DE502564C - Fliehkraft-Kontaktregler mit Blattfeder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen astatischen Drehzahlregler, d. h. einen solchen, bei dem das unter dem Einfluß der Fliehkraft stehende System sich bei der einzuregelnden Drehzahl in nahezu indifferentem Gleichgewicht befindet, so daß bei einer äußerst geringen Drehzahlsteigerung, also auch sehr kleinen Verstellkraft, bereits ein verhältnismäßig großer Hub der Reglermasse eintritt, deren Schwerpunkt anfangs möglichst genau in der Drehachse liegt. Die praktische Anwendung derartiger Regler scheiterte bisher an der im Vergleich zu den Reglerkräften großen Reibung, welche bei Bewegung der Reglermasse auftrat.

Die Erfindung überwindet diese Schwierigkeiten dadurch, daß als Reglersystem eine für statische Regler bereits vorgeschlagene, einseitig eingespannte Blattfeder dient, deren freies Ende ein regelbares Belastungsgewicht trägt. Durch die Wahl des Belastungsgewichtes wird dieses Schwingungssystem so abgestimmt, daß seine Eigenschwingungszahl mit der abzustimmenden Betriebsdrehzahl übereinstimmt.

Bei derartigen nicht astatischen Reglern liegen die oben geschilderten, durch die Reibung bedingten Schwierigkeiten nicht vor, da hier die Reibkräfte gegenüber den Fliehkräften von gänzlich untergeordneter Bedeutung sind. Während es also bei stabilen Reglern für die Empfindlichkeit und die Verringerung der Abmessungen ganz gleichgültig ist, ob ein gewichtsbelastetes Blattfedersystem oder beliebige andere Feder- und Schwunggewichtsanordnungen als Reglersystem gewählt werden, tritt durch Verwendung einer einseitig eingespannten, am freien Ende durch ein Gewicht belasteten Blattfeder und entsprechender Abstimmung bei astatischen Drehzahlreglern eine sehr erhebliche Verbesserung hinsichtlich der Empfindlichkeit und der Bauart ein.

Die bisher vorgeschlagenen astatischen Regler haben folgende Nachteile:

Mit den Spiralfedern kann kein Schwingungssystem von einer solchen Eigenschwingungszahl gebildet werden, daß der Regler für Drehzahlen von mehr als 2000 in der Minute brauchbar ist. Große Schwierigkeiten stellen sich auch bei der Bildung des Kurzschlußkontaktes ein. Es ist vorgeschlagen worden, ein dünnes Platinblättchen von etwa ¹J₁₀ ^mm Stärke zu benutzen, um die Reibung an dem Kontakt zu verringern. Durch derart empfindliche Teile leidet jedoch die Betriebssicherheit des Reglers erheblich. Ein großer Nachteil aller bisher vorgeschlagenen Regler dieser Art besteht auch darin, daß der Regler sehr viel Raum beansprucht, so daß es unmöglich ist, ihn bei kleinen Elektromotoren, beispielsweise von 0,1 PS und weniger, einzubauen. Bei sehr großen Schwankungen der angelegten Spannung macht sich außerdem eine gewisse Trägheit der Regulierung geltend, die ein einwandfreies Arbeiten des Reglers vereitelt.

Diese Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch behoben und zugleich eine besonders kleine Reglerbauart erreicht, daß bei für stabile Regler bekannter Anordnung der Blattfeder im wesentlichen in der Achsenrichtung der Reglerwelle die Mittelebene der Blattfeder im spannungslosen Zustand möglichst genau in die Drehachse gelegt wird. Um eine empfindliche Einstellung in dieser Hinsicht zu ermögliehen, ist die Einspannstelle der Feder zweckmäßig radial verschiebbar ausgebildet. Mittels eines in der Federlängsrichtung beweglichen Belastungsgewichtes, das zweckmäßig von außen verschiebbar ist, ohne daß der Regler auseinander genommen zu werden braucht, läßt sich die Vorrichtung in einfacher Weise für die Überwachung verschiedener Drehzahlen einstellen. Die Trägheitserscheinungen der Regulierung bei großen Spannungsschwankungen in dem zu regelnden Motor lassen sich erfindungsgemäß dadurch beseitigen, daß die Reglerfeder unter dem Einfluß eines Elektromagneten steht, dessen Stromkreis während jeder Drehung einmal für kurze Zeit geschlossen bleibt, so daß sich der Reglerkontakt öffnen muß.

Eine der zahlreichen möglichen Ausführungsformen des Erfindungsgedankens ist in

Abb. ι im Längsschnitt veranschaulicht, während

Abb. 2 das Schaltungsschema des Reglers zeigt. Auf der Welle 10 des zu regelnden Motors sitzt ein trommeiförmiges Gehäuse 11, an dessen Innenumfang der Kontakt 12 angebracht ist. Eine Blattfeder 13 ist in diesem Gehäuse 11 so angeordnet, daß sie sich im wesentlichen in der Achsenrichtung der Welle 10 erstreckt. An ihrem freien Ende trägt die Feder 13 ein dem Kontakt 12 gegenüberliegendes Gewicht 14. Die Reglerempfindlichkeit ist am größten, wenn im spannungslosen Zustand die Mittelebene der Blattfeder 13 und auch der Schwerpunkt des Belastungsgewichts 14 möglichst genau in der Drehachse liegen. Um eine recht feine Einstellung der Feder zu erzielen, ist deren eingespanntes Ende 15 nicht starr im Gehäuse 11 gelagert, sondern sitzt in einem Schlitten 16, der beispielsweise mittels einer von außen genau einstellbaren Spindel 17 in radialer Richtung verschiebbar ist.

Da sich die Blattfeder 13 nahezu beliebig klein ausführen läßt und da die Kontaktanordnung durch die axiale Lagerung der Blattfeder nur wenig Raum beansprucht, so gelingt es, den Durchmesser des Gehäuses 11 beispielsweise bis auf 30 bis 40 mm zu verringern. Die Anordnung eignet sich also für kleinste Ausführungen besonders gut.

Um die Eigenschwingungszahl des aus der

Masse 14 und der Feder 13 bestehenden Schwingungssystems und damit die Drehzahl, auf welche die Vorrichtung einregelt, leicht verändern zu ■ können, ist gemäß der Erfindung das Gewicht 14 in der Längsrichtung der Feder 13 verschiebbar. Besser wird zu diesem Zweck auf der Feder ein besonderes Gewicht 18 angeordnet, das vorteilhaft mit starkem Reibungsdruck auf der Feder gehalten wird. Um dieses Gewicht zu verschieben, ohne den Regler auseinander nehmen zu müssen, ist z. B. eine das Gewicht 18 umgreifende Gabel 19 vorgesehen, die mittels einer Spindel 20 von außen in axialer Richtung beweglich ist.

Da die Feder 13 und das Gewicht 14 im spannungslosen Zustand zweckmäßig genau in der Drehachse liegt, so kann es bei dieser labilen Lage vorkommen, daß die Feder durch die Fliehkraft nach der falschen Seite ausgebogen wird, also das Gewicht 14 den Kontakt 12 nicht ■berührt. Dies wird erfindungsgemäß dadurch verhindert, daß der Feder 13 schon im Ruhezustand eine gewisse Vorspannung erteilt wird. Diesem Zweck dient ein Anschlag 21, der die Feder um einen bestimmten Betrag aus der Nulllage in Richtung des Kontaktes 12 auslenkt.

Die Trägheitserscheinungen, die sich bei sehr großen Schwankungen der angelegten Spannungen (z. B. bei solchen von +. 10% und darüber) zeigen, lassen sich erfindungsgemäß dadurch beseitigen, daß die Reglerfeder 13 unter den Einfluß eines Elektromagneten 22 gesetzt wird, dessen Kern 23, wie das Ausführungsbeispiel zeigt, den Anschlag 21 aufnehmen kann, welcher die Feder 13 vorspannt. Als Anker dieses Magneten 22 kann, wie dargestellt, das Belastungsgewicht 14 der Feder selbst dienen. Die Wicklung des Magneten 22, dessen Kraft durch einen Vorschaltwiderstand regelbar ist, wird nun bei jeder Drehung der Vorrichtung für kurze Zeit geschlossen. Zu diesem Zweck ist neben den Schleifringen 24, 25, welche für den durch die Kontakte 12,14 überwachten Regler- too Stromkreis dienen, noch ein Ring 26 vorgesehen, bei welchem in einer Isoliermasse ein Kontaktstück liegt, das sich nur auf einen Bruchteil, etwa V₃ des ganzen Umfanges, erstreckt. Dieser Kontakt liegt in dem Stromkreis des Elektromagneten 22. Der Magnet reißt also bei jeder Umdrehung einmal das Gewicht 14 vom Kontakt 12 ab, öffnet also diese Kontaktstelle. Demgemäß bleibt die Reglerfeder 13 dauernd in Schwingungen und bringt das Magnetfeld des no zu regelnden Motors in eine Art labiles Gleichewicht in der Weise, daß der Motor ohne die unerwünschte Trägheitswirkung zu bis zu etwa + 20% Spannungsschwankung sich mit genügender Genauigkeit regeln läßt.

Die Empfindlichkeit des Reglers hängt wesentlich auch davon ab, daß an der Kontaktstelle 12, kein nennenswerter Funke entsteht. Dies wird in bekannter Weise durch Parallelschalten einesgenügendgroßenKondensatorszurKontakt- iao stelle erreicht, der bei richtigem Vergleichen eine vollständige Funkenlöschung bewirkt.

Abb. 2 zeigt das Schaltungsschema für den Regler. Auf der Welle 29 eines Nebenschlußmotors 27 sitzt der Regler 30 gemäß der Erfindung. Parallel zum Feld 35 des Motors liegen Kondensatoren 31 und der Reglerwiderstand 32, der durch die Kontaktstelle 12, 14 des Reglers 30 ein- bzw. ausgeschaltet wird. Der Stromkreis, welcher diesen Reglerwiderstand 32 enthält, verläuft beispielsweise von der negativen Klemme des Motors durch den Widerstand 32 und über den Schleifkontakt 24 zum ruhenden Kontakt 12, und wenn dieser von dem auf der Feder 13 sitzenden Kontakt 14 berührt wird, durch die Feder 13 und den Schleifkontakt 25 zur positiven Klemme des Motors.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Fliehkraft-Kontaktregler mit Blattfeder, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannstelle der Feder radial verschiebbar ist und daß die Feder im spannungslosen Zustand möglichst genau in die Drehachse eingestellt wird.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Feder in ihrer Längsrichtung ein Belastungsgewicht (18), zweckmäßig nach Überwindung eines starken Reibungsdruckes, z. B. mittels einer durch eine Spindel o. dgl. verstellbarer Gabel, von außen verschiebbar ist, ohne daß der Regler auseinander genommen zu werden braucht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen