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Fliehkraftschalteinrichtung für Einphasen-Wechselstrommotoren mit
Hilfsphase Fliehkraftschalteinrichtungen für Einphasen-Wechselstrommotoren mit Hilfsphase
sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt, jedoch haben die bekannten Ausführungen
den Nachteil, daß sie zu kompliziert und damit zu kostspielig sind. Auch die Betriebssicherheit
dieser Schalteinrichtungen läßt vielfach zu wünschen übrig. Ferner sind bei den
meisten Schalteinrichtungen dieser Art die Schaltkontakte an schwer zugänglicher
Stelle angebracht, so daß sie nicht ständig überwacht werden können.
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Die Erfindung bringt auf diesem Gebiet einen erheblichen technischen
Fortschritt, und zwar besteht der Erfindungsgedanke zunächst darin, daß auf der
Achse des Einphasen-Motors .ein vorzugsweise aus Leichtm.etallspritzguß bestehender
Käfig befestigt ist, der von einem ständig unter Federwirkung stehenden, axial verschiebbaren
!Gehäuse umgeben ist und an einer Stirnseite radial verlaufende Ausnehmungen aufweist,
in denen als Kugeln oder Rollen ausgebildete Fliehgewichte lose gelagert sind, die
beim Anlaufen des :Motors durch die Fliehraft nach außen getrieben und .dabei durch
die Formgebung der Ausnehmungen zwangsläufig so gegen die Innenseite der Gehäusekappe
gedrückt werden, daß das 'Gehäuseeine Axialverschiebung entgegen der Wirkung der
Federn ausführt, die eine Unterbrechung des im Stromkreis der Hilfsphasenwicklung
liegenden Schaltkontaktes bewirkt, während beim fStillsetzen des Motors die Fliehgewichte
und das Gehäuse durch die auf letzteres einwirkenden Federn in die Ruhestellung
zurückbewegt
werden, wodurch eine Schließung des Stromkreises der Hilfsphasenwicklung erfolgt.
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Ferner besteht die Erfindung darin, daß die Kontakteinrichtung zum
Ein- und Ausschalten der Hilfsphasenwicklung an dem an der Außenseite des Lagerschildes
vorgesehenen Klemmbrett angebracht und in einer (Bohrung des Lagerschildes ein zweckmäßig
aus Vulkanfiber bestehender Stab gelagert ist, der die Axialverschiebung des Fliehgewichtgehäuses
auf die am Klemmbrett angeordnete Kontakteinrichtung überträgt. Die Kontakteinrichtung
kann bei dieser Anordnung denkbar einfach gehalten und während des Betriebes jederzeit
auf einwandfreies Arbeiten überprüft werden, was bei den bekannten, durchweg innerhalb
des Motorgehäuses liegenden Schalteinrichtungen unmöglich ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht.
Es zeigt Fig. i einen senkrechten Teilschnitt durch einen Einphasen-Wechselstrommotor
mit der erfindungsgemäßen Fliehkraftschalteinrichtung in Ruhestellung, Fig. 2 die
Anordnung nach Fig. z während des Betriebes, Fig. 3 die Anordnung der Kontakteinrichtung
an der Innenseite des Lagerschildes, Fig.4 eine Stirnansicht des die Fliehgewichte
enthaltenden, auf der Motorwelle befestigten Käfigs, Fig. 5 ,eine Einzelheit der
Anordnung nach Fig. i, Fig. 6 eine besondere Ausführungsform des Käfigs.
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Auf der Motorwelle a ist zwischen dem Rotor v und dem äußeren
Lagerschild c ein aus Leichtmetallspritzguß oder einem anderen nicht magnetisierbaren
Werkstoff bestehender Käfig d befestigt, der in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
sechs gleichmäßig auf dem Umfang verteilte, radial nach außen gerichtete Ausnehmungen
f aufweist, die nach außen hin flacher werden und in denen je eine Stahlkugel g
lose gelagert ist. Der Käfig d ist von einem Gehäuse umgeben, das aus einer Abdeckkappeh
und einer Scheibe i besteht; die durch Hohlniete j fest miteinander verbunden sind.
Die Kappe h deckt die mit den Ausnehmungen f und Kugeln g versehene Vorderseite
des Käfigs ab und verhindert ein 'Herausfallen der Kugeln g aus ihren Ausnehmungen
h; sie -besteht aus einem Nichteisenmetall, so daß sie von den in der Nähe des Rotors
auftretenden magnetischen Strömungen nicht beeinflußt werden kann. Zwischen der
Scheibe i und dem Käfig d sind auf den durch die Bohrungen h hindurchgeführten
Hohlnieten j Druckfedern m gelagert, durch die die Abdeckkappe h -ständig gegen
die Kugeln g angedrückt wird.
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Die Kontakteinrichtung für die Hilfsphase ist auf dem an der Außenseite
des Lagerschildes c befestigten Klemmbrett n angeordnet und besteht aus zwei Blattfedern
o und p, die an ihrem freien (Ende mit silberplattierten Kontakten q versehen sind.
Ferner ist in einer parallel zur Motorwelle a verlaufenden Bohrung des Lagerschildes
c ein Stab r lose gelagert, der vorzugsweise aus Vulkanfiber besteht. Dieser :Stab
liegt bei stillstehendem Motor einerseits gegen die Scheibe i, andererseits gegen
die Kontaktfeder o an und bewirkt in der Ruhestellung nach Fig. i eine Berührung
der Kontakte q, so daß der Stromkreis der Hilfsphase geschlossen ist. Beim Einschalten
des Motors wird somit die Hilfsphase unter Spannung gesetzt, so daß der Einphasen-Motor
selbsttätig anläuft. Mit zunehmender Rotordrehzahl werden >die Kugeln g durch die
Fliehkraft in den Ausnehmungen nach außen bewegt und bewirken dabei eine Axialverschiebung
des Gehäuses h, i entgegen der Wirkung der Druckfedern m. Die iScheibe
i wird mithin vom Stab r
abgehoben, so daß der Druck des Stabes r gegen
die Kontaktfeder o aufhört und die Kontakte voneinander abgehoben werden. In diesem
Augenblick wird die Hilfsphase stromlos.
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Die Elemente der Fliehkraftschalteinrichtung werden so bemessen, daß
der Hilfsphas:enstromkreis unterbrochen wird, bevor der Motor seine volle (Drehzahl
erreicht hat. Bei Motoren mit 1400 Umdrehungen je Minute liegt der Zeitpunkt
des Ausschaltens etwa bei 95o Umdrehungen je Minute.
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Um ein plötzliches Ausschalten des Hilfsphasenstromkreises zu erzielen
und so an den Kontakten q die Bildung von Abreißfunken u. dgl. wirksam zu verhindern,
sind bei der Ausführungsform nach Fig.6 die Ausnehmungen f mit kugelpfannenartigen
Rasten s für die in der Ruhelage befindlichen Kugeln g versehen. Beim Einschalten
und Anlaufen des Motors verharren die Kugeln g zunächst in den Rasten s und schnellen
vor Erreichung der vollen Motordrehzahl plötzlich und gleichzeitig aus den Rasten
s heraus nach außen, so daß die Kappe h mit der Scheibe i schlagartig axial verschoben
und der ,Kontakt bei q schnell unterbrochen wird.
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Die außerhalb des Lagerschildes c liegende Kontakteinrichtung
o; p, q läßt sich während des Betriebes überwachen, so daß eine sichere
Funktion gewährleistet ist.
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Es ist naturgemäß auch möglich, die Kontakteinrichtung o, p,
q an tder Innenseite des Lagerschildes c anzuordnen, wie es in Fig. 3 veranschaulicht
ist. Bei dieser Ausführungsform bewirkt die Scheibe i unmittelbar eine .Schließung
des Kontaktes q, so daß der Stab r nach Fig. z und 2 in Fortfall kommt.
Die Scheibe i muß hier naturgemäß aus Isoliermaterial hergestellt sein, während
sie bei der Ausführung nach Fig. i und 2 auch aus Metall bestehen kann.
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Schließlich ist es .möglich, die Rasten für die in der Ruhelage befindlichen
Kugeln an der Kappe h vorzusehen.