbindung mit einem flexiblen Instrumentenantrieb, z. B. einem flexiblen Antriebskabel für ein Kraftfahrzeugtachometer, verwendbar, um elektrische Stromkreise für Brennkraftmaschinen in Abhängigkeit von der Motordrehzahl oder der Fahrzeuggeschwindigkeit zu steuern.

Der Schalter 10 enthält eine umlaufende Welle 12, die in einem Gehäuse 11 gelagert ist. das zwei elektrische Anschlußklemmen 13, 14 aufweist Mit den Anschlußklemmen 13,14 sind Bürsten 26,27 mit Hilfe von Federn 28, 29 elektrisch verbunden. Gewünschtenfalls können die Bürsten auch auf andere Weise, beispielsweise durch flexible Leiterstücke, an die Anschlußklemmen angeschlossen sein. An jedem Ende der Welle 12 befindet sich eine Rechteckaussparung 16,17, eine Senkbohrung 18,19 und eine Druckscheibe 21,22 zur Verbindung mit dem Anschlußstück einer flexiblen Antriebswelle. An jedem Ende des Gehäuses U ist ein schulterförmiger Gewindeabschnitt 23, 24 angeordnet, auf dem die Anschlußhülse eines flexiblen Instrumentenantriebs aufschraubbar ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Schalter an beiden Enden identisch ausgebildet, so daß sich an jedem seiner oder beiden Enden eine flexible Welle anschließen läßt

Die Welle 12 enthält einen ersten Lagerabschnitt 31, der in einem entsprechenden Lagerabschnitt 32 des Gehäuses 11 sitzt Am Lagerabschnitt 31 befindet sich eine einstückige Ringschulter 33 mit einem Axialschlitz 34, einer radial verlaufenden Bohrung 36 und einer Senkbohrung 37. Mit Abstand von der Schulter 33 sind zwei in Axialrichtung voneinander getrennte Nasen 38, 39 vorgesehen.

Auf der Welle 12 ist ein Halter 41 in Form einer axial gleitfähigen Muffe angeordnet, die eine mit der Nase 38 zusammenwirkende Nut 42 aufweist. Infolge des gegenseitigen Eingriffs der Nase 38 und der Nut 42 ist die Muffe 41 in Axialrichtung längs der Welle 12 beweglich, jedoch mit dieser drehfest verbunden.

Ein Ring 43 mit einer Axialbohrung 44 und einem radialen Durchbruch 46 ist ebenfalls auf der Welle 12 angeordnet. Ein zweiter Lagerabschnitt 47 der Welle 12 erstreckt sich durch die Axialbohrung 44 des Rings 43, und die Nase 39 der Welle 12 wirkt im Schnappsitz mit dem radialen Durchbruch 46 zusammen, so daß der Ring 43 bezüglich der Welle 12 in Axial- und Umfangsrichtung unverschiebbar festgelegt ist Der zweite Lagerabschnitt 47 der Welle 12 ist drehbar in einem Lagerabschnitt 48 des Gehäuses U abgestützt

Auf der Welle 12 sind zwei elektrisch leitfähige Schleifringe 49 und 51 angeordnet, die mit den betreffenden Bürsten 26, 27 zusammenwirken. Der Schleifring 49 ist an der Ringschulter 33 befestigt, während der Schleifring 51 am Ring 43 angeordnet ist.

Eine längliche Feder 52 verläuft in Axialrichtung der Welle 12. Die Feder ""> ist aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt und enthält einen bügeiförmigen Abschnitt 53, der durch den Ring 43 am Schleifring 51 und an der Mantelfläche der Welle 12 festgeklemmt ist Der bügeiförmige Abschnitt 53 bildet einen kurzen, mit dem Schleifring 51 zusammenwirkenden Schenkel und einen langen, an der Mantelfläche der Welle 12 anliegenden Schenkel 56. Der Schenkel 56 der Feder 52 erstreckt sich durch einen Schlitz 57 in der Muffe 41 in den Schlitz 34 der Ringschulter 33 und endet in einem Gewichtsstück 58, das radial innerhalb des Schleifrings 49 liegt. Das Gewichtsstück 58 besteht aus elektrisch leitfähigem Material und kann gewünschtenfalls einstückig mit der Feder 52 ausgebildet sein.

Der Schlitz 57 der Muffe 41 enthält einen schneidenförmigen Abschnitt 59, der einen Teil des Schenkels 56 der Feder 52 festlegt. Der Teil des Schenkels 56 zwischen dem schneidenförmigen Abschnitt 59 und dem Gewichtsstück 58 entspricht der wirksamen, biegefähigen Länge der Feder, da der übrige Teil zwischen dem schneidenförmigen Abschnitt 59 und dem Rine 43 festgehalten ist und seitlich an der Welle 12

anliegt Bei einer Axialbewegung der Muffe 41 längs der Welle 12 und der Feder 52 wird die effektive Länge des längeren Schenkels 56 verändert Da die wirksame Länge der Feder ein Parameter ist, von dem die Biegesteifigkeit oder der Biegewiderstand der Feder abhängt, läßt sich durch die Axialv Erstellung der Muffe 41 die Zentrifugalkraft wählbar einstellen, die erforderlich ist, um die Kontaktfläche 61 der Feder 52 nach außen in Anlage an die Kontaktfläche 60 des Schleifrings 49 zu bewegen. In der Praxis wird die Muffe 41 derart eingestellt, daß die Anlage der Kontaktflächen 61 und 60 bei einer gewählten Drehzanl der Welle 12 erfolgt, die der zum Ausschwenken der Kontaktfläche 61 erforderlichen Zentrifugalkraft entspricht

Um die Einstellung der Axiallage der Muffe 41 zu ermöglichen, wodurch die wirksame Länge der Feder und somit die Ansprechdrehzahl des Schalters reguliert werden kann, ist die Muffe 41 auf ihrem Außenmantel mit parallelverlaufenden Ringnuten ver-ehen. In einer Kammer 66 des Gehäuses t i sitzt ein kreiszylindrisches Stellglied 63 mit Axialstegen 64, die mit den Ringnuten der Muffe 41 kämmen. Das Stellglied 63 ist mit einem geschlitzten Kopf 67 und einem mit der Kammer 66 zusammenwirkenden Reibring 68 versehen. Wenn das Stellglied 63 etwa mittels eines Schraubenziehers gedreht wird, wird die Muffe 41 in Axialrichtung längs der Welle 12 und der Feder 52 verschoben. Das Stellglied 63 ermöglicht somit während des Umlaufs der Welle 12 die Einstellung der Federwirkung, wenn die gegenseitige Anlage der Kontaktflächen 61 und 60 mit einer gewählten Drehzahl in Beziehung gebracht werden soll. Der Reibring 68 wirkt reibschlüssig mit dem Stellglied 63 und der Wand der Kammer 66 zusammen, so daß das Stellglied 63 und die Muffe 41 in einer gewählten Einstellage gesichert sind.

Gemäß F i g. 2 ist ein zusätzliches Gewichtsstück 69 als Kugel ausgebildet, die in der radialen Führung 37 angeordnet ist und aus einem dichten Material, wie Metall, besteht. Die Führung 37 sorgt für eine Radialführung, so daß das Gewichtsstück 69 die Kontaktfläche 61 unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft nach außen drückt. Wahlweise lassen sich andere Massestücke mit unterschiedlichen Gewichten verwenden, um voneinander verschiedene Drehzahlbereiche für den Betrieb des Schalters zu schaffen.

Eine abgewandelte Ausführungsform ist in Fig.4 gezeigt, wo die Kugel in der Führung 37 sitzt und durch eine in einer weiteren Senkbohrung 70 angeordnete Feder 71 radial nach außen gedrückt wird. Die Feder 52 sucht das Gewichtsstück 69 in der Führung 37 zurückzuhalten, während die Feder 71 des Gewichtsstück aus der Führung herauszudrücken sucht, und der Unterschied in der Vorspannkraft der beiden Federn ergibt diejenige Kraft, die durch die Zentrifugalwirkung des Gewichtsstücks überwunden werden muß, um das Schließen der Kontaktstücke einzuleiten. Wenn die Feder 71 kräftig ausgelegt ist, werden die Kontakte bei einer geringen Wellendrehzahl betätigt, und wenn die Feder 71 schwach ist, werden die Kontakte bei einer hohen Wellendrehzahl betätigt. Die Feder 71 bildet somit eine weitere Möglichkeit zur Auswahl der Geschwindigkeit, bei der die Kontakte in ihre Betätigungslage gelangen.

Eine weitere Ausführungsform eines Gewichtsstücks ist in Fig.5 gezeigt, wo das Gewichtsstück 73 als zylindrisches, in der Führung 37 sitzendes Rohrstück ausgebildet ist. Bei der Auiführungsform gemäß F i g. 5 erstreckt sich die Führung 37 über die Drehachse 74 der Welle 12 hinaus und endet in einer Schulter 76. Infolgedessen läßt sich ein Gewichtsstück 73 auswählen, der derart bemessen ist, daß sein Schwerpunkt 77 nahe an der Drehachse 74 der WeHe 12 liegt Wenn der S Schwerpunkt des Massestücks näher an der Drehachse der Welle liegt, ergibt sich eine höhere Ansprechdrehzahl, bei der die Kontakte in die Betätigungslage gelangen, und wenn umgekehrt der Schwerpunkt des Rohrstücks weiter von der Drehachse der Welle

ίο entfernt ist, wird die Ansprechdrehzahl verringert Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5 läßt sich dadurch weiter abwandeln, daß eine der Feder 71 gemäß F i g. 4 entsprechende Vorspannfeder verwendet wird.

Immer bewegt sich der Schwerpunkt des Kontaktes 58 und der Gewichtsstücke 69 oder 73 nach außen auf einen größeren Radius, sobald die Verschiebung des Kontaktstückes einsetzt, wodurch sich die am Kontaktstück angreifende Zentrifugalkraft ohne eine entsprechende Vergrößerung der Wellendrehzahl erhöht.

Diese Erhöhung des wirksamen Umlaufradius des Massestücks führt zu einer lawinen- oder schnappartigen Wirkung, die das Kontaktstück nach außen zu treiben sucht, sobald die gewählte Ansprechdrehzahl erreicht wird. Die schnappartige Wirkung sucht das Kontaktstück in der ausgeschwenkten Lage zu halten, selbst wenn die Wellendrehzahl konstant bleibt, wodurch ein Prellen der Kontaktflächen verhindert wird.

Gemäß F i g. 6 werden die Kontaktflächen voneinander getrennt, wenn die Welle eine vorgegebene Drehzahl erreicht. Hier übergreift ein nicht leitender Steg 81 den Schlitz 134 in der Welle HZ Ein Leiter 82 verläuft durch eine Radialöffnung 136 in der Welle 112 und liegt am Schleifring 149 an. Ein Kopf des Leiters 82 sitzt in einer Ausnehmung 137 und bildet eine Kontaktfläche 160, die normalerweise mit einer Kontaktfläche 161 der Feder 152 zusammenwirkt. Wenn die Welle 112 eine vorgegebene Drehzahl erreicht, wird die Feder 152 durch das Gewichtsstück 158 nach außen abgebogen, wodurch die Kontaktgabe zwischen den Kontaktflächen 161 und 160 unterbrochen wird.

Die wirksame Länge der Feder 152 wird durch diev Muffe 141 eingestellt und es kann gegebenenfalls auch zusätzlich ein Gewichtsstück verwendet werden.

Der Schalter 10 enthält eine Reihe von Bauteilen, die aus einem gießfähigen, elektrisch nicht leitendem Material hergestellt sind, und beispielsweise kann das Gehäuse 11, die Welle 12 die Muffe 41 und das Einstellglied 63 aus »Nylon« oder verstärktem »Nylon« bestehen. Andere Bauteile des Schalters, wie die Feder 52 und die zugehörigen Schleifringe, Bürsten und Anschlußklemmen sind aus einem elektrisch leitfähigem Material hergestellt. Gemäß den F i g. 1 bis 3 ist das Gehäuse 11 geschlossen, wodurch die Kontaktflächen vor einem Eindringen von Fremdstoffen geschützt werden, wobei der elektrische Schaltkreis zu und von der Welle über die Bürsten und die Anschlußklemmen hergestellt wird. Jedoch sind die Hauptbestandteile des Schalters auf der Welle befestigt, und daher läßt sich in bestimmten Anwendungsfällen ein Teilzusammenbau aus der Welle und den Schaltgliedern unabhängig von einem Gehäuse verwenden.

Gemäß den F i g. 1 bis 3 handelt es sich um einen

6j normalerweise geöffneten Schalter, bei dem der eine Anschluß eines elektrischen Schaltkreises an die Anschlußklemme 13 erfolgt, die mit der Feder 28, der Bürste 26 und dem Schleifring 49 elektrisch verbunden

ist, während der andere Anschluß des Schaltkreises an der Anschlußklemme 14 erfolgt, die mit der Feder 29, der Bürste 27, dem Schleifring 51 und der länglichen Feder 52 elektrisch verbunden ist. Da die Kontaktflächen 60 und 61 normalerweise durch einen Luftspalt getrennt sind, befindet sich der Schalter normalerweise in der Öffnungslage, bis die Welle 12 eine Drehzahl erreicht, die ausreicht, das Gewichtsstück 58 nach außen in Anlage an den Schleifring 49 zu verstellen.

Gemäß F i g. 6 handelt es sich um einen normalerweise geschlossenen Schalter, bei dem sich die Kontaktflächen 160 und 161 normalerweise berühren, wodurch ein elektrischer Stromkreis zwischen der Feder 152 und dem Schleifring 149 geschlossen wird, bis die Welle 112 eine Drehzahl erreicht, die ausreicht, das Gewichtsstück 158 nach außen vom Leiter 82 fort zu bewegen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Zentrifugalschalter mit einer von einer umlaufenden Welle getragenen Schalteinrichtung, die über zwei Schleifringe eine Verbindung zwischen gehäusefesten Klemmen bei einer vorgegebenen Drehzahl der Welle herstellt oder unterbricht, wobei die Schalteinrichtung einen mit dem ersten Schleifring verbundenen, feststehenden Kontakt und einen beweglichen Kontakt aufweist, der auf einem Ende einer axial verlaufenden Blattfeder befestigt ist, deren anderes Ende mit dem zweiten Schleifring fest verbunden ist und die zur Einstellung ihrer wirksamen Länge mit einem in Längsrichtung auf der Welle verschiebbaren Anschlag zusammenarbeilet, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (59) von einer Muffe (41) getragen ist, die die Blattfeder (52) umgibt und auf ihrem Außenmantel parallel verlaufende Ringnuten aufweist, die mit Axialstegen (64) eines kreiszylindrisch ausgebildeten und im Gehäuse (11) drehbar gelagerten Stellgliedes (63) kämmen.

2. Zentrifugalschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zusätzliches Gewichtsstück (69, 73), das in einer radialen Führung (37) der Welle (12) austauschbar angeordnet ist und bei Drehung der Welle an der Innenseite des freien Endes der Blattfeder (52) angreift.

3. Zentrifugalschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Gewichtsstücke gleicher Außenform, jedoch unterschiedlichen Gewichts, zur Verfügung stehen.