DE461905C - Fliehkraftregler zur Konstanthaltung der Tourenzahl von Kraftmaschinen, insbesonderevon elektrischen Maschinen - Google Patents

Description

• Fliehkraftregler zur Konstanthaltung der Tourenzahl von Kraftmaschinen, insbesondere von elektrischen Maschinen. Bekanntlich verwendet man im Maschinenbau zur Konstanthaltung der Leistung bzw. Tourenzahl von Kraftmaschinen Fliehkraftregler, bei welchen die Fliehkraft, die bei einer umlaufenden Masse entsteht, in geeigneter Weise auf ruhende Teile, beispielsweise durch Hebel, übertragen wird und die Steuerorgane der Maschine beeinflußt. Auch können elektrische Kontakte betätigt werden, die auf elektrische Organe einwirken. Derartige Regler beruhen auf der Ausnutzung der Fliehkraft. Diese läßt als Einzelkraft eine Regulierung nur in groben Grenzen zu, so daß die Verwendung von Fliehkraftreglern, insbesondere für elektrische Maschinen, bei welchen es sich um die Konstanthaltung der Leistung bzw. Tourenzahl mit weniger als i °/a handelt, nicht möglich ist oder bei Benutzung elektrischer Kontakte umständliche Schaltungen erforderlich macht.
• Der Gegenstand der Erfindung schafft für Fliehkraftregler ein neues Prinzip, das darin besteht, daß im Fliehkraftregler zwei Kräfte zur Auswirkung kommen. Die Durchführung dieses Prinzips hat zur Folge, daß die Beeinflussung der Steuerorgane der Maschine nicht stoßweise, sondern allmählich erfolgt, indem neben der bei Änderung der Drehzahl sich ändernden Fliehkraft noch eine intermittierend wirkende Schwerkraft ausgenutzt wird. Die Wirkungsweise des Reglers sei an Hand eines in der Abbildung schematisch angedeuteten Ausführungsbeispiels erläutert.
• Nahe am Umfang einer rotierenden Scheibe s ist eine Feder f angebracht, die an geeigneter Stelle mit einem Gewicht g belastet ist. Das Gewicht ist beim Ausführungsbeispiel an der Stelle größter Schwingungsweite der Peder f vorgesehen und dient als Gegenkontakt zum Kontaktstück k. Läuft die Scheibe s mit einer Tourenzahl, so daß gerade ein (angedeuteter) elektrischer Stromkreis durch den Kontakt g, k geschlossen wird, so wird der Stromkreis dauernd geschlossen und unterbrochen, und zwar derart, daß Schließung und öffnung des Stromkreises bei je einer Umdrehung der Scheibe einmal erfolgt. Wenn die Scheibe und mit ihr das Kontaktpaar g, k in vertikaler Ebene rotiert, dann ist der Kontakt in der gezeichneten Stellung geöffnet, in der schraffierten Stellung geschlossen, da in letzterer zur Fliehkraft noch die Schwerkraft bzw. das Gewicht g an der Feder f abzüglich der Spannkraft der Feder f hinzukommt. In der ausgezogenen Stellung subtrahiert sich das Gewicht g an der Feder von der Fliehkraft, so daß der Kontakt geöffnet ist. Die Kontaktdauer und demgemäß auch der Strom, der auf die Antriebsmaschine einwirkt, ist abhängig von der Drehzahl. Da man pro Umdrehung eine Änderung der Federdurchbiegung und somit einen Stromstoß erreicht, ist es vorteilhaft, Federn von nur kurzer Eigenschwingungsdauer .zu verwenden, also beispielsweise eine kurze Stahlfeder oder eine Membran hoher Eigenschwingungszahl. Viele der bisher bekannten Fliehkraftregler (beispielsweise der von H e 1 m h o 1 t z, nach Müller-Puillets Lehrbuch der Physik, oder der von B u r s t y n, nach Patent :292759) sind nur dann störungsfrei wirksam, wenn das Kontaktpaar in einer horizontalen Ebene rotiert, da andernfalls die durch die Zentrifugalkraft zu beeinflussende Masse infolge der periodisch wechselnden Einwirkung der Schwerkraft in unerwünschter Weise hin und her geschleudert wird. Andere bekannte Fliehkraftregler (beispielsweise der von G i e b e, nach der Zeitschrift für Instrumentenkunde igo9) sind bei jeder Lage der Rotationsebene wirksam. Die Schwerkraft übt auf das Kontaktpaar, wenn dies sich nicht in horizontaler Ebene dreht, nur einen geringen, für die Gesamtwirksamkeit des Reglers unwesentlichen Einfluß aus.
• Im Gegensatz hierzu wird bei der Erfindung die periodisch veränderliche Schwerkraft gerade dazu ausgenutzt, um eine hervorragende Feinregelung zu erhalten. Zu diesem Zweck muß die Rotationsebene des Kontaktpaares (d. h. die Zeichenebene der Abbildung) genau oder nahezu vertikal sein, damit bei jeder einzelnen Umdrehung genau einmal Kontakt gemacht wird. Beispielsweise wird bei einer Ausführung nach der Abbildung von einer gewissen Zeit, bevor das Gewicht g seinen tiefsten Punkt erreicht, bis -wegen der Trägheit - zu einer etwas längeren Zeit nach Durchgang durch den tiefsten Punkt ein Kontakt kurzgeschlossen. Andererseits bleibt der Erfindungsgedanke erhalten, wenn man solche Fliehkraftregler verwendet, bei denen bei vergrößerter Zentrifugalkraft ein Kontakt geöffnet wird, bei denen infolge der Einwirkung der Schwerkraft also der Kontakt in der Umgebung der höchsten Lage des Kontaktpaares gemacht wird. Das neue Prinzip eignet sich insbesondere für Tourenregler von Elektromotoren, insbesondere Gleichstrommotoren, bei denen das magnetische Feld nicht stoßweise, sondern allmählich verändert werden muß, wodurch die Gegenwirkung der Selbstinduktion und damit die Trägheit des magnetischen Feldes überwunden wird. Der neue Regler hat bereits zur Konstanthaltung der Tourenzahl von Hochfrequenzmaschinen Anwendung gefunden mit dem Ergebnis, daß die Tourenzahl auf '-/1"u pro Tausend konstant bleibt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Fliehkraftregler zur Konstanthaltung der Tourenzahl von Kraftmaschinen, insbesondere von elektrischen Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein in vertikaler oder nahezu vertikaler Ebene umlaufender Körper unter der ständigen Wirkung der Fliehkraft und der periodisch während jeder Umdrehung sich ändernden Gegenwirkung der Schwerkraft bei; jeder Umdrehung einen Kontakt (g, k) einmal öffnet und schließt, um einen Regelstromkreis zu beeinflussen.
2. 2. Fliehkraftregler nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine am Umfang einer Scheibe angeordnete, mit Masse versehene Stahlfeder oder Membran hoher Eigenschwingungszahl.