DE1096457B - Fliehkraftschalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Bei bekannten Fliehkraftschaltern, die allgemein auf den Zentrifugalregler von Watt zurückgehen, wirken die auseinandergehenden Fliehgewichte unmittelbar oder über ein Gestänge auf die elektrischen Kontakte. Bei diesen Fliehkraftschaltern entspricht die Bewegungsarbeit der Kontakte bezüglich der Kräfte dem Unterschied zwischen der Zentrifugalkraft und der elastischen Kraft der Feder oder Federn, die diese praktisch ausgleichen, und bezüglich der Verschiebung der Bewegungsarbeit der Fliehgewichte, so daß die Betätigungskraft der Kontakte schwach ist und die Verschiebung dieser Kontakte langsam vor sich geht. Schließlich ist die Präzision, mit welcher diese Kontakte funktionieren, gering, da die Ansprechdrehzahlen von den Rückführvorrichtungen der Fliehgewichte und der Kontakte abhängen.

Weiter sind Fliehkraftschalter mit Momentschaltung bekannt, bei denen diese Mangel teilweise vermieden sind und deren Betätigungskraft stärker ist. Jedoch besitzen auch diese Fliehkraftschalter noch wesentliehe Nachteile. So tritt bei diesen in der Betriebsstellung zwischen den feststehenden und den sich drehenden Teilen eine Reibung auf, und zwar so lange, wie die Kontakte geschlossen sind. Dabei unterliegen die sich reibenden Teile einer' starken Abnutzung. Ein sicheres Funktionieren dieser Fliehkraftschalter ist somit nicht gegeben und eine genaue Drehzahlregelung demzufolge nicht möglich.

Zweck der Erfindung ist es, einen Fliehkraftschalter so auszubilden und zu gestalten, daß bei ihm die Mangel und Nachteile der bekannten Fliehkraftschalter beseitigt sind.

Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, einen Fliehkraftschalter anzugeben, der die Energie zur Betätigung der Kontakte von der Schwungkraft des sich drehenden Fliehgewichtes erhält, d. h. von der Antriebsvorrichtung, die dieses mit sich nimmt. Weiterhin soll dieser Fliehkraftschalter bei einer bestimmten und regulierbaren Drehzahl arbeiten können und schließlich derart beschaffen sein, daß die Verbindung zwischen dem Fliehgewicht und den genannten Kontakten nur während einer sehr kurzen Zeit besteht, so daß im normalen Betrieb keine Reibung und Abnutzung auftreten kann.

Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß wenigstens ein Fliehgewicht ein begrenzt schwenkbares Schaltelement über Schaltnocken so steuert, daß der eine Schaltnocken aus der bei Erreichen der Ansprechdrehzahl vom Fliehgewicht eingenommenen Bahn hinausgedrückt und der andere Schaltnocken in eine Bahn des Fliehgewichtes hineingedrückt wird, die der zweiten Ansprechdrehzahl entspricht.

Vorzugsweise dient als ein dem Fliehgewicht ent-Fliehkrafts chatter

Anmelder:

Societe Anonyme dite:
La Telemecanique Electrique,
Nanterre, Seine (Frankreich)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Schiffer, Patentanwalt,
Karlsruhe (Bad.), Kochstr. 3

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 2. September 1955 und 20. Juni 1956

Louis Joseph Fechant, Chatou, Seine-et-Oise

(Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

gegen wirkendes elastisches Element eine Torsionsfeder, die eine das Fliehgewicht tragende und senkrecht zur sich drehenden Welle verlaufende Drehachse umgibt und sich gegen das Fliehgewicht abstützt.

In einer Ausführungsform der Erfindung ist das Schaltelement eine Schalterwippe, die um eine Achse schwingt, die senkrecht zur sich drehenden Welle verläuft.

Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß der Teil des Fliehgewichtes, der mit der Schalterwippe für die Kontakte zusammenwirkt, eine konvexe Oberfläche aufweist und daß die Schaltnocken der Schalterwippe als Rollen ausgebildet und um Zapfen drehbar sind, die in Radialebenen der sich drehenden Welle liegen, derart, daß die Rollen mit der konvexen Oberfläche zusammenwirken können.

Eine derartige Ausführungsform bietet den Vorteil der Einfachheit, doch hat sie dagegen folgenden Nachteil: Die Verschiebung der Schalterwippe für die Kontakte geht in einer Ebene vor sich, die parallel zur Achse der sich drehenden Welle liegt, und die Komponenten dieser Verschiebung haben praktisch eine Richtung, die parallel zu dieser Achse ist, während die Drehbewegung des die Schalterwippe steuernden Fliehgewichtes in einer Ebene vor sich geht, die senkrecht zur Rotationsachse verläuft. Die bei dieser Anordnung auftretenden Reaktionskräfte müssen von der Drehachse, die das Fliehgewicht trägt, und von der Achse, welche die Schalterwippe trägt, abgestützt

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werden. Dieser Nachteil ist um so wichtiger, als die Wirkung des Fliehgewichtes' auf das als Schalterwippe ausgebildete Schaltelement den Charakter eines Stoßes hat.

Um diesen Nachteil auf vorteilhafte Weise zu beseitigen, erfolgen die Verschiebungen eines begrenzt schwenkbaren Schaltelementes für die Kontakte ebenso wie die Drehung des Fliehgewichtes in Ebenen, die senkrecht zur Achse der sich drehenden Welle verlaufen.

Zu diesem Zweck ist das begrenzt schwenkbare Schaltelement als Sekundärwelle ausgebildet, die parallel zu der sich drehenden Welle und exzentrisch zu dieser angeordnet ist, wobei diese Sekundärwelle mit seitlichen Schaltnocken versehen ist, die, wenn sie in der Bahn des Fliehgewichtes liegen, von diesem über einen bestimmten Bogen der Bahn mitgenommen werden und dann aus dieser infolge der Exzentrizität der beiden Wellen heraustreten.

Vorzugsweise befindet sich die Sekundärwelle in zwei um 180° gegeneinander versetzten Winkelstellungen in stabiler Lage und in Zwischenstellungen in labiler Lage. ■_■■-■

In den stabilen Lagen der Sekundärwelle befinden sich die beiden Schaltnocken in der Ebene, welche durch die Rotationsachsen· der beiden Wellen hindurchgeht.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind die Schaltnocken der Sekundärwelle winkelmäßig und in Längsrichtung versetzt, während die sich drehende Welle zwei Fliehgewichte trägt, auf die verschiedene Rückstellkräfte wirken, wobei je ein Betätigungsfinger dieser beiden Fliehgewichte, die sich in einer zu den Wellen senkrechten Ebene drehen, zwischen den beiden Schaltnocken liegt, wenn bei einer zwischen den Ansprechdrehzahlen liegenden Drehzahl eines der Fliehgewichte in einer seiner Grenzlagen liegt und das andere in der gegenüberliegenden Grenzlage, während der Betätigungsfinger jedes dieser Fliehgewichte in die Ebene eines der beiden Schaltnocken zu liegen kommt, wenn das Fliehgewicht von der einen Grenzlage in die andere ausschwenkt.

Bei jeder dieser verschiedenen Ausführungsformen erhält der Fliehkraftschalter die Energie zur Betätigung der Kontakte von der Schwungkraft der rotierenden Welle, d. h. von dem Antriebsmotor, während die Verbindung zwischen dem Fliehgewicht und dem begrenzt schwenkbaren Schaltelement für die Kontakte nur während einer sehr kurzen Zeit besteht, so daß bei normalem Betrieb der Fliehkraftschalter gemäß der Erfindung frei von jeder Reibung und Abnutzung ist.

Wenn als Schaltelement für die Kontakte eine exzentrische Sekundärwelle dient, werden alle Reaktionskräfte dieser Welle im Augenblick ihrer Mitnahme durch den Schaltnocken gleich Null, da sie parallel zur Drehachse des Fliehgewichtes liegen. Obgleich dies nicht unerläßlich ist, können die durch das Schaltelement betätigten Kontakte »Mikro-Kontakte« sein, d. h. Unterbrecher, bei denen ein nach einer Seite ausgewölbtes Metallblatt verwendet wird, das bei Belastung schlagartig in eine Stellung umspringt, in der es nach der anderen Seite gewölbt ist. Solche Unterbrecher arbeiten an sich schon in der gewünschten Weise, indem sie die Kontakte schlagartig öffnen und schließen.

Da die Kraft des dem Fliehgewicht entgegenwirkenden elastischen Elementes sich wenig beim Ausschwenken dieses Fliehgewichtes ändert, ergibt sich ein plötzlicher Stellungswechsel des Fliehgewichtes von der einen Grenzlage in die andere, wenn die Zentrifugalkraft auch nur wenig die durch das elastische Element gelieferte Kraft übersteigt. Sobald der Schwerpunktsabstand des Fliehgewichtes sich ändert, ändert sich die Zentrifugalkraft im Verhältnis zum Quadrat dieses Abstandes, selbst wenn genau in diesem Augenblick die für die Abstandsänderung des Schwerpunktes ursächliche Drehzahländerung aufhört, während die Rückstellkraft nur sehr wenig schwankt.

ίο So ist es möglich, z. B. für die Regelung einer Drehzahl ein genaues und empfindliches Arbeiten des Fliehkraftschalters für zwei Ansprechdrehzahlen zu erzielen, von denen die eine den oberen und die andere den unteren Grenzwert darstellt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Fliehkraftschalter mit Schalterwippe,

Fig. 2, 3 und 4 Schnitte nach den Linien U-II, IH-III und IV-IV der Fig. 1,

Fig. 5 bis 8 schematische Darstellungen der Wirkungsweise eines Fliehkraftschalters mit als Sekundärwelle ausgebildetem Schaltelement,

Fig. 9 bis 14 schematische Darstellungen der Wirkungsweise eines Fliehkraftschalters mit zwei Fliehgewichten und einer Sekundärwelle,

Fig. 15 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Fliehkraftschalters mit zwei Fliehgewichten,

Fig. 16 und 17 Schnitte nach den Linien XVI-XVI und XVII-XVII der Fig. 15.

Die Welle I₁ von deren Drehzahl die Wirkungsweise des Fliehkraftschalters abhängt, ist in einem Gehäusedeckel 3 mittels zwei Kugellagern 2 drehbar gelagert.

Am Ende der Welle 1 ist mit einer Mutter 4 eine Scheibe 5 befestigt, die mit Ansätzen 5 α versehen ist. Diese bilden die Lagerstellen für ein Fliehgewicht 6, das um die Drehachse 7 schwenkbar ist.

Die Drehachse 7 trägt in ihrer Mitte einen Zapfen 8, an welchem die Mittelschlinge einer doppelten Torsionsfeder 9 festgehakt ist, deren Endhaken 9 a sich auf die Schenkel des Fliehgewichtes 6 stützen. Diese Feder hat das Bestreben, das Fliehgewicht der Drehachse 1 α der Welle 1 zu nähern. Das Fliehgewicht 6 hat etwa die Form eines Hufeisens, dessen konvex gewölbte Oberfläche 6 a sich in Achsrichtung der Welle 1 erstreckt.

Durch Abstandsstücke 10 ist der Gehäusedeckel 3 mit einer Platte 11 verbunden, die eine Konsole 12 mit einer Achse 13 trägt, um die sich eine Schalterwippe 14 drehen kann. An einem Ende trägt die Schalterwippe 14 eine Rolle 15, die sich um einen Zapfen 16 dreht, der in einer Radialebene der Welle 1 liegt. In gleicher Weise ist am anderen Ende der Schalterwippe eine Rolle 17 um einen Zapfen 18 drehbar gelagert, der in der gleichen Radialebene liegt. Auf die Schalterwippe 14 wirkt eine Rückstellfeder 19 von der Form eines* fast geschlossenen Kreises, deren eines Ende an der Platte 11 und deren anderes Ende an derSchalterwippe 14 festgehakt ist. Die Schalterwippe 14 arbeitet dadurch wie der Hebel eines Kippschalters, denn in ihrer Mittellage, in der die Feder 19 ihre größte Formveränderung erfährt, ist die Schalterwippe im labilen Gleichgewicht. Sie kann daher entweder nur die durch ausgezogene Linien in Fig. 1 dargestellte Lage einnehmen, in welcher die Feder 19 auf die Schalterwippe drückt und sich dabei auf die Platte stützt, oder aber die Lage 14a (die zum Teil punktiert ist), in welcher die Feder, bei 19 a angekommen, an der Schalterwippe 14 zieht.

Die Schalterwippe 14 trägt links und rechts von ihrer Mitte zwei in ihrer Länge verstellbare Kontaktfinger20 und 21, die als Stellschrauben ausgebildet sind und mit ihren Schraubenköpfen auf elektrische Kontakte wirken, z. B. Mikro-Unterbrecher22 bzw. 23. Derartige Mikro-Kontakte oder Mikro-Unterbrecher, die in der Praxis wohlbekannt sind, haben Druckknöpfe 24, auf welche die Kontaktfinger einwirken.

Wenn sich die Welle 1 in Ruhe befindet, hält die Torsionsfeder 9 das Fliehgewicht 6 in der Nähe der Welle 1 in der Lage 6', die punktiert dargestellt ist. Das Fliehgewicht liegt hierbei gegen den Rand 5 b der Scheibe an.

Wenn die Welle 1 in Drehung versetzt wird und eine bestimmte Drehzahl erreicht hat, wird die Rückstellkraft der Torsionsfeder 9 überwunden, und das Fliehgewicht nimmt die Stellung ein, die in Fig. 1 in ausgezogenen Linien dargestellt ist. In diesem Augenblick liegt es mit seinen hinteren Teilen 6 & an Plättchen 25 an, die auf den Ansätzen 5 α befestigt sind.

Wenn es seine Innenstellung einnimmt, beschreibt die Mitte der Fläche 6 a des Fliehgewichtes die in Fig. 2 dargestellte kreisförmige Bahn 26. In der Außenstellung des Fliehgewichtes beschreibt dieser Mittelpunkt den Kreis 27. Wie man in Fig. 2 sehen kann, entspricht dem Kreis 26 die Rolle 17 und dem Kreis 27 die Rolle 15.

In dem Augenblick, in dem die Welle 1 in Drehung versetzt wird, ist die Schalterwippe in der Lage 14a (punktiert), und infolgedessen kann das Fliehgewicht sich mit der Welle 1 in der Lage 6' drehen, ohne der Rolle 17 zu begegnen, die bereits außer Eingriff gekommen ist. Wenn die Drehzahl zunimmt, bewegt sich das Fliehgewicht 6 in die durch voll ausgezogene Linien dargestellte Lage. Die Fläche 6a trifft dann mit der Rolle 15 zusammen, und durch den hierbei entstehenden Stoß wird die Schalterwippe 14 plötzlich aus der punktierten Lage in die in Fig. 1 durch voll ausgezogene Striche dargestellte Lage gebracht. Solange die Drehzahl der Welle 1 gleichbleibt oder größer wird, bleibt die Schalterwippe 1 in dieser neuen Lage, wenn aber die Drehzahl abnimmt, wird das Fliehgewicht durch die Rückstellfeder 9 in die punktierte Lage zurückgeführt und trifft dann auf die Rolle 17, was ein neues Wippen der Schalterwippe 14 im umgekehrten Sinne hervorruft.

Die durch das Wippen der Schalterwippe 14 betätigten Kontakte können für die Schaltung irgendwelcher elektrischer Stromkreise verwendet werden. Insbesondere können sie der Drehzahlregelung der Welle 1 dienen. Dabei kann der Kontakt 22 auf eine Vorrichtung zur Verlangsamung dieser Welle wirken, während der Kontakt 23 auf eine Beschleunigungsvorrichtung wirkt. Da die Ansprechdrehzahlen genau bestimmt werden können, kann man somit die Welle 1 zwingen, fortgesetzt eine zwischen den beiden Ansprechdrehzahlen liegende Drehzahl beizubehalten. Die Regelung der Ansprechdrehzahlen kann erzielt werden, wenn man die winkelmäßige Befestigung des Zapfens 8 durch Drehen der Achse 7 in den Ansätzen 5 α ändert. Zu diesem Zweck kann die Achse 7 mit einem Schlitz 7a zum Einsetzen eines Schraubenziehers versehen und durch eine Mutter 30 blockiert werden.

Wenn man, wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, ein Fliehgewicht 6 benutzt, das im Verhältnis zu seiner Schwenkachse nicht im indifferenten Gleichgewicht ist, kann es vorteilhaft sein, den Fliehkraftschalter mit der Welle 1 in der vertikalen Lage zu benutzen, wodurch die Wirkung der Schwerkraft auf das Fliehgewicht 6 ausgeschaltet wird. In der Tat kann das Gewicht des Fliehgewichtes -6 einen nicht unbedeutenden Teil der Kraft der Feder 9 aufzehren.

Es ist vorteilhaft, die Gesamtheit der sich drehenden Teile durch ein Gegengewicht 28 auszuwuchten. In dem Fall, in dem die Wirkung der Schwerkraft nicht vernachlässigbar ist, und zwar unter normalen Arbeitsbedingungen, ist es gleichermaßen möglich, ein symmetrisches und ausbalanciertes Fliehgewicht auf eine Achse 7 zu montieren, die senkrecht zur Welle 1 verläuft und durch die geometrische Achse dieser Welle geht. In diesem Fall ist die Stützscheibe des Fliehgewichtes offensichtlich unnötig. Wie oben kann ein solches Fliehgewicht zwischen zwei Anschlägen schwingen, je nachdem, ob die Rückstellkraft oder die Zentrifugalkraft überwiegt.

Bei einer anderen Ausführungsform, die schematisch in den Fig. S bis 8 dargestellt ist, ist die Zentrifugalvorrichtung derjenigen analog, die im Falle der Fig. 1 bis 4 benutzt wird. Sie besteht im wesentlichen aus einem Fliehgewicht 6, das um eine Achse 7 schwingt, die rechtwinklig zu der rotierenden Welle liegt, die das Fliehgewicht bei der Drehung mitnimmt. Das Fliehgewicht wird bei dieser Ausführung von einer Rückstellfeder 9 zur Anlage an einen inneren Anschlag 5 b gebracht, der durch einen Rand des diesmal die Form einer Kappe aufweisenden Elementes 5 gebildet wird.

Wenn die Drehzahl der Welle 1 einen bestimmten Wert erreicht, wird die Zentrifugalkraft, die auf das Fliehgewicht 6 wirkt, stärker als diejenige, die die Feder 9 ausübt, und das Fliehgewicht verschiebt sich plötzlich nach außen (vgl. Fig. 6 und 7) und legt sich an einen Anschlag 25, der in diesem Fall ein Stift ist, der durch die Seitenteile der Kappe 5 hindurchgeht.

Das Fliehgewicht 6 ist mit einem Finger 37 verbunden, dessen äußerstes Ende zwei in parallelen Ebenen liegende Kreise beschreiben kann, die den beiden Anschlagpositionen des Fliehgewichtes 6 entsprechen, und die Betätigung der elektrischen Kontakte erfolgt in diesem Fall durch Drehung einer Sekundärwelle 38, deren Drehachse 38 a in bezug auf die Achse 1 α der Welle 1 um ein geringes Maß exzentrisch gelagert ist. Die Sekundärwelle 38 trägt zwei Schaltnocken 39 und 40, die um 180° und in der Längsrichtung so gegeneinander versetzt sind, daß sie sich in den beiden parallelen Rotationsebenen des äußersten Endes des Fingers 37 befinden.

Die Sekundär welle 38 ist derart angeordnet, daß zwei stabile Winkellagen erzielt werden, nämlich diejenigen, in denen die beiden Schaltnocken 39 und 40 in der Ebene liegen, die durch die Achsen la und 38a hindurchgeht. Die Welle 38 schaltet elektrische Kontakte (nicht dargestellt), die bei Verwendung des Fliehkraftschalters beispielsweise als Geschwindigkeitsregler ihrerseits die Drehgeschwindigkeit bestimmen. Genauer gesagt, in der in den Fig. 5 und 6 (Schaltnocken 39 oben, Schaltnocken 40 unten) gezeigten Lage der Welle 38 erhöht die Antriebsvorrichtung ihre Drehzahl, während sie in der entgegengesetzten, in den Fig. 7 und 8 gezeigten Lage der Welle 38 ihre Drehzahl vermindert.

Der soeben beschriebene Fliehkraftschalter arbeitet auf folgende Weise:

Solange die Drehzahl der Hauptwelle 1 unter der ersten Ansprechdrehzahl liegt, die durch die Spannung der Feder 9 bestimmt wird, bleibt das Fliehgewicht 6 in der Innenlage (Fig. 5), d. h. im Anschlag gegen den Rand 5 b. Der Finger 37, dessen äußerstes Ende einen Kreis beschreibt, in dessen Ebene der Schaltnocken 40

liegt, kommt in keinem Augenblick mit letzterem in Berührung, da infolge der exzentrischen Lage der Achse 38a zur Achse la ein Spiel 41 zwischen den Teilen 37 und 40 vorhanden ist.

Wie oben bereits angedeutet wurde, entspricht die Winkelstellung der Welle 38, wie in Fig. 5 dargestellt, einer Beschleunigung der Welle 1. Wenn die Drehzahl der letzteren die zweite Ansprechdrehzahl überschreitet, überwiegt die auf das Fliehgewicht 6 wirkende Zentrifugalkraft, so daß sich das Fliehgewicht plötzlich nach außen verlagert, um sich gegen den Stift 25 anzulegen (Fig. 6). Das Ende des Fingers 37 befindet sich dann in der Ebene, in welcher der Schaltnocken 39 liegt, und da dieser auf der Seite der Welle 38 angeordnet ist, die infolge der Exzentrizität der Achse 38α gegenüber der Achse la weiter von der Achse 1 α entfernt ist, berührt der Finger 37 den Schaltnocken 39 und nimmt ihn über eine bestimmte Bogenlänge mit, die ausreicht, die Welle 38 in ihre andere stabile Lage zu drehen (Fig. 7), die um 180° gegenüber der stabilen Anfangslage versetzt ist, was einer Umkehrung der elektrischen Kontakte und somit einem Sinken der Drehzahl der Welle 1 entspricht.

Auf Grund der Exzentrizität der Welle 38 in bezug auf Welle 1 liegt nunmehr der Schaltnocken 39 nicht mehr in der Kreisbahn des Endes des Fingers 37, und ein Spiel 42 tritt zwischen dem Schaltnocken 39 und dem Finger 37 auf.

Nachdem somit der von dem Finger 37 über den Schaltnocken 39 an die Welle 38 gegebene Impuls eine Drehung dieser Welle 38 aus ihrer stabilen Lage nach Fig. 6 in ihre stabile Lage nach Fig. 7 bewirkt hat, kommt der Schaltnocken 39 außer Eingriff mit dem Finger 37.

Sinkt die Drehzahl der Welle 1 auf die untere An-Sprechdrehzahl, überwiegt die Rückstellkraft der Feder 9 die Zentrifugalkraft, und das Fliehgewicht 6 schwenkt plötzlich in seine innere Anschlagstellung (Fig. 8). Das Ende des Fingers 37 kehrt in die Kreisbahnebene zurück, in welcher der Schaltnocken 40 liegt. Dieser liegt aber jetzt weiter außen und somit in der Bahn des Endes des Fingers 37, so daß letzteres in Kontakt mit dem Schaltnocken 40 kommt und ihm einen Impuls mitteilt, der die Welle 38 in ihre stabile Ausgangslage (Fig. 5) zurückführt, in der das Spiel 41 zwischen dem Finger 37 und dem Schaltnocken 40 auftritt und in der eine Beschleunigung der Welle 1 bewirkt wird.

Bei diesem Schaltvorgang besteht auch die Verbindung zwischen dem Fliehgewicht 6, das der Zentrifugalkraft ausgesetzt ist, und der Welle 38 nur währnd einer sehr kurzen Zeit, die dem Bruchteil einer Umdrehung der Welle 1 entspricht, und zwar jedesmal, wenn die Drehzahl der Welle der durch die Spannung der Rückholfeder 9 bestimmten unteren Ansprechdrehzahl entspricht, während diese Verbindung aufhört, solange die Drehzahl der Welle 1 unter oder über der Ansprechdrehzahl liegt. Auf diese Weise kann man eine sehr genaue Drehzahlregelung der Antriebsvorrichtung erzielen.

In gewissen Fällen, in denen eine derartig genaue Regelung nicht erforderlich ist, kann die Einrichtung auch so getroffen werden, daß sich die Welle 1 mit einer Drehzahl dreht, die zwischen zwei mehr oder weniger voneinander entfernten Ansprechdrehzahlen liegt, bevor eine Schaltung erfolgt.

In diesem Fall ist es vorteilhaft, zwei Fliehgewichte 6 A und 65 an Stelle eines einzigen zu verwenden" (Fig. 9 bis 14), die der Wirkung von Rückholfedern 9 A und 9 5 unterliegen, die so eingestellt sind, daß auf jedes Fliehgewicht eine andere Rückholkraft wirkt.

Bei dieser Anordnung sind die Schaltnocken 39 und und 40 so angebracht, daß der Schaltnocken 39 in der Ebene liegt, die von dem äußersten Ende des mit dem Fliehgewicht 6 A verbundenen Fingers 37 A durchlaufen wird, wenn das Fliehgewicht in seiner äußeren Stellung an dem Anschlag 25 A zur Anlage kommt, während der Schaltnocken 40 in der Ebene liegt, die von dem äußersten Ende des Fingers 37 B des Fliehgewichtes 65 beschrieben wird, wenn letzteres sich in seiner inneren Lage an dem Anschlag5bB befindet.

Wenn sich die Fliehgewichte in gegenüberliegenden Stellungen befinden, d. h. wenn Fliehgewicht 6 A in seiner inneren Lage an seinem Anschlag5bA und Fliehgewicht 6 B in der äußeren Lage an seinem Anschlag 25 B ist, dann liegen die entsprechenden Finger 37 ^4 und 375 zwischen den Ebenen, in denen die Schaltnocken 39 und 40 liegen (Fig. 10 und 13).

Wie oben entspricht die Stellung der Sekundärwelle 38, bei welcher der Nocken 39 oben und der Nocken 40 unten ist (Fig. 9, 10 und 11), einer Beschleunigungsphase des Motors, der die Welle 1 antreibt. Im Gegensatz hierzu ist letzterer in einer Verzögerungsphase, wenn die Sekundärwelle 38 in ihrer entgegengesetzten, in den Fig. 12, 13 und 14 dargestellten Stellung ist.

Die soeben beschriebene Ausführungsform arbeitet wie folgt: In der in Fig. 9 dargestellten Stellung der Teile dreht sich der Finger 37^4 des Fliehgewichtes 6 A in einer zur Ebene des Schaltnockens 39 parallelen Ebene. Dagegen beschreibt das äußerste Ende des Fingers 37 B, der mit dem Fliehgewicht 6 B verbunden ist, einen Kreis in der Ebene, in der der Schaltnocken 40 liegt. Infolge des Spieles 41 zwischen diesem Finger 375 und diesem Schaltnocken 40 entsteht aber zwischen diesen beiden Teilen kein Kontakt.

Die Lage der Sekundärwelle 38 entspricht, wie erwähnt wurde, -einer Beschleunigung des Wellenantriebs 1. Wenn letzterer eine bestimmte von der Spannung der Feder 9 B abhängige Drehzahl erreicht hat, überwiegt die auf das Fliehgewicht 6 B wirkende Zentrifugalkraft, und das Fliehgewicht kippt nach außen, wo es zur Anlage an dem Anschlag 25 B kommt (Fig. 10). Das äußerste Ende des Fingers 375 verläßt die Ebene, die durch den Schaltnocken 40 geht, und ebenso wie vorher stellt sich keine Verbindung zwischen den sich drehenden Teilen und der Welle 38 her, die in der gleichen Lage bleibt.

Da die Drehzahl der Welle 1 weitersteigt, erreicht sie schließlich die obere Ansprechdrehzahl, bei der die Zentrifugalkraft, der das Fliehgewicht 6 A unterworfen ist, auch die Kraft der Feder 9 A überwiegt, so daß auch dieses Fliehgewicht 6 A bis zum Anschlag 25 A nach außen kippt (Fig. 11), wodurch das Ende des Fingers 37^4 in die Ebene des Schaltnockens 39 gebracht wird, der sich wegen der Exzentrizität der Achse 38α gegenüber der Achse la in der Bahn des Endes des Fingers 37 A befindet und daher einen Impuls erhält, der bewirkt, daß sich die Welle 38 (Fig. 12) um 180° dreht. Der Schaltnocken 39 tritt dadurch aus der Bahn des Endes des Fingers 37^4 heraus und wird durch das Spiel 42 von dessen Bewegungsbahn getrennt.

In ihrer neuen Winkelstellung kehrt die Welle 38 die nicht dargestellten elektrischen Kontakte um und bewirkt im gewählten Beispiel ein Sinken der Drehzahl der Welle 1. In einem bestimmten Augenblick überwiegt die auf das Fliehgewicht 6 A wirkende Rückstellkraft der Zentrifugalkraft, und das Flieh-

gewicht wird bis an seinen inneren Anschlag 5 b A (Fig. 13) zurückgeführt. Es ergibt sich wieder die Lage der Fig. 10, mit dem Unterschied, daß die Welle 1 in einer Phase der Verzögerung an Stelle der Beschleunigung ist.

Die Welle wird nun immer langsamer, und sie erreicht die untere Ansprechdrehzahl, bei welcher die auf das Fliehgewicht 6 5 wirkende Zentrifugalkraft schwächer wird als die Rückstellkraft der Feder 9 5, und das Fliehgewicht 6 B schwenkt ebenfalls zurück, bis es an seinen inneren Anschlag 5 b B (Fig. 14) zur Anlage kommt. Das Ende des Fingers 375 kommt dann in Kontakt mit dem Schaltnocken 40 und übermittelt ihm einen Impuls, der die Welle 38 zu einer Drehung um 180° veranlaßt, so daß der Fliehkraftschalter dann wieder die in Fig. 9 gezeigte Ausgangsstellung einnimmt.

Die Fig. 15, 16 und 17 zeigen Einzelheiten des beschriebenen Fliehkraftschalters mit zwei Fliehgewichten.

Die angetriebene Welle 1 dreht sich in den Kugellagern 2, die in einem Gehäuse 42 montiert sind. Am Ende der Welle 1 ist mit einer Mutter 4 die Kappe 5 befestigt, durch deren einander gegenüberliegende Seitenteile die Drehachsen 7 A und 7B der Fliehgewichte sowie die als äußere Anschläge für die Fliehgewichte dienenden Stifte 25^4 und 255 hindurchgehen. Die inneren Anschläge5bA und 5bB sind durch die Kanten des der Welle 1 zugewendeten Teiles der Kappe 5 gebildet. Um die Bewegung der Fliehgewichte nach innen zu begrenzen, ist es ebensogut möglich, den Stiften 25-4 und 255 entsprechende Anschlagstifte zu verwenden.

Zur schwenkbaren Lagerung der Fliehgewichte auf den Achsen 7 A und 7B sind Bügel 48 und 49 vorgesehen, durch deren Schenkel die Achsen 7 A und 7B hindurchtreten. Die Bügel sind mit Querplättchen 50 verbunden, welche die Fliehgewichte 6 A und 65 tragen. Die freien Enden jedes Bügels 48 bzw. 49 stellen die Finger 37.4 bzw. 375 dar.

Die Federn 9A und 95 sind um die Achsen 7A und 75 gerollt, und ihre freien Enden stützen sich gegen die Ouerplatten 50 ab.

Die Sekundärwelle 38 zur Schaltung der elektrischen Kontakte steht mit einer Vorrichtung in Verbindung, die ihr zwei entgegengesetzte stabile Lagen ermöglicht. Eine in Fig. 17 gezeigte Vorrichtung dieser Art besteht aus zwei Blattfedern 53 und 54, deren Enden in Einschnitten 55 und 56 ruhen, welche in die beiden festen Endstücke 57 und 58 eingearbeitet sind. Etwa in der Mitte zwischen den beiden Blattfedern 53 und 54 dreht sich ein Nocken 59, der auf der Welle 38 befestigt ist. Dieser Nocken, der vorzugsweise Kreisform besitzt, hat mindestens eine Abflachung 60.

Die in Fig. 17 dargestellte Lage ist eine stabile, da die Blattfeder 54 auf der Oberfläche der Abflachung 60 aufliegt. Wenn sich die Welle 38 dreht, gibt die Blattfeder 54 nach und spannt sich. Es ergibt sich dann eine labile Lage, bis die Abflachung 60 die gegenüberliegende Blattfeder 53 erreicht. Die Blattfeder 53, die bei der Drehung zunehmend gespannt wird, hat dann das Bestreben, die Welle 38 so lange weiterzudrehen, bis sich die Abflachung 60 völlig an die Blattfeder 53 anlegt, die sich dann auf diese, 60, stützt und sich zum Teil entspannt. Diese letztere Stellung entspricht der zweiten stabilen Stellung der Welle 38.

Die zur Erzeugung des in den stabilen Lagen der Welle 38 notwendigen Spiels 41 und 42 vorgesehene Exzentrizität bewirkt, daß der bzw. die Finger 37 die Schaltnocken 39, 40 der Welle 38 nur über einen Bogen mitnehmen, der kleiner als 180° ist. Die Stabilisierungsvorrichtung muß daher so beschaffen sein, daß sie die Bewegung der Welle 38 elastisch zu Ende führt, wenn der Finger 37 bereits vor Beendigung dieser Bewegung außer Eingriff mit den Schaltnocken kommt.

Wenn man wie im Falle der Fig. 1 zwei MikroKontakte 22 und 23 verwendet, können diese abwechselnd durch mindestens einen weiteren Nocken auf der Welle 38 geschaltet werden, der dem Nocken entspricht.

Obwohl die Verwendung des erfindungsgemäßen Fliehkraftschalters zur Drehzahlregelung beschrieben wurde, ist die Erfindung keineswegs auf diese Anwendung beschränkt. Man kann auch die elektrischen Kontakte, die durch die Welle 38 geschaltet werden, auf eine Vorrichtung beliebiger Art wirken lassen, z. B. eine Signalanlage oder einen zweiten Mechanismus, insbesondere dann, wenn die Drehzahländerung der Hauptwelle 1 zyklisch ist.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Fliehkraftschalter, dadurch gekennzeichnet, daß

wenigstens ein Fliehgewicht (6) ein begrenzt schwenkbares Schaltelement (14, 38) über Schaltnocken (15, 17, 39, 40) so steuert, daß der eine Schaltnocken aus der bei Erreichen der Ansprechdrehzahl vom Fliehgewicht eingenommenen Bahn hinausgedrückt und der andere Schaltnocken in eine Bahn des Fliehgewichtes hineingedrückt wird, die der zweiten Ansprechdrehzahl entspricht.

2. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als ein dem Fliehgewicht (6) entgegenwirkendes elastisches Element eine Torsionsfeder (9) dient, die eine das Fliehgewicht tragende und senkrecht zur sich drehenden Welle (1) verlaufende Drehachse (7) umgibt und sich gegen das Fliehgewicht abstützt.

3. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement eine Schalterwippe (14) ist, die um eine Achse (13) schwingt, die senkrecht zur sich drehenden Welle (1) verläuft.

4. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Fliehgewichtes (6), der mit der Schalterwippe (14) für die Kontakte zusammenwirkt, eine konvexe Oberfläche (6 a) aufweist und daß die Schaltnocken der Schalterwippe (14) als Rollen (15, 17) ausgebildet und um Zapfen (16, 18) drehbar sind, die in Radialebenen der sich drehenden Welle (1) liegen, derart, daß die Rollen (15, 17) mit der konvexen Oberfläche (6 a) zusammenwirken können.

5. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das begrenzt schwenkbare Schaltelement (14, 38) unter der Wirkung wenigstens einer Feder (19, 53, 54) steht, durch die es aus einer mittleren, labilen Lage in eine von zwei stabilen Endlagen gedrängt wird.

6. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das begrenzt schwenkbare Schaltelement als Sekundärwelle (38) ausgebildet ist, die parallel zu der sich drehenden Welle (1) und exzentrisch zu dieser angeordnet ist, und daß diese Sekundärwelle mit seitlichen Schaltnocken (39, 40) versehen ist, die, wenn sie in der Bahn des Fliehgewichtes (6) liegen, von diesem über einen bestimmten Bogen der Bahn mitgenommen

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werden und dann aus dieser infolge der Exzentrizität der beiden Wellen (ί und 38) heraustreten.

7. Fliehkraftschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Sekundärwelle (38) in zwei um 180° gegeneinander versetzten Winkel-Stellungen in stabiler Lage und in Zwischenstellungen in labiler Lage befindet.

8. Fliehkraftschalter nach Anspruch?, dadurch gekennzeichnet, daß sich in den stabilen Lagen der Sekundärwelle (38) die beiden Schaltnocken (39, 40) in der Ebene befinden, welche durch die Rotationsachsen (1 a, 38 a) der beiden Wellen (1, 38) hindurchgeht.

9. Fliehkraftschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltnocken (39, 40) der Sekundärwelle (38) winkelmäßig und in Längsrichtung versetzt sind, daß die sich drehende Welle

(1) zwei Fliehgewichte (6 A, 6B) trägt, auf die verschiedene Rückstellkräfte wirken, daß je ein Betätigungsfinger (37 A, 37B) dieser beiden Fliehgewichte, die sich in einer zu den Wellen (1, 38) senkrechten Ebene drehen, zwischen den beiden Schaltnocken (39, 40) liegt, wenn bei einer zwischen den Ansprechdrehzahlen liegenden Drehzahl eines der Fliehgewichte in einer seiner Grenzlagen liegt und. das andere in der gegenüberliegenden Grenzlage, und daß der Betätigungsfinger jedes dieser Fliehgewichte in die Ebene eines der beiden Schaltnocken zu liegen kommt, wenn das Fliehgewicht von der einen Grenzlage in die andere ausschwenkt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 913 074, 903 239.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

© 009 697/399 12.60