DE1131775B - Zentrifugal-Stufenschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zentrifugal-Stufenschalter, bei dem die Fliehkraft gegen verschieden starke Federn drückt.

Es sind bereits Schalter dieser Bauart bekannt, bei denen mit zunehmender Drehzahl einer Welle durch die sdch vergrößernde Fliehkraft aufeinanderfolgende Schaltvorgänge ausgelöst werden.

Bei einer bekannten Einrichtung öffnet eine durch die Fliehkräfte in axialer Richtung verschobene Hülse nacheinander über einen Hebel mehrere Kontaktpaare gegen die Kraft von Federn. Bei dieser Einrichtung ist aber ein fester Drehpunkt des Betätigungshebels vorgesehen, so daß mit zunehmender Drehzahl der Welle die Neigung des Betätigungshebels gegenüber der Horizontalen vergrößert wird. Dadurch wird aber die Kraftangriffsrichtung zunehmend ungünstiger, und es sind größere Betätigungskräfte erforderlich, als es bei einem horizontal liegenden Hebel der Fall wäre. Weiterhin ist bei der bekannten Anordnung eine Durchführung der Welle durch die Schalteinrichtung, wie sie häufig zum Anbringen weiterer Schalter oder Anzeigeinstrumente erwünscht ist, nicht möglich.

Ziel der Erfindung ist ein möglichst einfach herzustellender und sehr empfindlicher Schalter, der es auch ermöglicht, die Welle über die Schalteinrichtung hinaus zu verlängern, um weitere drehzahlabhängdge Geräte auf der gleichen Welle anordnen zu können.

Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß eine auf der Welle axial durch die Fliehkraft verschiebbare Scheibe zwei Bolzen trägt, welche über eine Scheibe die Stößel zweier Druckschalter derart steuern, daß die stärkere Feder zunächst bei niederer Drehzahl den Drehpunkt für die Beweigung der Scheibe bildet, bei höherer Drehzahl dagegen der Drehpunkt für die Steuerbewegung der Scheibe von der nunmehr ganz zusammengedrückten schwächeren Feder für die Steuerung des anderen Schalters gebildet wird.

Durch diese Anordnung ist es möglich, auf einen festen Drehpunkt des durch die Scheibe dargestellten Betätigungsorgans zu verzichten, so daß die Einrichtung in ihrem Aufbau einfacher wird. Weiterhin wird, da das Betätigungsorgan einmal um das eine und dann um das andere Ende gekippt wird, eine im wesentlichen horizontale Lage des Hebels beibehalten, so daß stets ein günstiger Kraftangriff erhalten wird. Die Anordnung der Federn zu beiden Seiten der Bolzen gestattet aber nach einem weiteren Merkmal außerdem, die Welle durch eine Bohrung im Betätigungsorgan hindurchzuführen.

Der Schalter gemäß der Erfindung ist gegenüber Zentrifugal-Stufenschalter

Anmelder:

General Motors Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Müller-Bore

und Dipl.-Ing. H. Gralfs, Patentanwälte,

Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 13. Juli 1959 (Nr. 826 791)

Claude Bietry McCathron, Milwaukee, Wis.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

der bekannten Einrichtung besonders empfindlich, weil die Bewegung des Betätigungsorgans praktisch ohne Reibung erfolgen kann, da kein Lager wie bei dem bekannten Schalter vorgesehen ist. Beim ersten Schaltvorgang ist die Feder flexibel genug, um ein reibungsfreies Kippen zu ermöglichen, und auch der zweite Schaltvorgang erfordert nur ein Kippen des Federtellers gegenüber der Feder.

Zur Unterstützung der reibungsfreien Bewegung sind nach einem weiteren Merkmal die Bolzen mit Spitzen versehen, so daß auch an dieser Stelle keine oder praktisch keine Reibung auftreten kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung im einzelnen beschrieben und dargestellt.

Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch einen Fliehkraft-Stufenschalter nach der Erfindung;

Fig. 2 ist eine Ansicht, teilweise im Schnitt, des in Fig. 1 dargestellten Schalters;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf Fig. 1;

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf den schwenkbaren Hebel in einem Schalter nach den Fig. 1 bis 3;

Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 4;

209 610/299

Fig. 6 ist ein Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 4;

Fig. 7 ist eine Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Betätigungsgliedes des Schalters in dem in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Schalter;

Fig. 8 bis 10 sind Ansichten, teilweise im Schnitt, des Betätigungsgliedes, des schwenkbaren Hebels und Teilen der Schalter in verschiedenen Stellungen bei einer Betätigung der Schalter.

Der in Fig. 1 dargestellte Schaltermechanismus hat ein Gehäuse 10 von napfartiger Form mit einem oben offenen Ende 12 und einem Boden 14, der eine Öffnung 16 für ein Lager aufweist. Ein in der Mitte mit einer Öffnung versehener Deckel 18 ist auf dem oberen Ende 12 des Gehäuses durch Schrauben 20 befestigt. In dem Gehäuse 10 ist ein erstes Kugellager 22 montiert, das eine innere Laufbahn 22 hat, die auf einer Nabe 28 fest ist, welche ihrerseits fest auf einer umlaufenden Welle 30 sitzt. In der Öffnung des Deckels 18 befindet sich ein Gleitlager, vorzugsweise ein Graphitlager, das das andere Ende der Welle 30 halten kann.

Ein paar Fliehgewiohte 32 sind an einem Flansch 34 der Nabe 28 durch Bolzen 36 schwenkbar gelagert und drehen sich mit der Welle 30.

Auf der Nabe 28 ist ein erstes Betätigungsglied 40 gleitend gelagert und hat ©inen Teil 42, der mit einem Fußteil 44 an jedem der FMehgewichte 32 zusammenwirken kann. Ein radialer Stift 46, der in der Welle 30 fest ist, greift in einen Schütz 48 in dem Betätigungsglied 40 ein, um seine Bewegung in axialer Richtung zu begrenzen.

Ein zweites Kugellager 50 hat eine innere Laufbahn, die auf der Nabe 28 gleitet und sich mit der Nabe 28 und der Welle 30 dreht.

Ein zweites Betätigungsglied 52 (Fig. 1 und 7) hat einen Ring 54, der auf der äußeren Laufbahn des Lagers 50 gelagert ist und ein Paar Stifte 58 hat, die an einander gegenüberliegenden Seiten der umlaufenden Welle 30 in dem Ring 54 festsitzen.

Die freien Enden dieser Stifte 58 sind zugespitzt und greifen in entsprechend gestaltete Ausnehmungen 60 in einer schwenkbaren Platte oder einem schwimmenden Hebel 62 ein.

Das Betätigungsglied 40, das Lager 50 und das Betätigungsglied 52 bilden ein Druckglied, das durch die Fliehgewichte 32 mit einer Kraft bewegt werden kann, die der Drehzahl der Welle 30 entspricht.

Die schwenkbare Platte 62 ist als Einzelteil in den Fig. 4 bis 6 dargestellt. Sie hat in der Mitte eine Öffnung 64, durch die das eine Ende der Welle 30 hindurchgeht. Die Platte 62 ist länglich und läuft nach beiden Enden verjüngt zu und weist erhabene Augen 66 und 68 auf, die als Sitz für die Schraubenfedern 70 und 72 dienen.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist auf dem Deckel 18 eine Konsole 74 montiert, die ein Paar im Abstand voneinander stehende Schenkel 76 und 78 hat. Diese Konsole kann auch mit dem Deckel 18 aus einem Stück bestehen. Die Schenkel 76 und 78 der Konsole bilden mit Hilfe von Schrauben 80 und 82 und Unterlegscheiben 84 und 86 Widerlager für die Schraubenfedern 70 und 72 und tragen außerdem einen ersten und einen zweiten Schalter 88 und 90.

Die Schalter 88 und 90 sind von bekannter Bauart und haben Stößel od. dgl., die durch die Platte 62 betätigt werden können.

Die Kraft der Federn 70 und 72 ist so bemessen, daß bis zur Erreichung einer ersten bestimmten Drehzahl der Welle 30 die verschiedenen Betätigungsglieder in der zurückgestellten oder Ruhestellung bleiben, die in den Fig. 1, 2 und 8 dargestellt ist. In dieser Stellung wird keine der Schaltervorrichtungen 88 oder 90 betätigt.

Da die Feder 70 schwächer ist als die Feder 72, werden die Zentrifugalkräfte, die auf die Fliehgewichte 32 wirken, bei einer ersten vorherbestimmten Drehzahl der Welle 30 zunächst die Kraft der

ίο ersten schwächeren Feder 70 überwinden und dabei das erste Betätigungsglied 40, das Lager 50 und das zweite Betätigungsglied 52 in axialer Richtung gegen das offene Ende 12 des Gehäuses 10 bewegen.

Diese Bewegung veranlaßt die Stifte 58, die schwenkbare Platte 62 um einen Drehpunkt zu kippen, der von der stärkeren Feder 72 gebildet wird, und an dem Stößel 92 anzugreifen und den ersten Schalter zu betätigen. In diesem Zeitpunkt befindet sich die schwenkbare Platte oder der schwimmende Hebel 62 in der in Fig. 9 dargestellten Lage. Wenn die Drehzahl der Welle 30 weiter zunimmt und einen zweiten vorherbestimmten Wert überschreitet, gibt die stärkere Feder 72 nach, und die schwenkbare Platte 62 dreht sich um einen Drehpunkt, der von dem Stößel 92 des ersten Schalters 88 gebildet wird, bis der Stößel 94 des zweiten Schalters 90 zum Eingriff kommt und betätigt wird. Die Teile befinden sich dann in der in Fig. 10 dargestellten Lage, wobei beide Schalter betätigt sind. Eine weitere Zunahme der Drehzahl der Welle 30 veranlaßt keine weitere axiale Bewegung der Teile, da das untere Ende des Schutzes 48 jetzt an dem in der Welle sitzenden Stift 46 anschlägt.

Wie in Fig. 2 dargestellt, kann die Federkraft jeder der beiden Federn 70 und 72 durch eine Verstellung der Schrauben 80 und 82 verändert werden, wobei die Nachstellung der Feder des einen Schalters die Betätigung des anderen Schalters nicht beeinflußt.

Sind vier Schalter zu betätigen, so können zwei Vorrichtungen der oben beschriebenen Art miteinander gekuppelt werden, wobei eine Welle den Antrieb für die andere Welle abgibt. In ähnlicher Weise ist es möglich, einen Tachometer oder einen anderen Mechanismus von der Welle aus anzutreiben.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, sind an jedem der Schalter 88 und 90 Anschlußklemmen 98 und 100 zum Anschluß von Vorrichtungen vorgesehen, die durch die Schalter gesteuert werden.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Zentrifugal-Stufenschalter, bei dem die Fliehkraft gegen verschieden starke Federn drückt, da durch gekennzeichnet, daß eine auf der Welle axial durch die Fliehkraft verschiebbare Scheibe (52) zwei Bolzen (58) trägt, welche über eine Scheibe (62) die Stößel (92, 94) zweier Druckschalter (89, 90) derart steuern, daß die stärkere Feder (72) zunächst bei niederer Drehzahl den Drehpunkt für die Bewegung der Scheibe (62) bildet, bei höherer Drehzahl dagegen der Drehpunkt für die Steuerbewegung der Scheibe von der nunmehr ganz zusammengedrückten schwächeren Feder (70) für die Steuerung des anderen Schalters (90) gebildet wird.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzen (58) in der Mitte der länglichen Scheibe (62) angreifen, welche zwischen den Angriffspunkten der Bolzen eine Bohrung aufweist, durch die die Welle (30) hindurchfaßt.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Bolzen (58) spitz sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 621267, 2 853 571.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen