DE1045526B

DE1045526B - Electric motor drive for two speeds, especially for household washing machines

Info

Publication number: DE1045526B
Application number: DED26484A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans-Guenter Eckhardt
Original assignee: Demag Zug GmbH
Current assignee: Demag Zug GmbH
Priority date: 1957-09-20
Filing date: 1957-09-20
Publication date: 1958-12-04

Description

Elektromotorischer Antrieb für zwei Drehzahlen, insbesondere für Haushaltwaschautomaten Für den Antrieb der Wasch- und Schleudertrommel von Haushaltswaschautomaten werden zwei Drehzahlen benötigt, die weit auseinanderliegen. Für das Waschen wird eine niedere Drehzahl bei kleiner Leistung verlangt, während das Schleudern eine hohe Drehzahl erfordert. Bei manchen Waschmaschinen verlangt man auch noch zum Vorschleudern oder Spülen eine Zwischendrehzahl. Das Verhältnis von hoher Drehzahl zu niederer Drehzahl ist etwa 1 : 12, während das von hoher Drehzahl zur Zwischendrehzahl 1 :2 bis 1 : 3 beträgt.Electric motor drive for two speeds, especially for household washing machines For driving the washing and spinning drums of household washing machines requires two speeds that are far apart. For washing there will be a Requires a low speed with a low power, while the spinning requires a high one Speed required. Some washing machines also require a pre-spin or purging an intermediate speed. The ratio of high speed to low Speed is about 1:12, while that from high speed to intermediate speed 1 : 2 to 1: 3.

Diese bisher für solche Antriebe verwendeten polumschaltbaren Drehstrom-Kurzschlußläufermotoren bereiten fertigungstechnisch große Schwierigkeiten, da die für die niederen Drehzahlen erforderlichen großen Polzahlen sich bei Kleinmotoren nur schwer verwirklichen lassen. Solche Motoren werden daher teuer und haben einen schlechten Ausnutzungsgrad.These pole-changing three-phase squirrel cage motors previously used for such drives cause great difficulties in terms of production technology, as those for the lower speeds The large number of poles required can only be achieved with difficulty in small motors. Such motors therefore become expensive and have poor utilization rates.

Die Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten. Sie geht von einem elektromotorischen Antrieb für zwei Drehzahlen aus, bei dem der durch das Ständerfeld axial verschiebbare Läufer, in seinen beiden Endlagen unterschiedlich übersetzt, mit der anzutreibenden Welle koppelbar ist. Erfindungsgemäß wird ein mit einem feststehenden Ständersystem ausgerüsteter Motor verwendet, dessen Läufer beim Einschalten des Stromes entgegen der Wirkung einer Federkraft ins Feld gezogen wird. Dieser Motor wird wahlweise mit der vollen Spannung oder mit einer unter dem zur axialen Verlagerung des Läufers gegen eine Federkraft erforderlichen Maß liegenden Spannung betrieben. Zum Schleudern wird die Trommel mit der vollen Motordrehzahl angetrieben, indem der Läufer bei voller Spannung mit der Trommelwelle unmittelbar gekuppelt wird. Der antreibende Teil dieser vorzugsweise als Kegelreibungskupplung ausgebildeten Kupplung ist auf dem Läuferwellenende aufgekeilt, das nach außen wandert, wenn der Läufer ins Feld gezogen wird. Am anderen Ende der Läuferwelle ist getnäß der weiteren Erfindung ein Reibrad mit kegelförmiger Reibfläche angeordnet, das mit einem Getrieberad zusammenwirkt, wenn der Motor nur mit Teilspannung betrieben wird, der Läufer also nicht ins Feld gezogen ist. Das letzte Glied dieses die Drehzahl vermindernden Getriebes wirkt auf den angetriebenen Teil der Kupplung oder auf ein besonders, auf der Trommelachse befestigtes Rad. Die Trommel wird dann bei eingeschalteter Teilspannung und gelöster Kupplung über das Getriebe mit verminderter Drehzahl angetrieben.The invention avoids these difficulties. She goes from one electric motor drive for two speeds, at which the stator field axially displaceable slider, with different transmission ratios in its two end positions, can be coupled to the shaft to be driven. According to the invention a with a fixed Motor equipped with a stator system is used, the rotor of which when the Current is drawn into the field against the action of a spring force. This engine is optionally with the full tension or with one under the for the axial displacement of the rotor operated against a spring force required amount lying voltage. For spinning, the drum is driven at full engine speed by the rotor is coupled directly to the drum shaft at full voltage. The driving part of this is preferably designed as a conical friction clutch Coupling is keyed on the end of the rotor shaft, which moves outwards when the Runner is pulled into the field. At the other end of the rotor shaft is wet the other Invention, a friction wheel with a conical friction surface arranged with a gear interacts when the motor is only operated with partial voltage, i.e. the rotor did not move into the field. The last link in this speed reducing gear acts on the driven part of the clutch or on a special one, on the drum axis attached wheel. The drum is then released with the partial voltage switched on and released The clutch is driven by the gearbox at reduced speed.

Wenn das Getriebe ständig mit der Trommelwelle verbunden wäre, dann würde es auch bei der hohen Drehzahl mit umlaufen, was unerwünscht ist. Gemäß der zusätzlichen Erfindung ist daher die Getriebewelle, auf der das mit dem kegeligen Reibrad zusammenwirkende Getrieberad befestigt ist, um eine horizontale Achse kippbar. Diese Welle steht unter dem Einfloß einer Kraft, z. B. einer Feder, welche das dem Kegelrad zugeordnete Getrieberad mit dem Kegelrad in Fühlung hält. Das am anderen Ende dieser Welle angeordnete Getrieberad kann mit dem angetriebenen Kupplungsteil oder einem besonderen, auf der Trommelwelle angeordneten Rad zusammenwirken. Wird der Läufer ins Feld gezogen, dann verkleinert sich der Durchmesser des Bereiches, mit dem das Kegelrad auf das zugeordnete Getrieberad einwirkt. Dies hat zur Folge, daß die getriebene Welle von der Feder etwas verschwenkt und damit die Verbindung des anderen, auf dieser Welle angeordneten Getrieberades vom angetriebenen Kupplungsteil gelöst wird. Gleichzeitig muß die Verbindung zwischen dem kegeligen Reibrad und dem diesem zugeordneten Getrieberad gelöst werden, was durch einen Anschlag geschehen kann, durch den die Schwenkbewegung der Getriebewelle begrenzt wird.If the gearbox were constantly connected to the drum shaft, then it would also rotate at the high speed, which is undesirable. According to the Additional invention is therefore the gear shaft on which the tapered Friction wheel cooperating gear wheel is attached to be tiltable about a horizontal axis. This wave is under the influence of a force, e.g. B. a spring, which the Keeps the gear wheel assigned to the bevel gear in contact with the bevel gear. That on the other Gear wheel arranged at the end of this shaft can be connected to the driven coupling part or a special wheel arranged on the drum shaft. Will the runner is drawn into the field, then the diameter of the area is reduced, with which the bevel gear acts on the assigned gear wheel. As a consequence, that the driven shaft is pivoted slightly by the spring and thus the connection of the other gear wheel, arranged on this shaft, from the driven coupling part is resolved. At the same time, the connection between the conical friction wheel and the gear assigned to this can be solved, which is done by a stop can, by which the pivoting movement of the gear shaft is limited.

Zum Erzielen der Teilspannung kann die Stern-Dreieck-Schaltung angewendet oder es können Ständervorwiderstände vorgesehen werden. Der geringe Leistungsbedarf beim Waschen mit langsamer Drehzahl läßt es zu, mit einer Teilspannung zu arbeiten, auch kann das geringe geforderte Drehmoment von den verhältnismäßig schwachen Reibungskräften des Getriebes übertragen werden. Soll der Antrieb für eine Waschmaschine mit Drehrichtungswechsel verwendet werden, dann wird dieser Wechsel in bekannter Weise durch Vertauschen von zwei Phasen bewirkt. Auch eine Zwischendrehzahl ist ohne Schwierigkeiten erreichbar, wenn man den Motor polumschaltbar macht. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Querschnitt dargestellt.The star-delta connection can be used to achieve the partial voltage or stator resistors can be provided. The low power requirement when washing at slow speed it allows to work with a partial voltage, the low required torque can also be affected by the relatively weak frictional forces of the transmission. Should be the drive for a washing machine with a change of direction of rotation are used, then this change is made in a known manner by interchanging effected by two phases. An intermediate speed can also be achieved without difficulty, if you make the motor pole-changing. In the drawing is a Exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown in cross section.

Im Ständer 1 des Motors ist der Läufer 2 verschiebbar gelagert. Dieser wird durch die Feder 2a nach rechts beeinflußt. Seine Welle trägt auf dem einen Ende die Kupplungsscheibe 3 und auf dem anderen Ende das kegelige Reibrad 4. Auf der Trommelwelle 5 ist die Kupplungsscheibe 6 verschiebbar angeordnet, die von der Feder 7 gegen den Anschlag 8 auf der Trommelwelle gedrückt wird. Die Vorgelegewelle 9 ist in dem um das Drehgelenk 10 schwenkbaren Lagerbock 11 gelagert, der mit Hilfe der Feder 12 auf den Anschlag 13 zu beeinflußt wird. Die Vorgelegewelle trägt die Reibräder 14 und 15, von denen das Rad 15 mit dem kegeligen Reibrad 4 und das Rad 14 mit dem angetriebenen Kupplungsteil 6 zusammenwirkt.The rotor 2 is slidably mounted in the stator 1 of the motor. This is influenced by the spring 2a to the right. His wave carries on one End the clutch disc 3 and on the other end the conical friction wheel 4. Open the drum shaft 5, the clutch disc 6 is slidably arranged by the Spring 7 is pressed against the stop 8 on the drum shaft. The countershaft 9 is mounted in the pivot bracket 11 pivotable about the swivel joint 10, which with the help the spring 12 on the stop 13 is influenced. The countershaft carries the Friction wheels 14 and 15, of which the wheel 15 with the conical friction wheel 4 and the wheel 14 cooperates with the driven coupling part 6.

Wenn der Ständer 1 an die volle Spannung gelegt wird, dann wird der Läufer ins Feld gezogen, und die Kupplungsscheiben 3 und 6 kommen in Verbindung miteinander. Die Trommelwelle 5 wird dadurch mit dem Läufer direkt gekuppelt und mit der vollen Motordrehzahl angetrieben.If the stator 1 is applied to full voltage, then the Runner pulled into the field, and clutch disks 3 and 6 come into contact together. The drum shaft 5 is thereby coupled directly to the rotor and driven at full engine speed.

Beim Anlegen einer Teilspannung überwiegt die Kraft der Bremsfeder 2a die magnetische Axialkraft und drückt den Läufer nach rechts, wobei das Reibrad 4 mit dem Getrieberad 15 in Berührung kommt. Dabei wird die Getriebewelle 9 verschwenkt und das Getrieberad 14 mit dem Kupplungsglied 6 in Berührung gebracht. Über das Vorgelege wird nunmehr die Trommelwelle 5 langsam und mit kleiner Motorleistung angetrieben.When a partial voltage is applied, the force of the brake spring predominates 2a the magnetic axial force and pushes the rotor to the right, whereby the friction wheel 4 comes into contact with the gear wheel 15. The gear shaft 9 is pivoted in the process and the gear wheel 14 is brought into contact with the coupling member 6. About the The drum shaft 5 is now the intermediate gear slowly and with a low engine power driven.

Beim Übergang von der schnellen auf die langsame Trommeldrehzahl wirkt die Reibverbindung zwischen den Teilen 6 und 14 als Bremse, weil bei der Berührung zwischen Reibrad 4 und Getrieberad 15 die Welle 9 in eine langsamere Umdrehung als die Motorwelle versetzt wird, so daß am Umfang des Reibrades 14 eine weit geringere Geschwindigkeit auftritt als am Umfang der Scheibe 6, die größer ist und außerdem zunächst mit der höheren Motordrehzahl umläuft. Die Geschwindigkeitsdifferenz führt zu Gleitreibung, und das Gleiten findet so lange statt, bis durch die Reibungsarbeit die Trommel abgebremst ist und gleiche Umfangsgeschwindigkeiten bei 14 und 6 eingetreten sind.Acts during the transition from the fast to the slow drum speed the frictional connection between the parts 6 and 14 as a brake, because when touching between the friction wheel 4 and gear 15, the shaft 9 in a slower rotation than the motor shaft is displaced, so that on the circumference of the friction wheel 14 a far smaller Speed occurs than at the periphery of the disc 6, which is greater and moreover initially rotates at the higher engine speed. The speed difference leads to sliding friction, and sliding takes place until through the work of friction the drum is braked and the same circumferential speeds occurred at 14 and 6 are.

Beim Übergang von langsamer auf schnelle Trommeldrehzahl geht der Läufer 2 wieder nach links. Dadurch vermag sich die Welle 9 zu verschwenken, bis der Lagerbock 11 mit dem Anschlag 13 in Berührung kommt. Dieser Anschlag ist so eingestellt, daß bei der schnellen Drehzahl sowohl zwischen den Teilen 15 und 4 als auch zwischen den Teilen 14 und 6 keine Reibverbindung mehr besteht, wenn die Scheiben 3 und 6 gekuppelt sind. Kupplungsscheibe 3 und Reibrad 4 können auch unmittelbar hintereinander auf dem vorderen Wellenende angeordnet werden, wenn das Vorgelege entsprechend verkürzt wird. Die Erfindung ist nicht auf Waschmaschinen beschränkt, sondern überall da mit Vorteil anwendbar, wo eine Welle wahlweise mit zwei Geschwindigkeiten angetrieben werden muß.When changing from slow to fast drum speed, it works Runner 2 to the left again. As a result, the shaft 9 can pivot until the bearing block 11 comes into contact with the stop 13. This attack is like that set that at the high speed between parts 15 and 4 as well as between the parts 14 and 6 there is no longer a friction connection when the Discs 3 and 6 are coupled. Clutch disc 3 and friction wheel 4 can also be used directly be arranged one behind the other on the front end of the shaft if the intermediate gear is shortened accordingly. The invention is not limited to washing machines, but can be used with advantage wherever a wave can be used at two speeds must be driven.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Electromotive drive for two speeds by means of an electric motor, whose rotor can be axially displaced by the stator field, translated differently in its two end positions, with the shaft to be driven can be coupled, characterized by the use of a fixed stand system equipped sliding armature motor, which can be operated either with full voltage or with a lower than necessary for the axial displacement of the rotor against a spring force Measure lying voltage can be operated.

2. Drive according to claim 1, characterized characterized in that at both ends or at one end of the rotor shaft (2) wheels are arranged with a conical friction surface, one of which (3) is the driving force Forms part of a conical friction clutch, while the other (4) is in the other end position the rotor shaft the motor torque on a shaft to be driven upstream Transmission transmits.

3. Drive according to claim 2, characterized in that the output member (14) of the transmission cooperates with the driven part (6) of the conical friction clutch.

4. Drive according to claims 1 to 3, characterized in that when the clutch is engaged, the transmission is controlled by control means influenced by the rotor is separated from the driven shaft.

5. Drive according to claims 1 to 4, characterized in that the transmission consists of two friction wheels (14, 15) which are arranged on a shaft (9) pivotably mounted about a horizontal axis (10) , of which the rotor is pushed out of the field one interacts with the conical friction wheel (4) on the rotor shaft and the other with the driven coupling part (6).

6. Drive according to claim 5, characterized in that the gear shaft (9) under the influence of a force, e.g. B. a spring force (12), through which When the rotor is pulled into the field, the frictional connection between the driven coupling part (6) and the gear wheel assigned to it (14) and between the conical friction wheel (4) and the gear wheel (15) assigned to this is canceled. Considered Publications: German Patent No. 626 795.