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Zentrifugals chalte rvorrichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifugalschaltervorrichtung mit einem Zentrifugalschalterrotor, der einen ein axial verstellbares Schalterkontaktbetätigungsglied und schwenkbar gelagerte Reglergewichte tragenden Rahmen aufweist, wobei die Schwenkachse der Gewichte des Rotors von Innenkanten des Rahmens gebildet wird, gegen die sie durch zwei vorgespannte Druckfedern gehalten wird.
Ziel der Erfindung ist, bei einer solchen Zentrifugalschaltervorrichtung ein Kontaktbetätigungsglied zu schaffen, das in bezug auf andere Schalterteile möglichst reibungsarm wirkt, und weiters ein Schalterkontaktsystem zu erstellen, mit dem die Vorzüge des erfindungsgemässen Betätigungsgliedes besonders gut zutage treten.
Gemäss der Erfindung erstrecken sich die Druckfedern beiderseits des Schalterkontaktbetätigungsgliedes zwischen den Reglergewichten und sie tragen das Schalterbetätigungsglied schwebend bezüglich der Welle des Rahmens, wobei in an sich bekannter Weise das Schalterbetätigungsglied unter Fliehkraftwirkungder Gewichte in die Bahn von beiderseits der Welle liegenden Teilen eines Schalterkontaktsystems verstellbar ist.
Das Schalterkontaktsystem weist zwei in Abständen liegende Blattfedern auf, von denen jeweils ein Ende an einer elektrisch isolierenden Grundplatte befestigt ist, während die andern Enden der Federn durch ein Überbrückungsglied verbunden sind, das auf einer Kante der Grundplatte aufliegt, die als Schwenkachse für das Überbrückungsglied dient, wobei die beiden Federn und das Überbrückungsglied so angeordnet sind, dass bei der Schalterbetätigung das Überbrückungsglied während eines bestimmten Abschnittes der Schalterbetätigung um die Kante verschwenkt wird, worauf das Überbrückungsglied als Ganzes ausser Berührung mit der Grundplatte bewegt wird.
Weitere Erfindungseinzelheiten gehen aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles hervor. In den dabei verwendeten Figuren zeigen : Fig. l eine Oberansicht der federbelasteten Schaltvorrichtung, Fig. 2 eine Seitenansicht der Anordnung. von Fig. l zur Darstellung der Form der verwendeten Federn, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Schalterrotors, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV von Fig. 3, wobei die beiden Arbeitsstellungen des Schalters gezeigt sind, Fig. 5 eine Vorderansicht des in Fig. 3 und 4 gezeigten Schalters und Fig. 6 eine weitere Seitenansicht des Schalterrotors von Fig. 3 und 5 mit der zugehörigen Kontaktanordnung von Fig. l und 2.
Die Schalterkontaktanordnung besteht aus einer Grundplatte 1, in die eine verhältnismässig grosse, im wesentlichen rechteckige Ausnehmung 2 entlang der einen Kante 3 eingeschnitten ist. Zwei in Abständen liegende Blattfederglieder 4 und 5 sind jeweils mit einem Ende 6 bzw. 7 an der Grundplatte so befestigt, dass die andern Enden 8 bzw. 9 über die Kante 19 des Ausschnittes 2 hinausstehen. Die Blattfedern sind bei 10 so verformt oder abgewinkelt, dass die Enden 8 und 9 unter die Oberfläche der Grundplatte ragen. An den Enden 8 und 9 sind elektrisch isolierende Teile 11 bzw. 12 befestigt.
Die Enden 8 und 9 der Blattfedern 4 und 5 sind durch ein V-förmiges metallisches federndes Kontaktträgerglied 13 überbrückt, das an den Blattfedern 4 und 5 so befestigt ist, dass der Scheitel 14 des V zwischen den Blattfedern 4 und 5 und oberhalb der Oberseite der Grundplatte liegt. Die Enden der Arme 15 des Teiles 13 sind an den Enden 8 und 9 der Blattfedern 4 und 5 befestigt. Der Scheitel 14 des V ist in der den Schenkeln des V entgegengesetzten Richtung so verlängert, dass ein Träger 16 für einen elektrischen Kontakt 17 gebildet wird, der mit einem auf der Grundplatte 1 angebrachten weiteren Kontakt 18 zusammenwirken kann.
Jeder Schenkel 15 des Teiles 13 ist abgewinkelt und liegt auf der Vorderkante 19 des Ausschnittes in der
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Grundplatte 1 so auf, dass die Vorderkante als Schwenkachse für das Kontaktträgerglied 13 wirkt.
Die zuvor beschriebene Kontaktanordnung hat folgende Wirkungsweise : Wenn die Kontakte in der Ruhestellung sind, d. h. in der in Fig. 2 gezeigten Stellung, bei der die Kontakte 17 und 18 offen sind und die Schenkel 15 des V-förmigen Gliedes auf der Kante 19 der Grundplatte 1 aufliegen, können die Kontakte dadurch geschlossen werden, dass die Isolierteile 11,12 gegen die Federkraft der Blattfedern 4 und 5 bewegt werden. Während des ersten Teiles dieser Bewegung nehmen die Blattfedern 4 und 5 die Bewegung der Teile 11 und 12 auf, wobei sich die Schenkel des V-förmigen Gliedes um die Vorderkante 19 der Grundplatte verschwenken.
Diese Schwenkbewegung um die Kante 19 der Grundplatte setzt sich fort, bis sich die Kontakte schliessen, wobei die Blattfedern 4 und 5 als Ganzes in bezug auf ihre feststehenden Enden 6 und 7 auf Grund des auf die Isolierteile ausgeübten Druckes gebogen werden.
Der in Fig. 3-6 dargestellte Zentrifugalschalterrotor enthält einen Schalterrahmen 20 von etwa rechteckigem Umriss mit zwei sich verjüngenden Armen 21 ; die so geformt sind, dass sie im Winkel zur allgemeinen Ebene des Rahmens 20 liegen. Aus einem Stück mit dem Rahmen 20 ist ein mittlerer Flansch 22 geformt, der als Buchse dient, die im Presssitz auf eine Welle 23 aufgesetzt werden kann, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Der Flansch 22 geht von dem Rahmen 20 entgegengesetzt zu den Armen 21 ab.
Ein Schalterkontaktbetätigungsglied 24 mit einer ringförmigen Schalterkontaktanlagefläche 25 besteht aus einem Stück mit zwei nach hinten gerichteten Armen 26 und 27. Jeder Arm 26 und 27 endet in zweinach innen gerichteten querliegenden Begrenzungsanschlägen 28. Das Schalterkontaktbetätigungsglied 24 ist auf dem Rahmen 20 lose gelagert, so dass die ringförmige Anlagefläche 25 im wesentlichen koaxial zu dem Flansch 22 liegt. Jeder Arm 26 oder 27 ist mit einem gekrümmten, spitzen Finger 29 ausgestattet, der so gekrümmt ist, dass er über die Aussenfläche des zugehörigen Armes 26 bzw. 27 ragt, wobei die Spitze des Fingers 29 auf den zugehörigen Arm 26 bzw. 27 hinweist.
Die spitzen Fingerglieder 29 sind zum Eingriff zwischen zwei Windungen von Druckfedern 30 bzw.
31 bestimmt. Diese Federn sind an der Rückseite der ringförmigen Anlagefläche 25 und an den Aussenseiten der Arme 26 und 27 angeordnet und werden gegen die Oberflächen der Arme 26 und 27 gehalten.
Der Rahmen 20 enthält zwei rechteckige Ausschnitte 32 und 33, deren Breitseiten 34A, 34b senkrecht zu den Längskanten des rechteckigen Abschnittes des Rahmens 20 liegen. Die äusseren Längskanten 34b dienen als Gelenkachsen für die Reglergewichte 35 des Schalters. Jedes Reglergewicht 35 weist eine Platte 36 auf, an der ein verhältnismässig schwerer Block 37 befestigt ist. Ein Finger 38, der senkrecht zur Ebene der Platte verläuft, ist an jedem Ende jeder dieser Platten angebracht. Die Finger 38 sind zum Eingriff in die offenen Enden der Druckfedern 30 und 31 bestimmt.
Ferner ist die Platte mit einem U-förmigen Hakenteil 39 versehen, der in die äussere Längskante 34b des zugehörigen Ausschnittes 32 bzw. 33 in den Hauptrahmen 20 eingreift. Der Rahmen 20 ist so geformt, dass die Federn 30 und 31 aus ihrem geraden Zustand geringfügig derart verformt sind, dass das Schalterbetätigungsglied 24 in die Stellung bewegt wird, in der die Anschläge 28 an einer Fläche des Rahmens 20 anliegen. Ferner dienen die Arme 21 als Endanschläge für die Gewichte 37. Durch Verformung der Arme 21 in bezug auf die Ebene des Rahmens 20 kann das Ausmass der Winkelbewegung und damit die Reglerkennlinie der Gewichte 37 verändert werden. In dieser Stellung, die in Fig. 3 und in vollen Linien in Fig. 4 dargestellt ist, berühren die Blöcke 37 die Arme 21 nicht.
Diese Stellung entspricht der normalen Ruhestellung des Schalterkontaktbetätigungsgliedes 24 in bezug auf den Rahmen 20.
Die zuvor beschriebene Rotoranordnung kann ohne Verwendung von Schraub- oder Lötverbindungen zusammengebaut werden. Beim Zusammenbau des Rotors werden die Federn 30 und 31 auf die Arme 26 bzw. 27 so aufgelegt, dass die spitzen Fingerglieder 29 an den mittleren Teil der Federn angreifen und die Finger 38 in die Enden der Federn 30 bzw. 31 eingreifen. Nachdem die Finger 38 in die Enden der Druckfedern 30 und 31 eingeführt sind, werden die Platten 36 gegeneinandergedrückt, damit die Hakenteile 39 in die äusseren Längskanten 34b der Ausschnitte 32 bzw. 33 eingreifen können. Der Eingriff der Hakenelemente 39 in den Rahmen 20 wird durch die in den Druckfedern 30 und 31 gespeicherte Energie und zusätzlichdurchdie gegenseitige Bemessung des Schalterkontaktbetätigungsgliedes 24 und des Rahmens 20 aufrechterhalten.
Die Federn 30 und 31 sind normalerweise aus einer geraden Linie von der ringförmigen Anlagefläche 25 weggekrümmt.
Wenn die Welle 23, auf der der Schalterrotor mittels des Flansches 22 des Rahmens 20 befestigt ist, in Drehung versetzt wird, versucht die Zentrifugalkraft die Gewichte 37 um ihre Schwenkachsen derart zubewegen, dass die Anlagefläche 25 zu dem Hauptrahmen 20 hin bewegt wird, d. h. in die Stellung, in der der Rahmen 20 an den'vorderen Enden der Arme 26 und 27 anliegt. Diese Stellung ist in Fig. 4 mit strichpunktierten Linien dargestellt.
Die Drehzahl, bei der sich das Schalterkontaktbetätigungsglied 24 in bezug auf den Rahmen 20 be-
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wegt, hängt von dem Winkel der Arme 21 in bezug auf den übrigen Teil des Rahmens 20, von dem Winkel, untel dem die Platte 36 zu dem Rahmen 20 steht (wobei dieser Winkel, wie zuvor erwähnt wurde, durch Veränderung der Winkel der Arme 21 gegenüber dem Hauptteil des Rahmens verändert werden kann), dem Gewicht und der Zusammendrückung der Federn ab.
Die Drehzahl, bei der sich das Kontaktbetätigungsglied 24 in der Auslöserichtung bewegt, d. h. von der in Fig. 4 strichpunktiert dargestellten Stellung in die in Fig. 4 mit vollen Linien dargestellte Stellung, hängt von dem Ausmass der möglichen Bewegung des Betätigungsgliedes ab.
Die Wirkung der Schalterrotorbewegung ist infolge der in den Federn 30 gespeicherten Energie kraftschlüssig und ergibt praktisch eine Schnappschalterwirkung in beiden Richtungen.
In Fig. 5 und 6 ist die gegenseitige Lage der Kontaktanordnung und des Schalterkontaktbetätigungsgliedes 24 dargestellt. Die Anordnung ist so getroffen, dass bei stillstehendem Motor die Kontaktteile 11, 12 in Berührung mit der Fläche 25 stehen. In diesem Zustand werden die Schalterkontakte durch das Schalterkontaktbetätigungsglied 24 geschlossen gehalten. Wenn der Motor läuft und die Drehzahl die Auslösedrehzahl des Schalters erreicht, wird die Fläche 25 soweit zurückgezogen, dass sie von der Kontaktanordnung völlig freikommt, so dass sich die Kontakte 17 und 18 öffnen können. Die in Fig. 6 gezeigte Kontaktanordnung ist mit Anschlussklemmen 40 und 41 versehen.
Die folgende Tabelle zeigt einige Zahlenwerte, die bei einem Schalter der zuvor beschriebenen Art erhalten werden können.
EMI3.1
<tb>
<tb>
Motor-Daten <SEP> Rotor-Daten
<tb> Pol <SEP> Frequenz <SEP> Synchron <SEP> - <SEP> Nenn- <SEP> Nenn- <SEP>
<tb> Zahl <SEP> Hz <SEP> Drehzahl <SEP> Betriebs- <SEP> Auslöse- <SEP>
<tb> Drehzahl <SEP> Drehzahl
<tb> Umdr/min <SEP> Umdr/min <SEP>
<tb> 2 <SEP> 50 <SEP> 3000 <SEP> 2310 <SEP> 900
<tb> 4 <SEP> 50 <SEP> 1500 <SEP> 1155 <SEP> 450
<tb> 6 <SEP> 50 <SEP> 1000 <SEP> 770 <SEP> 300
<tb>
PATENTANSPRÜCHE :
1.
Zentrifugalschaltervorrichtung mit einem Zentrifugalschalterrotor, der einen ein axial verstellbares Schalterkontaktbetätigungsglied und schwenkbar gelagerte Reglergewichte tragenden Rahmen aufweist, wobei die Schwenkachsen der Gewichte des Rotors von Innenkanten des Rahmens gebildet sind, gegen die sie durch zwei vorgespannte Druckfedern gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfedern (30,31) sich beiderseits des Schalterkontanktbetätigungsgliedes (24,25) zwischen den Reglergewichten erstrecken und das Schalterbetätigungsglied schwebend bezüglich der Welle und des Rahmens (20) tragen, wobei in an sich bekannter Weise das Schalterbetätigungsglied unter Fliehkraftwirkung der Gewichte in die Bahn von beiderseits der Welle liegenden Teilen (11,12) eines Schalterkontaktsystems verstellbar ist.