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Fliehkraftschalter Induktionsmotoren werden meist unter Zuhilfenahme
einer Hilfsphase angelassen, in welcher ein gegenüber denn Strom in der Arbeitswicklung
phasenverschobener Strom erzeugt wird. Die Hilfsphase muß nach erfolgtem Hochlauf
selbsttätig bei einer bestimmten Drehzahl abgeschaltet werden, was durch einen Fliehkraftschalter
geschieht. Derselbe besteht aus einem Fliehkraftregler und aus zwei Kontakten, die
durch den Fliehkraftregler voneinander abgehoben bzw. wieder geschlossen werden.
' Die Abschaltung der Hilfsphase muß momentan erfolgen, damit der Funken abreißt
und ein Verschmoren, der Kontakte vermieden wird. Der Fliehkraftregler muß also
astatisch oder labil eingestellt werden. Auch muß die Abschaltung der Hilfsphase
bei einer genau bestimmten Drehzahl mit kleiner Toleranz erfolgen. Erfolgt die Abschaltung
bei zu niedriger Drehzahl, so kippt der Motor nach unten ab und. bleibt stehen.
Erfolgt sie bei zu hoher Dre'hza'hl, so brennt die Hilfswicklung durch. Ferner muß
von einem solchen Schalter eine kleine Baulänge und eine unbedingte Betriebssicherheit
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fordert werden. Auch müssen die rotierenden Massen möglichst klein sein,
weil sonst nach einiger Betriebszeit ein !klappermies Geräusch entsteht,-das für
die meisten Betriebszwecke derartiger Motoren nicht zugelassen werden kann. Bei
Erfüllung all dieser Forderungen muß der Fliehkraftschalter noch einfach und billig
sein. Repulsionsmotoren laufen mit großem Anzugsmoment an. Nach dem Anlauf wird
die Ankerwicklung durch einen Fliehkraftschalter kurzgeschlossen, so daß der Motor
als Induktionsmotor weiterläuft. In diesem Fall sind die ,Betriebsbedingungen für
den Fliehkraftschalter ähnliche. Der Schalter muß betriebssicher
sein
und. bei einer genau bestimmten Drehzahl momentan wirken. Ist die Anlaufzeit zu
lang, so erwärmt sich der Motor zu stank und kann defekt werden.
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Die für diesen Zweck zur Zeit verwendeten Fliehkraftschalter erfüllen
diese Bedingungen nicht oder nur zumTeil. Durch die vorliegende Erfindung wird dies
erreicht durch .die Kombination und funktionelle Verschmelzung eines an sich bekannten-Fliehkraftreglers
mit radial angeordneten Druckfedern mit einem an der Reglerhülse befestigten Stromleitungsring,
der beim Anlauf des Elektromotors gegen zwei feststehende Kontakte schleift, sowie
durch für den vorliegenden AnwendungszN"-eck wertvolle neue Erfindungsmerkmale.
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Abb. i stellt einen solchen Fliehkraftschalter im Stillstand bei geschlossenen
Kontakten im Längsschnitt und Abb.,2 in der Queransicht dar; Abb.3 zeigt denselben
Fliehkraftschalter im Längsschnitt während des normalen Betriebes des Elektromotors,
wobei die Schwungkörper ausgeklappt und die Kontakte voneinander abgehoben sind;
in Abb. 4, 5 und 6 ist ein Schwungkörper i in Längsschnitt, Queransicht und Draufsicht
gezeigt; Abb. 7 zeigt einen Kontaktapparat, wie er bisher meistens üblich war; Alb.
8 zeigt Fliehkrafrdiagram@me, und zwar sind in der Abszisse der Reglerhub und in
der Ordinate die Fliehkräfte aufgetragen. X-X ist die Drehachse des Fliehkraftreglers.
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Die Schwungikörper i sind in dem U-förmigen Teil 2 gelenkig gelagert
durch die Achsstückbolzen 3. Das Teil 2 ist fest verbunden mit dem Nabenstück 4,
das auf der Welle befestigt ist. Teil 2 und 4 bilden zusammen das Achsstück des
Reglers. In den Schwungkörpern i sind die Gelenkfederteller 5 gelenkig gelagert,
gegen die sich die Druckfe@ern 6 nach innen abstützen. Diese Federn sind nach außen
abgestützt gegen die \Iuttertt 7" die auf tnit dem Nabenstüdk 4 fest verbundene
Schraubenbolzen 8 aufgeschraubt sind. Die Schwungkörper i greifen mit den Armen
g mit einer Gleitwulst _in Nuten der Reglerhülse io ein. Mit der Hülse io ist "ein
Stromleitungsring ii fest verbunden. Derselbe schleift beim Anlauf des Elektromotors
gegen die in dem feststehenden Kontaktträger i 2 befestigten Kontakte 13 und 14
und leitet so den Strom über diese beiden Kontakte. Die Stromleitungsschienün 15
werden mit der Hilfsphase verbunden.
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Zum Teil wurden bisher zu diesem Zweck Fliehkraftregler mit Blattfedern
verwendet. Die Blattfedern brechen bei nicht genügend vorsichtiger B-ehandlung.
Das,Federkraftdiagramm ist unterschiedlich bei nur geringen Abweichungen :n der
Federblattstärke, die sich aus Herstellungsgründen nicht vermeiden lassen. Ferner
werden zum Teil Zugfedern verwendet, die insbesondere an den angelxigenen Osen zum
Bruch neigen. Das Federkraftdiagramm weist ziemlich große Verschiedenheiten auf,
weil die Initialspannung nicht gleichmäßig zu erzielen ist. Endlich verwendet man
hierfür an den Gelenkbolzen angreifendeTorsionsfedern oder axial angeordnete Druckfedern.
Mit denselben ist die Eigenreibung groß, weil die gesamte Federkraft belastend auf
die Gelenke wirkt. Der Fliehkraftschalter schaltet deshalb entsprechend seinem jeweiligen
Reibungs- oder Schmierzustand bei verschiedenen Drehzahlen. Die Verstellung der
Drehzahl ist an Blattfedern oder an Zugfedern oder Torsionsfedern nur innerhalb
kleiner Grenzen und mit umständlichen Mitteln möglich. Im Vergleich dazu sind Druckfedern
leicht justierbar, so daß sich die für den vorliegenden Zweck jeweils erforderliche
Charakteristik und Drehzahl genau erzielen läßt. Auch sind Druckfedern absolut betriebssicher
und können bei rauher Behandlung nicht brechen. Durch einfaches Verstellen der Muttern
7 kann die Drehzahl innerhalb verhältnismäßig weiterGrenzen verstellt werden. Da
'.die Fliehkraft der Schwungkörper i der Kraft der Federn 6 unmittelbar entgegen
wirkt, ist die Eigenreibung außerordentlich klein, so daß die Schaltung jeweils
hei genau derselben Drehzahl erfolgt.
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Die Kontaktbetätigung geschah bisher meist wie in Ab'b. 7 dargestellt
durch eine an dem Kontaktträger 16 befestigte Blattfeder 17, die im geschlossenen
Zustand der Kontakte 18 und i9 durch die Reglerhülse angespannt wird und sich hei
auseinandergehenden Schwungkörpern unter gleichzeitigem Offnen der Kontakte entspannt.
Der Hub der Kontaktfeder 17 wird durch das Blech 20 begrenzt. In Fig.8 ist a-b-g-h
das Fliehkraftdiagramm des Fliehkraftreglers mit den Querfedern 6, wenn man den
Regler astatisch einstellt, wie es zur Erzielung einer momentanen Wirkung erforderlich
ist. Das Fliehkraftdiagramm, das in diesem Fall fast mit dem Diagramm der Querfedern
6 übereinstimmt, schneidet die Abszissenachse im Schnittpunkt mit der Drehachse.
Mitunter ist es ratsam, den Regler labil einzustellen, so daß also das Flielikraftdiagramm
die Abszissenachse in einen vom Punkt a noch weiter entfernten Punkt schneidet.
Das Diagramm a-b-c-d stellt das Kräftediagramm der Kontaktfeder 17 dar. Diese Feder
muß eine gewisse Mindestfederkraft haben" damit sie den Kontakt 18 unbedingt sicher
abhebt. Ist die Feder zu schwach, so hebt sich der Kontakt 18 nicht ab,,und der
Motor wird defekt. Die Kontaktfederkraft a-c bei zusammengeklappten Schwungkörpern
istgrößer als die Kraft b-d bei au sei nandergeklappten Schwungkörpern, so daß sich
ein resultierendes Fliehkraftdiagramm a-b-e-f des Flielikraftreglers zusammen mit
der Kontaktfeder 17 ergibt. Der Regler wird also statisch und ist damit für den
vorliegenden Betriebszweck nicht zu gebrauchen. Will man den Regler in Verbindung
finit der Kontaktfede.r, 17 astatisch oder labil einstellen, so muß tnan ungewöhnlich
schwere Schwungkörper einbauen, damit das Kotitaktfederdiagramtn a-b-c-il gegenüber
dem Fliehkraftdiagrantm a-b-g-li größenmäßig zurücktritt. Damit wird ein geräuschvolles
Arbeiten des Fliehkraftreglers begünstigt. Auch werden die Baumaße größer.
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Erfindungsgemäß wird diese Schwierigkeit behoben
dadurch,
daß der Strom unter Vermittlung des Stromleitungsringes i i über die Kontakte 13
und 14 geleitet wird. In diesem Falle ist keine Zusatzfederkraft erforderlich, die
die Charakteristik des Fliehkraftreglers ungünstig beeinflußt. Das Diagramm a-b-c-d
entfällt also vollständig.
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Die Schwungkörper i sind mit geringstem Aufwand spanlos von Blech
geformt und 'haben ein radiales Loch 21. Außerdem haben sie einen hochgestellten
und außen abgerundeten Rand 22. Ferner haben die Schwungkörper nach innen eingebogene
Lappen 23. Der Rand 22 und die Lappen 23 dienen zur Versteifung und ergeben eine
größere Verstellungskraft. Der Rand 22 ist außen abgerundet um einen entsprechend
kleineren Außendurchmesser des Reglers zu erhalten. Der Rand 22 greift in Aussparungen
24 des ebenfalls spanlos von Blech geformten U-förmigen Teiles 2 ein, wodurch die
Baulänge verkürzt wird. In dem Teil 2 ist ein Nabenstück 4 befestigt, das entsprechend
dem jeweiligen Wellendurchmesser eine andere Bohrung erhält.
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Das Achsstück und die Schwungkörper des Reglers können auch gegossen,
gepreßt oder gespritzt sein.
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Mit der gefundenen neuen Kombinationslösung und mit den zusätzlichen
Erfindungsmerkmalen wird ein betriebssicherer, leicht justierbarer, momentan schaltender.,
geräuscharmer, einfach und kurz gebauter Fliehkraftschalter geschaffen, wie er den
an ein solches Gerät zu stellenden Anforderungen in bisher mannigfach vergeblich
erstrebter Weise entspricht. Wie aus der Beschreibung hervorgeht, würde nur ein
Teil dieser Anforderungen erfüllt werden, wenn man z. B. den Fliehkraftregler der
beschriebenen Bauart mit einem Kontaktapparat anderer Bauart oder umgekehrt den
beschriebenen Kontaktapparat mit einem anderen Fliehkraftregler zusammenwirken ließe.