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Fliehkraftanlasser, besonders für Wechselstrommotoren Fliehkraftanlasser
dienen zum Anlassen von Wechselstrommotoren und haben den Zweck, die im Rotor liegenden
Anlaßwiderstände in Abhängigkeit von der Umdrehungszahl der Motoren kurzzuschließen.
Dies kann bekanntlich dadurch erreicht werden, daß von einem Fliehkraftpendel, entgegen
einer Federkraft, entsprechend der steigenden Drehzahl Schleif-oder Druckkontakte
verschoben werden, welche die einzelnen Widerstandsstufen kurzschließen. Bei dieser
Anordnung muß das Pendel stabil sein, d. h. jede Drehzahl muß einer bestimmten Stellung
dies Pendels entsprechen. Diese Anordnung hat aber den Nachteil, daß der Kontaktschluß
schleichend einsetzt, so daß an den Kontakten Funkenbildung auftritt und sie leicht
verbrennen. Um diesen Übelstand zu vermeiden, ist die Fliehkraft der Pendel vielfach
auch nur als Antriebskraft benutzt worden, indem durch geeignete Sperrungen. die
Bewegung der Kontakte so lange verzögert wird, bis diese Sperrungen bei der Erreichung
einer bestimmten Geschwindigkeit gelöst werden und so die Bewegungskräfte der Fliehkraftpendel
stufenweise zur Wirkung kommen können.
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Um diese ziemlich verwickelten Einrichtungen zu vereinfachen, ist
auch versucht worden, jedes einzelne Pendel labil zumachen, so daß bei einer bestimmten
Umdrehungszahl das Ausschlagen der Pendel plötzlich erfolgte. So wurde z. B. dieses
labile Ansprechen dadurch erzwungen, daß man die auf das Pendel wirkende Zugfeder
in bezug auf die Drehachse des Pendels so befestigte, daß die auf das Pendel wirkende
Komponente des Federzuges in geringerem Maße zunahm als die Fliehkraftkomponente
des Pendels.
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Hierbei ergeben sich aber schwerwiegende bauliche Nachteile, da die
von vornherein nur mit einer geringen Komponente ihrer Zugkraft der Fliehkraft entgegenwirkenden
Zugfedern sehr reichlich dimensioniert werden mußten, so daß sie im Verhältnis zu
d ex Größe des Gerätes schwer unterzubringen waren. Außerdem beeinflußten sie durch
ihre eigene Masse ungünstig die Wirkung des Fliehkraftp.endels.
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In der Abb. r ist diese Anordnung dargestellt. Es bedeutet d den Aufhängepunkt
des Fliehkraftp,endels, t die Federn, a den festen Aufhängepunkt der Federn, z ihren
Angriffspunkt am Pendel, s den Schwerpunkt des Pendels, x-y die Drehachse des Systems;
r £die Entfernung des Schwerpunktes s in der `Ruhelage des Pendels bis zur Drehachse
x-y und R die Entfernung des Schwerpunktes in der ausgeschwungenen Lage bis zurDrehachsex-y.
Soll nun die Bedingung erfüllt werden, daß das von der Feder auf das Pendel ausgeübte
Drehmoment beim Ausschwingen des Pendels nur wenig zunimmt; so darf sich die
Feder
f beten. Ansprechen nur wenig ausdehnen. Dieses ist aber nur dann möglich, wenn,
wie in der Abb. i dargestellt ist, der zwischen der Pendelachse und der Feder liegende
Winkel (3 klein gewählt wird. Hieraus ergibt sich zwangsläufig, daß auch der Hebelarm,
mit dem die Feder auf das Pendel wirkt, nur klein. sein kann. Dies bedingt aber,
daß die Federkraft und damit auch die Abmessungen der Feder groß sein müssen, um
der Fliehkraft, die auch bei sehr kleinen Massen infolge hoher Umlaufägeschwindigkeiten
der Motoren sehr groß ist, bis zum Erreichen der Ansprechdrehzahl das Gleich gewicht
halten zu können. Da nun der verfügbare Raum, z. B. im drehbaren Teil kleiner Motoren,
sehr beschränkt ist, lassen sich große Federn praktisch nur sehr schwer unterbringen.
Außerdem werdien die Achsdrücke und Reibungen. an den Gelenken zu groß, um ein genaues
Ansprechen zu erzielen.
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Diese Übelstände vermeidet die in der Abb.2 dargestellte Anordnung
des. Erfindungsgegenstandes. Hier steht das Pendel im Gegensatz zu den früheren
Ausführungen in der Ruhelage fast senkrecht zur Wirkrichtung der Fliehkraft, so
daß deren größter Teil von dem Aufhängepunkt des Pendels aufgenommen wird. An Stelle
der Zugfeder wird eine Drehfeder verwendet, die um die Achse des Pendels gewunden
ist. Das von dieser Feder ausgeübte Drehmoment nimmt bekanntlich proportional dem
Verdrehungswinkel zu. -Man. ist daher in der Lag_ e, durch eine Vorspannung dem
Verhältnis der Zunahme des von der Feder ausgeübten. Drehmomentes beim Ausschwingen
des Pendels einen beliebig kleinen Wert zu geben. Hierbei wird weder -der Raumbedarf
der Feder geändert, noch kann das Fliehkraftmoment der Feder störend die Wirkungsweise
des Pendels beeinflussen. Die Zunahme des von dem Peudel ausgeübten Momentes beim
Ausschwingen ergibt sich an Hand des in. der Abb.2 dargestellten Ausführungsbeispieles.
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Ist x-y die Drehachse des Systems, d der Aufhängepunkt des Eliehkraftpendels,
s der Schwerpunkt, m die Masse des Pendels, a oder Wißkel zwischen der Wirkrichtung
der Flieh kraft und der Pendelachse und i =R - r, worin R die Entfernung
des Schwerpunktes des Pendels in der ausgeschwungenen Lage bis zur Drehachse x-y
und r die in der Ruhelage bis zur Drehachse bedeutet, so übt die Fliehkraft
m . W2 # r auf das Pendel ein Drehmoment von m # c)2 # r # i # taug
a aus. Aus dieser Formel ergibt sich, daß bei einer derartigen Anordnung
des Pendels das Drehmoment beim Ausschwingen sehr stark zunimmt, und daß man die
Anfangsmomente sehr klein halten kann. Andererseits nimmt das Drehmoment der Drehfeder
je nach der Wahl: des Vorspannungswinkels nur wenig zu, so daß .eine ideale Momentschaltung
der Kontakte zustande kommt. Die Verbindung der Pendelaufhängung finit einer Drehfeder
als Gegenkraft ermöglicht, Anlasser mit Fliehkraftkontakten zu bauen, die nur geringen
Raum einnehmen, sich für alle Umdrehungszahlen .einstellen lassen und auch im Aufbau
einfach und zuverlässig sind.
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Ein praktisches Ausführungsbeispiel :eines solchen Schalters zeigt
die Abb.3 im Aufri.ß und die Abb. q. im Grundriß.
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Auf die Welle w eines Asynchronmotors ist ein Trommelgehäuse t aufgebracht,
auf dessen Umfang die Widerstände v schraubenförmig aufgewickelt sind. Im Inneren
der Trommel sind die einzelnen Zentrifugalpend'el z angeordnet, welche die Kontaktfedern
h tragen und die mit den Widerstandsstufen verbundenen Kontakte h kurzschließen.
Die Spiralfeder ist um den Aufhängepunkt des Pendels gewickelt. Mittels- Stellschrauben
g kann die Ruhelage des Pendels verstellt werden, so daß die Ansprechdrehzahl des
Anlassers in bequemer Weise regelbar ist.