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Elektrischer Regelantrieb Gegenstand der Erfindung gemäss dem Hauptpatent ist ein elektrischer Regelantrieb mit einem Motor mit mindestens einem Ständer, in dem im Betrieb ein magnetisches Drehfeld ständig rotiert, und einem Läufer, der über eine Schaltvorrichtung mit veränderlichen Schaltzeiten impulsweise zur Erregung gebracht wird, wodurch der Läufer durch das Drehfeld impulsweise mitgenommen wird.
Das Drehfeld kann durch Erregung mit mehr- phasigem Wechselstrom, z. B. Drehstrom, gebildet werden oder es kann dadurch erzeugt werden, dass ein drehbar gelagerter, mit Gleichstrom gespiesener Erregerteil in Umdrehung versetzt wird.
Die vorliegende Erfindung bezweckt weitere Verbesserungen des elektrischen Regelantriebes nach dem Hauptpatent sowohl durch eine Vereinfachung der Konstruktion als auch durch eine bessere Anpassung der Schaltimpulse und der Ankerwiderstände an die jeweils erforderliche Leistung und Drehzahl. Die Erfindung erschliesst ferner weitere Anwendungsmöglichkeiten.
Der erfindungsgemässe elektrische Regelantrieb kennzeichnet sich durch eine Drehzahlregelvorrich- tung, die bestimmt ist, die Drehzahl der Ankerwelle zu kontrollieren und beim Überschreiten der Soll- Drehzahl eine Verkürzung der Schaltzeiten und beim Unterschreiten der Soll-Drehzahl eine Verlängerung der Schaltzeiten der Schaltvorrichtung zu bewirken.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist ferner eine Anpassungsvorrichtung, die beim Eintreten von ruckartigen Bewegungen des Ankers in Tätigkeit tritt, auf, um durch Einschalten von Widerständen in den Ankerkreis einen kontinuierlichen Lauf herbeizuführen.
In der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt: Die Fig. 1 zeigt den konstruktiven Aufbau des Regelmotors einer elektrischen Regeleinrichtung.
Die Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des Regelantriebes.
Die Fig. 3 zeigt eine Ansicht der in der Fig. 2 dargestellten Schaltvorrichtung mit veränderlichen Schaltzeiten mit dem Schaltungsschema.
Die Fig. 3a bis 3e zeigen die verschiedenen Arbeitsstellungen des Impulsgebers und die Arbeitsweise der Drehzahlregelungsvorrichtung bei über- oder Unterschreitung der Soll-Drehzahl und die Arbeitsweise der Widerstandsanpassungsvorrichtung, wenn der Motor ruckartige Bewegungen macht.
Die Fig. 4 zeigt einen Impulsgeber, der mit einer pneumatischen Anpassungsvorrichtung kombiniert ist.
Die Fig. 5 zeigt einen elektrischen Regelmotor mit rotierendem Erregerteil, dessen Wicklung mit Gleichstrom gespeist wird.
Die Fig. 6 zeigt den gleichen Regelmotor, wobei der Anker als Verschiebeanker ausgebildet ist.
Die Fig. 7 zeigt ein Kraftfahrzeug mit eingebautem elektrischem Regelantrieb.
Die Fig. 8 zeigt einen elektrischen Regelantrieb mit einem rotierenden und einem feststehenden Erregerteil für die Bremsung des Fahrzeuges.
Die Fig. 9 zeigt einen elektrischen Regelantrieb mit elektrodynamischen Relais.
Aus der Fig. 1 ist der konstruktive Aufbau des Regelmotors ersichtlich. Das Motorgehäuse 1 hat auf beiden Seiten einen Flansch. Der rechte Flansch 2 dient zur Befestigung des Motors an der Arbeitsmaschine. In dem Motorgehäuse sitzt das Ständerblechpaket 3, in welchem zur Erzeugung eines magnetischen Drehfeldes eine Dreiphasenwicklung vorgesehen ist. Das Ständerblechpaket 3 ist etwas
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länger als der Anker 4. Der Anker 4 besteht aus geschichteten Dynamoblechen mit Nuten, die auf der Bakelithülse 5 sitzen. An den beiden Seiten des Ankers sitzen die Scheiben 6 und 7, durch welche die Ankerbleche zusammengepresst und mit der Welle 8 fest verbunden werden.
Der Anker 4 trägt eine Wicklung, deren Spulenenden zu den beiden Schleifringen 10 und 10a geführt sind. Auf der linken Seite des Ankers ist noch ein Kurzschlussläufer 11 vorgesehen, der durch das Kugellager 12 auf der Motorwelle 8 sich drehen lässt. An dem Kurzschluss- ring 11 ist das Kegelrad 13 befestigt, welches das Kegelrad 14 mit dem darauf sitzenden Reibteller 15 antreibt. Auf dem Reibteller 15 ruht das Reibrad 16, mit dem die gewünschte Soll-Drehzahl eingestellt werden kann. Je mehr das Reibrad 16 sich der Aussenkante des Reibtellers 15 nähert, um so schneller dreht es sich. Mit dem Handrad 17 kann diese Verstellung des Reibrades 16 vorgenommen werden.
Durch das Reibrad wird die Regeleinrichtung betätigt, die in dem Lagerschild 18 des Motors sich befindet und in dem am Lagerschild befestigten Kasten 19 untergebracht ist.
Die Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des Motors zur Erläuterung des Arbeitsprinzips desselben. In dem Motorgehäuse 1, das aufgeschnitten dargestellt ist, ist zur Erzeugung eines magnetischen Drehfeldes eine Dreiphasenwicklung vorgesehen, die mit Drehstrom gespiesen wird. Der Anker 4 ist auf der Welle 8 befestigt. Der Kurzschlussläufer 11 sitzt auf dem Kugellager 12 und lässt sich somit unabhängig von der Welle 8 drehen. An dem Kurzschluss- läufer 11 ist das Kegelrad 13 befestigt, von welchem das Kegelrad 14 angetrieben wird. Das Kegelrad 14 sitzt auf der Welle 20, die über die beiden Kegelräder 21 und 22 die Welle 23 antreibt.
Durch die Welle 23 wird über die Kegelräder 24 und 25 der Reibteller 15 angetrieben. Auf dem Reibteller 15 liegt das Reibrad 16 auf. Mit dem Handrad 17 kann über die Gewindespindel 26 der Haltearm 27 mit dem Reibrad 16 verstellt werden. Je mehr sich das Reibrad 16 dem Mittelpunkt des Reibtellers 15 nähert, um so langsamer wird die Drehzahl des Reibrades 16. Das Reibrad 16 sitzt auf der Welle 28 drehfest und gleitet auf der Welle 28, die in dem Lagerbock 29 gelagert ist. Am linken Ende der Welle 28 sitzt der Schleifring 9 sowie der Hebel 30, der in elektrisch isolierter Anordnung das Schleifsegment 31 trägt.
Auf der Ankerwelle 8 ist der Schleifring 10 befestigt, der elektrisch mit dem einen Ende der Ankerwicklung verbunden ist. Der in Fig. 1 mit 10a bezeichnete Schleifring ist durch eine leitende feste Verbindung ersetzt, die von der Welle 8 gebildet ist, in dem das andere Ende der Ankerwicklung an diese Welle angeschlossen ist. Am rechten Ende der Welle 8 sitzt ferner die Bakelitscheibe 32, auf welcher die Kontakte für die selbsttätige Impulsregelung sowie die selbsttätige Wider= standsanpassungseinrichtung angeordnet sind.
Die Teile 31 und 32 sind in Fig. 2 der Übersichtlichkeit halber nicht in ihrer tatsächlichen Lage dargestellt und es wird deshalb auch auf die Fig. 3 verwiesen.
Fig. 3 zeigt eine Ansicht auf den Impulsgeber und die Widerstandsanpassungsvorrichtung mit dem Schaltungsschema. Die drehstromgespiesene Ständerwicklung ist mit 3' bezeichnet und erzeugt ein ständig rotierendes magnetisches Feld. Am Umfang der auf der Ankerwelle 8 angeordneten Bakelitscheibe 32 sitzen die beiden Schleifsegmente 33 und 34. Das Segment 34 steht räumlich fest, während das Segment 33 den Zahnkranz 35 trägt, in welchen die Schnecke 36 (Fig. 2) eingreift. Das Segment 33 ist so geführt, dass durch Drehen der Welle 37 der Abstand der beiden Segmente 33 und 34 verstellt werden kann. Die Welle 37 wird über die Kegelräder 38 und 39 durch die Welle 26 verstellt.
Durch das Handrad 17 wird also gleichzeitig das Reibrad 16 verstellt und auch der Abstand der beiden Segmente 33 und 34. Am Umfang der Bakelitscheibe 32, die durch die Welle 8 angetrieben wird, ist das Metallsegment 40 befestigt. In einem geringen Abstand davon sitzt das Metallsegment 41 und in einem weiteren Abstand die Metallsegmente 42 bis 46. Diese Metallsegmente sind leitend mit den Kontaktstücken 47 bis 53 verbunden. Es sind ferner noch zwei Anlaufkontakte 66 und 67 vorgesehen. über alle diese Kontaktstücke 47 bis 53, 66 und 67 kann das Schleifsegment 31 gleiten, das an dem Hebelarm 30 isoliert befestigt ist und durch die Welle 28 gedreht werden kann. Auf der Welle 8 ist ferner das Zahnrad 32a drehbar befestigt, an dem der Schleifkontakt 54 befestigt ist.
Der Schleifkontakt 54 kann über die Kontaktstücke 55 bis 61 gleiten, an welchen der Widerstand 62 der Widerstandsanpas- sungsvorrichtung, der verschiedene Anzapfungen hat, angeschlossen ist. Der Anlaufkontakt 66 und der Kontakt 61 der Widerstandsanpassungsvorrich- tung sind über die Welle 8 elektrisch mit dem einen Ende der Ankerwicklung 4a verbunden. Das andere Ende der Ankerwicklung 4a ist über den Schleifring 10 und die Bürste 10b mit dem Schleifsegment 33 und dem Anlaufkontakt 67 verbunden. An dem Hebel 30 ist ferner die Klinke 63 befestigt, die in das Zahnrad 32a eingreift. Die Klinke 63 ist mit der Nase 64 ausgestattet, welche durch den Anschlag 65, wenn sich die Scheibe 32 weit genug gedreht hat, angehoben wird.
Die auf dem Schleifring 9 der Welle 28 angeordnete Bürste 9a ist mit dem Schleifsegment 34 elektrisch in Verbindung. Der Schleif- ripg 9 ist elektrisch mit der Welle 28 und dein Schleifkontakt 54 verbunden, der mit dem Zahnrad 32a schwenkbar auf der Welle 8 angeordnet ist. Diese Verbindung könnte gewünschtenfalls auch mittels eines zweiten auf der Welle 28 angeordneten Schleifringes bewirkt werden.
Die Fig. 3a bis 3e zeigen die verschiedenen Arbeitsstellungen des Impulsgebers und die Arbeitsweise der beschriebenen Widerstandsregeleinrichtun- gen bei Über- oder Unterschreitung der Soll-Drehzahl und wenn der Motor ruckartige Bewegungen macht.
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Aus der Fig. 3a ist zu ersehen, wie der Motor anläuft. Sobald der Ständer des Motors eingeschaltet wird, dreht sich der Kurzschlussläufer 11 und über die Triebverbindung 13, 14, 20, 21, 22, 24 und 25 der Reibteller 15 und damit auch das Reibrad 16, welches auf der Welle 28 sitzt. Der Hebel 30 mit dem Schleifsegment 31 wird im Uhrzeigersinn verstellt, während der Anker 4 mit der Bakelitscheibe 32 noch stillsteht.
Sobald durch den Schleifkontakt 31 die beiden Anlaufkontakte 66 und 67 verbunden werden, wie aus Fig. 3a ersichtlich ist, ist die Wicklung des Ankers kurzgeschlossen, so dass dieser zum Anlaufen kommt. Es dreht sich nun auch die Bakelitscheibe 32, die mit der Motorwelle 8 fest verbunden ist. Der Schleifkontakt 31 auf der Bakelitscheibe 32 verschiebt sich nun entsprechend der-jeweils eingestellten Soll-Drehzahl, das heisst entsprechend der Drehzahl der Reibscheibe 16.
Die Fig. 3b zeigt die Arbeitsweise der Regeleinrichtung unter der Voraussetzung, dass die Drehzahl des Ankers ebenso gross ist wie die des Reibrades 16. Durch den Schleifkontakt 31 sind die Kontaktsegmente 40, 41, 42, 43 und 44 miteinander verbunden, wodurch der Anker Schaltimpulse über den Stromkreis 10, 10b, 33-34, 9a, 9, 54, 62, 8, 10a von einer ganz bestimmten Zeitdauer erhält. Diese sind gerade so lang, dass beide Drehzahlen, das heisst die des Ankers und die der Reibscheibe übereinstimmen. Die Wicklung des Ankers wird dabei immer dann erregt, wenn durch die kurzgeschlossenen Segmente 40 bis 44 die Kontaktstücke 33 und 34 überbrückt werden. Das eine Ende der Ankerwicklung ist an dem Widerstand 62 angeschlossen, während das andere Ende zu dem Schleifring 10 geführt ist.
Die Bürste 10b, die auf dem Schleifring 10 gleitet, ist mit dem Kontaktsegment 33 verbunden. Dreht sich die Scheibe 32, so wird durch die Segmente 40 bis 44 impulsweise eine überbrückung zu dem Kontaktstück 34 hergestellt. Dadurch wird der Ankerstromkreis 10, 10b, 33-34, 9a, 9, 54, 62, 8 geschlossen und der Anker erregt.
Die Fig. 3c zeigt das Verhalten der Regeleinrichtung, wenn der Motor gegenüber dem Reibrad 16 zu schnell läuft. Der Hebel 30 ist auf der Scheibe 32 etwas nach links gewandert, so dass jetzt nur noch die Kontaktstücke 40, 41, 42 und 43 überbrückt sind durch den Schleifkontakt 31 und dadurch die Schaltimpulse, die der Anker erhält, sich verkürzen. Die Drehzahl des Ankers wird dadurch selbsttätig verringert.
Die Fig. 3d zeigt das Verhalten der Regeleinrichtung, wenn der Motor zu langsam läuft gegen- über dem Reibrad 16. Die Bakelitscheibe 32 ist gegenüber dem Schleifkontakt 31 etwas zurückgeblieben, so dass sich dieser nach rechts gedreht hat und jetzt wieder mehr Segmente am Umfang der Bakelitscheibe miteinander verbunden sind. Es sind jetzt die Segmente 40 bis 45 miteinander verbunden. Die Impulse des Motors werden dadurch länger, so dass die Drehzahl des Motors ansteigt. Durch diese Impulsregeleinrichtung wird also selbsttätig die Drehzahl des Ankers ständig der eingestellten Drehzahl des Reibrades 16 angepasst.
Die Fig.. 3e zeigt die Arbeitsweise der Widerstandsregeleinrichtung. Diese tritt immer dann in Tätigkeit, wenn der Anker durch die Impulse, mit denen er erregt wird, ruckartige Bewegungen ausführt. Bei jeder solchen ruckartigen Bewegung wird durch die Klinke 63 das Zahnrad 53, das drehbar auf der Bakelitscheibe 32 gelagert ist, verstellt. Dadurch wird der Schleifkontakt 54, der an dem Zahnrad befestigt ist, ebenfalls verstellt, so dass er über die Kontaktstücke 55 bis 61 gleitet. Bei jeder Verdrehung des Zahnrades 53 durch die Klinke 63 wird also der Widerstand 62, der im Ankerstromkreis liegt, vergrössert.
Die einzelnen Drehimpulse des Ankers werden dadurch abgeschwächt, bis dieser schliesslich kontinuierlich läuft. Wenn aus irgendeinem Grunde, z. B. beim Anstieg der Last, der Anker durch den vorgeschalteten Widerstand nicht die Kraft hat, die Last zu überwinden, so bleibt der Anker gegenüber der Reibscheibe zurück, bis schliesslich die Nase 65 an dem Anschlag 64 zum Aufliegen kommt und dadurch die Klinke angehoben wird. Durch die Feder 70 wird das Zahnrad 53 in die Ausgangsstellung zurückgedreht.
Der Widerstand 62, der bisher an dem Ankerstromkreis angeschlossen war, wird wieder ausgeschaltet, so dass der Motor jetzt mit voller Kraft die erhöhte Last überwinden kann und sich dann wieder selbsttätig dieser anpasst.
Die Fig. 4 zeigt eine andere Ausführung der W i- derstandsregeleinrichtung, wobei die Widerstandsverstellung pneumatisch erfolgt. Diese Einrichtung ist ebenfalls auf der Bakelitscheibe 32 befestigt. Die pneumatische Pumpe 72 wird durch den Hebel 30, der mit der Welle 28 fest verbunden ist, betätigt. Sobald der Anker ruckartige Bewegungen ausführt und dadurch der Hebel 30 entsprechend bewegt wird, wird der Stössel 73 nach rechts gedrückt. An dem rechten Ende des Stössels sitzt der Kolben 74 der Pumpe, der die Luft in die Rohrleitung 75 presst. Diese ist an dem Zylinder 76 angeschlossen. In diesem Zylinder bewegt sich der Kolben 77, der durch die Pressluft nach rechts gedrückt wird.
Bei jeder ruckartigen Bewegung wandert also der Kolben 77 mit dem Gestänge 78 und dem Schleifkon- takt 79 nach rechts. Der Schleifkontakt liegt auf den Kontaktstücken 55 bis 61 auf, an welchen der Regelwiderstand angeschlossen ist. Nimmt der Regelwiderstand, der im Ankerstromkreis eingeschaltet ist, eine solche Grösse an, dass der Motor bei einer Änderung der Last stehen bleibt, also nicht mehr genii- gend Kraft entwickelt, so drückt der Hebel 30 den Stössel 73 ganz zurück und wird dadurch die Stange 80 betätigt. Diese ist in dem Drehbolzen 81 gelagert. An der Stange 80 ist die Querstange 82 befestigt, durch welche das Ventil 83 betätigt wird.
Die in den Zylinder 76 gepumpte Luft entweicht durch das ge-
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öffnete Ventil 83 und wird durch die Feder 84 der Kolben 77 wieder zurückgezogen. Dadurch wird der Schleifkontakt 79 in die Ausgangsstellung gebracht, das heisst der in dem Ankerstromkreis eingeschaltete Vorschaltwiderstand wird wieder ausgeschaltet. Die pneumatische Steuereinrichtung ist, wie allgemein bekannt, noch mit dem Saugventil 85 und dem Druckventil 86 versehen. Durch die Feder 87 wird der Stössel 73 nach jeder ruckartigen Bewegung des Hebels 30 immer wieder in die Ausgangsstellung gebracht. Die beschriebenen Beispiele zeigen nur das Grundprinzip einer derartigen Steuereinrichtung.
Es können hierfür selbstverständlich auch noch andere Lösungen vorgesehen werden. So kann man auch eine hydraulische Einrichtung verwenden, die ähnlich wie die beschriebene pneumatische Einrichtung arbeitet. Es ist aber auch möglich, einen besonderen kleinen Regelmotor vorzusehen, das heisst einen Verstellmotor, der bei jeder Bewegung des Hebels 30 für einen kurzen Augenblick eingeschaltet wird und so nach und nach die Verstellung des Schleifkontaktes 79 bewirkt, bis der Widerstand den Ar- beitsbedingungen des Motors angepasst ist.
Die Fig. 5 zeigt einen andern für den erfindungsgemässen Regelantrieb vorgesehenen elektromagnetischen Regelmotor mit rotierendem Erregerteil, dessen Wicklung mit Gleichstrom gespeist wird. Der Erregerteil 89 ist drehbar gelagert und wird durch die Welle 90 angetrieben. Die Erregerwicklung wird über die Klemmen 91 und 92 mit Gleichstrom erregt und sind zu diesem Zweck auf dem Erregerteil die Schleifringe 93 und 94, auf denen die Kohlebürsten 95 und 96 aufliegen, vorgesehen. Der Erregerteil 89 ist in dem Gehäuse 97 drehbar gelagert. In dem Erregerteil sitzt der Anker 4 auf der Welle B.
Die Welle 8 ist ebenfalls drehbar gelagert und trägt am rechten Ende die beiden Schleifringe 9 und 10, durch welche der Anker mit Gleichstrom gespeist wird. Wird der Anker mit Gleichstrom erregt und ferner der Erregerteil ebenfalls mit Gleichstrom erregt, so wird der Anker durch das räumlich stillstehende Magnetfeld des Erregerteils festgehalten. Sobald jedoch die Welle 90 angetrieben wird, dreht sich der Anker 4 mit, weil er nun durch den sich drehenden Erregerteil 89 und das sich ebenfalls drehende Magnetfeld desselben mitgerissen wird. Die Ankerwelle 8 dreht sich dabei ebenfalls so schnell wie die Antriebswelle 90. Wird die Stromzuführung der Ankerwicklung unterbrochen, so bleibt der Anker stehen.
Der Regelantrieb arbeitet in diesem Falle wie eine Kupplung, die man ein- und ausschalten kann. Erfolgt die Erregung des Ankers durch einen Impulsgeber mit verschieden langen Impulsen, so kann man die Drehzahl der Welle 8 regeln. Auch für diesen Anker kann die beschriebene selbsttätige Widerstandsanpassungseinrichtung verwendet werden. Durch die Widerstandsanpassungseinrichtung können die ruckartigen Bewegungen der Welle 8, wenn die Schaltimpulse kurz sind, so ausgeglichen werden, dass die Welle 8 auch bei grossen Drehzahl- unterschieden zwischen der Welle 19 und der Welle 8 sich mit konstanter Drehzahl dreht.
Der in Fig. 6 gezeigte Regelmotor unterscheidet sich von dem in Fig. 5 dargestellten lediglich dadurch, dass er einen Verschiebeanker aufweist. Wie aus der Fig. 6 ersichtlich, sind der Anker 4 und die Bohrung des Ständers 1 konisch ausgebildet und es wird der Anker durch die Feder 88 in den Konus der Ständerbohrung gepresst. Sobald der Anker elektrisch durch den Impulsgeber erregt wird, wird derselbe in das Ständerfeld hineingezogen und löst sich von diesem Bremskonus. Wenn die Erregung des Ankers abgeschaltet wird, so wird die Rotation des Ankers augenblicklich abgebremst.
Die Schleifringe 9 und 10 für die Ankererregung können entsprechend breit ausgeführt werden, so dass die Bürsten auf diesen Schleifringen die erforderliche seitliche Verschiebung des Ankers zulassen. Es können aber auch die Bürsten seitlich verschiebbar am Bürstenhalter befestigt werden, bzw. kann man auch den Bürstenhalter selbst seitlich verschiebbar ausführen.
Die Fig. 7 zeigt ein Kraftfahrzeug, für welches ein erfindungsgemäss ausgebildeter elektrischer Regelantrieb, der gleichzeitig als Kupplung arbeitet, vorgesehen ist. Durch den Benzinmotor 98 wird die Welle 90 der regelbaren elektrischen Kupplung 100 angetrieben. Durch die Antriebswelle der Kupplung wird die Gelenkwelle 91 angetrieben, welche mit dem Differentialgetriebe 9 gekuppelt ist.
Die Fig. 8 zeigt diesen elektrischen Regelantrieb, der einen Regelmotor 100 mit einem rotierenden Erregerteil für den Antrieb und einem feststehenden Erregerteil für die Bremsung der Antriebswelle 8 aufweist. Die Welle 90 wird durch den Benzinmotor 98 des Kraftfahrzeuges angetrieben. Dadurch dreht sich der Erregerteil 89 mit seiner durch Gleichstrom erregten Wicklung 99. Das Gehäuse 100a enthält noch einen zweiten Erregerteil 101, der fest mit dem Gehäuse verbunden ist.
Der Erregerteil 101 ist mit einer Gleichstromwicklung 102 versehen, die über die Klemmen 103 und 104 mit Gleichstrom erregt wird. Auf der Ankerwelle 8 sitzen die beiden Anker 4 und 105. Über die Schleifringe 9 und 10 bzw. 106 können die Wicklungen der beiden Anker kurzgeschlossen werden. An den Schleifringen 9 und 10 ist die Wicklung des Ankers 4 angeschlossen. Die Wicklung des Ankers 105 ist an den Schleifringen 10 und 10b angeschlossen. Wird die Wicklung des Ankers 4 unterbrochen und die Wicklung des Ankers 105 kurzgeschlossen, so wird die Ankerwelle 8 abgebremst, wenn der Erreger 101 über die Klemmen 103 und 104 erregt ist.
Dieser Regelmotor bildet hier zugleich eine regelbare und elektrisch abbrems- bare Kupplung und eignet sich besonders gut für Kraftfahrzeuge, wie im folgenden erläutert wird. Mit der Fussraste 107 wird die Vorrichtung 108 für die Regelung der Brennstoffzufuhr und des Brennstoffgemisches über das Seil 109 betätigt. Durch die Feder 120 wird die Fussraste immer wieder in die Ausgangsstellung selbsttätig zurückgeführt. Durch
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das Seil 109 wird aber auch gleichzeitig der Schleifkontakt 111, der auf der Impulsgeberwalze 112 gleitet, nach links verstellt. Dadurch werden die Schaltimpulse für die Erregung des Ankers 4 vergrössert, so dass die Abtriebswelle 8 sich entsprechend schneller dreht.
Mit der Fussraste 113 werden über das Seil 114 die mechanischen Bremsen 115 betätigt. Gleichzeitig wird der Schleifkontakt 116 nach links verstellt, der an dem Seil 114 befestigt ist. Mit dem Schleifkontakt 116 mechanisch verbunden ist der Schleifkontakt 117, der auf dem Widerstandsdraht 118 gleitet. Es wird dadurch die Ankerwick-. lung 102 der zweiten Maschine elektrisch erregt und die elektrische Bremswirkung der Welle 8 in Abhängigkeit von der Grösse des Widerstandes des eingeschalteten Widerstandsdrahtes 118 erzeugt. Die Antriebswelle 119 der Reglerwalze ist über eine Drehzahlregelvorrichtung in nicht gezeichneter Weise mit der Welle 90 gekuppelt.
Bei Verwendung dieser regelbaren elektrischen Kupplung werden also für das Kraftfahrzeug nur zwei Fussrasten benötigt, wobei die Kupplung auch das Ganggetriebe ersetzt. Der Regelantrieb kann selbstverständlich auch in anderer Weise mit den Betätigungsorganen des Kraftfahrzeuges verbunden werden. Um eine Rückwirkung der impulsweisen Mitnahme der Kupplung auf den Benzinmotor zu verhindern, ist es zweckmässig, noch eine entsprechende Schwungmasse auf der Welle 90 anzuordnen. Für die Betätigung der elektrischen Bremse kann man auch an der Stossstange eine Vorrichtung vorsehen, die selbsttätig die Bremse einschaltet, wenn das Fahrzeug an ein Hindernis anstösst. Es lässt sich also dieser elektrische Regelantrieb in der mannigfaltigsten Weise steuern.
Der Antrieb für den Impulsgeber kann auch mit der Achse des Verteilers, durch den die Zündung bewirkt wird, gekuppelt werden. Um mit dem Impulsgeber nicht direkt die Erregerströme des Ankers schalten zu müssen, können auch Verstärkerglieder, wie z. B. elektrodynamische Relais, vorgesehen werden.
Die Fig. 9 zeigt einen elektromagnetischen Regelantrieb für zwei Drehrichtungen, der über elektrodynamische Relais gesteuert wird. Diese Relais sind in der Schweizer Patentschrift Nr. 308115 ausführlich beschrieben. Die beiden Anker 119 und 120, die auf der gemeinsamen Welle 121 sitzen, werden durch die beiden elektrodynamischen Relais 122 und 123 gesteuert. Die Anker 119 und 120 drehen sich in den beiden Ständern 124 und 125. Beide Ständer sind als Drehstromständer ausgebildet und so an dem Drehstromnetz angeschlossen, dass das Drehfeld des Ständers 124 sich entgegengesetzt zu dem Drehfeld des Ständers 125 dreht. Je nachdem, ob der Anker 119 oder 120 elektrisch erregt wird, dreht sich die Welle 121 im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt.
Die Wicklung des Ankers 119 wird durch den Schleifkontakt 126 des elektrodynamischen Relais 122 kurzgeschlossen. Die Wicklung des Ankers 120 wird durch den Schleifkontakt 127 des Relais 123 kurzgeschlossen. Die Bürste 128 des Ankers 119 ist an der Klemme 130 des Relais 122 angeschlossen. Die Bürste 129 ist an dem sich in vertikaler Richtung bewegenden Schleifkontakt 126 angeschlossen. Die Bürste 131 des Ankers 120 ist an dem Schleifkontakt 127 des Relais 123 angeschlossen. Die Klemme 133 des Relais 123 ist leitend mit der Bürste 132 verbunden. Sobald die Tauchspulen der Relais Spannung erhalten, werden diese nach unten gezogen und wird der Erregerstrom der Anker dadurch unterbrochen. Die Tauchspule 134 sitzt in dem permanenten Magneten 135 und taucht dort noch tiefer ein, wenn die Spule eingeschaltet ist.
Die beiden Tauchspulen werden durch den Schleifkontakt 136, der auf der Kontaktbahn 137 gleitet, gesteuert. Auf der Kontaktbahn 137 sind die Kontaktstücke 138, 139, 140, 141, 142 und 143 angeordnet. Der Schleifkontakt 136, welcher beispielsweise durch die Auslenkung eines Tastorganes einer elektrischen Fühlersteuerungseinrichtung verstellt wird, ist mit zwei Schleifbürsten 144 und 145 ausgerüstet und sind die Kontaktstücke so angeordnet, dass bei einer Bewegung des Schleifkontaktes 136 nach links die Bürste 144 zuerst auf dem Kontaktstück 140, dann auf dem Kontaktstück 139 und schliesslich auf dem Kontaktstück 138 zum Aufliegen kommt. Bewegt sich der Schleifkontakt 136 auf der Kontaktbahn 137 nach rechts,
so kommt das Kontaktstück 145 auf dem Kontaktstück 141 und dann auf dem Kontaktstück 142 und schliesslich auf dem Kontaktstück 143 zum Aufliegen. Durch die Bürste 144 wird die Tauchspule 146 des Relais 123 gesteuert. Das eine Wickelende der Tauchspule 146 ist leitend mit der Bürste 144 verbunden. Das andere Ende der Tauchspulenwicklung liegt an der Hauptleitung P einer Gleichstromspannung. Das rechte Spulenende der Tauchspule 134 von dem Relais 135 liegt ebenfalls an der Hauptleitung P der Gleichstromspannung. Das linke Ende der Tauchspule 134 ist leitend mit der Bürste 145 verbunden. Durch die Kontaktstücke 140, 139, 13$ sowie den Schleifkontakt 144 wird die Tauchspule 146 gesteuert und durch die Kontaktstücke 141, 142 und 143 und den Schleifkontakt 145 die Tauchspule 134.
Ferner ist eine normale Impulsgeberwalze vorgesehen, die mit konstanter Drehzahl angetrieben wird. Die Bürste 147 des Impulsgebers liegt auf dem Schleifring 148 auf. Die Bürste 147 ist mit der Minusleitung des Gleichstromnetzes verbunden. Der Schleifring 148 ist mit den Metallsegmenten 149, 150, 151 und 152 leitend verbunden. Am Umfang der Walze des Impulsgebers sind die drei Bürsten Bl, B2, B3 angeordnet, an welche die Kontaktstücke 138 bis 143 angeschlossen sind. An der Bürste B 1 liegen die beiden Kontaktstücke 140 und 141. An der Bürste B2 liegen die beiden Kontaktstücke 139 und 142. An der Bürste B3 liegen die beiden äussersten Kontaktstücke 138 und 143.
Bewegt sich der Schleifkontakt 136 nach links, so dass er auf dem Kontaktstück 140 zum Aufliegen kommt, so erhält die Tauchspule 146 des Relais 123 über die Bürste B 1 des Impulsgebers sehr kurze
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Schaltimpulse. Das Relais 123 schliesst ebenfalls kurzzeitig den Anker 120 kurz. Kommt der Schleifkontakt 144 auf dem Kontakt 139 zum Aufliegen, so erhält die Tauchspule des Relais 123 längere Schaltimpulse. Der Anker 120 dreht sich jetzt mit einer höheren Drehzahl. Liegt der Schleifkontakt 144 auf dem Kontaktstück 138 auf, so verläuft der Erregerstrom der Tauchspule 146 über die Bürste B3. Die Schaltpausen sind nur sehr kurz und läuft deshalb der Motor mit hoher Drehzahl.
Kommt der Schleifkontakt 145 auf dem Kontaktstück 141 zum Aufliegen, so erhält die Tauchspule 134 über die Bürste BI sehr kurze Schaltimpulse. Durch das Relais 122 wird der Anker 119 gesteuert, wodurch die Welle 121 sich im umgekehrten Drehsinne dreht. Liegt der Schleifkontakt 145 auf dem Kontaktstück 142 auf, so erhält die Tauchspule 134 über die Bürste B2 Spannung und führt jetzt längere Schaltimpulse aus. Der Anker 119 dreht sich mit einer entsprechend höheren Drehzahl. Da der Schleifkontakt 136 nur die sehr geringen Ströme für die Tauchspulen zu steuern hat, kann die Kontaktbahn 137 klein ausgeführt werden. Es kann hierfür z.
B. auch ein Kontaktpaket mit dünnen Metallblättchen und Glimmerschichten verwendet werden, so dass nur ein sehr geringer Schaltweg des Schleifkontaktes 136 erforderlich ist. Die Tauchspule 134 ist an der Membrane 153 befestigt und lässt diese eine sehr hohe Schalthäufigkeit zu.
Dieses Beispiel zeigt, dass das beschriebene Steuerprinzip sich auch für Regelaufgaben, wie sie z. B. bei den bekannten Fühlersteuerungen vorliegen, mit Vorteil angewandt werden. Durch die Verwendung solcher elektrodynamischer Relais kann auch der Impulsgeber sehr klein bemessen werden, so dass dieser sich z. B. leicht mit dem Verteiler für die Zündung eines Kraftfahrzeuges kombinieren lässt.
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Electric variable speed drive The subject of the invention according to the main patent is an electric variable speed drive with a motor with at least one stator in which a rotating magnetic field constantly rotates during operation, and a rotor that is excited in pulses via a switching device with variable switching times, whereby the rotor is picked up in pulses by the rotating field.
The rotating field can be generated by excitation with multi-phase alternating current, e.g. B. three-phase current, or it can be generated in that a rotatably mounted exciter part fed with direct current is set in rotation.
The present invention aims to further improve the electric variable speed drive according to the main patent, both by simplifying the construction and by better adapting the switching pulses and the armature resistors to the required power and speed. The invention also opens up further possible applications.
The electric control drive according to the invention is characterized by a speed control device which is intended to control the speed of the armature shaft and to shorten the switching times when the target speed is exceeded and to lengthen the switching times of the switching device when the target speed is not reached.
A preferred embodiment of the invention also has an adaptation device which comes into action when jerky movements of the armature occur in order to bring about a continuous run by switching on resistors in the armature circuit.
Exemplary embodiments are shown in the accompanying drawing: FIG. 1 shows the structural design of the control motor of an electrical control device.
Fig. 2 shows a perspective view of the control drive.
FIG. 3 shows a view of the switching device shown in FIG. 2 with variable switching times with the circuit diagram.
3a to 3e show the different working positions of the pulse generator and the mode of operation of the speed control device when the target speed is exceeded or not reached and the mode of operation of the resistance adjustment device when the motor makes jerky movements.
4 shows a pulse generator which is combined with a pneumatic adapter device.
5 shows an electric control motor with a rotating exciter part, the winding of which is fed with direct current.
Fig. 6 shows the same control motor, the armature being designed as a sliding armature.
7 shows a motor vehicle with a built-in electric variable speed drive.
FIG. 8 shows an electric variable speed drive with a rotating and a stationary exciter part for braking the vehicle.
Fig. 9 shows an electric control drive with electrodynamic relays.
From Fig. 1, the structural design of the control motor can be seen. The motor housing 1 has a flange on both sides. The right flange 2 is used to attach the motor to the machine. The stator core 3, in which a three-phase winding is provided to generate a rotating magnetic field, sits in the motor housing. The stator core 3 is something
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longer than the armature 4. The armature 4 consists of laminated dynamo sheets with grooves that sit on the Bakelite sleeve 5. The washers 6 and 7, through which the armature plates are pressed together and firmly connected to the shaft 8, sit on the two sides of the armature.
The armature 4 carries a winding, the coil ends of which are led to the two slip rings 10 and 10a. On the left side of the armature there is also a squirrel-cage rotor 11 which can be rotated on the motor shaft 8 by means of the ball bearing 12. The bevel gear 13, which drives the bevel gear 14 with the friction plate 15 seated on it, is fastened to the short-circuit ring 11. The friction wheel 16, with which the desired speed can be set, rests on the friction plate 15. The closer the friction wheel 16 approaches the outer edge of the friction plate 15, the faster it rotates. This adjustment of the friction wheel 16 can be carried out with the hand wheel 17.
The control device, which is located in the end plate 18 of the motor and is housed in the box 19 attached to the end plate, is actuated by the friction wheel.
Fig. 2 shows a perspective view of the engine to explain the principle of operation of the same. In the motor housing 1, which is shown cut open, a three-phase winding is provided to generate a rotating magnetic field, which is fed with three-phase current. The armature 4 is attached to the shaft 8. The squirrel cage 11 sits on the ball bearing 12 and can thus be rotated independently of the shaft 8. The bevel gear 13, by which the bevel gear 14 is driven, is attached to the squirrel-cage rotor 11. The bevel gear 14 sits on the shaft 20, which drives the shaft 23 via the two bevel gears 21 and 22.
The friction plate 15 is driven by the shaft 23 via the bevel gears 24 and 25. The friction wheel 16 rests on the friction plate 15. The holding arm 27 with the friction wheel 16 can be adjusted with the handwheel 17 via the threaded spindle 26. The closer the friction wheel 16 approaches the center of the friction plate 15, the slower the speed of the friction wheel 16 becomes. The friction wheel 16 sits on the shaft 28 in a rotationally fixed manner and slides on the shaft 28, which is mounted in the bearing block 29. At the left end of the shaft 28 sits the slip ring 9 and the lever 30, which carries the slip segment 31 in an electrically isolated arrangement.
The slip ring 10, which is electrically connected to one end of the armature winding, is attached to the armature shaft 8. The slip ring designated by 10a in FIG. 1 is replaced by a conductive fixed connection which is formed by the shaft 8 in which the other end of the armature winding is connected to this shaft. At the right end of the shaft 8 there is also the Bakelite disk 32, on which the contacts for the automatic pulse control and the automatic resistance adjustment device are arranged.
For the sake of clarity, parts 31 and 32 are not shown in their actual position in FIG. 2 and reference is therefore also made to FIG. 3.
FIG. 3 shows a view of the pulse generator and the resistance adjustment device with the circuit diagram. The three-phase current fed stator winding is labeled 3 'and generates a constantly rotating magnetic field. The two grinding segments 33 and 34 sit on the circumference of the Bakelite disk 32 arranged on the armature shaft 8. The segment 34 is spatially fixed, while the segment 33 carries the ring gear 35, in which the worm 36 (FIG. 2) engages. The segment 33 is guided in such a way that the distance between the two segments 33 and 34 can be adjusted by rotating the shaft 37. The shaft 37 is adjusted by the shaft 26 via the bevel gears 38 and 39.
The friction wheel 16 and the distance between the two segments 33 and 34 are adjusted by the hand wheel 17 at the same time. The metal segment 40 is attached to the circumference of the Bakelite disc 32, which is driven by the shaft 8. The metal segment 41 sits at a small distance therefrom and the metal segments 42 to 46 are located at a further distance. These metal segments are conductively connected to the contact pieces 47 to 53. There are also two contact contacts 66 and 67 are provided. The sliding segment 31, which is attached to the lever arm 30 in an isolated manner and can be rotated by the shaft 28, can slide over all these contact pieces 47 to 53, 66 and 67. The gear wheel 32a, to which the sliding contact 54 is attached, is also rotatably mounted on the shaft 8.
The sliding contact 54 can slide over the contact pieces 55 to 61, to which the resistor 62 of the resistance matching device, which has various taps, is connected. The start-up contact 66 and the contact 61 of the resistance adjustment device are electrically connected to one end of the armature winding 4a via the shaft 8. The other end of the armature winding 4a is connected to the sliding segment 33 and the starting contact 67 via the slip ring 10 and the brush 10b. The pawl 63, which engages with the gear wheel 32a, is also attached to the lever 30. The pawl 63 is equipped with the nose 64, which is lifted by the stop 65 when the disc 32 has rotated far enough.
The brush 9a arranged on the slip ring 9 of the shaft 28 is electrically connected to the grinding segment 34. The sliding rib 9 is electrically connected to the shaft 28 and the sliding contact 54, which is arranged pivotably on the shaft 8 with the gear wheel 32a. If desired, this connection could also be effected by means of a second slip ring arranged on the shaft 28.
FIGS. 3a to 3e show the different working positions of the pulse generator and the mode of operation of the resistance control devices described when the target speed is exceeded or not reached and when the motor makes jerky movements.
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From Fig. 3a it can be seen how the motor starts. As soon as the stator of the motor is switched on, the squirrel-cage rotor 11 rotates and via the drive connection 13, 14, 20, 21, 22, 24 and 25 the friction plate 15 and thus also the friction wheel 16, which sits on the shaft 28. The lever 30 with the grinding segment 31 is adjusted clockwise while the armature 4 with the Bakelite disk 32 is still standing still.
As soon as the two contact contacts 66 and 67 are connected by the sliding contact 31, as can be seen from FIG. 3a, the winding of the armature is short-circuited so that it starts up. The Bakelite disk 32, which is firmly connected to the motor shaft 8, now also rotates. The sliding contact 31 on the Bakelite disk 32 is now shifted in accordance with the setpoint speed set in each case, that is to say in accordance with the speed of the friction disk 16.
3b shows the operation of the control device under the prerequisite that the speed of the armature is the same as that of the friction wheel 16. The sliding contact 31 connects the contact segments 40, 41, 42, 43 and 44 to one another, causing the armature to switch pulses receives via the circuit 10, 10b, 33-34, 9a, 9, 54, 62, 8, 10a of a very specific period of time. These are just long enough for the two speeds, i.e. that of the armature and that of the friction disk, to match. The winding of the armature is always excited when the contact pieces 33 and 34 are bridged by the short-circuited segments 40 to 44. One end of the armature winding is connected to the resistor 62, while the other end is led to the slip ring 10.
The brush 10b, which slides on the slip ring 10, is connected to the contact segment 33. When the disk 32 rotates, the segments 40 to 44 create a pulse-wise bridging to the contact piece 34. This closes the armature circuit 10, 10b, 33-34, 9a, 9, 54, 62, 8 and excites the armature.
3c shows the behavior of the control device when the motor runs too fast with respect to the friction wheel 16. The lever 30 has moved slightly to the left on the disk 32, so that now only the contact pieces 40, 41, 42 and 43 are bridged by the sliding contact 31 and the switching pulses received by the armature are thus shortened. This automatically reduces the speed of the armature.
Fig. 3d shows the behavior of the control device when the motor is running too slowly compared to the friction wheel 16. The Bakelite disk 32 has lagged behind the sliding contact 31 so that it has rotated to the right and now more segments on the circumference of the Bakelite washer connected together. The segments 40 to 45 are now connected to one another. The impulses of the motor become longer, so that the speed of the motor increases. The speed of the armature is automatically continuously adapted to the set speed of the friction wheel 16 by this pulse control device.
Fig. 3e shows the operation of the resistance control device. This always comes into action when the armature executes jerky movements due to the impulses with which it is excited. With each such jerky movement, the gear 53, which is rotatably mounted on the Bakelite disk 32, is adjusted by the pawl 63. As a result, the sliding contact 54, which is attached to the gearwheel, is also adjusted so that it slides over the contact pieces 55 to 61. With each rotation of the gear 53 by the pawl 63, the resistor 62, which is in the armature circuit, is increased.
The individual angular impulses of the armature are weakened until it finally runs continuously. If for any reason, e.g. B. when the load increases, the armature does not have the strength to overcome the load due to the upstream resistance, the armature remains behind the friction disc until finally the nose 65 comes to rest on the stop 64 and the pawl is raised . The gear 53 is rotated back into the starting position by the spring 70.
The resistor 62, which was previously connected to the armature circuit, is switched off again so that the motor can now overcome the increased load with full force and then automatically adapts to it again.
4 shows another embodiment of the resistance control device, the resistance adjustment being effected pneumatically. This device is also attached to the Bakelite disk 32. The pneumatic pump 72 is actuated by the lever 30, which is firmly connected to the shaft 28. As soon as the armature executes sudden movements and the lever 30 is moved accordingly, the plunger 73 is pushed to the right. The piston 74 of the pump, which presses the air into the pipeline 75, sits at the right end of the plunger. This is connected to the cylinder 76. The piston 77, which is pushed to the right by the compressed air, moves in this cylinder.
With each jerky movement, the piston 77 with the rod 78 and the sliding contact 79 moves to the right. The sliding contact rests on the contact pieces 55 to 61 to which the control resistor is connected. If the control resistor, which is switched on in the armature circuit, assumes such a size that the motor stops when the load changes, that is, it no longer develops enough force, the lever 30 pushes the plunger 73 all the way back and becomes the rod 80 actuated. This is mounted in the pivot pin 81. The crossbar 82, by means of which the valve 83 is actuated, is fastened to the rod 80.
The air pumped into the cylinder 76 escapes through the
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opened valve 83 and the piston 77 is pulled back again by the spring 84. As a result, the sliding contact 79 is brought into the initial position, that is to say the series resistor switched on in the armature circuit is switched off again. As is generally known, the pneumatic control device is also provided with the suction valve 85 and the pressure valve 86. By means of the spring 87, the plunger 73 is brought back into the starting position again and again after each jerky movement of the lever 30. The examples described only show the basic principle of such a control device.
Of course, other solutions can also be provided for this. So you can also use a hydraulic device that works similarly to the pneumatic device described. However, it is also possible to provide a special small control motor, that is to say an adjusting motor, which is switched on for a brief moment with every movement of the lever 30 and thus gradually causes the sliding contact 79 to be adjusted until the resistance meets the working conditions of the Motor is adapted.
5 shows another electromagnetic regulating motor provided for the regulating drive according to the invention with a rotating exciter part, the winding of which is fed with direct current. The exciter part 89 is rotatably mounted and is driven by the shaft 90. The excitation winding is excited with direct current via the terminals 91 and 92 and for this purpose the slip rings 93 and 94 on which the carbon brushes 95 and 96 rest are provided on the excitation part. The excitation part 89 is rotatably mounted in the housing 97. In the exciter part, the armature 4 sits on the shaft B.
The shaft 8 is also rotatably mounted and carries the two slip rings 9 and 10 at the right end, through which the armature is fed with direct current. If the armature is excited with direct current and the exciter part is also excited with direct current, then the armature is held in place by the spatially stationary magnetic field of the exciter part. However, as soon as the shaft 90 is driven, the armature 4 rotates with it because it is now entrained by the rotating exciter part 89 and the magnetic field which is also rotating. The armature shaft 8 also rotates as fast as the drive shaft 90. If the power supply to the armature winding is interrupted, the armature stops.
In this case, the variable speed drive works like a clutch that can be switched on and off. If the armature is excited by a pulse generator with pulses of different lengths, the speed of the shaft 8 can be regulated. The described automatic resistance adjustment device can also be used for this armature. The jerky movements of the shaft 8 when the switching pulses are short can be compensated for by the resistance adjustment device so that the shaft 8 rotates at a constant speed even with large differences in speed between the shaft 19 and the shaft 8.
The regulating motor shown in FIG. 6 differs from that shown in FIG. 5 only in that it has a sliding armature. As can be seen from FIG. 6, the armature 4 and the bore of the stator 1 are conical and the armature is pressed into the cone of the stator bore by the spring 88. As soon as the armature is electrically excited by the pulse generator, it is drawn into the stator field and detaches itself from this brake cone. When the excitation of the armature is switched off, the rotation of the armature is braked instantaneously.
The slip rings 9 and 10 for the armature excitation can be made correspondingly wide so that the brushes on these slip rings allow the armature to be moved laterally. However, the brushes can also be attached to the brush holder in a laterally displaceable manner, or the brush holder itself can also be made laterally displaceable.
FIG. 7 shows a motor vehicle for which an electrical control drive designed according to the invention, which simultaneously works as a clutch, is provided. The shaft 90 of the controllable electrical clutch 100 is driven by the gasoline engine 98. The cardan shaft 91, which is coupled to the differential gear 9, is driven by the drive shaft of the coupling.
FIG. 8 shows this electric variable speed drive which has a variable speed motor 100 with a rotating exciter part for the drive and a stationary exciter part for braking the drive shaft 8. The shaft 90 is driven by the gasoline engine 98 of the motor vehicle. As a result, the exciter part 89 rotates with its winding 99 excited by direct current. The housing 100a also contains a second exciter part 101 which is firmly connected to the housing.
The excitation part 101 is provided with a direct current winding 102 which is excited with direct current via the terminals 103 and 104. The two armatures 4 and 105 sit on the armature shaft 8. The windings of the two armatures can be short-circuited via the slip rings 9 and 10 or 106. The winding of the armature 4 is connected to the slip rings 9 and 10. The winding of the armature 105 is connected to the slip rings 10 and 10b. If the winding of the armature 4 is interrupted and the winding of the armature 105 is short-circuited, the armature shaft 8 is braked when the exciter 101 is excited via the terminals 103 and 104.
This control motor here also forms a controllable and electrically brakable clutch and is particularly suitable for motor vehicles, as will be explained below. The device 108 for regulating the fuel supply and the fuel mixture is operated via the cable 109 with the footrest 107. The spring 120 automatically returns the footrest to its starting position. By
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the rope 109 but at the same time the sliding contact 111, which slides on the pulse generator roller 112, is adjusted to the left. As a result, the switching pulses for exciting the armature 4 are increased so that the output shaft 8 rotates correspondingly faster.
With the footrest 113, the mechanical brakes 115 are actuated via the cable 114. At the same time, the sliding contact 116, which is attached to the cable 114, is adjusted to the left. The sliding contact 117, which slides on the resistance wire 118, is mechanically connected to the sliding contact 116. It becomes the Ankerwick-. treatment 102 of the second machine is electrically excited and the electrical braking effect of the shaft 8 is generated depending on the magnitude of the resistance of the switched-on resistance wire 118. The drive shaft 119 of the governor roller is coupled to the shaft 90 via a speed control device in a manner not shown.
When using this controllable electrical clutch, only two footrests are required for the motor vehicle, the clutch also replacing the gearbox. The control drive can of course also be connected to the actuators of the motor vehicle in some other way. In order to prevent the impulsive entrainment of the clutch from affecting the gasoline engine, it is expedient to arrange a corresponding flywheel mass on the shaft 90. To operate the electric brake, a device can also be provided on the bumper that automatically switches on the brake when the vehicle hits an obstacle. So this electric variable speed drive can be controlled in the most varied of ways.
The drive for the pulse generator can also be coupled to the axis of the distributor through which the ignition is effected. In order not to have to switch the excitation currents of the armature directly with the pulse generator, amplifier elements such. B. electrodynamic relays are provided.
Fig. 9 shows an electromagnetic control drive for two directions of rotation, which is controlled via electrodynamic relays. These relays are described in detail in Swiss patent specification No. 308115. The two armatures 119 and 120, which sit on the common shaft 121, are controlled by the two electrodynamic relays 122 and 123. The armatures 119 and 120 rotate in the two columns 124 and 125. Both columns are designed as three-phase current columns and are connected to the three-phase network in such a way that the rotating field of the column 124 rotates in the opposite direction to the rotating field of the column 125. Depending on whether the armature 119 or 120 is electrically excited, the shaft 121 rotates clockwise or counterclockwise.
The winding of the armature 119 is short-circuited by the sliding contact 126 of the electrodynamic relay 122. The winding of the armature 120 is short-circuited by the sliding contact 127 of the relay 123. The brush 128 of the armature 119 is connected to the terminal 130 of the relay 122. The brush 129 is connected to the sliding contact 126 moving in the vertical direction. The brush 131 of the armature 120 is connected to the sliding contact 127 of the relay 123. Terminal 133 of relay 123 is conductively connected to brush 132. As soon as the moving coils of the relays receive voltage, they are pulled down and the excitation current of the armature is interrupted. The plunger coil 134 sits in the permanent magnet 135 and dips there even deeper when the coil is switched on.
The two plunger coils are controlled by the sliding contact 136, which slides on the contact track 137. The contact pieces 138, 139, 140, 141, 142 and 143 are arranged on the contact track 137. The sliding contact 136, which is adjusted, for example, by the deflection of a feeler element of an electrical sensor control device, is equipped with two brushes 144 and 145 and the contact pieces are arranged in such a way that when the sliding contact 136 moves to the left, the brush 144 first contacts the contact piece 140, then comes to rest on the contact piece 139 and finally on the contact piece 138. If the sliding contact 136 moves to the right on the contact track 137,
so the contact piece 145 comes to rest on the contact piece 141 and then on the contact piece 142 and finally on the contact piece 143. The moving coil 146 of the relay 123 is controlled by the brush 144. One winding end of the plunger coil 146 is conductively connected to the brush 144. The other end of the plunger coil winding is connected to the main line P of a direct current voltage. The right coil end of the plunger coil 134 from the relay 135 is also connected to the main line P of the direct current voltage. The left end of the plunger coil 134 is conductively connected to the brush 145. The plunger coil 146 is controlled by the contact pieces 140, 139, 13 $ and the sliding contact 144, and the plunger coil 134 is controlled by the contact pieces 141, 142 and 143 and the sliding contact 145.
A normal pulse generator roller is also provided, which is driven at a constant speed. The brush 147 of the pulse generator rests on the slip ring 148. The brush 147 is connected to the negative line of the direct current network. The slip ring 148 is conductively connected to the metal segments 149, 150, 151 and 152. The three brushes B1, B2, B3, to which the contact pieces 138 to 143 are connected, are arranged on the circumference of the roller of the pulse generator. The two contact pieces 140 and 141 lie on the brush B 1. The two contact pieces 139 and 142 lie on the brush B2. The two outermost contact pieces 138 and 143 lie on the brush B3.
If the sliding contact 136 moves to the left, so that it comes to rest on the contact piece 140, the plunger coil 146 of the relay 123 receives a very short one via the brush B 1 of the pulse generator
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Switching pulses. The relay 123 also briefly short-circuits the armature 120. If the sliding contact 144 comes to rest on the contact 139, the moving coil of the relay 123 receives longer switching pulses. The armature 120 now rotates at a higher speed. If the sliding contact 144 rests on the contact piece 138, the excitation current of the plunger coil 146 runs via the brush B3. The switching pauses are very short and the engine therefore runs at high speed.
If the sliding contact 145 comes to rest on the contact piece 141, the plunger coil 134 receives very short switching pulses via the brush BI. The armature 119 is controlled by the relay 122, whereby the shaft 121 rotates in the opposite direction of rotation. If the sliding contact 145 rests on the contact piece 142, the plunger coil 134 receives voltage via the brush B2 and now carries out longer switching pulses. The armature 119 rotates at a correspondingly higher speed. Since the sliding contact 136 only has to control the very low currents for the plunger coils, the contact track 137 can be made small. It can for this purpose.
For example, a contact package with thin metal flakes and mica layers can also be used, so that only a very short switching path of the sliding contact 136 is required. The plunger coil 134 is attached to the membrane 153 and allows this a very high switching frequency.
This example shows that the control principle described can also be used for control tasks such as B. present in the known sensor controls can be used with advantage. By using such electrodynamic relays, the pulse generator can be made very small, so that it is z. B. can easily be combined with the distributor for the ignition of a motor vehicle.