Elektrische Kommutatormaschine, deren Drehzahl durch Bürstenverschiebung regelbar ist Die Erfindung bezieht sich auf Kommutator- maschinen, deren Drehzahl durch Bürstenverschie bung regelbar ist. Diese Verschiebung der Bürsten träger erfolgt bekanntlich durch Handeinstellung oder durch einen Verstellmotor über mehrere mit ent sprechenden übersetzungsverhältnissen zwischenge schaltete Zahnräder. Derartige Maschinen werden auch häufig in der Textilindustrie eingesetzt und es ist dabei oft die Güte des herzustellenden Materials, z. B. die Dicke der Textilfäden, von der genauen Einstellbarkeit der Drehzahl bzw.
Drehzahlkonstant haltung der Kommutatormaschine abhängig, so dass sich die Forderung nach höchster Regelgenauigkeit ergibt. Die Regelung der Drehzahl erfolgt durch Ver stellung der Bürstenträger. Diese Regelung ist aber von dem Spiel zwischen den einzelnen Verstellglie- dern abhängig. Um die höchste mechanische Regel genauigkeit zu erzielen, müsste man dieses Spiel prak tisch aufheben.
Es wurden bereits Versuche gemacht, das Spiel zwischen den Übertragungsgliedern einer Bürstenver- stelleinrichtung durch grössere Genauigkeit der Ver zahnung, durch Verschieben der Achsabstände zwecks Verminderung der Zahnluft, durch klemm bare Kupplungen an Stelle von Klauenkupplungen und ähnliches, zu verkleinern. Weiterhin hat man auch bei Motoren für Spinnmaschinen versucht, das Spiel in der Bürstenverstellung durch Federvor- spannungen zwischen dem Spinnregler und. Antriebs motor zu beseitigen, jedoch blieb bei derartigen An trieben nach wie vor das Spiel an den Bürstenträgern erhalten.
Zur Bemessung der Regelgenauigkeit einer durch Bürstenverschiebung in der Drehzahl regelbaren elek trischen Kommutatormaschine sind gemäss der Er findung die beiden Bürstenträger verspannt und die Übertragungsglieder einseitig aneinander zur Anlage gebracht. Dadurch wird die Möglichkeit einer freien Bewegung eines Bürstenträgers gegenüber dem an deren Bürstenträger vollkommen vermieden, so dass eine maximale Regelgenauigkeit auch bei Bewegungs einleitung bzw. bei Bewegungsumkehr erreicht wird.
Weiterhin wird durch die ständige einseitige Anlage der I7bertragungsglieder aneinander, die unabhängig von der Richtung der Bürstenverstellung ist, auch vermieden, dass sich der während des Betriebes auf tretende Verschleiss der Verzahnungen der Zahnräder auf die Regelgenauigkeit auswirken kann.
Die Verspannung kann durch Federkraft, Luft druck oder hydraulisch hervorgerufen werden. Man kann die Verspannung von einem Festpunkt an der Maschine zu jedem einzelnen Bürstenträger wirken lassen oder direkt von einem Bürstenträger zum an deren. Es ist besonders zweckmässig, die Verspannung zwischen den Bürstenträgern durch eine Feder mit einer vom Weg weitgehend unabhängigen, konstanten Federkraft hervorzurufen. Dazu eignet sich insbeson dere eine Rollbandfeder, die einen gleichmässigen Druck besitzt und je nach den notwendigen Verstel- lungswegen als Einfach-, Doppel- oder Mehrfachfeder ausgeführt werden kann.
Die Rollbandfeder hat neben einer für diese Verwendung günstigen Charakteristik den Vorteil eines geringen Platzbedarfes.
Man kann die Verspannung auch durch eine Schraubenfeder oder eine Spiralfeder hervorrufen, jedoch ergeben sich je nach der Stellung der Bürsten brücken auf Grund der Charakteristik dieser Federn unterschiedliche Federkräfte. Man muss daher, um eine konstante Federkraft zu erhalten, besondere Mittel vorsehen, wie z. B. eine Änderungsmöglich- keit des Übersetzungsverhältnisses.
Damit durch die Verspannung der Bürstenträger die gesamten Übertragungsglieder spielfrei gemacht werden, müssen die Verspannungskräfte gross genug sein, um sämtliche ineinandergreifenden Teile des Getriebes bis zum letzten Zahnrad, gleichgültig welche Drehrichtung auftritt, zur Anlage zu bringen, d. h. die Verspannungskräfte müssen die innerhalb der Verstelleinrichtung auftretenden Reibungskräfte überwinden. Erfolgt die Bürstenverstellung durch Handbetrieb, so ist es zweckmässig, am Zahnrad eine Klemmvorrichtung bzw. eine Bremse vorzusehen, die bei der Verstellung zuvor zu lösen ist.
Bei Antrieben oder bei Bürstenverstellung durch Fernsteuermotoren und Schneckengetrieben ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Verspannungskraft mindestens bis zur er sten Schneckenübersetzung wirksam ist. Selbstver ständlich kann zusätzlich zur Verspannung der beiden Bürstenträger bei mehrstufigen Schneckengetrieben eine Verspannung der Schnecke vorgesehen werden, z. B. durch geteilte Schneckenräder, so dass der ge samte Antrieb spielfrei wird.
Im folgenden sei die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau der Bürsten verstelleinrichtung einer Drehstrom-Kommutatorma- schine. Die Bürstenverstellung kann durch den Motor 1 oder das Handrad 2 vorgenommen werden. Der Motor 1 ist über die Kupplung 3 mit einem Über setzungsgetriebe 4 verbunden, das die Bewegung auf die Welle 5 überträgt, auf welche auch das Handrad 2 befestigt ist. Durch ein weiteres Zwischengetriebe 6 mit beliebiger, gewünschter Übersetzung wird schliesslich das Zahnrad 7 und damit die Welle 8 angetrieben, auf der das Zahnrad 9 befestigt ist. Dieses greift unmittelbar in den Zahnkranz 10 des Bürstenträgers 11 ein. Der Bürstenträger 11 liegt neben dem gegenläufig zu ihm beweglichen Bürsten träger 12, in dessen Zahnkranz 13 das Zahnrad 14 eingreift.
Das Zahnrad 14 wird vom Zahnrad 9 unmittelbar angetrieben. Zur gegenseitigen Verspan nung der Bürstenträger 11 und 12 ist die Feder 15 an den beiden Bürstenträgern befestigt.
Fig. 2 und 3 zeigen eine besondere konstruktive Ausführung einer Bürstenverstelleinrichtung mit einer gegenseitigen Verspannung der Bürstenträger durch Rollbandfedern. Zur besseren Übersichtlichkeit tra gen bereits in der schematischen Zeichnung der Fig. 1 enthaltene und bezeichnete Teile auch in der Fig. 2 und 3 die gleichen Bezugszeichen.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Bürstenträger 11 und 12. Da diese unmittelbar hintereinander liegen, ist der Bürstenträger 12 verdeckt. Der Grund körper der Bürstenträger (11 und 12) besteht aus einem Ring 20 (21), der auf einem Teil seines Un!- fanges den Zahnkranz 10 (13) und die Bürsten trägt. An der Stelle 22 des Ringes 20 ist mit Hilfe einer Schraube 23 ein Ende der Rollbandfeder 24 be festigt. Um Federbrüche an der Einspannstelle zu vermeiden, wird eine Schelle 25 mit unter die Schraube 23 geklemmt.
Die Rollbandfeder 24 für den Bürstenträger 11 liegt neben der Rollbandfeder 26 für den Bürstenträger 12 auf dem Bolzen 27, der am Gehäuse 28 der Kommutatormaschine be festigt ist (siehe Fig. 3). Zwischen dem Bolzen 27 und den Rollbandfedern 24 und 26 befindet sich je eine gutgeschmierte Hülse 29 und 30, damit sich die Rollbandfedern nicht festklemmen können. Das Ende der Rolibandfeder 26 ist an der Stelle 31 mit der Schraube 32 und der Schelle 33 am Grundring 21 des Bürstenträgers 12 befestigt.
In die Zahnkränze 10 und 13 der Bürstenträger 11 und 12 greifen die sich gegenseitig antreibenden Zahnräder 9 und 14 ein, welche die Bürstenträger zur Bürstenverstellung gegenläufig bewegen. Da die Bürstenträger 11 und 12 durch die Rollbandfeder 24 und 26 gegeneinander verspannt sind, liegen die Zähne der Zahnräder 9 und 14 bzw. der Zahnkränze 10 und 13 einseitig aneinander an. Dadurch ist das Spiel zwischen den Bürstenträgern aufgehoben, so dass keine Möglichkeit einer freien Bewegung eines Bürstenträgers gegenüber dem anderen besteht. Man kann daher die gewünschte Drehzahl der Maschine durch die Bürstenverstelleinrichtunmit höchster Regelgenauigkeit einstellen.
Electric commutator machine, the speed of which can be regulated by moving the brush. The invention relates to commutator machines, the speed of which can be regulated by moving the brush. This shift of the brush carrier is known to be done by manual adjustment or by an adjusting motor via several interposed gears with ent speaking gear ratios. Such machines are also often used in the textile industry and it is often the quality of the material to be produced, e.g. B. the thickness of the textile threads, the exact adjustability of the speed or
Keeping the speed constant of the commutator machine dependent, so that the requirement for maximum control accuracy results. The speed is controlled by adjusting the brush holder. However, this regulation is dependent on the play between the individual adjusting members. In order to achieve the highest mechanical control accuracy, this game would have to be practically eliminated.
Attempts have already been made to reduce the play between the transmission members of a brush adjustment device by increasing the accuracy of the teeth, by shifting the center distances to reduce the tooth clearance, by clamping clutches instead of claw clutches and the like. Furthermore, attempts have also been made in motors for spinning machines to reduce the play in the brush adjustment by means of spring preloads between the spinning regulator and. Eliminate drive motor, however, the game on the brush holders remained with such drives.
To measure the control accuracy of an electric commutator machine adjustable in speed by shifting the brush, the two brush holders are clamped according to the invention and the transmission elements are brought into contact on one side. This completely avoids the possibility of free movement of one brush holder in relation to the other brush holder, so that maximum control accuracy is achieved even when movement is initiated or when movement is reversed.
Furthermore, the constant one-sided contact of the transmission members, which is independent of the direction of the brush adjustment, also prevents the wear of the toothing of the gearwheels occurring during operation from affecting the control accuracy.
The tension can be caused by spring force, air pressure or hydraulically. You can let the tension work from a fixed point on the machine to each individual brush holder or directly from one brush holder to the other. It is particularly expedient to produce the tension between the brush holders by means of a spring with a constant spring force that is largely independent of the path. A roll-up spring is particularly suitable for this, which has a uniform pressure and can be designed as a single, double or multiple spring, depending on the adjustment paths required.
In addition to a characteristic which is favorable for this use, the roll ribbon spring has the advantage of requiring little space.
The tension can also be brought about by a helical spring or a spiral spring, but depending on the position of the brushes, different spring forces arise due to the characteristics of these springs. In order to obtain a constant spring force, special means must therefore be provided, such as B. a possibility to change the transmission ratio.
So that the entire transmission elements are made backlash-free by the bracing of the brush holder, the bracing forces must be large enough to bring all intermeshing parts of the gear to the last gear, regardless of which direction of rotation occurs, i.e. H. the tension forces must overcome the frictional forces occurring within the adjustment device. If the brushes are adjusted by hand, it is advisable to provide a clamping device or a brake on the gearwheel, which has to be released beforehand during the adjustment.
In drives or with brush adjustment by remote control motors and worm gears, it is also advantageous if the tensioning force is effective at least up to the worm gear ratio it most. Of course, in addition to bracing the two brush holders in multi-stage worm gears, bracing of the worm can be provided, eg. B. by split worm gears, so that the entire drive ge is backlash-free.
In the following the invention will be described on the basis of exemplary embodiments.
1 shows schematically the structure of the brush adjustment device of a three-phase commutator machine. The brush adjustment can be made by the motor 1 or the handwheel 2. The motor 1 is connected via the clutch 3 to a transmission gear 4 that transmits the movement to the shaft 5 on which the handwheel 2 is also attached. Finally, the gear wheel 7 and thus the shaft 8 on which the gear wheel 9 is attached is driven by a further intermediate gear 6 with any desired gear ratio. This engages directly in the toothed ring 10 of the brush holder 11. The brush holder 11 lies next to the brush holder 12, which is movable in opposite directions to it and in whose ring gear 13 the gear 14 engages.
The gear 14 is driven directly by the gear 9. For mutual bracing of the brush holders 11 and 12, the spring 15 is attached to the two brush holders.
2 and 3 show a special structural design of a brush adjustment device with a mutual bracing of the brush holders by means of roll-up springs. For better clarity, parts already contained and labeled in the schematic drawing of FIG. 1 have the same reference numerals in FIGS. 2 and 3.
Fig. 2 shows a side view of the brush holders 11 and 12. Since these are directly behind one another, the brush holder 12 is covered. The basic body of the brush holder (11 and 12) consists of a ring 20 (21), which carries the ring gear 10 (13) and the brushes on part of its length. At the point 22 of the ring 20 one end of the coil spring 24 is fastened with the help of a screw 23. In order to avoid spring breakages at the clamping point, a clamp 25 is clamped under the screw 23.
The coil spring 24 for the brush holder 11 lies next to the coil spring 26 for the brush holder 12 on the bolt 27 which is fastened to the housing 28 of the commutator be (see Fig. 3). Between the bolt 27 and the coil springs 24 and 26 there is a well-lubricated sleeve 29 and 30 each so that the coil springs cannot jam. The end of the ribbon spring 26 is fastened at the point 31 with the screw 32 and the clamp 33 on the base ring 21 of the brush holder 12.
In the ring gears 10 and 13 of the brush holders 11 and 12, the mutually driving gears 9 and 14 engage, which move the brush holders in opposite directions for brush adjustment. Since the brush holders 11 and 12 are braced against one another by the coil spring 24 and 26, the teeth of the gears 9 and 14 or the ring gears 10 and 13 rest against one another on one side. As a result, the play between the brush holders is eliminated, so that there is no possibility of one brush holder moving freely with respect to the other. You can therefore set the desired speed of the machine with the brush adjustment device with the highest control accuracy.