DE1143582B

DE1143582B - AC or three-phase commutator motor with adjustable speed by means of brush shifting

Info

Publication number: DE1143582B
Application number: DES74312A
Authority: DE
Inventors: Heye Heyen; Dipl-Ing Eugen Niederheiser
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-06-13
Filing date: 1961-06-13
Publication date: 1963-02-14
Also published as: SE312850B; CH394377A

Description

Durch Bürstenverschiebung in der Drehzahl regelbarer Wechsel-oder Drehstrom-Kommutatormotor Die Erfindung befaßt sich mit einem Wechsel- oder Drehstrom-Kommutatormotor, dessen Drehzahl durch Bürstenverschiebung geregelt wird. Die Verschiebung der Bürstenträger erfolgt durch Handeinstellung oder durch einen Verstellmotor über mehrere mit entsprechenden Übersetzungsverhältnissen zwischengeschaltete Zahnräder. Derartige Maschinen werden beispielsweise häufig in der Textilindustrie eingesetzt; hierbei ist die Güte des herzustellenden Materials, z. B. die Dicke der Texfil'fäden, von der genauen Einsteilbarkeit der Drehzahl bzw. von der genauen Einhaltung der einmal eingestellten Drehzahl des antreibenden Kommautatormotors abhängig. Für diese Motoren wird also höchste Regelgenauigkeit gefordert. Die Regelgenauigkeit ist aber von dem Spiel zwischen den einzelnen Verstellgliedern abhängig. Um die höchste mechanische Regelgenauigkeit zu erzielen, müßte man dieses Spiel praktisch aufheben.Change or speed adjustable by shifting the brush Three-phase commutator motor The invention relates to an alternating or three-phase commutator motor, whose speed is controlled by moving the brush. The displacement of the brush holder takes place by manual adjustment or by an adjusting motor over several with corresponding Gear ratios between the gears. Such machines are for example often used in the textile industry; here is the goodness of the material to be produced, e.g. B. the thickness of the Texfil'fäden, of the exact adjustability the speed or the exact adherence to the set speed of the depending on the driving commautator motor. This means that these motors have the highest level of control accuracy required. The control accuracy depends on the play between the individual adjusting elements addicted. In order to achieve the highest mechanical control accuracy, one would have to do this Practically cancel the game.

Es wurden bereits Versuche gemacht, das Spiel zwischen den Übertragungsgliedern einer Bürstenverstelleinrichtung durch größere Genauigkeit der Verzahnung, durch Verschieben der Achsabstände zwecks Verminderung der Zahnluft oder durch klemmbare Kupplungen an Stelle von Klauenkupplungen zu verkleinern. Weiterhin hat man auch bei Motoren für Spinnmaschinen versucht, das Spiel in der Bürstenverstellung durch Federvorspannungen zwischen dem Spinnregler und dem Antriebsmotor zu beseitigen. Jedoch bleibt bei derartigen Antrieben nach wie vor das Spiel an den Bürstenträgern erhalten. Auch durch das Anordnen einer Schraubenfeder in den Seilzug der Verstelleinrichtung einer solchen Spinnmaschine wird die Bewegung der Bürstenträger selbst nicht beeinflußt. Vielmehr bietet sich innerhalb der Übertragungsglieder oder auch an den Bürstenträgern selbst noch die Möglichkeit zum Auftreten eines weiteren Spieles.Attempts have already been made to reduce the play between the transmission links a brush adjustment device through greater accuracy of the toothing Shifting the center distances in order to reduce the tooth clearance or by means of clampable To reduce the size of couplings instead of claw couplings. Furthermore, one also has in motors for spinning machines tried to reduce the play in the brush adjustment Eliminate spring tension between the spin regulator and the drive motor. However, with drives of this type, there is still play on the brush holders obtain. Also by arranging a helical spring in the control cable of the adjustment device Such a spinning machine does not affect the movement of the brush holder itself. Rather, there is a possibility within the transmission members or also on the brush holders even the possibility of another game appearing.

Ferner hat man bereits zur Erhaltung des Gleichlaufes von Drehstromnebenschlußmotoren eine Anordnung geschaffen, bei der die den einzelnen Motoren zugeordneten Zahnräder miteinander gekoppelt sind. Infolge des natürlichen Verschleißes stellt sich in der Praxis nach längerer Betriebszeit ein Spiel zwischen den Übertragungsgliedern ein, so daß die Regelgenauigkeit erheblich verschlechtert wird.Furthermore, one has already to maintain the synchronism of three-phase shunt motors created an arrangement in which the gears assigned to the individual motors are coupled to each other. As a result of natural wear and tear, in In practice, after a long period of operation, there is a play between the transmission links so that the control accuracy is considerably deteriorated.

Zur Verbesserung der Regelgenauigkeit eines durch Bürstenverschiebung in der Drehzahl regelbaren Wechsel- oder Drehstrom-Kommutatormotors sind daher gemäß der Erfindung die beiden Bürstenträger unmittelbar verspannt und die Übertragungsglieder dadurch einseitig aneinander zur Anlage gebracht. Dadurch wird die Möglichkeit einer freien Bewegung eines Bürstenträgers gegenüber dem anderen Bürstenträger vermieden, so daß eine maximale Regelgenauigkeit auch bei Bewegungseinleitung bzw. bei Bewegungsumkehr erreicht wird. Weiterhin wird durch die ständige einseitige Anlage der übertragungsglieder aneinander, die unabhängig von der Richtung der Bürstenverstellung ist, auch vermieden, daß sich der während des Betriebes gegebenenfalls auftretende Verschleiß der Verzahnungen der Zahnräder nicht auf die Regelgenauigkeit auswirken kann.To improve the control accuracy of a brush displacement AC or three-phase commutator motors with adjustable speed are therefore in accordance with of the invention, the two brush holders clamped directly and the transmission members thereby brought to bear on one side against each other. This opens up the possibility of a free movement of one brush holder in relation to the other brush holder is avoided, so that a maximum control accuracy even when a movement is initiated or when the movement is reversed is achieved. Furthermore, due to the constant one-sided contact of the transmission links to each other, which is independent of the direction of the brush adjustment, also avoided, that any wear of the toothings that may occur during operation the gears cannot affect the control accuracy.

Die Verspannung kann durch Federkraft, Luftdruck 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 anderen. Es ist besonders zweckmäßig, die Verspannung zwischen den Bürstenträgern durch eine Feder mit einer vom Weg weitgehend unabhängigen, konstanten Federkraft hervorzurufen. Dazu eignet sich insbesondere eine Rollbandfeder, die einen gleichmäßigen Druck besitzt und je nach den notwendigen Verstellungswegen als Einfach-, Doppel- oder Mehrfachfeder ausgeführt werden kann. Die Rollbandfed'er hat neben einer für diese Verwendung günstigen Charakteristik den Vorteil eines geringen Platzbedarfes.The tension can be by spring force, air pressure or hydraulically be evoked. You can adjust the bracing from a fixed point on the machine let it work on each individual brush holder or directly from a brush holder on the other hand. It is particularly useful to reduce the tension between the brush holders by a spring with a constant spring force that is largely independent of the path to evoke. For this purpose, a roll-up spring is particularly suitable, which has a uniform Pressure and depending on the necessary adjustment paths as single, double or multiple spring can be executed. The Rollbandfed'er has next to one for this use of favorable characteristics has the advantage of a small footprint.

Man kann die Verspannung auch durch eine Schraubenfeder oder eine Spiralfeder hervorrufen, jedoch ergeben sich je nach der Stellung der Bürstenbrücken auf Grund der Charakteristik dieser Federn unterschiedliche Federkräfte. Man muß daher, um eine konstante Federkraft zu erhalten, besondere Mittel vorsehen, wie z. B. eine Änderungsmöglichkeit des Übersetzungsverhältnisses.You can also use a coil spring or a Cause spiral spring, however, result depending on the position of the brush bridges different spring forces due to the characteristics of these springs. One must therefore, in order to obtain a constant spring force, special means are used provide, such as B. a possibility to change the gear ratio.

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 es weiterhin vorteilhaft, wenn die Verspapnungskraft mindestens bis zur ersten Schneckenübersetzung wirksam ist. Selbstverständlich kann zusätzlich zur Verspannung der beiden Bürstenträger bei mehrstufigen Schneckengetrieben eine Verspannung der Schnecke vorgesehen werden, z. B. durch gestellte Schneckenräder, so daß der gesamte Antrieb spielfrei wird.Thus, the entire transmission links due to the bracing of the brush holder are made free of play, the tension forces must be large enough to all interlocking parts of the transmission down to the last gear, indifferent, which direction of rotation occurs to bring to the plant, d. i.e., the tension forces must overcome the frictional forces occurring within the adjustment device. If the brushes are adjusted by hand, it is advisable to use the gear to provide a clamping device or a brake that was previously used during the adjustment is to be solved. With drives or with brush adjustment by remote control motors and worm gears, it is also advantageous if the papering force is effective at least up to the first worm transmission. Of course you can in addition to the bracing of the two brush holders in multi-stage worm gears a bracing of the screw can be provided, e.g. B. by placed worm gears, so that the entire drive is free of play.

Im folgenden sei die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben.In the following the invention will be described on the basis of exemplary embodiments.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau der Bürstenverstellesnrichtung einer Drehstrom-Kommutatormaschine. Die Bürstenverstellung kann durch den Motor 1 oder das Handrad 2 vorgenommen werden. Der Motor 1 ist über die. Kupplung 3 mit einem übersetzungsgetriebe 4 verbunden, das die Bewegung auf die Welle 5 überträgt, auf welcher auch das Handrad 2 befestigt ist. Durch ein weiteres Zwischengetriebe 6 mit beliebiger; gewünschter üborsetzung 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 Büratenträger 11 liegt neben dem gegenläufig zu ihm beweglichen Bürstenträger 12, indessen Zahnkranz 13 das Zahnrad 14 eingreift. Das Zahnrad 14 wird vom Zahnrad 9 unmittelbar angetrieben. Zur gegenseitigen Verspannung der Bürstenträger 11 und 12 ist die Feder 15 an den beiden Bürstenträgern befestigt.Fig. 1 shows schematically the structure of the Bürstenverstellesnrichtung a three-phase commutator machine. The brush adjustment can be made by the motor 1 or the handwheel 2. The engine 1 is on the. Coupling 3 is connected to a transmission gear 4 , which transmits the movement to the shaft 5 on which the handwheel 2 is also attached. By another intermediate gear 6 with any; The desired translation is finally driven by the gear 7 and thus the shaft 8 on which the gear 9 is attached. This engages directly in the toothed ring 10 of the brush holder 11. The bureau holder 11 lies next to the brush holder 12, which is movable in opposite directions to it, while the toothed ring 13 engages the toothed wheel 14. The gear 14 is driven directly by the gear 9. For the mutual bracing of the brush holders 11 and 12, the spring 15 is attached to the two brush holders.

Fig: 2 und 3 zeigen eine besondere konstruktive Ausführung einer Bürstenverstelleinrichtung mit einer gegenseitigen Verspannung der Bürstenträger durch Rollbandfedern. Zur besseren Übersichtlichkeit tragen bereits in der schematischen Zeichnung der Fig. 1 enthaltene und bezeichnete Teile auch in den Fig. 2 und 3 die gleichen Bezugszeichen.Fig: 2 and 3 show a special structural design of a brush adjustment device with a mutual tensioning of the brush holders by means of roll-up springs. To the Better clarity already bear in the schematic drawing of Fig. 1 contained and designated parts in Figs. 2 and 3 have the same reference numerals.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Bürstenträger 11 und 12. Da diese unmittelbar hintereinander liegen, ist der Bürstenträger 12 verdeckt. Der Grundkörper der Bürstenträger (11 und 12) besteht aus einem Ring 20 (21), der auf einem Teil seines Umfanges 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 befestigt. 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 befestigt ist (s. Fig.3). Zwischen dem Bolzen 27 und den Rollbandfedern 24 und 26 befindet sich je eine gut geschmierte Hülse 29 und 30, damit sich die Rollbandfedern nicht festklemmen können. Das Ende der Rollbandfeder 26 ist an der Stelle 31 mit der Schraube 32 und der Schelle 33 am Grundring 21 des Bürstenträgers 12 befestigt.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 main 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 circumference. At the point 22 of the ring 20 , one end of the coil spring 24 is fastened with the aid of a screw 23. In order to avoid spring breaks 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 attached to the housing 28 of the commutator machine (see FIG. 3). Between the bolt 27 and the coil springs 24 and 26 there is a well-lubricated sleeve 29 and 30 so that the coil springs cannot jam. The end of the coil 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 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 Bürstenverstelleinrichtung mit höchster Regelgenauigkeit einstellen.In the ring gears 10 and 13 of the brush holder 11 and 12 engage mutually driving gears 9 and 14, which the brush holder for Move the brush adjustment in opposite directions. Since the brush holder 11 and 12 by the Roll band springs 24 and 26 are braced against one another, the teeth of the gears lie 9 and 14 or the ring gears 10 and 13 on one side against one another. This is how it is Play between the brush holders canceled, so that no possibility of a free There is movement of one brush holder relative to the other. One can therefore use the desired speed of the machine through the brush adjustment device with the highest Set control accuracy.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. The speed can be controlled by moving the brush AC or three-phase commutator motor, in which the means for eliminating the backlash are provided between the transmission members for the brush adjustment, thereby marked, d @ ate the two brush holders directly braced and the transmission links are thereby brought into contact with one another on one side.

2. Commutator motor according to claim 1, characterized in that the bracing from a fixed point on the engine to each individual brush holder acts.

3. Commutator motor according to claim 1, characterized in that that the tension from one brush holder directly to the other brush holder is effective.

4. commutator motor according to claim 1, characterized in that the Bracing between the brush holders by a spring with a largely off the path independent, constant spring force, e.g. B. caused by a coil spring is.

5. commutator motor according to claim 1, characterized in that the bracing between - the brush holders is caused by a helical spring and that, z. B. by changing the gear ratio, means of achieving an over the adjustment path are provided essentially constant spring force. Into consideration Drawn pamphlets: German Patent Nos. 651057, 443 969, 599 687, 564 603.