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Drehzahlregler, insbesondere für Elektomotoren Die Erfindung betrifft
einen Drehzahlregler für Elektromotoren mit einem in Abhängigkeit von der Drehzahl
über eine Reibungskupplung gesteuerten Stufenwiderstand.
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Es sind bereits Regler bekannt, bei welchen die Bewegung des Fliehkraftreglers
entweder eine Reibungskupplung oder ein Schrittschaltwerk steuert. Diese Regler
arbeiten meist so, daß sie bei Drehzahlanstieg über die Reibungskupplung außer der
Veränderung des Motorfeldesi auch noch Federkraftspeicher aufladen müssen, die bei
fallender Drehzahl abhängig von ihrer Charakteristik eine Änderung des Motorfeldes
im entgegengesetzten Sinn bewirken. Diese beiden getrennten Regelmomente sind aber
äußerst starken Schwankungen unterworfen, so daß derartige Motoren besonders große
Neigung zum Pendeln zeigen.
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Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch behoben, daß:zur drehzahlabhängigen
Verstellung exzentrisch verstellbare Steuerflächen sowohl bei steigender als auch
bei fallender Drehzahl miteinander gekuppelte Reibrollen antreiben oder Gesperre,
die mit dem Feldregler in Antriebsverbindung stehen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt,
wobei unwesentliche Teile aus Gründen der Übersicht weggelassen sind, und zwar zeigen:
Fig. i einen neuen Regler schaubildlich, Fig,, 2 einen Schnitt nach Linie 11-II
der Fig. i, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform, Fig. q. ein Differenzgetriebe im
Schnitt für die Ausführungsform der Fig. 3.
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In Fig. i bezeichnet i eine Scheibe, die von der nicht dargestellten
Motorwelle in Pfeilrichtung angetrieben wird. Diese Scheibe trägt ein Fliehgewicht
2, das um den Zapfen 3 entsprechend der Drehzahl der Scheibe i unter der Rückstellkraft
q. ausschwingen kann. Selbstverständlich lassen sich auch mehrere Fliehgewichte,
falls Massenausgleich erforderlich ist, untereinander in geeigneter Weise verbinden.
Das Fliehgewicht 2 trägt Steuerflächen 5, die hier aus einem Kreissegment bestehen.
Im Gehäuse 6 des Motors ist die Welle 7 drehbar gelagert. Diese Welle 7 trägt an
ihrer einen, Seite eine Reibrolle 8, die vermittels der Zahnräder io, 1i, 12 mit
einer weiteren Reibrolle g in Antriebsverbindung steht. Von der Welle 7 wird, gegebenenfalls
über eine weitere Untersetzung
13, ein Widerstandschalter 1q. o. dgl. angetrieben,
der das Motorfeld 15 in an sich bekannter Weise beeinflußt.
Anstatt
einen Stufienwidexstand für die Feldbeeinflussung zu verwenden, kann man auch den
magnetischen Kreis durch Ein-.,
| schieben oder Herausziehen eines Eisen@irll' |
| beeinflussen oder die Büsten verstellen. |
| ae"ce `@ |
| dem Fliehgewicht 2 kann noch eine I |
| bremse 17 angebracht werden, die zusätzlr*-' |
durch einfaches Abbremsen eine Hilfsregelung der Drehzahl be-,virkt.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Steigt
die Drehzahl des Motors, so. wird das Fliehgewichte nach außen bewegt, und die Steuerfläche
5 berührt die Reibrolle 8 (Fig. 2) und erteilt dieser ein Drehmoment, das die Welle
7 in Pfeilrichtung 18 antreibt, so daß der Widerstandsschalter 14' z. B.
die strichpunktierte Stellung einnimmt. Durch die Verkleinerung des Widerstandes
16 sinkt jetzt die Drehzahl auf das gewünschte Maß.
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Fällt die Drehzahl durch Überlastung unter den Sollwert, so legt sich
die innere Steuerfläche 5 gegen die Reibrolle 9 und treibt diese in der eingezeichneten
Pfeilrichtung an, so daß über die Zwischenräder io, 11, , 13
der Schaltraum
i4. in die voll ausgezeichnete Stellung bewegt wird. Die Drehzahl steigt jetzt so
lange, bis die Steuerfläche 5 sich zwischen den Reibrollen 8, 9 frei bewegen
kann und alle(Teile außer Eingriff sind.
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In Fig. z ist ein Schnitt nach-der Linie II-II der Fig. i gezeigt.
Es ist hieraus deutlich zu erkennen, wie die Steuerflächen 5 sich ,gegen die Reibrolle
9 legen, wobei in dieser Zeichnung angenommen ist, daß die Drehzahl unter ihren
Sollwert gesunken ist. Es ist also die Innenfläche 5' der Steuerfläche 5 gerade
im Begriff, sich gegen die Reibrolle 9 anzulegen und damit vermittels des Zwischenrades
i i das Zahnrad io bzw. 13 anzutreiben.
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Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem an dem Fliehgewicht zwei
um 18o° versetzte Nocken öder Zapfen 33, 34 angebracht sind, deren Mittelpunkte
außerhalb der Verlängerung der Drehachse liegen. Diese Nokken oder Zapfen 33 und
34 stehen in kraftschlüssiger Verbindung mit zwei hintereinander angeordneten Kniehebeln
36, 37, die an einem festen Punkt 35 gemeinsam oder ge-
trennt gelagert sind.
Es ist hier aus Gründen der Deutlichkeit die Art der kraftschlüssigen Verbindung
mit den Nocken oder Zapfen 33> 34 nicht näher dargestellt. Diese Kniehebel 36, 37
können beispielsweise über Klinken 38, 39 Klemmgesperre oder Schrittschaltwerke
antreiben. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Zeichnung treiben sie über die
Klinken 38, 39 je eins der Sonnenräder 4o, 41 eines Differenzgetriebes in
den eingezeichneten beiden Pfeilrichtungen an. Die Achse 43 der Planetenräder 42
dieses Differentials ist nach außen verlängert und treibt den Feldregler an. Statt
die von den Zapfen 33, 34 abzuleitende Arbeit über Winkelhebel 36; 37
-zu
übertragen,: könnten auch Stößel oder geeignete Kurbelgetriebe verwendet werden.
.,Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Das Fliehgewicht 2 wird bei
Anstieg der Drehzahl ausschlagen, und je nach Weite dieses Ausschlages wird der
Mittelpunkt des Zapfens 33 sich dem Mittelpunkt der Drehachse nähern, während der
Mittelpunkt des Zapfens 34 sich von diesem entfernt. Der Winkelhebel 37 ist mit
dem Zapfen 33 in kraftschlüssiger Verbindung und erhält dadurch gar keinen oder
einen wesentlich kleineren Antriebsimpuls, der sich so auswirkt, daß beispielsweise
die Klinke 38 nur um eine Zahnbreite das Sonnenrad 4i weiterschalten kann. Der Winkelhebel
36 erhält aber durch den Zapfen 34, der sich auf einem größeren Radius bewegt, einen
wesentlich unterschiedlichen Antriebsimpuls und wird mit seiner Klinke 39 das Sonnenrad
4o des Differentials um mehr als eine Klinke, beispielsweise zwei bis drei Klinken,
weiterschalten. Dies hat zur Folge, daß die Achse 43 der Planetenräder 42 entsprechend
der Differenz der beiden Sonnenräder eine Bewegung in Pfeilrichtung 44 ausführt,
die für die Feldänderung in irgendeiner Weise nutzbar gemacht wird.
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Um zu vermeiden, daß bei Erreichen der Solldrehzahl die Winkelhebel
36, 37 dauernd angetrieben werden, d. h. mit gleichen Hubwegen arbeiten, kann man
einen einstellbaren Anschlag 45 vorsehen, der innerhalb der Solldrehzahl beide Hebel
so einstellt, daß die Zapfen 33 34. sie nicht berühren. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel
ist eine derartige Einstellung nicht vorgenommen, um die Wirkungsweise der Vorrichtung
deutlicher erkennen zu lassen. Zu diesem Zweck müßte der Anschlag 45 wesentlich
weiter nach rechts verstellt werden, wodurch auch der Hebel 36 mehr nach rechts
verschoben würde.
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Fig. 4 zeigt die Ausführungsform eines Differenzgetriebes. Dieses
besteht aus zwei als Sonnenräder dienenden Kugellaufschalen 45, 46, die beispielsweise
durch eine Schraubenfeder 47 zusammengedrückt werden. Zwischen den beiden Kugelschalen
45, 46 befindet sich ein als Planetenrad dienender Ring 49, der in Ausschnitten
Kugeln trägt; falls auf Ausschnitte verzichtet wird, sind die Kugeln auf besonderen
Achsen 51 des Rings 49 drehbar gelagert. Die Kugellaufschale 46 und der Planetenring
49 sind nicht auf dem Ansatz 52 der Kugellaufschale 45 gelagert, sondern werden
zweckmäßig durch die Kugeln 50 selbst zentriert. Die Federkraft der Schraubenfeder
47 ist durch den Bund 53, der auf dem
Ansatz 52 aufgeschraubt ist,
einstellbar. An Stelle von Kugeln 5o kann man auch Rollen o. dgl. wählen und die
Laufschalen 45, 46 entsprechend ausbilden. Die Laufschalen 45,46 sowie der Planetenring
49 tragen an ihrem äußeren Umfang entweder eine Verzahnung oder stehen mit einem
Klemm,gesp;erre in Eingriff.
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Die Wirkungsweise des Differenzgetriebes nach Fig. 4 ist folgende:
Die beiden als Sonnenräder dienenden Kugellaufschalen 45, 46 werden von den Schaltklinken
38 und 39 der Einrichtung gemäß Fig. 3 in entgegengesetzter Richtung angetrieben.
Die Kugeln 5o in dem Planetenrad 49 werden sich zunächst drehen, ohne auf dieses
ein Drehmoment auszuüben. Bleibt aber beispielsweise das Sonnenrad 45 gegenüber
dem Sonnenrad 46 zurück, so wird entsprechend dieser Differenz über die Kugeln bzw.
deren Lagerungen auf das Planetenrad 49 ein Drehmoment ausgeübt, welches das Planetenrad
49 vor- oder zurückbewegt: Um bei der Energieübertragung durch die Zapfen 33 und
34 Reibungsverluste zu vermeiden, können diese beispielsweise je einen äußeren Ring
tragen, der unter Zwischenschaltung einer Kugellagerung die drehende Bewegung nicht
mehr mitmacht, sondern sich lediglich auf den Übertragungsmitteln, in diesem Falle
den Winkelhebeln, abwälzt.