DE1488483A1

DE1488483A1 - Electric drive

Info

Publication number: DE1488483A1
Application number: DE1965E0028784
Authority: DE
Inventors: Moyer William Harry; Jaeschke Ralph Louis
Original assignee: Heenan and Froude Ltd
Current assignee: Heenan and Froude Ltd
Priority date: 1964-03-05
Filing date: 1965-02-27
Publication date: 1969-10-23
Also published as: CH428911A; GB1073990A; DE1488483B2; FR1428250A; US3303367A

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Antriebe und insbesondere regelbare motorgetriebene Wirbelatromkupplungen von veränderlicher Drehzahl.The invention relates to electrical drives and, more particularly, to variable speed motor driven vortex air clutches.

Aufgabe der Erfindung ist u.a. die Schaffung von kurzen, gedrängt gebauten elektrischen Antrieben mit veränderlicher Drehzahl von hoher Qualität^ jedoch geringen Kosten für die wahlweise Verwendung einer gegebenen Bauform einer Wirbelstromkupplung mit einem einepr Anzahl von gewünschten Standard-Elektromotoren, vorzugsweise von kleiner oder kleinster Nennleistung, die Sohaffung einer verbesserten Form eines ausladenden Antriebs mit Antriebsrückführung zwischen einem Motor und getriebenen Elementen in der Kupplung sowie mit verbesserten Stromkreis« unterbrechungs- und elektrischen Verbindungemitteln für Hegel-The object of the invention is, inter alia, the creation of short, compactly built electric drives with variable speed of high quality ^ but low costs for the optional use of a given design of an eddy current coupling with a number of desired standard electric motors, preferably of small or very small rated power, the creation of an improved form of sweeping drive with drive feedback between a motor and driven Elements in the coupling as well as with improved circuit "interruption and electrical connection means for Hegel

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zwecke, die so ausgebildet und angeordnet sind, daß sie die kurze gedrängte Bauform begünstigen, und die Schaffung einer Vorrichtung der erwähnten Art, welche das rasche Auswechseln und Austauschen von Bauelementen ermöglicht. Weitere Ziele und merkmale der Erfindung ergeben 3ich aus der nachfolgenden Besenreibung beispielsweiser Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und zwar zeigen«purposes that are designed and arranged so that they the short favor compact design, and the creation of a device of the type mentioned, which enables the rapid replacement and replacement of components. Other goals and features of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the enclosed Drawings, namely show «

.^ 1 eine sohematisehe Darstellung zur Erläuterung der Erfindung, bei welcher die mechanischen Teile zur Erleichterung der Übersicht in anderer Anordnung gezeigt sind;. ^ 1 a sohematisehe illustration to explain the invention, in which the mechanical parts are shown in a different arrangement for the sake of clarity;

Fig. 2 eine Ansicht im axialen 3chnitt des erfindungsgemassenFig. 2 is a view in axial 3-section of the invention

Antriebs, welche die mechanischen Teile in ihrer tatsäch lichen Anordnung zeigt}Drive that shows the mechanical parts in their actual arrangement}

^ Fig* 3 eine Teilansicht in Schnitt nach einer Ebene, die zu^ Fig * 3 is a partial view in section on a plane leading to

der Schnittebene der Fig· 2 rerlagert ist|is superimposed on the sectional plane of FIG. 2 |

Fig. 4 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 2 undFig. 4 is a view in section along the line 4-4 in Fig. 2 and

Fig. 5 eine Endansicht von Teilen, die ein erfindungsgemäaseeFig. 5 is an end view of parts making up a lake according to the invention

getriebenes Polarfeldelement ausgebaut aus einer Wirbelstromkupplung bilden, von der es ein Teil ist·driven polar field element developed from an eddy current coupling of which it is a part

Entsprechende Bezugsziffern in den verschiedenen Ineichten derCorresponding reference numbers in the various ineights of

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-3-Zeichnun^en bezeichnen entapreohende !Peile·-3-drawings denote entapreohende! Peile ·

Es sind bereite aotorgetriebene Wirbelatroe-Schlupi'kupplungen mit Drehzahlregeleinrichtungen und einstellbarer Selbstregelung bekannt, bei denen eine aus einer Anzahl vom im wesentlichen konstanten Abtriebsdrehzahlen erzielt werden. Diese Kupplungen sind im allgemeinen für die Übertragung beträchtlicher Leistungen gebaut worden, wobei bei ihrer Verwendung die Herstellungskosten keinen kritischen Faktor darstellten. Andererseits ergeben eich bei der Verwendung solcher Baulormen für Kleinmotorantriebe, d.h. für kleine und kleinute Leistungen, prohibitiv hohe Kosten. Durch die Anwendung der Erfindung lassen sich kleine elektrische Antriebe mit veränderlicher Drehzahl der beschriebenen Art mit geringen Kosten, jedoch mit sehr guten Leiatuncseigenschaften herstellen. Für die erfindungsgemässen Antriebe bestehen Anwendungsmoglichkeiten z.B. für Geräte von niedrigem Leistungsverbrauch, wie Bohrmaschinen, Spulenwickler, Türbeta tiger, Ofenregler u. dgl.. |There are ready aotor-driven vortex-slip clutches with Speed control devices and adjustable self-regulation are known in which one of a number of the essentially constant output speeds be achieved. These clutches are generally designed for the transmission of considerable power, manufacturing cost is not a critical factor in their use. On the other hand, they are calibrated in use such construction standards for small motor drives, i.e. for small and small Services, prohibitively high costs. By using the invention, small electrical drives with variable Produce speed of the type described at low cost, but with very good performance properties. For the inventive Drives can be used e.g. for devices of low Power consumption, such as drills, coil winders, door beta tiger, stove regulator, etc. |

In der Zeichnung ist mit 1 ein Elektromotor bezeichnet, der ein Klein- oder Kleinstmotor sein kann. Ein Motor von I/4 PS ist ein Beispiel eines solchen Kleinmotors. Motoren mit einer Leistung von weniger als I/4 PS werden zu den Kleinstmotoren gerechnet.In the drawing, 1 denotes an electric motor, which is a Can be small or micro motor. A motor of I / 4 hp is a Example of such a small engine. Motors with an output of less than 1/4 PS are counted as miniature motors.

Der Motor besitzt einen Wellenstummel 3. Für einen beträchtlichen Grössenbereich von Motoren der erwähnten Baugrösse wird eine gemein-The motor has a stub shaft 3. For a considerable one Size range of motors of the size mentioned is a common

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Bame "Wellengrösse verwendet und in manchen Fällen werden Buohsen benutzt, um die Y/ellengrösse auf die Durchmesser der Bohrungen in den Naben der zu befestigenden Teile zu bringen. Mit 5 ist allgemein eine Wirbelstromkupplung oder Schlupfkupplung bezeichnet, die im wesentlichen nach den in der USA-Patentschrift 2.606.948 angegebenen Prinzipien arbeiten. Die Schlupfkupplung 5 ist jedoch, wie sich aus dem Nachstehenden ergibt, zur vorteilhaften Verwendung für kleine Antriebe in dem vorstehend angegebenen Leistungsbereich gebaut. Sie besitzt eine Mittelhülse 7, die mit Gleiteitz bzw. teleskopisch auf den Wellenstummel 3 aufgebracht werd^ri kann und durch eine Stellschraube 9 od. dgl. in ihrer Lage gehalten wird, die am inneren, dem Motor 1 zugekehrten Ende der Hülse vorgesehen und durch den Baum zwischen der Kupplung 5 und dem Motor 1 zugänglich ist.Bame "wave size is used and in some cases Buohsen used to match the Y / ellen size to the diameter of the holes in to bring the hubs of the parts to be fastened. With 5 is general an eddy current clutch or slip clutch referred to, essentially according to those specified in US Pat. No. 2,606,948 Working principles. The slip clutch 5, however, is how results from the following, for the advantageous use for small drives in the power range specified above built. It has a central sleeve 7, which can be applied to the shaft stub 3 with sliding action or telescopically, and can is held in place by an adjusting screw 9 or the like, those provided at the inner end of the sleeve facing the motor 1 and accessible through the tree between the coupling 5 and the motor 1 is.

Am äusseren Ende der Hülse 1 ist ein becherförmiger Stahlinduktor ψ angeordnet, für welchen ^weok ein Preßsitz und beispielsweise eine Umnietung, wie bei 11 gezeigt, vorgesehen werde«- kaj». Der Induktor 13 ist aus Eisen, Stahl oder aus einem anderen magnetisierbaren Material, in welchem V/irbelströme fliessen, wenn ee von einem polarisierten Magnetfeld durchsetzt wird. Der Induktor besitzt einen flachen radialen Teil I5, in welchem Luftumlauföffnungen I7 vorgesehen sind, und einen mit diesem aus einem Stück bestehenden zylindrischen Teil 19, in welchem induzierte Wirbeletröme fliessen. Die glatte Aussenform des Teils I9 bildet eine sichere UmschliessungAt the outer end of the sleeve 1 a cup-shaped steel inductor ψ is arranged, for which ^ weok a press fit and, for example, riveting, as shown at 11, will be provided "- kaj". The inductor 13 is made of iron, steel or some other magnetizable material in which eddy currents flow when a polarized magnetic field passes through it. The inductor has a flat radial part I5, in which air circulation openings I7 are provided, and a cylindrical part 19 consisting of one piece with this, in which induced eddy currents flow. The smooth outer shape of the part I9 forms a secure enclosure

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auch während der Umdrehung. Wie sich aus der Zeichnung ergibt, kann der Induktor I3 zweckmässig durch eine Stanz- und Ziehbehandlung aus einem Blech von geeigneter Stärke becherförmig gestaltet werden. Der Induktor IJ ist der treibende Teil der Wirbelstromkupplung 5· Innerhalb des Induktors I3 befindet sich ein Rotor zur Erzeugung eines polaren Feldes, der durch einen Ring bzw. eine Hülse 21 gebildet wird, auf dem mit Preßaitz Polringe 23 und 25 angeordnet sind, zwischen welch letzteren sich eine ringförmige Feldwicklung 27 befindet. Von den Polringen 23 und 25 stehen polbildende Zähne 29 und 31 ab, die zueinander geneigt sind und bei 33 ineinander greifen* Alle Teile 21, 23, 25, 29 und 31 sind aus Eisen, Stahl oder einem anderen magnetisierbaren Material hergestellt. Die ineinandergreifenden Zähne 29 und 31 bilden einen engen magnetischen Spalt innerhalb des zylindrischen Teils 19 des Induktors.also during the rotation. As can be seen from the drawing the inductor I3 expediently by a stamping and drawing treatment a sheet of suitable thickness can be designed cup-shaped. The inductor IJ is the driving part of the eddy current clutch 5 · Inside of the inductor I3 is a rotor for generating a polar field, which is formed by a ring or a sleeve 21 on which are arranged with Preßaitz pole rings 23 and 25, between which latter is an annular field winding 27. Pole-forming teeth 29 and 31 protrude from the pole rings 23 and 25, which are inclined towards each other and interlock at 33 * All parts 21, 23, 25, 29 and 31 are made of iron, steel or another magnetizable material produced. The intermeshing teeth 29 and 31 form a narrow magnetic gap within the cylindrical Part 19 of the inductor.

Wenn die wicklung 27 erregt wird, verkettet ein ringförmiges Kraftflußfeld, wie duroh die gestrichelte Linie 35 im unteren Teil der f Fig. 2 angedeutet, die Teile 21, 23, 29, 19, 33 und 25 in der angegebenen oder in der umgekehrten Reihenfolge je nach der Richtung des Stromflusses in der Wicklung 27« Die jeweilige Richtung ist nicht von Bedeutung. Nachfolgend werden die Teile 21, 23, 25, 27, 29 und 31 in ihrer Gesamtheit als Feldrotor 34 bezeichnet. Mit dem Ring 31 ist in geeigneter V/ei se eine uniaagne tische Keilriemenscheibe 37 verbunden, die beispielsweise aus Aluminium bestehen kann und eine ' Keilnut 39 zur Aufnahme eines Keilriemens aufweist, mit dem eineWhen the winding 27 is energized, an annular force flux field is concatenated, like duroh the dashed line 35 in the lower part of the f Fig. 2 indicated, the parts 21, 23, 29, 19, 33 and 25 in the specified or in the reverse order depending on the direction of the current flow in the winding 27 «The respective direction is not significant. In the following, parts 21, 23, 25, 27, 29 and 31 are referred to in their entirety as field rotor 34. With the ring 31 a uniaagnetic V-belt pulley 37 is connected in a suitable manner, which may for example consist of aluminum and a 'keyway 39 has for receiving a V-belt, with the one

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Antriebsverbindung zu der anzutreibenden Vorrichtung h v/erden kunn. Zur Verbindung der Teile 37 -^d d Miteinander :iind Vorbindungsschrauter; vorgesehen, von denen eine bei 41 dargestellt iut. Es kann jedoch auch eine andere Verbindungsanordnung, z.i. ein Preßsitz, vorgesehen werden.Drive connection to the device to be driven can h v / ground. To connect the parts 37 - ^ d d with each other: iind Vorbindungsschrauter; provided, one of which is shown at 41. However, another connection arrangement, such as a press fit, can also be provided.

Kugellager 43 und 45 dienen zur Lagerung der Rotorteile auf der Hülse 7· Um einen leichten Zusammenbau zu fcrcojlichen, iat die Hülse"^ mit eirter Schulter 47 ausgebildet, gegen welche der Innenlauiring des Kugellagers 45 gepreßt werden kann. Dies geschient, bevor die Hotorteile in den becherförmigen Induktor I3 eingesetzt werden. Sodann wird, bevor die Keilriemenscheibe 37 am Hing 21 befestigt wird, der letztere (welcher die Teile 23, 25 und 27 trägt) über den Aussenlaufring des Kugellagers geschoben. Der Ring 21 ist sit einer liut 49 zur Aufnahme eines geteilten Springringes 51 versehen, der eingesetzt wird, bevor das Lager 45 und die Keilriemenacheibe 37 aufgebracht werden. Hierauf wird das Lager 45 auf die Hülse 7 aufgeschoben und dann die Keilriemenscheibe 37» die bei 36 so ausgespart ist, daß sie auf den Aussenlaufring des Kugellagers 45 paßt. Nun wird die Keilriemenscheibe 37 an der Hülse durch die Schrauben 41 befestigt. In eine in der Hülse 7 vorgesehene Hut wird ein schmaler Springring 53 eingesetzt, der zusammen mit der Schulter die Teile 21 und 37 in der richtigen axialen Stellung auf der Hülse hält. Die von dem Ring 21 getragenen Polarfeldteile 23, 25, 27 und werden daher innerhalb des Teils 19 des Induktors 13 in der richtigenBall bearings 43 and 45 are used to mount the rotor parts on the sleeve 7. To facilitate easy assembly, the sleeve is designed with a shoulder 47 against which the inner ring of the ball bearing 45 can be pressed Then, before the V-belt pulley 37 is attached to the Hing 21, the latter (which carries the parts 23, 25 and 27) is pushed over the outer race of the ball bearing a split spring ring 51, which is inserted before the bearing 45 and the V-belt pulley 37 are fitted. The bearing 45 is then pushed onto the sleeve 7 and then the V-belt pulley 37 'which is recessed at 36 so that it fits onto the outer race of the Fits ball bearing 45. Now the V-belt pulley 37 is fastened to the sleeve by the screws 41. In a hat provided in the sleeve 7, a narrow one is made Spring ring 53 is used, which together with the shoulder holds the parts 21 and 37 in the correct axial position on the sleeve. The carried by the ring 21 polar field parts 23, 25, 27 and are therefore within the part 19 of the inductor 13 in the correct

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Lage gehalten. Während cies Zusammenbaus werden Drähte 73 und 81 eingeführt.Location held. During this assembly, wires 73 and 81 introduced.

An der flachen Seite der Keilriemenscheibe 37 ist durch Schrauben 55 eine Isolierplatte 57 befestigt. Diese Isolierplatte ist auf ihrer linken oder Innenseite mit radialen Nuten versehen, wie bei 59 und 61 in Fig. 3 gezeigt. Auf ihrer rechten oder Aussenseite trägt sie äussere und innere, gesondert isolierte Schleifringe und 65, welch letzterer nach innen gerichtete Zähne 67 aufweist. Innerhalb des Innenringes 65 ist auf der Isolierplatte 57 ein weiterer gesondert isolierter Ring 69 angeordnet, welcher mit nach aussen gerichteten Zähnen 7I versehen ist, die mit den Zähnen 67 ineinandergreifen und sich von diesen in Abstand befinden. Die Ringe 63, 65 und 69 sind in der Fläche der Platte 57 s° versenkt, daß nicht nur jeder von dem anderen isoliert ist, sondern auch so, dab die rechte Fläche der Platte 57 und die Fläche der Ringe 63» 65 und 69 bündig sind. Die Ringe 63 und 65 müssen natürlich leitend sein, so daß sie beispielsweise aus Kupfer hergestellt sein können. Der Ring 69 braucht aus nachstehend näher erläuterten Gründen nicht leitend zu sein, besteht jedoch vorzugsweise ebenfalls aus Kupfer·An insulating plate 57 is attached to the flat side of the V-belt pulley 37 by screws 55. This insulating plate is on their left or inside with radial grooves, as shown at 59 and 61 in FIG. On your right or outside she wears outer and inner, separately insulated slip rings and 65, the latter having inwardly directed teeth 67. Within the inner ring 65, another separately insulated ring 69 is arranged on the insulating plate 57, which with after outwardly directed teeth 7I is provided, which with the teeth 67 interlock and are at a distance from them. The rings 63, 65 and 69 are countersunk in the surface of the plate 57 s ° that not only is each isolated from the other, but also such that the right face of plate 57 and the face of rings 63 »65 and 69 are flush. The rings 63 and 65 must of course be conductive so that they can be made of copper, for example. Of the Ring 69 does not need to be conductive for reasons explained in more detail below, but is preferably also made of copper

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, verbindet ein Draht 73 den Schleifring 63 mit dem einen Ende der Wicklung 27· Für diesen Zweck ist der Draht durch die Hut 61 und durch Öffnungen 75 und 77 geführt, die in der Keilriemenscheibe 37 bzw. im Folring 25 vorgesehenAs can be seen from Fig. 3, a wire 73 connects the slip ring 63 with one end of the winding 27For this purpose, the wire is passed through the hat 61 and through openings 75 and 77, which are provided in the V-belt pulley 37 or in the folring 25

BAD OHIGINALBATHROOM OHIGINAL

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sind. Der Schleifring 65 ist mit einer leitenden Klemme 79 versehen, die sich durch die Platte 57 in die Nut 59 erstreckt. Ein Draht 81 verbindet diese Klemme und damit den Schleifring 65 mit dem anderen Ende der Wicklung 27. Weitere Öffnungen 75 und 77 dienen zur Aufnahme des Drahtes 81. Wie erwähnt, werden die Drähte 73 und 81 während des Zusammenbaus der Teile, in welchen sie 3ich befinden, angeschlossen. are. The slip ring 65 is provided with a conductive clamp 79, which extends through the plate 57 into the groove 59. A wire 81 connects this clamp and thus the slip ring 65 to the other end of the winding 27. Further openings 75 and 77 are used for receiving of wire 81. As mentioned, wires 73 and 81 are during the assembly of the parts in which they are 3ich are connected.

Mit b3 ist eine flache, sich radial erstreckende Bügelplatte bezeichnet, die zur Anordnung zwischen dem Motor 1 und der Kupplung 5 bestimmt ist. Die Flatte 6 3 iat mit vier Sätzen zu je drei Öffnungen versehen. Die Öffnungen jedes Satzes sind mit 85» 87» Θ9 und 91 bezeichnet. Nach dem Zusammenbau befindet sich jeder Satz in einem anderen Abstand von einer gedachten Mitte auf der Mittellinie der Welle 3. Kleinmotoren und Kleinstmotoren haben genormte Rahmen von verschiedener Grosse. Jeder dieser Rahmen trägt einen Satz von vier Ansätzen in Abständen von 9° voneinander und in einem Halbmesser, der von der ^otorgrösse abhängen kann. Drei dieser Ansätze dienen zur Befestigung mittels Schrauben. Es kann daher der jeweils geeignete eine Satz von drei Öffnungen 85, 87, 89 bzw. 9I zur Befestigung der Bügelplatte 83 an den drei Ansätzen der Endglocke eines genormten Klein- bzw. Kleinstmotorgehäuaee verwendet werden.With b3 a flat, radially extending bracket plate is referred to, which is intended to be arranged between the engine 1 and the clutch 5. The Flatte 6 3 iat with four sets of three openings each Mistake. The openings of each set are at 85 »87» Θ9 and 91 designated. After assembly, each set is in one other distance from an imaginary center on the center line of the shaft 3. Small motors and micro motors have standardized frames of various sizes. Each of these frames carries a set of four approaches at a distance of 9 ° from each other and in a radius, which can depend on the size of the motor. Three of these approaches are used for fastening with screws. It can therefore be the respective suitable a set of three openings 85, 87, 89 and 9I, respectively used to attach the bracket plate 83 to the three approaches of the end bell of a standardized small or small motor housing will.

Die Bügelplatte 8J trägt drei Bürstenanordnungen 93, 95 und 97, von denen jede eine nicht gezeigte^erkömmliche Druckfeder für axial gleit-The bracket plate 8J carries three brush assemblies 93, 95 and 97, of each of which has a convenient compression spring (not shown) for axially sliding

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bare Bürsten 99, lol und Io3 aufweist. Die Bürsten 99 und lol liegen elastisch gegen die Schleifringe 63 und 65 an ihren nicht verzahnten Teilen an, wie in Fig. 5 duroh gestrichelte Linien 99' und lol' angegeben. Die Bürste I03 liegt in der einen Winkelstellung der Platte 57 gegen die Zähne 67 des Schleifrings 65 an, wie durch die gestrichelte Linie lo}¹ in Fig. 5 gezeigt. In dieser Stellung befindet sich die Borste I03 (auf einem Zahn des Ringes 65 bei I03¹) in leitender Verbindung mit der Bürste lol (auf dem Ring 65 bei loi¹). In einer anderen Stellung der Platte 57 liegt die Bürste Io3 an den Zähnen 71 des inneren isolierten Ringes 09 an. In dieser Stellung ist die Bürste I03 von dem Ring 65 getrennt. Die Bügelplatte 83 trägt ferner eine Halterung I05 für Drähte Io7» Io9 und 111, die mit den Bürsten 99» lol bzw. Io3 verbunden sind.bare brushes 99, lol and Io3. The brushes 99 and lol rest elastically against the slip rings 63 and 65 on their non-toothed parts, as indicated in FIG. 5 by dashed lines 99 'and lol'. In one angular position of the plate 57, the brush I03 rests against the teeth 67 of the slip ring 65, as shown by the dashed line lo} ¹ in FIG. 5. In this position, the bristle I03 (on a tooth of the ring 65 at I03 ¹ ) is in conductive connection with the brush lol (on the ring 65 at loi ¹ ). In another position of the plate 57, the brush Io3 rests against the teeth 71 of the inner insulated ring 09. In this position, the brush I03 is separated from the ring 65. The bracket plate 83 also carries a holder I05 for wires Io7 »Io9 and 111, which are connected to the brushes 99» lol and Io3.

Ikie ersichtlich, hat der Ring 69 lediglich eine mechanische Funktion. Offensichtlich könnte der Raum zwischen den Zähnen 67 am Ring 65 einfach duroh das die Platte 57 bildende Isoliermaterial ausgefüllt werden. In diesem Falle würde jedoch eine ungleiohmässige Abnutzung duroh die Bürste an den Kupferzähnen 67 und die Isolierung zwischen diesen eine Erosion »wischen den Zähnen und eine nachteilige wirkung auf die Bürste verursaohen. Wenn die Kupferzähne 7I des Ringes 69 in den Zwischenräumen zwischen den Zähnen 67 verwendet werden, befindet sieh die Bürste I03 kontinuierlicher in Kontakt mit der gleichen Art Versohleißflache, nämlich Kupfer* Das Ergebnis ist ein besserer Abnutaungszuetand für die Bürste I03. Sie 3ätse vonAs can be seen, the ring 69 only has a mechanical function. Obviously, the space between the teeth 67 on the ring 65 could simply be filled with the insulating material forming the plate 57. In this case, however, excessive wear and tear on the brush on the copper teeth 67 and the insulation between them would cause erosion of the teeth and an adverse effect on the brush. When the copper teeth 71 of the ring 69 are used in the spaces between the teeth 67, the brush I03 is more continuously in contact with the same type of wear surface, namely copper. The result is a better wear condition for the brush I03. You 3ätse von

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Zähnen 67 und Tl sind natürlich in der Isolierplatte 57 so versenkt, dab sich zwischen den Zähnen ein dünnes, zicksackförmig· verlaufendes isolierendes Trerinband befindet (Fig. 5)·Teeth 67 and T1 are of course countersunk in the insulating plate 57 in such a way that a thin, zig-zag-shaped insulating Trerin band is located between the teeth (Fig. 5).

In der in Figo 1 gegebenen schematischen Darstellung, in ?/elcner gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen, ist ein Jleich3tromnetzanachluia Pb mit zwei Klemmen Ho und 112 und eine Drehzahlregeleinrichtung 113 zur veränderlichen Erregung der Feldwicklung 27 dargestellt, um die Winkelgeschwindigkeit des Feldeleinenta oder Rotors j>4 unter Bedingungen veränderlicher Belastung an der Keilriemenscheibe 37 in wesentlichen gleich einem eingestellten Äert zu halten. Die Regeleinrichtung 113 un.faüt Littel zur Einstellung einer gewünschten Viinkeigeschwindigkei t der Keilriemenscheibe 37· Die besondere Schaltanordnung der Regeleinrichtung II3 bildet keinen i'eil der Erfindung, so daß sie hier nicht näher beschrieben wird.In the schematic representation given in FIG. 1, in which the same reference numerals denote the same parts, a Jleich3tromnetzanachluia Pb with two terminals Ho and 112 and a speed control device 113 for variable excitation of the field winding 27 to adjust the angular speed of the field element or rotor j> is shown 4 under conditions of variable loading on the V-belt pulley 37 essentially equal to a set value. The control device 113 and means for setting a desired turning speed of the V-belt pulley 37. The special switching arrangement of the control device II3 does not form part of the invention, so that it is not described in more detail here.

Die Klemme llo des Netzanschlusses P3 ist gewöhnlich über eine leitung II5 mit der Regeleinrichtung II3 verbunden und über eine •"eitung Io9 mit der Bürste lol, 30 daß eine Gleichspannung und Gleichstromenergie sowohl der Regeleinricntung 113 als auch dem Schleifring 65 zugeführt werden, welch letzterer mit der einen Seite der Feldwicklung 27 durch den l>raht 31 verbunden ist. Die Bürste I03 wird in Kontakt mit den ineinandergreifenden isolierten Zähnen 67 und 7I gehalten, welche abwechselnde Leitungsteile (Zähne 67) und Isolierteilβ (Zähne 7I) mit Bezug auf den Schleifring 65The terminal llo of the mains connection P3 is usually via a line II5 connected to the control device II3 and via a • "line Io9 with the brush lol, 30 that a direct voltage and DC power to both the control device 113 and the Slip ring 65 are supplied, the latter being connected to one side of the field winding 27 by the wire 31. the Brush I03 will make contact with the interlocking insulated Teeth 67 and 7I held, which alternate line parts (teeth 67) and insulating partβ (teeth 7I) with respect to slip ring 65

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bilden. !Venn äie Keilriemenacheibe 37 zur Drehung angetrieben wird, wird die Bürste I03 aufeinanderfolgend mit dem Schleifring 65 verbunden und von diesem getrennt, dessen Zähne 67 zusammen mit der Bürste I03 einen Kommutator oder Stromkreisunterbreoher bilden. Der Schleifring 65 ist ständig mit der Klemme Ho des Netzanschlusses PS über die Bürste lol und die Leitungen I09, II5 verbunden. Die Bürste Io3 ist mit der Eingangsseite II4 der Regeleinrichtung 113 durch eine Leitung 111 verbunden. Der Regeleinrichtung II3 wird eine Reihe von ™ Gleichspannungsimpulsen (Rechteckwellen) zugeführt. Die Frequenz bzw. die Folgefrequenz dieser Gleichspannungsimpulse hängt von der Y.inkelgeschwindigkeit der Keilriemenscheibe 37 ab und bildet ein intermittierendes Steuersignal, das dem Eingang II4 zugeführt wird. Der Stroniweg zur Feldwicklung 27 umfaßt ferner die Leitung 73» welche mit dem Schleifring 63» der Bürste 99 und der Leitung Io7 verbunden ist, welche mit einem Ausgang 117 der Regeleinrichtung II3 verbunden ist, und eine Leitung 119» welche die Netzanschlußklemme 112 mit der Kegeleinrichtung II3 verbindet. Die Regeleinrichtung II3 spricht auf Λ die Frequenz der Gleichstrom-Rechteckimpulse an, die ihrem Eingang zugeführt werden, um den Mittelwert des der Feldwicklung 27 zugeführten Stroms zu verändern und dadurch auftretende Schwankungen in der Winkelgeschwindigkeit der Keilriemenscheibe 37 mit Bezug auf eine eingestellte Geschwindigkeit zu korrigieren. Vorzugsweise besteht der der Feldwicklung durch die Regeleinrichtung II3 zugeführte Strom aus GrI eich stromimpuls en mit Impulsperioden oder -breiten, die sich in Abhängigkeit von der Frequenz bzw. der Folgefrequenz des Steuersignalsform. When the V-belt pulley 37 is driven to rotate, the brush I03 is successively connected to and separated from the slip ring 65, the teeth 67 of which, together with the brush I03, form a commutator or circuit breaker. The slip ring 65 is constantly connected to the terminal Ho of the mains connection PS via the brush lol and the lines I09, II5. The brush Io3 is connected to the input side II4 of the regulating device 113 by a line 111. A series of DC voltage pulses (square waves) are fed to the control device II3. The frequency or the repetition frequency of these DC voltage pulses depends on the angular speed of the V-belt pulley 37 and forms an intermittent control signal which is fed to input II4. The current path to the field winding 27 also includes the line 73 which is connected to the slip ring 63 of the brush 99 and the line Io7 which is connected to an output 117 of the control device II3, and a line 119 which connects the mains connection terminal 112 to the cone device II3 connects. The control device II3 responds to Λ the frequency of the direct current square-wave pulses that are fed to its input in order to change the mean value of the current fed to the field winding 27 and to correct fluctuations in the angular speed of the V-belt pulley 37 with reference to a set speed. The current supplied to the field winding by the control device II3 preferably consists of green current pulses with pulse periods or widths that vary as a function of the frequency or the repetition frequency of the control signal

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verändern.change.

Die Wirkungsweise ist wie folgt ιThe mode of action is as follows

Wenn der Motor 1 eingeschaltet wird, dreht sich dessen Welle 3 mit einer annähernd konstanten Drehzahl und treibt diese den Konduktor 13 an. Dieser treibt seinerseits den Feldrotor 34? die Keilriemenscheibe 37 und die Schleifringe 63, 65 und den Ring 69 an. Da sich beim Anlaufen die ineinandergreifenden Zähne 67 und 71 langsam bewegen, hat dae durch den Stromkreisunterbrecher über die Bürste I03 und die Leitung 111 dem Eingang II4 zugeführte Steuersignal eine niedrige Frequenz bzw. Folgefrequenz. Infolge der niedrigen Frequenz des Steuersignals und der Schaltanordnung der Regeleinrichtung 113 wird ein Strom von einem vergleichsweise hohen Mittelwert durch den Stromkreis entnommen, der von PS über 112, 119, 113, 117, I07, 99, 63, 73, 27, 81, 65, lol, I09, 115 zur Anschlußklemme Ho verläuft. Dieser hohe Mittelwert des der Feldwicklung 27 zugeführten Stromes bewirkt eine starke magnetische Kupplung zwischen dem Induktor 13 und dem Feldrotor 34. Hierdurch wird die getriebene, mit der Last verbundene Keilriemenscheibe 37 beschleunigt. Bei zunehmender Drehzahl nimmt die tJnterbreohungsfrequenz des Stromkreisunterbrechers zu, so daß die Frequenz des dem Eingang II4 der Regeleinrichtung 113 zugeführten Steuersignalimpulseß zunimmt. Aufgrund dieses Steuersignals wird der durch die Regeleinrichtung 113 der Wicklung 27 zugeführte mittlere Leistungspegel herabgesetzt, wodurch die elektromagnetische Kupp-When the motor 1 is switched on, its shaft 3 rotates at an approximately constant speed and this drives the conductor 13. This in turn drives the field rotor 34? the V-belt pulley 37 and the slip rings 63, 65 and the ring 69. Since the interlocking teeth 67 and 71 move slowly when starting up, the control signal supplied to input II4 by the circuit breaker via brush I03 and line 111 has a low frequency or repetition frequency. As a result of the low frequency of the control signal and the switching arrangement of the control device 113, a current of a comparatively high mean value is drawn through the circuit, which is fed from PS via 112, 119, 113, 117, I07, 99, 63, 73, 27, 81, 65 , lol, I09, 115 runs to terminal Ho. This high mean value of the current supplied to the field winding 27 causes a strong magnetic coupling between the inductor 13 and the field rotor 34. As a result, the driven V-belt pulley 37 connected to the load is accelerated. With increasing speed, the interruption frequency of the circuit breaker increases, so that the frequency of the control signal pulse fed to the input II4 of the regulating device 113 increases. On the basis of this control signal, the mean power level supplied to the winding 27 by the control device 113 is reduced, whereby the electromagnetic coupling

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lung zwischen dem treibenden und dem getriebenen Teil verringert wird, bia ein Schlupfzustand erreioht ist, welcher der im wesentlichen konstanten gewünschten Drehzahl an der Keilriemenscheibe 37 entspricht. Hierauf wird jede auftretende Veränderung in der Winkelgeschwindigkeit der Keilriemenscheibe 37 sofort durch die Servowirkung des Stromkreisunterbreohers korrigiert, wobei das Steuersignal und die Regeleinrichtung 113 den mittleren Feldwioklungsstrom zum Ausgleich für diese Veränderung verändern.between the driving and the driven part is reduced, bia a slip condition is reached which corresponds to the essentially constant desired speed of the V-belt pulley 37. Any change that occurs in the angular speed of the V-belt pulley 37 is then immediately corrected by the servo action of the circuit breaker, the control signal and the regulating device 113, the mean Feldwioklungsstrom to compensate for change this change.

In Fig. 1 sind die Schleifringe 63, 65, der Ring 69 und die ineinandergreifenden Zähne, auf denen die Bürste lol gleitet, zur schematischen Sarstellung als zwischen den zylindrischen Ringen axial gerichtet gezeigt* Obwohl die Verwendung solcher Ringe im Rahmen der Erfindung in der Weise möglioh ist, daß sie radial als flaohe Ringe in einer radialen Ebene geformt werden, läßt sich jedoch bei einer herkömmlichen ausladenden Bauform ein kürzerer und gedrängterer Antrieb erzielen (Fig. 2). Dies ergibt zusammen mit der flachen f sioh radial erstreckenden Bügelplatte 83» die in dem engen Raum zwischen der eng gekuppelten ausladenden Kupplung 5 und dem Motor 1 angeordnet ist, ein· aehr gedrängte Bauform bei der Verwendung von Kleinmotoren. Der gedrängte Aufbau wird nooh durch die Rückführung des Kraftweges vom Motor 1 zur Keilriemenscheibe 37 erleiohtert. Die Kraftübertragung erfolgt daher vom Motor 1 axial nach aussen durch die Welle 3 und die Hülse 7, radial nach aussen duroh 15, axial zurück duroh I5, radial nach innen zur Hülse 21 und schließlich axial zurüok zum Motor, wenn die Leistungsabnahmesoheibe 37 erreiohtIn Fig. 1 the slip rings 63, 65, the ring 69 and the intermeshing teeth on which the brush lol slides are axial for the schematic position as between the cylindrical rings shown directed * Although the use of such rings within the scope of the invention is possible in such a way that they radially as flaohe Rings are formed in a radial plane, but a shorter and more compact drive can be achieved with a conventional projecting design (Fig. 2). Together with the flat f The radially extending bracket plate 83 is located in the narrow space between the tightly coupled cantilever coupling 5 and the engine 1 is arranged, a very compact design when using Small engines. The compact structure is nooh made by the return of the power path from the engine 1 to the V-belt pulley 37. The power transmission therefore takes place axially outward from the motor 1 through the shaft 3 and the sleeve 7, radially outwards through 15, axially back through 15, radially inwards to the sleeve 21 and finally axially back to the engine when the power take-off plate 37 reaches

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wird. Diese Rückführung trägt aus3erdem zu einer kurzen Baulünge des Gerätes bei. Eine geringe Baulänge wird ferner durch die flache Form der Kommutatoranordnung auf der Platte 57 ^u*id durch den flachen, sich radial erstreckenden und axial dünnen elektrischen Bügel zwischen dem Motor und der radial angeordneten flachen Kommutatorunordnung begünstigt·will. This return also contributes to the short overall length of the device. A short overall length is further promoted by the flat shape of the commutator arrangement on the plate 57 ^u * id by the flat, radially extending and axially thin electrical bracket between the motor and the radially arranged flat commutator disorder

Weitere Vorteile der Erfindung bestehen in der Einfachheit, mit der der endgültige Zusammenbau zwischen einer zusammengebauten Kupplung und einem beliebigen einer Anzahl von auf imager gehaltenen Kleinmotoren 1, die von beliebigen verschiedenen Grossen sein können, vorgenommen werden kann. Für den endgültigen Zusammenbau ist es daher lediglich erforderlich, einen .,lOtor 1 auszuwählen, auf dessen Endglocke eine Bügelplatte 83 aufzubringen, welche die Bürstenanordnungen 93» 95 ^un<i 97 trägt. Die Bürsten erstrecken sich dann axial und 3ind in der üblichen V/eise für einen elastischen Kommutatorkontakt federbelastet. Hierauf wird eine Hülse 7, auf der die Kupplung, die Keilriemenscheibe und die Schleifringteile vorher angeordnet worden sind, als Einheit einfach auf die ho torwelle 3 aufgeschoben, bis die Schleifringe elastisch gegen die axial abstehenden Bürsten 99, lol und Io3 anliegen, worauf das Befestigungselement 9 festgezogen wird. Die Einheit ist dann verwendungsbereit, wenn die Drähte I07, I09, 111 in der richtigen Weise mit der Regeleinrichtung 119 und dem Stromnetz PS verbunden worden sind. Für eine !felle 3 von abweichender Grosse kann eine her-Further advantages of the invention are the ease with which final assembly can be made between an assembled clutch and any of a number of imaged small motors 1, which may be of any various sizes. For the final assembly, it is therefore only necessary to select a lOtor 1 and to apply a bracket plate 83, which carries ^{the brush arrangements 93-95 and 97, to its end bell.} The brushes then extend axially and are spring-loaded in the usual way for an elastic commutator contact. Then a sleeve 7, on which the clutch, the V-belt pulley and the slip ring parts have been arranged beforehand, is simply pushed onto the ho gate shaft 3 as a unit until the slip rings rest elastically against the axially protruding brushes 99, lol and Io3, whereupon the fastening element 9 is tightened. The unit is then ready for use when the wires I07, I09, 111 have been connected in the correct way to the control device 119 and the power network PS. For a skin 3 of a different size, a

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künualichfc fmohae verwendet werden.künualichfc fmohae can be used.

Ein weiterer Vorteil eier Erfindung besteht durin, daß die Kupplun_o 1 ei out vor.i I ic tor zu Inatandsetzungsarbeiten getrennt werden kann. DIu Jügelplutte 63 ist zum Auswechseln der Bürsten rusoh abnehmbar. Der Au38ohnitt 84 dieser Platte ermöglicnt ein seitliches Abnehmen, ohne daß die Kupplung entfernt zu v/erden braucht, und ferner einen Zugang zum Kocunutator von unten und von der Sei- ™ te.A further advantage of the invention is durin eggs that can be Kupplun _o 1 ei out vor.i I ic tor separately Inatandsetzungsarbeiten. The Jügelplutte 63 can be removed to change the brushes. The opening 84 of this plate enables it to be removed from the side without the coupling having to be removed from the ground, and also allows access to the cocunutator from below and from the side.

Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß die verschiedenen Ziele der Erfindung und weitere Vorteile erreioht wurden.From the foregoing it can be seen that the various objectives of Invention and other advantages have been achieved.

Die .Erfindung ist nicht auf die dargestellten verschiedenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihre3 Rnhmene verschiedene Abänderungen erfahren·The invention is not limited to the various embodiments shown limited, but can be within their3 limits experience various changes

Claims

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Claims

Exρ j, Ex ρ j,

P ate η ta η proverbs t

1. An electric drive with an electric motor, an electric slip clutch, which has a driving inductor and a driven pole * field element made of a field pole arrangement with a field winding, characterized in that the field pole arrangement comprises a Komrnutatoranordnung (57) which has a first and a second conductive Slip ring (63 or 65) which are carried by the field element (21 etc.), furthermore a first, a second and a third axially directed brush (99, lol, I03), the first brush (39) on the first slip ring ( 63) can be brought to rest, the second (lol) on the second slip ring (65) and the third (I03) on the interrupted edge of the second slip ring.

2. Electric drive according to claim 1, characterized in that an electrical speed control device (113) for the variable Excitation of the field winding (27) of the slip clutch is provided, the slip rings (63, 65) with the field winding (27) connected bind and each have an uninterrupted peripheral part, while the second slip ring (65) with circuit interruption elements (67) is formed, the first and

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die zweite feststehende Bürste (99 bzw. lol) aich in Kontakt mit den unterbreohungsfreien Umfangsteilen des ersten und des zweiten Schleifringes (63 bzw. 65) befinden, während die dritte feststehende Bürste (lo3) intermittierend in Kontakt mit den Stromkreisunterbrechungaeleraenten (67) steht und mit einem Eingang der Drehzahlregeleinriohtung (113) verbunden ist, so daß an diese ein intermittierendes Steuersignal gegeben wird, die zweite Bürste (lol) mit der einen Klemme eines Netzansohlusses verbunden ist, die Drehzahlregeleinriohtung (113) ^mit einem Ausgang (117) ^mi* der ersten Bürste (99) verbunden ist, so daß die Feldwicklung (27) durch die Regeleinrichtung (113) veränderlich erregt wird, um eine ie wesentlichen konstante Winkelgeschwindigkeit des getriebenen Teils aufrecht zu erhalten.the second stationary brush (99 or lol) aich are in contact with the uninterrupted peripheral parts of the first and second slip rings (63 and 65), while the third stationary brush (lo3) is intermittently in contact with the circuit breaker elements (67) and so that an intermittent control signal is given to this is connected to an input of the Drehzahlregeleinriohtung (113), the second brush (lol) to one terminal of a Netzansohlusses is connected, the Drehzahlregeleinriohtung (113) ^w ith an output (117) ^m i * The first brush (99) is connected so that the field winding (27) is variably excited by the control device (113) in order to maintain a substantially constant angular velocity of the driven part.

3· Elektrischer Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromkreisunterbreohungselemente durch voneinander in Abstand befindliche Bandzähne (67) am zweiten Schleifring (65) gebildet werden*3 · Electric drive according to claim 2, characterized in, that the circuit breaker elements by one another in Distance between belt teeth (67) on the second slip ring (65) are formed *

4* Elektrischer Antrieb nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der treibende Induktor (13) der Schlupfkupplung von einer Hülse (7) auf einem Wellenstummel (3) des Motors (l) getragen wird und die Kupplung mit ihrem getriebenen4 * Electric drive according to the preceding claims, thereby characterized in that the driving inductor (13) of the slip clutch of a sleeve (7) on a stub shaft (3) of the Motor (l) is carried and the clutch with its driven

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Polar element (21 etc.) on the sleeve ¹ disordered c i3t.

5 · Electric drive according to claim 4 »characterized in that that the inductor (15) has a radial ϊβίΐ (I5) and an axial has cylindrical part (19), the latter uioh fc in the direction of the motor (1) and the driven polar field element (21 etc.) surrounded by the cylindrical part of the inductor and further connected to a power take-off plate (37) is.

6. Electric drive according to the preceding claims, characterized characterized in that the Koir.mutatoranordnung a radially extending insulating plate (51) which the first and carries the second slip ring (63 and 65) in such a way that they face the iiOtor (l), and an electrical bracket (83) having, which is attached to the motor housing and the first, second and third axially directed brush (99i lol, Io3) for System on the slip rings (63, 65) carries.

7 · Electric «drive with one motor and one electric Slip clutch adjacent one end thereof; characterized in that a radially arranged insulating commutator plate (57) on one side of the coupling (5)

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and facing the adjacent end of the motor (I) is, a bracket or Sohild (8J) axially arranged brushes (99, lol, Io5) carries and at the mentioned one end of the motor (L) is arranged which brushes to rest on the Commutator rings provided in the commutator plate (57) , 65) are determined.

8. Electric drive according to claim 7 »characterized in that that the Bü ^ -el (8}) is formed by a carrier plate, which essentially flat and parallel to the commutator plate (57) is arranged and several brushes for axially directed contact with the commutator ring.

9 · Electric drive according to claim 7 or above, characterized dadurcn that the electrical strap and the shield (8J) with mounting elements (85, 87, 89 and 9I) is provided, by means of WEL Λ chen a number of different driving motor housing are fixed interchangeably can.

Io. Electric drive according to Claim 7 »8 or 9, characterized in that that the slip clutch (5) has an inductor (I3) which is arranged on a sleeve (7) which extends through the Peldelement (21, etc.) of the coupling and is telescopically lifted onto the motor shaft

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-2ο-

11. Electric drive according to claims ' [- Io, u thus gekennzeiohnet, uaß a hi ernenn disc (37) between the ochlupikupplunf (5) and the Komrnutatorplatte (57) is arranged.

12. Electric drive according to claims 7-11, characterized in that the l'eldel emeint is formed by an annular field winding (27) which is flanked by poles (23, 25; on a first sleeve (21), the latter iat supported by bearings (4 ;, 45) on a second LIittolhülse (7) which extends the durcn Feldeleiuent and a cup-shaped conductor (13) ¹ ^ i. ⁴ - deir adjacent a radial Toil (15) comprises the i.nde eruten shell and with a cylindrical edge part (l '>) bears around the pole, the open jinde of the cylindrical part being directed towards the Komnutatorplatte (57).

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