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Antrieb mittels batteriegespeistem Gleichstromkleinstmotor Die Erfindung
bezieht sich auf einen drehzahlgeregelten Antrieb mit batteriegespeistem Gleichstromkleinstmotor,
dessen Welle eine der Drehzahlregelung dienende Fliehkraft-Verstelleinrichtung trägt.
Eine der wesentlichen Forderungen an derartige Antriebe besteht in der Erzielung
eines möglichst hohen Wirkungsgrades für den Motor. Der Grund hierfür liegt darin,
daß man die eingesetzten Batteriezellen (Primärzellen oder wiederaufladbare Zellen),
möglichst lange verwenden will. Die Bedienung der Anordnung ist einfacher, wenn
die Batteriezellen erst nach längerer Zeit auszutauschen oder wiederaufzuladen sind,
als wenn ein häufiger Batteriewechsel infolge hohen Energieverbrauchs durch den
Motor erforderlich ist. In den meisten Fällen wird verlangt, daß ein derartiger
Antrieb drehzahlgeregelt ist und daß der Gleichstromkleinstmotor auch bei der niedrigsten
Zellenspannung die volle Leistung hergibt, d. h. bei Solldrehzahl arbeitet.
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Es ist bereits ein Gleichstromkleinstmotor der eingangs angegebenen
Art bekannt, bei .dem die Fliehkraft-Verstelleinrichtung als Fliehkraftschalter
ausgebildet ist, der auf den elektrischen Stromkreis des Motors drehzahlregelnd
einwirkt. Diese bekannte Drehzahlregelung auf elektrischem Wege hat bis jetzt jedoch
nicht zu befriedigenden Lösungen in bezug auf die optimale Ausnutzung der Batterie
geführt.
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Es sei der extreme, in der Praxis kaum vorkommende Fall betrachtet,
daß der Motor bei geschlossenem Fliehkraftschalter genau mit der Solldrehzahl läuft;
dieser Fall soll bei der niedrigsten Batteriespannung eintreten. Der Motor gibt
dauernd das erforderliche Moment her und sein Wirkungsgrad ist ein Optimum. Wird
nun eine Zelle eingesetzt, deren Spannung erheblich über diesem Endwert liegt, dann
nimmt der Motor sofort eine höhere Drehzahl als die Solldrehzahl an, und der Fliehkraftschalter
öffnet. Ist die Drehzahl durch den Fortfall des Drehmomentes unter die Solldrehzahl
abgesunken, wird kein Moment erzeugt. Erst wieder bei Schließen des Fliehkraftschalters
wird der Stromkreis geschlossen und der Motor entwickelt wieder ein Drehmoment.
Es fließt also kein Dauerstrom durch die Ankerwicklung, sondern es wechseln stromführende
und nicht-stromführende Zeitelemente miteinander ab. Soll nun trotz der entstehenden
Lücken in der Energiezufuhr der Motor die gleiche Leistung abgeben, die ja vom Fliehkraftschalter
erzwungen wird, so müssen die Stromstöße während der Schließungszeiten größer sein
als der Strom bei kontinuierlichem Betrieb, damit der Energieausfall infolge der
öffnungszeiten wettgemacht wird.
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Um die Batteriespannung also optimal auszunutzen, muß der Motor unabhängig
von der Höhe der Batteriespannung stets einen gleich großen Strom aufnehmen, welcher
ungefähr dem Strom entspricht, der bei etwa 70 °/o aufgeladener Batterie fließen
würde. Die Tendenz ist jedoch so, daß bei voll aufgeladener Batterie ein zu hoher
Strom fließt, so daß durch die Regelung des Motors Energie vernichtet werden muß
und eine verhältnismäßig schnelle Entladung der Batterie erfolgt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehzahlregelung für
einen batteriegespeisten Gleichstromkleinstmotor unter besserer Ausnutzung der Batteriekapazität
zu schaffen. Dies wird bei dem eingangs erwähnten Antrieb gemäß der Erfindung dadurch
erreicht, daß der ohne Zwischenschaltung eines Regelkontaktes an die Batterie angeschlossene
Motor mit dem Abtrieb über ein veränderliches Getriebe verbunden ist, dessen übersetzung
durch die Fliehkraft-Verstelleinrichtung einstellbar ist. Durch diese Verstelleinrichtung
wird erreicht, daß erstens die angetriebene Welle mit konstanter Drehzahl läuft
und zweitens derMotor immer nur so viel Strom aufnimmt, wie zur Erreichung des gewünschten
Drehmomentes erforderlich ist, so daß keine überschüssige Energie vernichtet werden
muß. Die Batterieausnutzung ist somit durch die Erfindung optimal.
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Es ist zwar schon ein drehzahlgeregelter Antrieb bekanntgeworden,
bei welchem eine mit einer Antriebswelle verbundene mechanisch wirkende Fliehkraft-Verstelleinrichtung
die übersetzung eines veränderlichen Getriebes verstellt. Diese bekannte Anordnung
betrifft jedoch nicht einen Antrieb mittels Gleichstromkleinstmotors, sondern es
handelt sich um einen vom Schwungrad eines Fahrzeuges angetriebenen Fahrzeugdynamo.
Durch diese Anordnung ist es somit zwar bekanntgeworden, eine mechanische Fliehkraft
-Verstelleinrichtung
zu einer mittels Reibrad bewirkten Veränderung der Getriebeübersetzung eines Antriebes
zu verwenden - wofür in vorliegender Erfindung kein Elementeschutz begehrt wird
-,jedoch nicht ihre zweckgerichtete und der Erzielung einer besonderen Wirkung dienende
Anwendung auf einen drehzahlgeregelten Antrieb mittels eines batteriegespeisten
Gleichstromkleinstmotors.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind .in den Zeichnungen (F i g.
1 und 2) dargestellt.
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Der mit 1 bezeichnete Motor ist über ein Kegelgetriebe 2 mit dem nicht
genauer dargestellten anzutreibenden Gerät, beispielsweise einem Tonbandgerät, verbunden.
Der Motor wird über einen Schalter an die Batterie angeschlossen. Diese Teile sind
der Einfachheit halber nicht dargestellt. Das einstellbare Getriebe 2 wird durch
eine Fliehkraft-Verstelleinrichtung 3, welche auf der Motorwelle sitzt, verstellt.
Je nachdem, ob der Motor eine hohe oder niedrige Geschwindigkeit hat, wird die übersetzung
stufenlos eingestellt, so daß die angetriebene Welle mit konstanter Drehzahl umläuft.
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Bei Antrieben mit höheren Anforderungen an die Drehzahlkonstanz kann
eine weitere mechanische Drehzahl-Regelvorrichtung, wie in F i g. 2 dargestellt,
nachgeschaltet werden. Eine etwa noch zu hohe oder zu niedrige Drehzahl- der Abtriebswelle
des Motors .wird durch die zweite Regelstufe ausgeglichen. Dieser zweite Regler
4 wird zur Feinregelung auf der Antriebswelle des anzutreibenden Geräts vorgesehen.
Die mechanische Konstanthaltung der Drehzahl bewirkt nicht nur eine Verbesserung
des Wirkungsgrades der gesamten Anordnung, sondern es werden auch die durch einen
elektrischen Fliehkraftschalter auftretenden Schwierigkeiten, wie Kontaktunsicherheit
und Prellen, vermieden.