CH686987A5 - Elektrischer Antrieb. - Google Patents
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Description
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CH 686 987 A5
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Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Antrieb für ein Gerät mit mindestens zwei koaxial angeordneten anzutreibenden Wellen.
Ein deartiger elektrischer Antrieb ist beispielsweise in der DE-PS 2 350 399 offenbart. Dieser Antrieb ist Bestandteil einer Wickelmaschine zur Herstellung von Gewendel für elektrische Lampen und besteht aus zwei separaten Elektromotoren, die die den Wickelkopf tragende Wickelspindel und die koaxial zur Wickelspindel angeordnete Trägerhülse für die Leuchtmittelvorratsspule über Riemen antreiben.
Ein Nachteil dieses Antriebs besteht darin, dass hier die Kraftübertragung von den Elektromotoren auf die anzutreibenden Wellen (Wickelspindel und Trägerhülse für die Leuchtmittelvorratsspule) mittels Riemen erfolgt. Bei hohen Drehzahlen erschweren die Schwingungen der Antriebsriemen eine präzise Drehzahlregelung. Dadurch kann, im speziellen Fall einer Wickelmaschine gemäss der DE-PS 2 350 399, die Wendelqualität beeinträchtigt werden.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Antrieb für ein Gerät mit zwei koaxial angeordneten anzutreibenden Wellen bereitzustellen, der ohne Verwendung von Antriebsriemen auskommt, eine voneinander unabhängige Drehzahlregelung der anzutreibenden Wellen ermöglicht und eine möglichst kompakte räumliche Anordnung erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Der erfindungsgemässe elektrische Antrieb ist als Direktantrieb ausgebildet. Die Rotoren der Elektromotoren sind unmittelbar auf jeweils eine der anzutreibenden Wellen befestigt. Dadurch werden Antriebsriemen oder andere Kraftübertragungsmittel zwischen den Elektromotoren und den anzutreibenden Wellen überflüssig. Ausserdem ist es nun möglich, die Elektromotoren räumlich kompakt anzuordnen und auch in einem gemeinsamen Gehäuse unterzubringen. Vorteilhafterweise werden bürstenlose Elektromotoren mit einem Permanentmagnetrotor verwendet. Die Rotoren dieser Motoren können einfach auf die anzutreibenden Wellen des Gerätes aufgeklebt werden.
Der erfindungsgemässe Antrieb lässt sich vorteilhaft zum Antrieb des Wickelkopfes und der Trägerhülse für die Leuchtmittelvorratsspule einer Wickelmaschine zur Herstellung von Gewendel für elektrische Lampen einsetzen. Es hat sich auch herausgestellt, dass der erfindungsgemässe Antrieb bei Verwendung in einer Wendelwickelmaschine ein relativ geringes Trägheitsmoment besitzt und damit höhere Beschleunigungs- bzw. Abbremswerte erlaubt und somit zu einer Steigerung (Verdopplung) der Fertigungsleistung der Wendelwickelmaschine führt.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Abbildung zeigt einen stark schematisierten Querschnitt durch den erfindungsgemässen Antrieb
1 nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel. Der Antrieb 1 wird hier zum Antreiben der Wickelspindel 2 und der Leuchtmittelvorratsspule 3 einer Wickelmaschine zur Herstellung von Gewendel für elektrische Lampen eingesetzt. Er besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus zwei bürstenlosen Elektromotoren, deren Rotoren 4a, 5a als Permanentmagnetrotoren ausgeführt sind und die unmittelbar hintereinander, entlang der Wickelachse, koaxial in einem gemeinsamen Gehäuse 6 untergebracht sind. Der Rotor 4a des ersten Elektromotors ist unmittelbar auf die Mantelfläche der als Hohlwelle ausgebildeten und den Wickelkopf 7 tragenden Wickelspindel 2 geklebt, während der Stator 4b dieses Motors an der Innenwand des Gehäuses 6 befestigt ist. Der Rotor 5a des zweiten Elektromotors ist unmittelbar auf die Mantelfläche einer die Leuchtmittelvorratsspule 3 tragenden und als Hohlwelle ausgebildeten Trägerhülse 8 geklebt, während der Stator 5b dieses Motors ebenfalls an der Innenwand des Gehäuses 6 fixiert ist. Als Kleber wird der Zweikomponentenklebstoff Loctide Nr. 325 und Loctide Nr. 707 verwendet. Die Wickelspindel 2 und die Trägerhülse 8 sind koaxial angeordnet, wobei die Trägerhülse 8 die Wickelspindel 2 umschliesst und die Enden der Wickelspindel 2 die Trägerhülse 8 überragen. Das eine Ende der Wickelspindel 2 trägt den Wickelkopf 7, während das andere Ende einen Abschnitt 2a mit einem vergrösserten Aus-sendurchmesser aufweist, auf dem der Rotor 4a aufgeklebt ist. Im Bereich der Rotoren 4a, 5a besitzen die Wickelspindel 2 und die Trägerhülse 8 den gleichen Aussendurchmesser. Wickelspindel 2 und Trägerhülse 8 sind mittels mehrerer Präzisionskugellager 9 im Gehäuse 6 und auch gegeneinander drehbar gelagert. Ausserdem sind die Trägheitsmomente von Wickelspindel 2 und Trägerhülse 8, einschliesslich der mit ihnen mitrotierenden Teile, annähernd gleich. Bei den Elektromotoren, die die Trägerhülse 8 und die Wickelspindel 2 antreiben, handelt es sich um zwei vollkommen gleichartige Permanentmagnetläufermotoren mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von jeweils ca. 1500 Watt. Diese beiden Motoren werden mittels einer elektronischen Ansteuerung 10 gesteuert, die eine präzise Regelung der Umdrehungszahlen von Wik-kelspindel 2 und Trägerhülse 8 erlaubt. Diese elektronische Ansteuerung 10 kontrolliert ferner den Antrieb 11 eines Zugdorns 12 für den in der Wickelachse verlaufenden Kerndraht 14 sowie einen Zugkrafterzeuger 15 für eine hohle, koaxial mit und weitgehend innerhalb der Wickelspindel 2 verlaufenden Zugstange 16. Die Zugstange 16 ist längs der Wickelachse gegenüber dem Wickelkopf 7 beweglich. Sie rotiert mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie die Wickelspindel 2. Am Ende der Zugstange 16 befinden sich zwei Umlenkrollen 17, die in Verbindung mit vier am Wickelkopf 7 befestigten Umlenkrollen 18 eine Feinabstimmung der Wickelspannung des von der Leuchtmittelvorratsspule 3 abgespulten und über eine weitere Umlenkrolle 19 zum Wickelkopf 7 geführten Leuchtmittels 13 erlauben.
Während des Wickelvorganges werden die beiden Elektromotoren von der elektronischen Ansteuerung 10 derart angesteuert, dass die Trägerhülse
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Der Wickelvorgang zur Herstellung einer Glühwendel für eine 60 W-Allgebrauchsglühlampe beansprucht ungefähr 1,5 s. Die Wickelpause zwischen zwei Wickelvorgängen dauert etwa 0,2 s. Während dieser Zeit bewegen sich Leuchtmittelvorratsspule 3 und Zugdorn 12.
Die beiden Elektromotoren, die den erfindungsge-mässen Antrieb bilden, beanspruchen innerhalb des Gehäuses 6 nur einen Raum von ca. 16 x 11 x 11 cm3.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher beschriebene Ausführungsbeispiel. So können beispielsweise anstelle von Permanentmagnetläufermotoren auch andere Arten von bürstenlosen Elektromotoren und sogar Asynchronmotoren für den erfindungsgemässen Antrieb verwendet werden.
Claims (7)
1. Elektrischer Antrieb für ein Gerät mit mindestens zwei koaxial angeordneten anzutreibenden Wellen (2, 8), dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb aus mindestens zwei Elektromotoren besteht, deren Rotoren (4a, 5a) unmittelbar auf jeweils einer der anzutreibenden Wellen (2, 8) befestigt sind.
2. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb aus bürstenlosen Elektromotoren mit Permanentmagnetrotoren (4a, 5b) besteht.
3. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren unmittelbar hintereinander in einem gemeinsamen Gehäuse (6) untergebracht sind.
4. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren eine elektronische Ansteuerung (10) besitzen, die eine Regelung der Umdrehungszahlen der anzutreibenden Wellen (2, 8) ermöglicht.
5. Elektrischer Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägheitsmomente der anzutreibenden Wellen (2, 8), einschliesslich der auf ihnen befestigten und mitrotierenden Teile, annähernd gleich sind.
6. Wickelmaschine mit einem elektrischen Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
7. Wickelmaschine mit einem elektrischen Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Antrieb aus zwei Elektromotoren besteht, wobei der Rotor (4a) eines ersten Elektromotors auf der als Hohlwelle ausgebildeten, den Wik-kelkopf (7) tragenden Wickelspindel (2) befestigt ist und der Rotor (5a) des zweiten Elektromotors auf der koaxial zur Wickelspindel (2) angeordneten, als Hohlwelle ausgebildeten und eine Leuchtmittelvorratsspule (3) tragenden Trägerhülse (8) befestigt ist.
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