Fliehgewicht
Englisch: flyweight
Ein Gewicht, das sich je nach Fliehkraft nach außen bewegt.
Fliehgewicht: eine Masse, die von der Zentrifugalkraft getragen wird
Ein Fliehgewicht ist eine schwere Masse, üblicherweise aus Stahl oder Gusseisen, die sich um eine zentrale Achse dreht und sich bei zunehmender Drehzahl nach außen bewegt. Die Auswärtsbewegung wird allein durch Zentrifugalkraft angetrieben, ohne Federn oder äußere Begrenzung; Schwerkraft und Trägheit regeln den Rest. Fliehgewichte kommen in Reglern, Kupplungen und bestimmten Arten von Drehzahlreglern vor, bei denen ihre radiale Bewegung proportional zur Wellendrehzahl sein muss.
Die häufigste Anwendung ist der Fliehkraftregler, bei dem sich zwei oder mehr Fliehgewichte bei steigender Drehzahl nach außen schwingen und eine mechanische Gestänge betätigen, die die Drosselklappe oder Kraftstoffzufuhr verstellt. Frühe Dampfmaschinen verwendeten einfache Zweimassen-Regler mit Armen, die auf der rotierenden Welle selbst gelagert waren. Moderne Versionen können kompliziertere Geometrien aufweisen, aber das Grundprinzip ist unverändert: Höhere Drehzahl führt zu größerer Zentrifugalbeschleunigung, was zu größerer radialer Verschiebung führt.
Aufbau und Verhalten
Ein typisches Fliehgewicht besteht aus einer Masse, die auf einem Arm oder Drehpunkt angebracht ist, der eine radiale Bewegung ermöglicht. Der Arm ist normalerweise an der rotierenden Welle befestigt, und der Abstand des Gewichts von der Achse bei einer bestimmten Drehzahl wird durch das Gleichgewicht zwischen Zentrifugalkraft, dem Gewicht der Masse und dem mechanischen Widerstand im Drehpunkt bestimmt. Eine größere Masse erhöht die Auswärtskraft; ein größerer Wellendurchmesser verringert sie. Die Beziehung ist nicht linear, da die Zentrifugalkraft vom Quadrat der Drehzahl abhängt.
Reibung im Drehpunkt und Luftwiderstand verursachen eine Hysterese, das heißt, das Gewicht kehrt nicht zu genau demselben Radius zurück, wenn die Drehzahl abnimmt, wie er war, als die Drehzahl zunahm. Diese Verzögerung muss bei präziser Reglerarbeit berücksichtigt werden. Verschleiß im Drehpunkt erhöht die Reibung mit der Zeit ebenfalls, was dazu führen kann, dass der Regler träge reagiert oder nicht in der Lage ist, die stabile Drehzahlkontrolle über längere Zeit aufrechtzuerhalten.
Der Begriff Fliehgewicht stammt aus dem Werkzeugmaschinenbau, wo die Gewichte bei hoher Geschwindigkeit buchstäblich nach außen fliegen. Er unterscheidet sich von einem Ausgleichsgewicht, das fest angebracht ist, um rotierende Komponenten auszubalancieren. Ein Fliehgewicht ist immer beweglich; ein Ausgleichsgewicht ist immer ortsfest gegenüber seinem Gehäuse.