DE1488483B2

DE1488483B2 - Electric drive

Info

Publication number: DE1488483B2
Application number: DE1965E0028784
Authority: DE
Inventors: Ralph Louis; Moyer William Harry; Kenosha Wis. Jaeschke (V.St.A.)
Original assignee: Heenan & Proude Ltd., Worcester (Großbritannien)
Priority date: 1964-03-05
Filing date: 1965-02-27
Publication date: 1970-11-05
Also published as: DE1488483A1; US3303367A; FR1428250A; CH428911A; GB1073990A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Antrieb mit einem Elektromotor, wenigstens einer elektrischen Schlupfkupplung, die einen treibenden Induktor und einen aus einer Feldpolanordnung mit Erregerwicklung bestehenden getriebenen Feldrotor aufweist, bei welchem die Enden der Erregerwicklung mit Schleifringen verbunden sind, welche von dem angetriebenen felderzeugenden Element getragen werden und auf denen mit einer Spannungsquelle verbundene Stromzuführungsbürsten schleifen, und wobei in Reihe mit der Erregerwicklung und der Spannungsquelle eine von einem -Istwertgeber angesteuerte Einrichtung zur Veränderung des Erregerstroms im Sinne der Erzielung einer konstanten Antriebssdrehzahl liegt. ···..-..·■ .. ^The invention relates to an electric drive with an electric motor, at least one electrical slip clutch, which has a driving inductor and a field pole arrangement Has the field winding existing driven field rotor, in which the ends of the field winding are connected to slip rings which are carried by the driven field generating element and on which power supply brushes connected to a voltage source slide, and one in series with the excitation winding and the voltage source controlled by an -Istwertgeber Device for changing the excitation current in order to achieve a constant drive speed lies. ··· ..- .. · ■ .. ^

Es ist bereits eine derartige elektrische Schlupfkupplung oder Wirbelstromkupplung in Verbindung mit einer Garnwickelmaschine bekannt. Der Istwert_r geber besteht hierbei aus einer relativ komplizierten und aufwendigen mecham'schen und mechanischelektrischen Anordnung. Der Istwert selbst wird aus der Drehzahldifferenz zwischen einem direkt vom Antriebsmotor mit konstanter Drehzahl angetriebenen Rad und einem über die Wirbelstromkupplung angetriebenen Meßrad zunächst in Form einer mechanischen bzw. Winkelgröße erhalten und diese wird dann in eine elektrische Größe umgewandelt, die der Erregerwicklung des felderzeugenden Elementes der Wirbelstromkupplung zugeleitet wird. Der Regelbereich ist hierbei relativ beschränkt und besteht aus einer begrenzten Anzahl von Regelstufen (britische Patentschrift 708 930).Such an electrical slip clutch or eddy current clutch in connection with a yarn winding machine is already known. The actual value _r encoder here consists of a relatively complicated and expensive mechanical and electrical assembly mecham'schen. The actual value itself is obtained from the speed difference between a wheel driven directly by the drive motor at constant speed and a measuring wheel driven via the eddy current clutch, initially in the form of a mechanical or angular variable and this is then converted into an electrical variable that corresponds to the excitation winding of the field-generating element Eddy current coupling is fed. The control range here is relatively limited and consists of a limited number of control stages (British patent specification 708 930).

Es ist auch bereits ein Verfahren zur Messung von Geschwindigkeit bzw. Umdrehungszahlen bewegter Körper bekannt, das darin besteht, daß durch den betreffenden Körper direkt oder indirekt ein mit Selbstinduktion behafteter Stromkreis periodisch ein- und ausgeschaltet wird, wobei der von einem in diesen Stromkreis eingeschalteten Meßinstrument angegebene Ausschlag ein Maß für die Geschwindigkeit dieses betreffenden Körpers abgibt. Dieses bekannte Verfahren arbeitet entweder mit gewöhnlich einem echten Kommutator, der eine Umkehrung der Stromrichtung für das in den Stromkreis eingeschaltete Meßinstrument bewirkt, oder mittels eines drehzahlabhängigen Unterbrechers. Diese Einrichtung entspricht jedoch im Aufbau nicht der Erfindung und sie ist auch nicht in Verbindung mit einer Kupplung der vorliegenden Gattung bekannt (deutsche Patentschrift 137 601).There is also already a method for measuring the speed or the number of revolutions in motion Body known, which consists in the fact that through the body in question directly or indirectly one with Self-induction-afflicted circuit is switched on and off periodically, whereby the one in The measuring instrument switched on with this circuit indicated the deflection a measure of the speed this body in question gives off. This known method works with either usually one real commutator that reverses the direction of current for that switched on in the circuit Measuring instrument causes, or by means of a speed-dependent interrupter. This facility corresponds however, it is not structurally part of the invention, nor is it in connection with a coupling of the present genus is known (German patent specification 137 601).

Bei einem weiter bekannten elektrischen Antrieb mit einem Elektromotor und einer elektrischen Schlupfkupplung hängt an der Abtriebsseite der Kupplung die anzutreibende Last und an dieser ein Tachogenerator, der eine drehzahlabhängige Ausgangsfrequenz liefert, die zur pulsweisen Steuerung des Erregerstromes des felderzeugenden Elementes in der Schlupfkupplung in einer elektronischen Schaltung ausgewertet wird. Bei dieser bekannten Anordnung stellt also der Tachogenerator den Istwertgeber dar (britische Patentschrift 910 884).In a further known electric drive with an electric motor and an electric one Slip clutch is attached to the output side of the clutch and the load to be driven Tachogenerator that supplies a speed-dependent output frequency that is used for pulse-by-pulse control the excitation current of the field-generating element in the slip clutch in an electronic circuit is evaluated. In this known arrangement, the tachometer generator provides the actual value transmitter dar (British Patent 910 884).

Bei elektromagnetischen Kupplungen ist ein gleitender oder aussetzender Eingriff besonders zweckmäßig. Um dies zu erreichen, ist bereits ein Vorschlag bekannt, mit Hilfe eines umlaufenden Unterbrechers den Erregerstrom aussetzen zu lassen. Der Unterbrecher hat hierbei die Form eines auf einen Zylinder aufgebrachten, mit Zacken ausgestatteten Ringes aus elektrisch leitendem Material, wobei das 'Material des Zylinders bzw. die Zwischenräume zwischen den einzelnen Zacken aus einem elektrisch isolierenden Material bestehen. Durch bestimmte Formgebung der Zacken des elektrisch leitenden Ringes läßt sich je nach der Lage einer schleifenden Kontaktbürste die vermittels dieses Ringes und der Bürste übertragene elektrische Energie verändern. Dieser gezahnte Kontaktring dient also hier der einstellbarenIn the case of electromagnetic clutches, sliding or intermittent engagement is particularly useful. In order to achieve this, a proposal is already known, with the aid of a rotating breaker to suspend the excitation current. The interrupter here has the form of one to one Cylinder applied, with serrated ring made of electrically conductive material, the 'Material of the cylinder or the spaces between the individual prongs made of an electrically insulating Material. Due to the specific shape of the prongs of the electrically conductive ring depending on the position of a grinding contact brush, this can be done by means of this ring and the brush change transmitted electrical energy. This toothed contact ring is used here for the adjustable one

ao Kupplungsspeisung (deutsche Patentschrift 204 546). -Zur Übertragung eines Drehmomentes ist es schließlich in-Verbindung mit einer Wirbelstromkupplung auch bekannt, für die drehzahlabhängige Erregung der betreffenden Erregerwicklung einen Generator vorzusehen, der im wesentlichen aus einem monostabilen Multivibrator besteht, der mit Hilfe eines elekrischen Impulsgenerators in seihen unstabilen Zustand gebracht wird, wobei dieser Generator eine drehzahlabhängige Frequenz erzeugt, also die Ausgangsfrequenz des Multivibrators zur Abtriebsdrehzahl proportional ist. Der Generator besteht hierbei im-wesentlichen aus einem drehzahlabhängig gesteuerten Unterbrecherkontakt und einer nachgeschalteten Formerschaltung, die für den mono-ao clutch feed (German patent 204 546). -To transmit a torque it is finally in connection with an eddy current coupling also known for the speed-dependent excitation of the relevant excitation winding Provide generator, which consists essentially of a monostable multivibrator with the help an electrical pulse generator is brought into its unstable state, this generator generates a speed-dependent frequency, i.e. the output frequency of the multivibrator for the output speed is proportional. The generator consists essentially of a speed-dependent one controlled breaker contact and a downstream former circuit, which is used for the mono

a₅ stabilen Multivibrator geeignet geformte Impulse vorsieht. Der Unterbrecherkontakt besteht aus einer sich mit der Abtriebsdrehzahl umdrehenden Nocke, die in Abhängigkeit von ihrer Umdrehungszahl einen elektrischen Kontakt betätigt (britische Patentschrifta ₅ stable multivibrator provides appropriately shaped pulses. The breaker contact consists of a cam that rotates at the output speed, which actuates an electrical contact depending on its speed (British patent

955 602). . ..:955 602). . ..:

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine mit einem Istwertgeber zusammengebaute Induktionskupplung in möglichst gedrängter Bauweise und mit geringem Aufwand zu rchaffen, so daß eine solche Einheit bevorzugt dort einsetzbar ist, wo sehr wenig Raum für die Unterbringung eines Antriebs vorhanden ist.The object on which the invention is based is to provide a device that is assembled with an actual value transmitter To create induction coupling in as compact a design as possible and with little effort, so that such a unit is preferably used where there is very little space to accommodate a Drive is present.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einem Antrieb der eingangs genannten Art darin, daß der Istwertgeber aus einer auf einer Isolierstoffschoibe aufgesetzten elektrisch leitenden Ringscheibe besteht, deren äußerer Rand schleifringförmig ausgebildet ist und mit einer der Stromzuführungsbürsten zusammenarbeitet und deren innerer Rand zahnförmig unterbrochen ist und mit einer dritten, den Istwert entnehmenden Bürste zusammenwirkt.The solution to this problem consists in a drive of the type mentioned in that the actual value transmitter consists of an electrically conductive washer placed on a washer, the outer edge of which is designed in the form of a slip ring and cooperates with one of the power supply brushes and the inner edge of which is interrupted in the shape of a tooth and with a third, the actual value removing brush cooperates.

Eine besonders günstige und raumsparende Konstruktion besteht darin, daß die Bürsten an einer am Motorgehäuse .befestigten Platte angeordnet sind.A particularly favorable and space-saving construction is that the brushes on a Motor housing .fixed plate are arranged.

Ein solcher Istwertgeber beansprucht also nicht nur einen äußerst geringen Raum, sondern es ist auch mit Hilfe dieses Istwertgebers eine Regelung in einem relativ großen Bereich möglich.Such an actual value transmitter not only takes up an extremely small amount of space, but it is With the help of this actual value encoder, control over a relatively large range is possible.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In dieser Zeichnung zeigtIn the following the invention with reference to the drawing is based on an exemplary embodiment explained. In this drawing shows

F i g. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Erfindung, bei welcher die mechanischen Teile zur Erleichterung der Übersicht gezeigt sind,F i g. 1 is a schematic illustration to explain the invention, in which the mechanical Parts are shown for clarity,

F i g. 2 eine Ansicht im axialen Schnitt des erfindungsgemäßen Antriebs, welche die mechanischen Teile in ihrer tatsächlichen Anordnung zeigt,F i g. 2 is a view in axial section of the drive according to the invention, showing the mechanical Shows parts in their actual arrangement,

Fig. 3 eine Teilansicht im Schnitt nach einer Ebene, die zu der Schnittebene der F i g. 2 verlagert ist,3 shows a partial view in section along a plane which corresponds to the sectional plane of FIG. 2 relocated is,

F i g. 4 eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 4-4 in F i g. 2 undF i g. 4 is a view in section along the line 4-4 in FIG. 2 and

F i g. 5 eine Endansicht von Teilen, die ein erfin-F i g. 5 is an end view of parts that make up an inventive

3 43 4

dungsgemäßes, getriebenes Polarfeldelement, ausge- eines polaren Feldes. Dieser enthält eine Hülse .21, baut aus einer Wirbelstromkupplung, bilden, von der auf der mit Preßsitz Polringe 23 und 25 angeordnet es'ein Teil ist. sind. Zwischen letzteren befindet sich eine ringför-proper, driven polar field element, out of a polar field. This contains a sleeve .21, builds from an eddy current clutch, form, of which the pole rings 23 and 25 are arranged with a press fit it's a part. are. Between the latter there is a ring conveying

' Entsprechende Bezugsziffern in den verschiedenen mige Feldwicklung 27. Von den Polringen 23 und 25 Ansichten der Zeichnungen bezeichnen entsprechende 5 stehen polbildende Zähne 29 und 31 ab, die zuein-Teile. ander geneigt sind und bei 33 ineinander greifen. AlleCorresponding reference numbers in the various mige field windings 27. Of the pole rings 23 and 25 Views of the drawings denote corresponding 5 protruding pole-forming teeth 29 and 31 which become one-piece. are inclined at the other and interlock at 33. All

Es sind bereits motorgetriebene Wirbelstrom- Teile 21, 23, 25, 29 und 31 sind aus Eisen, Stahl Schlupf kupplungen mit Drehzahlregeleinrichtungen oder einem anderen magnetisierbaren Material her- und einstellbarer Selbstregelung bekannt, bei denen gestellt. Die ineinandergreifenden Zähne 29 und 31 eine im wesentlichen konstante Abtriebsdrehzahl er- io bilden einen engen magnetischen Spalt innerhalb des zielt wird. Diese Kupplungen sind im allgemeinen für zylindrischen Teils 19 des Induktors. ■
die Übertragung beträchtlicher Leistungen gebaut ^Venn die Wicklung 27 erregt wird, verkettet einThere are already motor-driven eddy current parts 21, 23, 25, 29 and 31 are made of iron, steel slip clutches with speed control devices or other magnetizable material and adjustable self-regulation known in which made. The intermeshing teeth 29 and 31 create a substantially constant output speed and form a narrow magnetic gap within the target. These couplings are generally for cylindrical part 19 of the inductor. ■
The transmission of considerable power is built. When the winding 27 is excited, it is linked

worden. Bei der Verwendung solcher Bauformen tmgförmiges Kraftflußfeld, wie durch die gestrichelte für Kleinmotorantriebe, d. h. für kleine und kleinste Linie 35 im unteren Teil der Fig. 2 angedeutet, die Leistungen, ergeben sich prohibitiv hohe Kosten. 15 Teile 21, 23, 29, 19, 33 und 25 in der angebenenen Durch die-'Anwendung der Erfindung lassen sich oder in der umgekehrten Reihenfolge je nach der auch kleine elektrische Antriebe mit veränderlicher Richtung des Stromflusses in der Wicklung 27. Die Drehzahl der beschriebenen Art mit geringem Auf- jeweilige Richtung ist nicht von Bedeutung. Nachxvand, jedoch mit sehr guten Ubertragüngseigen- folgend werden die Teile 21, 23, 25, 27, 29 und 31 schäften herstellen. Für die erfindungsgemäßen An-: 2o in ihrer Gesamtheit als Feldrotor 34 bezeichnet/Mit triebe bestehen Anwendungsmöglichkeiten z.B. für dem Ring25 ist in geeigneter Weise eine unmagne-Geräte von niedrigem Leistungsverbrauch, wie Bohr- tische Keilriemenscheibe 37 verbunden, die beispielsmaschinen, Spulenwickler, Türbetätiger, Ofenregler weise aus Aluminium besteht und eine Keilnut 39 ir. dgl. : .' . . ."' zur Aufnahme eines Keilriemens aufweist, nut dembeen. When using such designs, a tmg-shaped force flow field, as indicated by the dashed line for small motor drives, d. H. indicated for small and smallest line 35 in the lower part of FIG Services, there are prohibitively high costs. 15 parts 21, 23, 29, 19, 33 and 25 in the indicated Through the application of the invention, or in the reverse order, depending on the also small electric drives with variable direction of the current flow in the winding 27. The Speed of the type described with a slight upward direction is not important. Nachxvand, however, with very good transmission properties, parts 21, 23, 25, 27, 29 and 31 are made manufacture shafts. For the inventive approach: 2o designated in their entirety as field rotor 34 / with There are possible applications e.g. for the Ring25 is a suitable unmagne device of low power consumption, such as drilling tables connected to V-belt pulley 37, the example machines, Coil winder, door operator, oven regulator is made of aluminum and has a keyway 39 ir. like.:. ' . . . "'to accommodate a V-belt, nut the

In Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist mit 1 ein Elek- 25 eine Antriebsverbindung zu der anzutreibenden tromotor bezeichnet, der ein Klein- oder Kleinstmotor Vorrichtung hergestellt werden kann. Zur Verbinsein kann. Ein Motor von ¹U PS ist ein Beispiel eines dung der Teile 37 und 21 miteinander sind Verbinsolchen Kleinmotors. Motoren mit einer Leistung von dungsschrauben vorgesehen, von denen eine bei, 41 weniger als ¹U PS werden zu den Kleinstmotoren dargestellt ist. Es kann jedoch auch eine andere gerechnet. .30 Verbindungsanordnung, z. B. ein Preßsitz, vorgesehenIn Fig. 1 and 2 of the drawing, 1 denotes an elec- tric drive connection to the motor to be driven, which can be produced as a small or very small motor device. To be able to connect. A motor of ¹ U PS is an example of a connection of parts 37 and 21 together are such small motors. Motors with an output of manure screws are provided, one of which is shown at .41 less than ¹ U HP to be the miniature motors. However, a different one can also be calculated. .30 connection arrangement, e.g. B. a press fit is provided

Der Motor besitzt einen Wellenstummel 3. Für werden.The motor has a stub shaft 3. For be.

einen beträchtlichen Größenbereich von Motoren Kugellager 43 und 45 dienen zur Lagerung derA considerable size range of motors ball bearings 43 and 45 are used to support the

der erwähnten Baugröße wird eine gemeinsame Rotorteile auf der Hülse 7. Um einen leichten Zur Wellengröße verwendet und in manchen Fällen wer- sammenbau zu ermöglichen, ist die Hülse 7 mit einer den Buchsen benutzt, um die Wellengröße auf die 35 Schulter 47 ausgebildet, gegen welche der Inhenläuf-Durchmesser der Bohrungen in den Naben der zu ring des Kugellagers 43 gepreßt wird. Dies geschieht, befestigenden Teile zu bringen. Mit 5 (Fig. 2) ist bevor die Rotorteile in den becherförmigen Induktor allgemein eine Wirbelstromkupplung oder Schlupf- 13 eingesetzt werden. Sodann wird, bevor die Keilkupplung bezeichnet, die im wesentlichen nach den riemenscheibe 37 am Ring 21 befestigt wird, der in der USA.-Patentschrift 2 606 948 angegebenen 40 letztere (welcher die Teile 23, 25 und 27 trägt) über Prinzipien arbeiten. Die Schlupf kupplung 5 ist jedoch, den Außenlaufring des Kugellagers geschoben. Der wie sich aus dem Nachstehenden ergibt, zur vorteil- Ring 21 ist mit einer Nut 49 zur Aufnahme eines haften Verwendung für kleine Antriebe in dem vor- geteilten Springringes 51 versehen, der eingesetzt stehend angegebenen Leistungsbereich gebaut. Sie wird, bevor das Lager 45 und die Keilriemenscheibe besitzt eine Mittelhülse 7, die mit Gleitsitz bzw. tele- 45 37 aufgebracht werden. Hierauf wird das Lager 45 skopisch auf den Wellenstummel 3 aufgebracht ist auf die Hülse 7 aufgeschoben und dann die KeU- und durch eine Stellschraube 9 in ihrer Lage gehalten riemenscheibe 37, die bei 38 so ausgespart ist, daß wird, die am inneren, dem Motor 1 zugekehrten Ende sie auf den Außenlaufring des Kugellagers 45 paßt, der Hülse vorgesehen und durch den Raum zwischen Nun wird die Keilriemenscheibe 37 an der Hülse der Kupplung 5 und dem Motor 1 zugänglich ist. 50 durch die Schrauben 41 befestigt. In eine in derof the size mentioned, a common rotor part is formed on the sleeve 7. In order to use an easy shaft size and in some cases be assembled, the sleeve 7 is used with one of the bushings to adjust the shaft size on the shoulder 47 against which the inner diameter of the holes in the hubs to ring the ball bearing 43 is pressed. This is done to bring fastening parts. With 5 (Fig. 2) is before the rotor parts in the cup-shaped inductor generally an eddy current clutch or slip 13 are used. Then, before referring to the wedge coupling which is fastened to the ring 21 essentially by the pulley 37, the 40 latter (which carries parts 23, 25 and 27) indicated in U.S. Patent 2,606,948 (which carries parts 23, 25 and 27) operate on principles. The slip clutch 5 is, however, pushed the outer race of the ball bearing. As can be seen from the following, the advantageous ring 21 is provided with a groove 49 for receiving a sticky use for small drives in the split spring ring 51, the power range indicated when used. It is before the bearing 45 and the V-belt pulley has a central sleeve 7, which is fitted with a sliding fit or tele-45 37. Thereupon the bearing 45 is scopically applied to the stub shaft 3 is pushed onto the sleeve 7 and then the pulley 37 is held in place by an adjusting screw 9, which is recessed at 38 so that the inner one, the motor 1 facing end it fits on the outer race of the ball bearing 45, the sleeve provided and through the space between Now the V-belt pulley 37 on the sleeve of the clutch 5 and the motor 1 is accessible. 50 fastened by the screws 41. In one in the

Am äußeren Ende der Hülse 7 ist ein becherför- Hülse 7 vorgesehene Nut wird ein schmaler Springmiger Stahlinduktor 13 im Preßsitz mittels einer Um- ring 53 eingesetzt, der zusammen mit der Schulter nietung, wie bei 11 gezeigt, angeordnet. Der Induktor 47 der Teile 21 und 37 in der richtigen axialen 13 ist aus Eisen, Stahl oder aus einem anderen ma- Stellung auf der Hülse 7 hält. Die von der Hülse 21 gnetisierbaren Material, in welchem Wirbelströme 55 getragenen Polarfeldteile 23, 25, 27 und 29 werden fließen, wenn es von einem polarisiertem Magnetfeld daher innerhalb des Teils 19 des Induktors 13 in der durchsetzt wird. Der Induktor hat einen flachen richtigen Lage gehalten. Während des Zusammenradialen Teil 15, in welchem Luftumlauföffnungen baus werden Leitungen 73 und 81 (F i g. 1) einge-17 vorgesehen sind, und einen mit diesem aus einem führt.At the outer end of the sleeve 7 is a cup feed sleeve 7 provided groove becomes a narrow Springmiger Steel inductor 13 inserted in a press fit by means of a ring 53, which together with the shoulder riveting as shown at 11, arranged. The inductor 47 of the parts 21 and 37 in the correct axial 13 is made of iron, steel or some other ma- Position on the sleeve 7 holds. The from the sleeve 21 gnetisable material in which eddy currents 55 are carried polar field parts 23, 25, 27 and 29 flow when there is a polarized magnetic field therefore within the part 19 of the inductor 13 in the is enforced. The inductor has held a flat correct position. During the co-radial Part 15, in which air circulation openings are built, lines 73 and 81 (FIG. 1) are inserted are provided, and one with this leads from one.

Stück bestehenden zylindrischen Wirbelstromteil 19. 60 An der flachen Seite der Keilriemenscheibe 37 ist Die glatte Außenform des Teils 19 bildet eine sichere durch Schrauben 55 eine Isolierplatte 57 befestigt. Umschließung auch während der Umdrehung. Wie Diese Isolierplatte ist auf ihrer linken oder Innenseite sich aus der Zeichnung ergibt, kann der Induktor 13 mit radialen Nuten versehen, wie bei 59 und 61 in zweckmäßig durch eine Stanz- und Ziehbehandlung Fig. 3 gezeigt. Auf ihrer rechten oder Außenseite aus einem Blech von geeigneter Stärke becherförmig 65 trägt sie äußere und innere, gesondert isolierte gestaltet werden. Der Induktor 13 ist der treibende Schleifringe 63 und 65, wobei letzterer nach innen Teil der Wirbelstromkupplung 5. Innerhalb des In- gerichtete Zähne 67 (Fig. 1, 4, 5) aufweist. Innerduktorsl3 befindet sich ein Rotor zur Erzeugung halb des Innenringes 65 ist auf der Isolierplatte 57Piece of existing cylindrical eddy current part 19. 60 on the flat side of the V-belt pulley 37 is The smooth outer shape of the part 19 forms a secure fastening to an insulating plate 57 by screws 55. Enclosure also during rotation. How this insulating panel is on its left or inside As can be seen from the drawing, the inductor 13 may be provided with radial grooves, as at 59 and 61 in FIG expediently shown in FIG. 3 by a punching and drawing treatment. On their right or outside from a sheet of suitable thickness cup-shaped 65 it carries outer and inner, separately insulated be designed. The inductor 13 is the driving slip rings 63 and 65, the latter inward Has part of the eddy current clutch 5. Inside the in-line teeth 67 (Fig. 1, 4, 5). Innerduktorsl3 If there is a rotor for generating half of the inner ring 65 is on the insulating plate 57

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ein weiterer, gesondert isolierter Ring 69 angeordnet, Zähnen 67 am Ring 65 könnte einfach durch das dieanother, separately insulated ring 69 arranged, teeth 67 on the ring 65 could easily be through the

welcher mit nach außen gerichteten Zähnen 71 Platte 57 bildende Isoliermaterial ausgefüllt werden.which is filled with outwardly directed teeth 71 plate 57 forming insulating material.

(Fig. 4, 5) versehen ist, die mit den Zähnen 67 in- In diesem Falle würde jedoch eine ungleichmäßige(Fig. 4, 5) is provided with the teeth 67- In this case, however, an irregular

einandergreifen und von diesen auf Abstand stehen. Abnutzung durch die Bürste an den Kupferzähnen Die Ringe 63, 65 und 69 sind in der Fläche der 5 67 und die Isolierung zwischen diesen eine Erosiongrab each other and stand at a distance from them. Brush wear on copper teeth The rings 63, 65 and 69 are in the surface of the 5 67 and the insulation between them an erosion

Platte 57 so versenkt, daß nicht nur jeder von dem zwischen den Zähnen und eine nachteilige WirkungPlate 57 sunk so that not only each of the between the teeth and an adverse effect

anderen isoliert ist, sondern auch so, daß die rechte auf die Bürste verursachen. Wenn die Kupferzähneother is isolated, but also so that the right cause on the brush. When the copper teeth

Fläche der Platte 57 und die Fläche der Ringe 63, 65 71 des Ringes 69 in den Zwischenräumen zwischenSurface of the plate 57 and the surface of the rings 63, 65 71 of the ring 69 in the spaces between

und 69 bündig sind. Die Ringe 63 und 65 müssen den Zähnen 67 verwendet werden, befindet sich dieand 69 are flush. The rings 63 and 65 must be used where the teeth 67 are located

natürlich leitend sein; sie sind beispielsweise aus io Bürste 103 kontinuierlich in Kontakt mit der gleichento be naturally conductive; they are, for example, from io brush 103 continuously in contact with the same

Kupfer hergestellt. Der Ring 69 braucht aus den Art Verschleißfläche, nämlich Kupfer. Das ErgebnisMade of copper. The ring 69 needs one of the types of wear surface, namely copper. The result

nachstehend näher erläuterten Gründen nicht leitend ist ein besserer Abnutzungszustand für die BürsteNon-conductive reasons explained in more detail below is a better state of wear for the brush

zu sein, besteht jedoch vorzugsweise ebenfalls aus 103. Die Sätze von Zähnen 67 und 71 sind natürlichhowever, it is also preferably composed of 103. The sets of teeth 67 and 71 are natural

Kupfer. in der Isolierplatte 57 so versenkt, daß sich zwischenCopper. sunk in the insulating plate 57 so that between

Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, verbindet ein Leiter 15 den Zähnen ein dünnes, zickzackförmig verlaufen-As shown in FIG. 3 can be seen, a conductor 15 connects the teeth in a thin, zigzag-shaped

73 den Schleifring 63 mit dem einen Ende der Wick- des isolierendes Trennband befindet (Fig. 5).73 is the slip ring 63 with one end of the winding insulating separating tape (FIG. 5).

lung27. Für diesen Zweck ist der Leiter durch die In der in Fig. 1 gegebenen schematischen Dar-lung27. For this purpose, the conductor is shown in the schematic diagram given in FIG.

Nut 61 und durch öffnungen 75 und 77 geführt, die stellung, in welcher gleiche Bezugsziffern gleiche TeileGroove 61 and guided through openings 75 and 77, the position in which the same reference numerals are the same parts

in der Keilriemenscheibe 37 bzw. im Polring 25 vor- wie in den übrigen Figuren bezeichnen, ist einin the V-belt pulley 37 or in the pole ring 25, as in the other figures, is a

gesehen sind. Der Schleifring 65 ist mit einer leiten- 20 Gleichstromnetzanschluß mit zwei Klemmen 110 undare seen. The slip ring 65 is conductive 20 direct current power supply with two terminals 110 and

den Klemme 79 versehen, die sich durch die Platte 112 und eine Drehzahlregeleinrichtung 113 zur ver-the terminal 79, which is provided by the plate 112 and a speed control device 113 for

57 in die Nut 59 erstreckt. Ein Leiter 81 verbindet änderlichen Erregung der Feldwicklung 27 darge-57 extends into the groove 59. A conductor 81 connects variable excitation of the field winding 27 shown

diese Klemme und damit den Schleifring 65 mit dem stellt, um die Winkelgeschwindigkeit des Feldrotorsthis clamp and thus the slip ring 65 with which sets the angular velocity of the field rotor

anderen Ende der Wicklung 27. Weitere öffnungen 34 unter veränderlicher Belastung an der Keilriemen-other end of the winding 27. Further openings 34 under variable load on the V-belt

75 und 77 dienen zur Aufnahme des Leiters 81. Wie 25 scheibe 37 im wesentlichen gleich einem eingestellten75 and 77 serve to accommodate the conductor 81. Like 25, disk 37 is essentially the same as a set

erwähnt, werden die Leiter 73 und 81 während des Wert zu halten. Die Regeleinrichtung 113 umfaßtmentioned, conductors 73 and 81 will hold during the value. The control device 113 comprises

Zusammenbaus der Teile, in welchen sie sich be- Mittel zur Einstellung einer gewünschten Winkel-Assembling the parts in which they are means for setting a desired angle

finden, angeschlossen. geschwindigkeit der Keilriemenscheibe 37. Die be-find connected. speed of the V-belt pulley 37. The

Mit 83 (F i g. 2, 4) ist eine flache, sich radial er- sondere Schaltanordnung der Regeleinrichtung 113 At 83 (FIGS. 2, 4) is a flat, radially special switching arrangement of the control device 113

streckende Platte bezeichnet, die zwischen dem Mo- 30 bildet keinen Teil der Erfindung, so daß sie hierstretching plate, which between the Mo-30 does not form part of the invention, so here they

tor 1 und der Kupplung 5 angeordnet ist. Die Platte näher beschrieben wird.gate 1 and the coupling 5 is arranged. The plate is described in more detail.

83 ist mit vier Sätzen von je drei Öffnungen versehen. Die Klemme 110 des Netzanschlusses ist über eine83 is provided with four sets of three openings each. The terminal 110 of the mains connection is via a

Die Öffnungen jedes Satzes sind mit 85, 87, 89 und Leitung 115 mit der Regeleinrichtung 113 verbundenThe openings of each set are connected to the control device 113 at 85, 87, 89 and line 115

91 bezeichnet. Nach dem Zusammenbau befindet und -über eine Leitung 109 mit der Bürste 101, so91 designated. After assembly is located and via a line 109 with the brush 101, so

sich jeder Satz in einem anderen Abstand von einer 35 daß eine Gleichspannung sowohl der Regeleinrich-each set is at a different distance from a 35 that a DC voltage of both the control device

gedachten Mitte auf der Mittellinie der Welle 3. tung 113 als auch dem Schleifring 65 zugeführt wird.imaginary center on the center line of the shaft 3. device 113 and the slip ring 65 is fed.

Kleinmotoren und Kleinstmotoren haben genormte Letzterer ist mit der einen Seite der Feldwicklung 27Small motors and micro motors have standardized, the latter is connected to one side of the field winding 27

Rahmen von verschiedener Größe. Jeder dieser Rah- durch die Leitung verbunden. Die Bürste 103 wird inFrames of different sizes. Each of these frames- connected by the line. The brush 103 is in

men trägt einen Satz von vier Ansätzen in Abständen Kontakt mit den ineinandergreifenden isoliertenmen carries a set of four lugs in spaced contact with the interlocking isolated

von 90° voneinander und in einem Halbmesser, der 40 Zähnen 67 und 71 gehalten, welche abwechselndof 90 ° from each other and in a radius that holds 40 teeth 67 and 71, which alternate

von der Motorgröße abhängt. Drei dieser Ansätze Leitungsteile (Zähne 67) und Isolierteile (Zähne 71)depends on the motor size. Three of these approaches pipe parts (teeth 67) and insulating parts (teeth 71)

dienen zur Befestigung mittels Schrauben. Es kann mit Bezug auf den Schleifring 65 bilden. Wenn dieare used for fastening with screws. It can form 65 with respect to the slip ring. If the

daher der jeweils geeignete Satz von drei Öffnungen Keilriemenscheibe 37 angetrieben wird, wird dietherefore the appropriate set of three openings V-belt pulley 37 is driven, the

85, 87, 89 bzw. 91 zur Befestigung der Platte 83 an Bürste 103 aufeinanderfolgend mit dem Schleifring85, 87, 89 or 91 for fastening the plate 83 to the brush 103 in succession with the slip ring

den drei Ansätzen des Lagerschildes eines genormten 45 65 verbunden und von diesem getrennt, dessen Zähnethe three approaches of the end shield of a standardized 45 65 connected and separated from this, its teeth

Klein- bzw. Kleinstmotorgehäuses verwendet werden. 67 zusammen mit der Bürste 103 einen UnterbrecherSmall or micro motor housing can be used. 67 together with the brush 103 a breaker

Die Platte 83 trägt drei Bürstenanordnungen 93, bilden. Der Schleifring 65 ist ständig mit der Klemme 95 und 97, von denen jede eine nicht gezeigte her- 110 des Netzanschlusses über die Bürste 101 und die kömmliche Druckfeder für axial gleitbare Bürsten Leitungen 109, 115 verbunden. Die Bürste 103 ist 99, 101 und 103 aufweist. Die Bürsten 99 und 101 50 mit der Eingangsseite 114 der Regeleinrichtung 113 liegen elastisch gegen die Schleifringe 63 und 65 an durch eine Leitung 111 verbunden. Der Regeleinihren nicht verzahnten Teilen an, wie in F i g. 5 durch richtung 113 wird eine Reihe von Gleichspannungsgestrichelte Linien 99' und 101' angegeben. Die impulsen (Rechteckwellen) zugeführt. Die Frequenz Bürste 103 liegt in der einen Winkelstellung der bzw. die Folgefrequenz dieser Gleichspannungsim-Platte 57 gegen die Zähne 67 des Schleifringes 65 an, 55 pulse hängt von der Winkelgeschwindigkeit der Keilwie durch die gestrichelte Linie 103' in F i g. 5 ge- riemenscheibe 37 ab und bildet ein intermittierendes zeigt. In dieser Stellung befindet sich die Bürste 103 Steuersignal, das dem Eingang 114 zugeführt wird, (auf einem Zahn des Ringes 65 bei 103') in leitender Der Strompfad zur Feldwicklung 27 umfaßt ferner Verbindung mit der Bürste 101 (auf dem Ring 65 bei die Leitung 73, welche mit dem Schleifring 63, der 101'). In einer anderen Stellung der Isolierplatte 57 60 Bürste 99 und der an den Ausgang 117 der Regelliegt die Bürste 103 an den Zähnen 71 des inneren einrichtung 113 angeschlossenen Leitung 107 verisolierten Ringes 69 an. In dieser Stellung ist die bunden ist, und eine Leitung 119, welche die Netzan-Bürste 103 von dem Ring 65 getrennt. Die Platte 83 schlußklemme 112 mit der Regeleinrichtung 113 verträgt ferner eine Halterung 105 für Leitungen 107, bindet. Die Regeleinrichtung 113 spricht auf die Fre- 109 und 111, die mit den Bürsten 99, 101 bzw. 103 65 quenz der Gleichstrom-Rechteckimpulse an, die verbunden sind. ihrem Eingang 114 zugeführt werden, verändert da-The plate 83 carries three brush assemblies 93, form. The slip ring 65 is constantly connected to the terminal 95 and 97, each of which is connected to a non-illustrated 110 mains connection via the brush 101 and the conventional compression spring for axially slidable brush lines 109, 115 . The brush 103 is 99, 101 and 103 has. The brushes 99 and 101 50 with the input side 114 of the control device 113 are connected elastically against the slip rings 63 and 65 by a line 111 . Usually in their non-toothed parts, as shown in FIG. 5 through direction 113 there is indicated a series of DC voltage dashed lines 99 'and 101' . The pulses (square waves) are supplied. The frequency brush 103 is in one angular position or the repetition frequency of this DC voltage im plate 57 against the teeth 67 of the slip ring 65, 55 pulse depends on the angular speed of the wedge as indicated by the dashed line 103 ' in FIG. 5 pulley 37 and forms an intermittent shows. In this position, the brush 103 is control signal that is supplied to the input 114 (on a tooth of the ring 65 with 103 ') in a leading The current path to the field winding 27 further compound comprises the brush 101 (on the ring 65 at the line 73, which with the slip ring 63, the 101 '). In a different position of the insulating plate 57 60 brush 99 and the brush 103 connected to the line 107 of the insulated ring 69 connected to the output 117 of the control device 113. In this position the is bound, and a line 119 which separates the power brush 103 from the ring 65. The plate 83 terminal clamp 112 with the control device 113 also tolerates a holder 105 for lines 107, binds. The control device 113 responds to the frequencies 109 and 111 which are connected to the brushes 99, 101 and 103 65 frequency of the direct current square-wave pulses. are fed to their input 114, changes

Wie ersichtlich, hat der Ring 69 lediglich eine mit den Mittelwert des der Feldwicklung 27 züge-As can be seen, the ring 69 only has a traction with the mean value of the field winding 27

mechanische Funktion. Der Raum zwischen den führten Stroms und korrigiert dadurch auftretendemechanical function. The space between the led currents and corrects occurring thereby

Schwankungen in der Winkelgeschwindigkeit der Keilriemenscheibe 37 mit Bezug auf eine eingestellte Geschwindigkeit. Vorzugsweise besteht der der Feldwicklung durch die Regeleinrichtung 113 zugeführte Strom aus Gleichstromimpulsen mit Impulsperioden oder -breiten, die sich in Abhängigkeit von der Frequenz bzw. der Folgefrequenz des Steuersignals verändern. Variations in the angular velocity of the V-belt pulley 37 with respect to a set one Speed. The field winding is preferably supplied by the control device 113 Current from direct current pulses with pulse periods or widths that vary depending on the frequency or change the repetition frequency of the control signal.

Die Wirkungsweise ist wie folgt:The mode of action is as follows:

Wenn der Motor 1 eingeschaltet wird, dreht sich dessen Welle 3 mit einer annähernd konstanten Drehzahl und treibt den Induktor 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 das durch den Stromkreisunterbrecher über die Bürste 103 und die Leitung 111 dem Eingang 114 zugeführte Steuersignal eine niedrige Frequenz bzw. Folgefrequenz. Infolge der niedrigen Frequenz des Steuersignals und der Schaltanordnung der Regeleinrichtung 113 fließt ein Strom von einem vergleichsweise hohen Mittelwert über die Stromkreisteile 112, 119, 113, 117, 107, 99, 63, 73, 27, 81, 65, 101, 109, 115 zur Anschlußklemme 110. Dieser hohe Mittelwert des der Feldwicklung 27 zugeführten Stromes bewirkt eine starke magnetische Kopplung zwischen dem Induktor 13 und dem Feldrotor 34. Hierdurch wird die getriebene, mit der Last verbundene Keilriemenscheibe 37 beschleunigt. Bei zunehmender Drehzahl nimmt die Unterbrechungsfrequenz des Stromkreisunterbrechers zu, so daß die Frequenz des dem Eingang 114 der Regeleinrichtung 113 zugeführten Steuersignalimpulses zunimmt. Auf Grund dieses Steuersignals wird der durch die Regeleinrichtung 113 der Wicklung 27 zugeführte mittlere Leistungspegel herabgesetzt, wodurch die elektromagnetische Kopplung zwischen dem treibenden und dem getriebenen Teil verringert wird, bis ein Schlupfzustand erreicht 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 Stromkreisunterbrechers korrigiert, wobei das Steuersignal und die Regeleinrichtung 113 den mittleren Feldwicklungsstrom zum Ausgleich für diese Veränderung verstellen. When the motor 1 is switched on, its shaft 3 rotates at an approximately constant speed and drives the inductor 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 fed to the input 114 by the circuit breaker via the brush 103 and the 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 flows via the circuit parts 112, 119, 113, 117, 107, 99, 63, 73, 27, 81, 65, 101, 109, 115 to terminal 110. 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. As the speed increases, the interruption frequency of the circuit breaker increases, so that the frequency of the control signal pulse applied to the input 114 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, as a result of which the electromagnetic coupling between the driving and the driven part is reduced until a slip state 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 adjusting the mean field winding current to compensate for this change.

In F i g. 1 sind die Schleifringe 63, 65, der Ring 69 und die ineinandergreifenden Zähne, auf denen die Bürste 111 gleitet, zur schematischen Darstellung als zwischen den zylindrischen Ringen axial gerichtet gezeigt. Obwohl prinzipiell die Verwendung solcher Ringe möglich wäre, läßt sich durch die erfindungsgemäße Bauform ein kürzerer und gedrängterer Antrieb erzielen (F i g. 2). Dies ergibt zusammen mit der flachen, sich radial erstreckenden Bügelplatte 83, die in dem engen Raum zwischen der eng gekuppelten ausladenden Kupplung 5 und dem Motor 1 angeordnet ist, eine sehr gedrängte Bauform z. B. für die Verwendung bei Kleinmotoren. Die Kraftübertragung erfolgt vom Motor 1 axial nach außen durch die Welle 3 und die Hülse 7, radial nach außen durch 15, axial zurück durch das Teil 15, radial nach innen zur Hülse 21 und schließlich axial zurück zum Motor, wenn die Keilriemenscheibe 37 erreicht ist. Diese Rückführung trägt zu einer kurzen Baulänge des Gerätes bei. Eine geringe Baulänge wird ferner durch die flache Form der Kommutatoranordnung auf der Platte 57 und durch die flache, sich radial erstrekkende und axial dünne Platte 83 zwischen dem Motor und der radial angeordneten flachen Kommutatoranordnung begünstigt.In Fig. 1 are the slip rings 63, 65, the ring 69 and the intermeshing teeth on which the brush 111 slides, shown schematically as shown axially directed between the cylindrical rings. Although in principle the use of such Rings would be possible, a shorter and more compact drive can be made by the design according to the invention achieve (Fig. 2). This, together with the flat, radially extending bracket plate 83, which are located in the narrow space between the tightly coupled cantilever coupling 5 and the engine 1 is a very compact design z. B. for use in small engines. The power transmission takes place from the motor 1 axially outward through the shaft 3 and the sleeve 7, radially outward 15, axially back through the part 15, radially inward to the sleeve 21 and finally axially back to the motor, when the V-belt pulley 37 is reached. This return contributes to the short overall length of the Device. A short overall length is also achieved by the flat shape of the commutator arrangement on the Plate 57 and through the flat, radially extending and axially thin plate 83 between the motor and the radially arranged flat commutator arrangement.

Claims

Patent claims:

1. Electric drive with an electric motor, at least one electric slip clutch, the one driving inductor and one from a field pole arrangement with excitation winding has existing driven field rotor, in which the ends of the field winding are connected to slip rings, which are from the driven, field-generating element and on which power supply brushes connected to a voltage source loops, and being in series with the excitation winding and the voltage source one of An actual value transmitter controlled device for changing the excitation current in the sense of the achievement a constant drive speed, characterized in that the actual value transmitter from an electrically conductive annular disk placed on an insulating disk (57) (65), the outer edge of which is designed in the form of a slip ring, and with one of the power supply brushes works together and the inner edge of which is interrupted in the shape of a tooth and with a third one, which takes the actual value Brush (103) cooperates.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the brushes (99, 101, 103) on a plate (83) fastened to the motor housing (1) are arranged.

1 sheet of drawings 009 545/147