DE1176744B

DE1176744B - Device for coupling the rotor of a pole-changing three-phase motor with an output pulley

Info

Publication number: DE1176744B
Application number: DEH36209A
Authority: DE
Inventors: Werner Schwarzwaelder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1959-04-24
Filing date: 1959-04-24
Publication date: 1964-08-27

Description

Vorrichtung zur Kupplung des Läufers eines polumschaltbaren Drehstrommotors mit einer Abtriebsseheibe Polumschaltbare Drehstrommotoren mit extremen Drehzahlübersetzungsverhältnissen sind bekannt. Die Motorabinessungen (Durchmesser usw.) wachsen jedoch mit dem größer werdenden Übersetzungsverhältnis nicht proportional, sondern quadratisch.Device for coupling the rotor of a pole-changing three-phase motor Pole-changing three-phase motors with extreme speed ratios with one output pulley are known. The engine dimensions (diameter, etc.) grow with the larger increasing transmission ratio is not proportional, but quadratically.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein großes übersetzungsverhältnis mit möglichst kleinen Motorabmessungen und unter Vermeidung von größeren Verlusten zu erreichen, z. B. für einen Wasch- und Schleuderautomaten mit einem Waschgang von 40 U/min und einem Schleudergang von 1000 U/min, also einem übersetzunasverhältnis von 1:25. The object of the invention is to achieve a large transmission ratio with the smallest possible motor dimensions and avoiding major losses, e.g. B. for a washer-extractor with a wash cycle of 40 rpm and a spin cycle of 1000 rpm, ie a translation ratio of 1:25.

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Kupplung des Läufers eines polumschaltbaren Drehstrommotores mit einer Abtriebsseheibe, wobei beide Teile bei eingeschalteter großer Polpaarzahl über ein Vorgelege und bei kleiner Polpaarzahl unmittelbar gekuppelt werden.The invention is based on a device for coupling the rotor a pole-changing three-phase motor with an output pulley, both parts with a large number of pole pairs switched on via an additional gear and with a small number of pole pairs be coupled directly.

Die Erfindung besteht darin, daß die Kupplungsvorrichtung aus einer mit der Läuferwelle verbundenen Fliehkraftkupplung besteht, die selbsttätig die Abtriebsscheibe mit der Motorwelle bei niedriger Motordrehzahl über das Vorgelege und bei überschreitung der niedrigen Motordrehzahl unmittelbar kuppelt. Je nach Zahnradanordnung kann ein beliebig großes übersetzungsverhältnis erzielt werden.The invention consists in that the coupling device consists of a there is a centrifugal clutch connected to the rotor shaft, which automatically the Output pulley with the motor shaft at low motor speed via the countershaft and engages immediately when the low engine speed is exceeded. Depending on Gear arrangement, any large transmission ratio can be achieved.

Die Kupplung erfolgt durch eine auf einem Motorwellenstumpf verschiebbare Scheibe, welche zwischen einerseits mit dem Vorgelege und andererseits mit der Welle kuppelbaren Teilen angeordnet ist. Diese Scheibe kann z. B. durch einen gegenüber dem Motorwellenstumpf verschiebbaren Bolzen mit Klauen der Fliehkraftkupplung verbunden sein. Der Motorwellenstumpf wird dann teilweise als Hohlwelle ausgebildet, und die Scheibe wird mit dem Bolzen durch Stifte verbunden, welche die Scheibe auf dem Motorwellenstumpf verschieben.The coupling takes place by means of a device that can be moved on a motor shaft stub Disc, which is between on the one hand with the countershaft and on the other hand with the shaft detachable parts is arranged. This disc can, for. B. by an opposite the motor shaft stub displaceable bolt connected with claws of the centrifugal clutch be. The motor shaft stub is then partially designed as a hollow shaft, and the The washer is connected to the bolt by pins that attach the washer to the stub shaft of the motor move.

Die Fliehkraftkupplung kann auf dem verlängerten Wellenstumpf des Motors angeordnet sein und mit dem Vorgelege zusammen eine Baueinheit bilden.The centrifugal clutch can be mounted on the extended stub shaft of the Be arranged motor and form a structural unit together with the countershaft.

Die Zeichnung zeigt mehrere Beispiele für eine solche Vorrichtung. In Ab b. 1 und 2 ist die Fliehkraftkupplung mit einem Vorgelege auf dem Wellenstumpf des Motors, in Ab b. 3 dagegen auf einer besonderen Welle dargestellt, welche mit der Motorwelle durch eine Steckkupplung verbunden ist; Ab b. 4 zeigt ein Beispiel für eine zusätzliche elektromagnetische Steuerung der Fliehkraftkuppl ung. Der Drehstrommotor 1 ist in bekannter Weise polumschaltbar mit einem Drehzahlübersetzungsverhältnis von z. B. 1:8. Der verlängerte Wellenstumpf2 hat eine Bohrung3. In dieser sitzt verschiebbar ein Bolzen4, welcher durch einen Stift5 mit einer Scheibe 6 verbunden ist. Der Stift ist innerhalb einer länglichen Bohrung 7 im Wellenstumpf 2 verschiebbar, wobei sich die Scheibe 6 entsprechend auf dem Wellenstumpf 2 bewegt. Am freien Ende des Bolzens 4 greifen zwei Klauen 8 an, welche an ihrem anderen Ende Fliehgewichte 9 tragen. Die Klauen 8 sind drehbar in einem topfähnlichen Gehäuse 10 gelagert, welches auf dem Wellenstumpf 2 des Motors geschraubt ist.The drawing shows several examples of such a device. In Ab b. 1 and 2 is the centrifugal clutch with a back gear on the stub shaft of the engine, in Ab b. 3 , on the other hand, is shown on a special shaft which is connected to the motor shaft by a plug-in coupling; From b. 4 shows an example of an additional electromagnetic control of the centrifugal clutch. The three-phase motor 1 is pole-changing in a known manner with a speed ratio of z. B. 1: 8. The extended stub shaft2 has a hole3. A bolt 4, which is connected to a disk 6 by a pin 5, is slidably seated in this. The pin can be displaced within an elongated bore 7 in the stub shaft 2, the disk 6 moving accordingly on the stub shaft 2. At the free end of the bolt 4, two claws 8 engage, which carry flyweights 9 at their other end. The claws 8 are rotatably mounted in a pot-like housing 10 which is screwed onto the stub shaft 2 of the motor.

Auf dem Wellenstumpf 2 sitzt, dem Motor zugewendet, ein Kugellager 11 und hinter der Scheibe 6 zwei weitere Kugellager 12, welche eine Abtriebsscheibe 13 in Gestalt einer Keilriemenscheibe tragen. Diese Abtriebsscheibe 13 besitzt einen Innenkonus 14, welcher mit einem Außenkonus der Scheibe 6 in Eingriff kommen kann. Gegenüber einem Innenkolius der Scheibe 6 sitzt ein außenkonischer Fortsatz eines Zahnrades 15, welches von dem Kugellager 11 getragen wird. Das Zahnrad 15 steht im Eingriff mit einem Zahnrad 17, welches auf einer am Motorgehäuse befestigten Achse 18 mittels Kugellager angeordnet ist. Zwischen dem Kugellager 12 und der Scheibe 6 sind Tellerfedern 20 angeordnet, welche den Innenkonus der Scheibe 6 gegen den Außenkonus des Zahnrades 15 drücken.Seated on the stub shaft 2, facing the motor, is a ball bearing 11 and, behind the disk 6, two further ball bearings 12, which carry a driven pulley 13 in the form of a V-belt pulley. This output disk 13 has an inner cone 14 which can come into engagement with an outer cone of the disk 6. An externally conical extension of a gear 15, which is carried by the ball bearing 11 , sits opposite an inner colius of the disk 6. The gear 15 is in engagement with a gear 17 which is arranged on a shaft 18 attached to the motor housing by means of ball bearings. Disk springs 20, which press the inner cone of the disk 6 against the outer cone of the gear 15 , are arranged between the ball bearing 12 and the disk 6.

Bei der niedrigen Drehzahl, z. B. 360 U/min, steht die Scheibe 6, wie gezeichnet, über die Vorgelegezahnräder 15, 17 und 19 mit der Abtriebsscheibe 13 im Eingriff. Das Übersetzungsverhältnis des Vorgeleges ist so gewählt (z. B. 1:1,5 und 1:2), daß die Abtriebsscheibe 13 z. B. mit 120 Umdrehungen läuft. Bei einer hinzukommenden Riemenübersetzung von 1:3 wird dann die Arbeitsmaschine, z. B. eine Waschmaschine, mit 40 Umdrehungen angetrieben. Nach der Polumschaltung läuft der Motor mit 7. B. 2880 U/min. Bei dieser Drehzahl ziehen die Fliehgewichte 9 den Bolzen 5 mit der Scheibe 6 entgegen der Kraft der Federn 20 nach außen und kuppeln den Außenkonus der Scheibe 6 mit dem Innenkonus 14 der Abtriebsscheibe 13. Die Riemenscheibe läuft dann mit Motordrehzahl und die Waschmaschine im Schleudergang (infolge der Riemenübersetzung 1:3) mit etwa 1000 U/min.At the low speed, e.g. B. 360 rpm, the disk 6, as shown, is in engagement with the output disk 13 via the countershaft gears 15, 17 and 19. The gear ratio of the back gear is selected (z. B. 1: 1.5 and 1: 2) that the output pulley 13 z. B. runs at 120 revolutions. With an additional belt ratio of 1: 3 , the machine, e.g. B. a washing machine, driven at 40 revolutions. After the pole change, the motor runs at 7. B. 2880 rpm. At this speed, the flyweights 9 pull the bolt 5 with the disk 6 against the force of the springs 20 outwards and couple the outer cone of the disk 6 with the inner cone 14 of the driven pulley 13 the belt ratio 1: 3) with about 1000 rpm.

In Ab b. 2 ist die Abtriebsscheibe 13 zu beiden Seiten mit einem Außenkonus 14a versehen und zusammen mit dem Kugellager 12 auf dem Wellenstumpf 2 verschiebbar. Auf beiden Seiten des Kugellagers 12 sitzen Stifte 5 im Bolzen 4, welcher wie in Ab b. 1 fliehkraftabhängig gesteuert wird. Der linke Außenkonus 14a wird durch die Wirkung einer zwisehen den Fliehgewichten 9 angebrachten Feder 21 über die Klauen 8, den Bolzen 4, die Stifte 5 und die Lager 12 bei niedriger Drehzahl gegen den Innenkonus 14 des Zahnrades 22 gedrückt, welches über ein Kugellager mit dein Wellenstumpf 2 verbunden ist. Das Zahnrad 15 sitzt fest auf dem Wellenstumpf 2 und steht über die Vorgelegezahnräder 17 und 19 im Eingriff mit dem Zahnrad 22. Bei der dargestellten Stellung wird die Abtriebsscheibe 13 mit niedriger Drehzahl angetrieben.In Ab b. 2, the output disk 13 is provided with an outer cone 14a on both sides and can be displaced together with the ball bearing 12 on the stub shaft 2. On both sides of the ball bearing 12 pins 5 sit in the bolt 4, which as in Ab b. 1 is controlled depending on the centrifugal force. The left outer cone 14a is pressed by the action of a spring 21 attached between the flyweights 9 via the claws 8, the bolt 4, the pins 5 and the bearings 12 at low speed against the inner cone 14 of the gear 22, which via a ball bearing with your Stub shaft 2 is connected. The gear 15 is firmly seated on the stub shaft 2 and is in engagement with the gear 22 via the countershaft gears 17 and 19. In the position shown, the output disk 13 is driven at low speed.

Bei Polumschaltuno, auf hohe Drehzahl verschieb-en die Fliehgewichte 9 über den Bolzen 4 die Abtriebsscheibe 13 nach außen, so daß der rechte Außenkonus 14a mit einem Innenkonus 23 an dem Gehäuse 10 gekuppelt wird. Das Gehäuse 10 treibt dann die Abtriebsscheibe 13 mit der hohen Motordrehzabl an.In the case of pole reversal, the flyweights 9 shift the output disk 13 outwards via the bolt 4, so that the right outer cone 14a is coupled to an inner cone 23 on the housing 10. The housing 10 then drives the output disk 13 at the high motor speed.

A b b. 3 zeigt ein ähnliches Getriebe wie in A b b. 1 mit einem zusätzlichen Wellenstumpf 24, der mit einem Hohlwellenteil 25 auf den Wellenstumpf 2 des Motors aufgesteckt ist. Das Getriebe ist in einem Gehäuse 26 untergebracht, welches auf dem Wellen-. stumpf 24 mittels eines Kugellagers 27 sitzt und durch Tragbolzen 28 mit dem Motorgehäuse abnehmbar verbunden ist. A b b. 3 shows a similar transmission as in A b b. 1 with an additional stub shaft 24, which is plugged with a hollow shaft part 25 onto the stub shaft 2 of the motor. The transmission is housed in a housing 26 which is on the shaft. butt 24 is seated by means of a ball bearing 27 and is detachably connected to the motor housing by support bolts 28.

In A b b. 4 ist, ähnlich wie in A b b. 1, das Getriebe unter einer Haube 29 untergebracht. Die Abtriebsscheibe 13 kann, ähnlich wie in A b b. 1 oder 2, mit Hilfe der Fliehgewichte 9 und des Bolzens 4 kuppelbar sein. Der Bolzen 4 ist über das Gehäuse 10 hinaus verlängert, welches mit dem Wellenstumpf 2 bzw. 24 verschraubt ist. Auf dem Bolzen 4 sitzt verschiebbar eine Verriegelung 30, welche mit zwei Rollen die Fliehgewichte 9 umklammert und über einen Doppelhebel 31 von einem Elektromagneten 32 .gesteuert wird. Die Steuerunl" kann auch rein mechanisch erfolgen.In A b b. 4 is similar to A b b. 1, the gearbox is housed under a hood 29. The output pulley 13 can, similar to A b b. 1 or 2, with the help of the flyweights 9 and the bolt 4 can be coupled. The bolt 4 is extended beyond the housing 10 , which is screwed to the stub shaft 2 or 24. A lock 30 is slidably seated on the bolt 4 , which locks the flyweights 9 with two rollers and is controlled by an electromagnet 32 via a double lever 31. The control can also be done purely mechanically.

Auf diese Weise ist es möglich, z. B. Waschautomaten mit Unwuchtausgleich während des Schleuderns auf eine Zwischendrehzahl zu schalten. Die zwischen Wasch- und Schleuderdrehzahl liegende Drehzahl wird dadurch erzielt, daß die Fliehgewichte bei Polumschaltung des Motors auf hohe Drehzahl verriegelt werden. Die Riernenscheibe bleibt dann auch bei hoher Drehzahl mit dem Vorgelege gekuppelt, welches die Motordrehzahl von z. B. 2880 U/min auf etwa 1000 Umin der Riemenscheibe und bei einer Riemenübersetzung von 1:3 auf etwa 330 U/min vermindert.In this way it is possible to e.g. B. To switch washing machines with unbalance compensation to an intermediate speed during spinning. The speed, which lies between the washing and spinning speeds, is achieved by locking the flyweights to high speed when the motor is switched over. The belt pulley then remains coupled to the countershaft even at high speed. B. 2880 RPM reduced to about 1000 Umin of the pulley and with a belt ratio of 1: 3 to about 330 RPM.

Mit dieser Drehzahl wird dann geschleudert, bis ein Unwuchtausgleich möglich ist. Die Verriegelung wird dann aufgehoben und die Fliehgewichte freiaegeben. Diese gehen bei der hohen Drehzahl der Welle nunmehr auseinander und kuppeln die Riemenscheibe direkt mit der Motorwelle. so daß mit höchster Drehzahl geschleudert wird.This speed is then spun until the unbalance is compensated is possible. The lock is then released and the flyweights released. These now diverge at the high speed of the shaft and couple the Pulley directly with the motor shaft. so that spun at the highest speed will.

Mit de; beschriebenen Anordnungen läßt sich, je nach Gestaltung der Zahnräder, das übersetzungsverhältnis beliebig ändern.With de; The described arrangements can, depending on the design of the gears, change the transmission ratio as desired.

Claims

Claims: 1 .. Device for coupling the rotor of a pole-changing three-phase motor with an output pulley, both parts being directly coupled via a back gear when the large number of pole pairs is switched on and when the pole pair is small, characterized in that the coupling device consists of a centrifugal clutch connected to the rotor shaft, which automatically couples the output pulley to the motor shaft at -low motor speed via the intermediate gear and directly when the low motor speed is exceeded.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that a disc (6) arranged between couplable parts is connected to the centrifugal clutch (8, 9) by a bolt (4) displaceable in a bore (3) of the motor shaft. 3. Arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that a stub shaft (2) of the motor shaft is designed as a hollow shaft and is connected to the bolt (4) displaceable in it by pins (5) which have a disc (6, 13) move the shaft stub (2). 4. Arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the centrifugal clutch (8,9) with the drive gear (1.5) of the back gear is arranged on the stub shaft (2) of the motor. 5. Arrangement according to claim 1 to 4, characterized in that the centrifugal clutch (8, 9) with the drive gear (15) of the countershaft is arranged on an additional stub shaft (24) which can be plugged onto the stub shaft of the motor. 6. Arrangement according to claim 1 to 5, characterized. that the flyweights (9 ) can be controlled via a lock (30) which can be displaced on the bolt (4). Documents considered: German Patent No. 815 064; SSW-Druckschrift 500. 331 / 260-11573 . TS 33: »Electrical equipment for sugar centrifuges with pole-changing centrifuge motors«.