DE1585729A1

DE1585729A1 - Elektrischer Motorantrieb fuer Waschmaschinen

Info

Publication number: DE1585729A1
Application number: DE19661585729
Authority: DE
Inventors: Pinder James Murray; Searle Walter William Ralph
Original assignee: Hoover Ltd
Current assignee: Hoover Ltd
Priority date: 1965-12-01
Filing date: 1966-11-28
Publication date: 1971-02-25
Also published as: GB1112164A; NL6616866A; US3401571A; ES333853A1; FR1513385A

Description

Die Erf indung "bezieht sich auf elektrische Motorantriebe für Waschmaschinen.

Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf Anwendungsfälle, bei denen ein Elektromotor zur Verfügung steht, der ■jeweils mit einer von zwei verschiedenen Drehzahlen betrieben werden kann, die einander verhältnismäßig nahe benachbart sind, während es «jedoch erforderlich ist, ein anzutreibendes Organ jeweils mit einer von awei Drehzahlen anzutreiben, zwischen denen ein erheblich größerer Unterschied besteht. Beispieleweise kann bei einer Waschmaschine, bei der ein Behälter für Wäschestucke während des Spülens und Waschens mit einer ziemlich niedrigen Drehzahl, jedoch zum !Prockensehleudern mit einer erheblich höheren Drehzahl angetrieben werden soll, das Verhältnis zwischen der Schleuderdrehzahl und der Waschdrehzahl des Behälters etwa 14:1 betragen. Bin Induktionsmotor kann zweckmäßig entweder als vierpoliger Motor oder als zweipoliger Motor betrieben werden, so daß man ein Drehzahlverhältnis joii 2;1 erhält.

Fir einen aolchen Anwendungefall /wird gemäß der Erfindung ein Zahnradaggregat der Bauart vorgesehen, das ein Wechselgetriebe mit einem hohen und einem niedrigen Über-* Setzungsverhältnis umfaßt, sowie Supplungen für eine hohe bzw. eine niedrige Drehzahl, die so ausgebildet sind, daß mit der hohen Übersetzung gearbeitet wird, wenn das Antriebsaggregat mit seiner hohen Drehzahl betrieben wird, und mit der niedrigen Übersetzung, wenn das Antriebsaggregat mit seiner niedrigen Drehzahl läuft·

Ferner sieht die Erfindung für ein solches Antriebsaggregat eine raumsparende und in sich selbständige Konstruktion vor.

Ein erfindungsgemäßer elektrischer Motorantrieb zum Antreiben eines Teils einer Waschmaschine mit jeweils einer von zwei sich weitgehend unterscheidenden Drehzahlen umfaßt einen polumschaltbar««! Motor, auf dessen Welle eine Eiemenecheibe oder dergleichen drehbar gelagert ist, ferner ein· mit niedriger Übersetzung arbeitende Kraftübertragungseinrichtung, die die Welle mit der Riemenscheibe oder dergleichen verbindet und ein» Fliehkraftkupplung umfaßt, die im folgenden als die Kupplung für die niedrige Drehzahl bezeichnet wird, wobei diese Kupplung als Reibungskupplung ausgebildet und auf der Welle angeordnet ist, weiterhin eine mit hoher übersetzung arbeitende Kraftübertragungseinrichtung, die die Welle mit der fiiemenscheibe oder dergleichen verbindet und eine zweite Fliehkraftkupplung umfaßt, die im folgenden als Kupplung für die hohe Drehzahl bezeichnet wird und auf der Welle angeordnet ist, sowie eine durch Fliehkräfte zu betätigende Einrichtung zum Einrücken

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der Kupplung für die hohe Drehzahl und zum Ausrücken der Kupplung für die niedrige Drehzahl, wobei diese Einrichtung zur Wirkung kommt, wenn die Drehzahl dee Motors einen vorbestimmten Wert überschreitet, und umgekehrt. Zweckmäßig umfaßt die mit niedriger Übersetzung arbeitende Kraftübertragungs« einrichtung ein Untersetzungszahnradgetriebe, das zwischen der Riemenscheibe und dem Motor angeordnet ist und ein mit dem Motorgehäuse verbundenes Reaktionsglied aufweist.

Die Kupplung für die niedrige Drehzahl ist vorzugsweise mit der Abtriebsseite des Untersetzungsgetriebes verbunden, um mit einem relativ hohen Drehmoment bei niedriger Drehzahl betrieben werden zu können. Natürlich 1st es möglich, eine Kupplung für eine niedrige Drehzahl auf der Antriebsseite des Untersetzungsgetriebes antuordnen, so daß der Betrieb bei einem relativ hohen Drehmoment und einer niedrigen Drehzahl erfolgt. Bei einer solchen Anordnung ergibt sich jedoch der Nachteil, daß das Untersetzungegetriebe dann ständig mit dem Kraftabgabeorgan bzw. der Riemenscheibe verbunden ist, so daß dann, wenn die Riemenscheibe mit einer hohen Drehzahl umläuft, das angetriebene Organ der Kupplung für die niedrige Drehzahl mit einer sogar noch höheren Drehzahl angetrieben wird. Bei einer bestimmten Ausbildungsform könnte sich das angetriebene Organ mit einer Drehzahl in der Größenordnung von 20 000 U/min drehen. Diese Schwierigkeit wird vermieden, ohne daß sich eine kompliziertere Konstruktion ergibt, wenn man die Kupplung für die niedrige Drehzahl mit der Abtriebsseite des Untersetzungsgetriebes verbindet.

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Bie Kupplung für die hohe Drehzahl ist vorzugsweise auf der von dem Motor abgewandten Seite der Riemenscheibe angeordnet. Das antreibende Organ der Kupplung für die hohe Drehzahl wird zweckmäßig an der Motorwelle befestigt.

Bei einer Ausbildungsform der Erfindung umfassen die beiden Kupplungen ein gemeinsames angetriebenes Organ, das an der Riemenscheibe oder dergleichen befestigt oder ausgebildet und zusammen mit dieser axial verschiebbar ist. Somit umfaßt bei einer Ausbildungsform der Erfindung die Kupplung für die hohe Drehzahl Fliehgewichte, die mit Belägen versehen sind, so daß sie dann wenn sie nach außen geschleudert werden, an einer sie umschließenden angetriebenen Fläche der Kupplung für die hohe Drehzahl angreifen, und außerdem tragen die Fliehgewichte Keile, die auf einen Betätigungskonus wirken, der mit der Riemenscheibe oder dergleichen so verbunden ist, daß er sich gegenüber der Riemenscheibe drehen, jedoch nicht axial bewegen ^n₁ so daß dann, wenn die Fliehgewichte bei niedrigen Drehzahlen nach innen gezogen werden, das Betätigungsorgan die Riemenscheibe axial verschiebt, um die Kupplung für die niedrige Drehzahl einzurücken.

Bei einer anderen Ausbildungsform der Erfindung ist die Kupplung für die niedrige Drehzahl ebenfalls auf der von dem Motor abgewandten Seite des Antriebsorgans bzw^ der Riemenscheibe angeordnet· Die beiden Kupplungen können ein gemeinsames angetriebenes Organ umfassen, das axial bewegbar ist, Jedoch das Abtriebsrad antreibt, ohne daß dieses axial verstellt wird. Hierbei können die Kupplungen ein Antriebsorgan für die Kupplung für die lohe Drehzahl und ein Antriebsorgan für die Kupplung

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für die niedrige Drehzahl umfassen, die durch einen Abstand getrennt sind, und zwischen denen ein gemeinsames angetriebenes Kupplungsorgan so angeordnet ist, daß es axial verschoben werden kann, um mit dem einen oder anderen Kupplungsorgan zusammenzuarbeiten. Bei einer solchen Anordnung ist ein Betätigungsarmstern derart gelagert, daß dr sich gegenüber dem gemeinsamen angetriebenen Kupplungsorgan drehen, Jedoch nicht axial verschieben kann, und dieser Armstern ist mit dem antreibenden Organ der Kupplung für die hohe Drehzahl durch kräftige Federn verbunden, die bestrebt sind» die Kupplung für die niedrige Drehzahl auszurücken; ferner sind Fliehgewichte vorgesehen, die bestrebt sind, die Kupplung für die hohe Drehzahl einzurücken, so daß die durch die federn und die Fliehgewichte aufgebrachten Kräfte direkt ausgeglichen werden und nur die resultierende Kraft auf das angetriebene Kupplungsorgan übertragen wird.

Zweckmäßig ist das angetriebene Organ der Kupplung für die niedrige Drehzahl mit dem Abtriebsorgan des Untersetzungsgetriebes durch eine Buchse oder eine Hohlwelle verbunden, die die Motorwelle umgibt und sich durch das Abtriebsrad hindurch erstreckt. Bei einer Anordnung ist das Abtriebsrad so gelagert, daß es auf einem Lager auf der Buchse läuft, und es ist außerdem mit Mitteln versehen, die verhindern, daß es sich gegenüber der Buchse und dem antreibenden Organ der Kupplung für die niedrige Drehzahl in axialer Richtung bewegt. Das Abtriebsrad kann an einem Mantel oder Gehäuse ausgebildet sein, das die Kupplungen mindestens teilweise umsehließt, und das angetriebene Kupplungsorgan kann Abschnitts tragen, die an seinem äußeren Hand durch einen. Hingspalt zwischen den antreibenden Organen der Kupp-

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lung für die hohe Drehzahl und der Kupplung für die niedrige Drehzahl ragen und mit dem Abtrieberad durch Mittel verbunden sind, die axiale Relativbewegungen, jedoch keine relative Drehbewegung zulassen. Beispielsweise kann der Mantel bzw. das Gehäuse mehrere Stifte tragen, die sich parallel zur Achse durch Bohrungen in einem Handabschnitt des angetriebenen Kupplungsorgans erstrecken, das auf den Stiften axial verschiebbar ist.

Bei einer bevorzugten Anordnung sind verhältnismäßig schwache Federn zwischen dem angetriebenen Kupplungsorgan und dem Mantel angeordnet, und diese Federn sind bestrebt, den Mantel gegenüber dem Kupplungsorgan in ßichtung auf den Motor zu bewegen, und die erwähnte Buchse ist mit einem Lager versehen, da· sich an einer Schulter der Motorwelle abstützt, um die Bewegung des Mantels und der Buchse länge der Welle in Sichtung auf den Motor zu begrenzen, so daß sie auf die Welle wirkenden axialen Kräfte zwischen der Schulter und den Mitteln ausgeglichen werden, mittels deren das antreibende Organ der Kupplung für die hohe Drehzahl mit dem Ende der Welle verbunden ist. Auf diese Weise wird das ganze Aggregat zusammengehalten, wobei Federn dazu dienen, jedes Spiel zu beseitigen, wobei jedoch keine axiale Kraft auf die Motorwelle aufgebracht wird· Bei dem vollständigen Antriebsaggregat, das zwei sich erheb- . lieh unterscheidende Drehzahlen liefert, sind nahezu sämtliche leile auf der liotorwelle angeordnet, ohne daß die Herstellung ; oder der Zusammenbau die Ausführung komplizierter Arbeitsgänge bedingt, und ohne daß sich eine Konstruktion ergibt, bei der durch die Riemenspannung ein zu großes Megemoment auf die Welle aufgebracht wird*

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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine Ausbildungsform eines erfindungsgemäßen Antriebeaggregate für zwei verschiedene Drehzahlen.

Fig. 2 zeigt ebenfalle im Längsschnitt eine zweite Ausbildungsform der Erfindung.

In jedem Fall wird das erfindungsgemäße Kraftübertragungsaggregat durch einaapolumschaltbaren Motor 10 angetrieben, der ale vierpoliger Motor mit einer niedrigen Drehzahl oder ale zweipoliger Motor mit einer hohen Drehzahl betrieben werden kann· Beim Betrieb mit einer Frequenz von 50 Hs würde die niedrige Betrisbadrehsahi etwas unter der Synchrondrehzahl von 1500 U/min liegen, während die hohe Betriebsdrehzahl etwas unter der Syncnrondrehzahl von 5000 U/ain liegen würde. Bei jeder Ausbildungsform ist das Kraftübertragungsaggregat an dem Motor befestigt und dient dazu, ein Kraftabgabeorgan in Fora einer Kiemenacheibe 12 anzutreiben, mittels dessen der Wäschebehäiter angetrieben wird· Der Waschebehälter muß zum Vaschen und Spülen mit einer niedrigen Drehzahl und beim Trockenschleudern mit einer hohen Drehzahl angetrieben werden, die etwa dem 14-fachen der niedrigen Drehzahl entspricht.

Bei der Ausbildungsform nach Fig. 1 ist die Motorwelle verlängert, um das Getriebeaggregat aufnehmen zu können. Eine Untersetzung wird im Verhältnis von 7:1 durch einen fiiemen- oder Zahnradantrieb zwischen der Welle 15 und einer Scheibe 16 der Kupplung für die niedrige Drehzahl bewirkt, wobei die Scheibe

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■16 auf der Welle mit Hilfe eines der Kupplung für die niedrige Drehzahl zugeordneten Kugellagers 1? gelagert ist* Zwischen dem Kugellager 1? und dem Motor trägt die Welle 15 eine kleine Riemenscheibe 18, die mit einem Zahnriemen 19 zusammenarbeitet, mittels dessen eine große Riemenscheibe 20 angetrieben wird, die auf einer durch das Motorgehäuse unterstützten Achse 21 gelagert ist. Die auf der Achse 21 angeordnete große Riemenscheibe 20 besteht mit einer kleinen Riemenscheibe 22 aus einem Stück; die kleine Riemenscheibe 22 arbeitet mit einem zweiten Zahnriemen 23 zusammen, der eine große Riemenscheibe 24 antreibt, die mit der Scheibe 16 der Kupplung für die niedrige Drehzahl aus einem Stück besteht.

Ferner trägt die Welle 15 das axial verschiebbare Kraftabgabeorgan 12 in Form einer Keilriemenscheibe, die auf der Welle mit Hilfe eines Kugellagers 25 gelagert ist. Eine schwache Druckfeder 26 ist auf die Welle 15 zwischen dem Kugellager 25 und dem Kugellager 17 aufgeschoben und 1st bestrebt, das Abtriebsorgan 12 von dem Motor 10 zu entfernen. Jenseits des Kugellagers 25 trägt die Welle 15 einen Betatigungskonus 27, der zusammen mit dem Abtriebsorgan 12 axial verschiebbar ist, und schließlich trägt die Welle 15 auf ihrem Ende einen Armstern 28, der mit der Welle fest verbunden ist und einen Bestandteil der Kupplung für die hohe Drehzahl bildet. Der Armstern 28 hat die Form einer Scheibe, die an einander diametral gegenüber liegenden Punkten Zapfen 29 trägt, welche dem Motor zugewandfcfeind und Jeweils eine Kupplungsbacke 30 tragen. Jede Kupplungsbacke 30 ist mit einem Ende auf einem der Lagerzapfen 29 drehbar gelagert, während ihr anderes Ende durch eine hier nicht gezeigte kräftige Feder nach innen gedrückt wird. Dieses

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Ende jeder Kupplungsbacke ist ferner mit einem Keil 33 versehen, der mit der kegelstumpfförmigen Fläche des Betätigungskonüs 2? zusammenarbeiten kann, so daß dann, wenn die Feder den Keil 33 nach innen zieht, der Betätigungskonue 27 und damit auch das Abtriebsorgan 12 in Richtung auf den Motor bewegt wird·

Sas Abtriebsorgan 12 trägt eine ebene ringförmige Kupplungsfläche 35» die einem entsprechenden Belag 36 sugewandt ist, welcher auf dem Organ 16 der Kupplung für die niedrige Drehzahl angeordnet ist, so daS dann, wenn das Abtriebeorgan 12 durch die Betätigungskeile 33 in Richtung auf den Motor be» wegt wird, wie es soeben beschrieben wurde, die benachbarten Flächen zur Anlage aneinander gebracht werden und das Abtriebsorgan 12 mit der gleichen Drehzahl angetrieben wird, mit welcher das Organ der Kupplung für die niedrige Drehzahl umläuft, wobei diese Drehzahl einem Siebentel der Motordrehzahl entspricht·

Ferner trägt das Abtriebsorgaa 12 eine einen Bestandteil der Kupplung für die hohe Drehzahl bildende Trommel 37, di· die Backen 30 der Kupplung 28 für die hohe Drehsshl umgibt« Wenn die Drehzahl des Motors über einen vorbestimmten Wert hinaus ansteigt, überwinden die Fliehkräfte, die auf die Kupplungsbacken 30 wirken, welche ein geeignetes Gewicht besitzen, die Kraft der die Backen in ihrer inneren Stellung haltenden Federn, so daß die Backen nach außen geschwenkt werden. Hierbei werden die Betätigungskeile 33 gegenüber dem Betätigungskonus 27 nach außen zurückgezogen, so daß die schwache Feder 26 das Abtriebsorgan 12 von dem Organ der Kupplung für die niedrige Drehzahl weg bewegen kann, um diese Kupplung wiEluungslos zu machen· Un-

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mittelbar danach greifen die Sacken 50 der Kupplung für die hohe Drehzahl an der Kupplungstrommel 57 des Abtriebeorgane 12 an, und sie sind bestrebt, die Trommel ait der hohen Übersetzung anzutreiben, d.h. »it der Drehzahl dee Motors«

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausbildungsform wird ein angetriebenes Kupplungsorgan verwendet, das sich zusammen mit dem Abtriebeorgan dreht, Jedoch gegenüber de» Abtriebsorgan axial bewegbar ist, so daß es entweder alt einen Organ zur Erzeugung eines niedrigen Drehzahl oder einem an der Motorwelle befestigten Organ atur Erzeugung einer hohen Drehzahl zusammenarbeiten kann«

Bei dieserKonstruktion wird das Kraftübertragungsaggregat wiederum im wesentlichen durch die Motorwell* unterstützt. Wie bei der zuerst beschriebenen Ausbildungsform wird die Untersetzung mit Hilfe von Zwischenwellen und nicht etwa mit Hilfe eines Planetenzahnradgetriebes bewirkt. Gemäß ?ig. 2 ragen mehrere Zwischenwellen 21 aus einem Ende de« Motorgehäuses 10 heraus; sie sind in Abstanden um die Haupt- oder Motorwelle j 15 herum verteilt und tragen Zahnräder 45, die mit einem . \ Bitsei 4S kämmen, das an der motorwell«! nahe dem benachbarten I Lagerschild des Motors ausgebildet ist«; Jedes auf einer Zwischen,-welle 21 gelagerte Zahnrad 45 besteht »it einem Bitzel 4? aus einem Stück; das Bitzel 4? kämmt mit einem Zahnrad 48, das durch eine Antriebsbuchse 50 für die niedrige Drehzahl unterstützt wird. Die Buchse 50 ist an ihrem dem Motor benachbarten Ende mit Hilfe eines Kugellagers 51 auf der Motorwelle 15 gelagert, und an ihrem anderen Ende trägt sie eine Scheibe 52 der Kupplung für die niedrige Drehzahl; die Scheibe 52 ist an ihrem äußeren Band mit einem iregelstumpfförmigen Kupplungsabschnitt

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53 versehen. Das äußerste Ende der Motorwelle 15 trägt eine Scheibe 55 der Kupplung für die hohe Drehzahl, und diese Scheibe weist an ihrem äußeren Rand eine ebene ringförmige Kupplungsfläche 56 auf. Diese Kupplungsscheibe 56 ist mit der Motorwelle 15 durch einen Keil 57 verbunden und durch einen Sprengring 58 gesichert.

Auf der Motorwelle 15 ist zwischen den Scheiben der Kupplungen für die hohe bzw. die niedrige Drehzahl ein Kupplungsabtriebsorgan 62 frei drehbar gelagert. Dieses Bauteil umfaßt eine Nabe 61, die die Motorwelle umschließt und durch einen radialen Steg mit einem äußeren Ringabechnltt 63 verbunden ist, der eine kegelstumpfförmige Fläche aufweist, auf der ein Kupplungsbelag 64 angeordnet ist, üb mit der kegelstumpf föraigen Kupplungsfläche 53 der Kupplungsscheibe 60 für die niedrige Drehzahl zusammenzuarbeiten; ferner besitzt der Ringabschnitt 63 eine ebene &ingflache, die «inen Belag 65 trägt, welcher mit der ebenen ringförmigen Kupplungefläche der Kupplungsscheibe für die hohe Drehzahl zusammenarbeitet. Die Außenfläche der Habe 61 trägt ein Kugellager 66 als Unterstützung für ,einen Betätigungsring oder Armstern 67, der gegenüber dem Kraftabgabeorgan 62 der Kupplung frei drehbar ist, jedoch gezwungen wird, sich axial zusammen mit diesem Bauteil zu bewegen. Der Bdätigungsarmstern trägt mehrere allgemein L-förmige Gewichte 68, von denen jedes einen kurzen Schenkel aufweist, der die äußere Stirnfläche der Kupplungsscheibe 55 für die hohe Drehzahl überlappt; ferner besitzt jedes Gewicht einen längeren Schenkel 70, der sich durch eine öffnung 71 der Kupplungsscheibe in Richtung auf den Motor erstreckt. Jedes Ge-

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wicht 68 ist zwischen seinen Enden nahe der Verbindungsstelle zwischen den beiden Schenkeln mit Hilfe eines ütiftes 72 auf einem von mehreren Paaren von Augen 73 gelagert, die gegenüber dem Armstern 67 nach außen ragen. Das freie Ende des längeren Schenkels 70 trägt ein Gewicht von erheblicher Größe.

Wird die Kupplungsscheibe 55 für die hohe Drehzahl zusammen mit dem Armstern 67 gedreht, werden die beschwerten längeren Schenkel der L-förmigen Fliehgewichte 68 nach außen geschleudert, so daß die freien Enden der kürzeren Schenkel 69 an der äußeren Stirnfläche der Kupplungsscheibe 55 für die hohe Drehzahl angreifen, wobei der Armstern 67 zusammen mit dem Kraftabgabeorgan 62 nach rechts gegen die Kupplungsscheibe 55 für die hohe Drehzahl gezogen wird. Der Betätigungsarmstern 67 und die Kupplungsscheibe für die hohe Drehzahl sind durch mehrere Stifte 74 verbunden, die in Verdickungen 75 am Rand des ArmsteriB eingebaut sind, so daß sich die beiden Seile gemeinsam drehen müssen; auf jeden Stift 7^ ist eine kräftige Schraubenfeder 76 aufgeschoben, durch die der Armstern zusammen mit dem Kraftabgabeorgan 62 von der Kupplungsscheibe 55 für die hohe Drehzahl weg vorgespannt werden·

Während des Betriebs mit der niedrigen Drehzahl halten die kräftigen Druckfedern 76 das Kraftabgabeorgan 62 in Berührung mit der kegelstumpfförmigen Kupplungsfläche 53 der Kupplungsscheibe für die niedrige Drehzahl, so daß das Kraftabgabeorgan mit der niedrigen Übersetzung angetrieben wird. Sobald die Drehzahl des Motors einen vorbestimmten Wert erreicht, schwingen die L-förmigen Gewichte 68 nach außen, um das Kraftabgabeorgan 62 von,der kegelstumpfförmigen Fläche 53"der Kupplungescheibe für die niedrige Drehzahl abzuheben und es zur

Anlage an der ebenen Ringfläche 56 der Kupplungsscheibe für die hohe Drehzahl zu bringen. Der auf diese Kupplungsscheibe aufgebrachte Druck steht in einer direkten Beziehung zur Drehzahl des Motors, so daß in der schon beschriebenen Weise die Belastung des Motors automatisch auf das Drehmoment abgestimmt wird, das der Motor aufbringen kann, ohne daß sich seine Drehzahl verringert. Kann der Motor ein größeres Drehmoment erzeugen, nimmt seine Drehzahl zu, so daß durch die Kupplung ein größeres Drehmoment übertragen wird.

Ein ähnlicher Vorgang spielt sich ab, wenn sich die Drehzahl verringert, denn die eingerückte Kupplung für die niedrige Drehzahl würde bestrebt sein, den Motor infolge der Trägheit der Last zu beschleunigen, wobei der Mechanismus einer gewissen Beanspruchung ausgesetzt würde. Bei Jeder solchen Beschleunigung des Motors ergibt sich natürlich das Bestreben, den durch die Kupplung für die niedrige Drehzahl ausgeübten Druck zu verringern, so daß der Motor automatisch veranlaßt wird, ein geregeltes Bremsdrehmomen* auf die Last aufzubringen, um die Last mit einer gewünschten, jedoch nicht zu hohen Geschwindigkeit abzubremsen.

Das Kraftabgabeorgan 62, das zwischen dem Kupplungsteil für die niedrige Drehzahl und dem Kupplungsteil für die hohe Drehzahl angeordnet-ist, weist mehrere radiale Fortsätze 79 auf, die durch den Spalt zwischen den beiden Kupplungsteilen nach außeii ragen und dazu dienen, ein Kraftabgabeorgan 80 anzutreiben, das einen Mantel 81-82 umfaßt, welcher die genannten Bauteile teilweise umschließt, sowie eine Keilriemenscheibe 83 für einen Riemen, der in einer Ebene zwischen den

Kupplungen einerseits und dem Motor andererseits liegt. Der innere Handabschnitt bzw. die Nabe 84 des Biemenscheibenteils des Mantels kann auf einen Rollen- bzw. Nadellager 85 oder einer Buchse gelagert sein, das bzw. die auf der Antriebsbuchse 50 für die niedrige Drehzahl gelagert ist·

Der als Kraftabgabeorgan wirkende Mantel 80 ist mit dem Kraftabgabeorgan 62 durch die axial angeordneten Bolzen 86 verbunden, die durch öffnungen in den Fortsätzen des Bauteils 62 ragen und daher nicht an der axialen Bewegung des Kraftabgabeorgans teilnehmen. Auf die Bolzen, 86 sind schwache, als. Schraubenfedern ausgebildete Druckfedern 87 aufgeschoben, um die Nabe 84 des Mantels 80 in Anlage an einer Schulter 88 der Antriebsbuchse 50 fur die niedrige Drehzahl zu halten.

Es sei bemerkt, daß die Federkräfte allgemein nur innerhalb kleiner Teilaggregate auftreten und keine Federkräfte auf die Motorwelle übertragen werden. Mit anderen Worten, die durch die Fliehgewichte 68 aufgebrachten axialen Kräfte kommen direkt: zwischen der Kupplungsscheibe 55 für die hohe Drehzahl und dem > Armstern 67 zur Wirkung; das gleiche gilt für die in der entgegengesetzten Sichtung wirkenden kräftigen Federn 76. Die Antriebsbuchse 50 für die niedrige Drehzahl stützt sich axial an dem Kugellager 51 ab, das seinerseits an einer Schulter 89 der Motorwelle am benachbarten Ende de« Antriebsritzelβ 46 anliegt. Die schwachen Federn 87, die dem Mantel 80 zugeordnet sind, halten die genannten Teile in Berührung, während die kräftigen Federn 76 und die Fliehgewichte 68 die Lage des Kraftabgabeorgane 62 gegenüber der Kupplungsecheibe 56 für die hohe Drehzahl bestimmen, die auf der Motorwelle 15 durch den

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Sprengring 58 festgehalten wird. Somit sind praktisch alle auf der Motorwelle angeordneten Bauteile zwischen der Schulter 89 am Ende des Ritzels 46 und dem Sprengring 58 an freien Ende der Welle untergebracht.

Bei beiden beschriebenen Auebildungsformen ist die Kupplung für die hohe Dreheabi eo ausgebildet, daß sie ohne Schlupf ein Drehmoment übertragen kann, das von Null fortschreitend zunimmt, wenn die Drehzahl über einen vorbestimmten Wert hinaus ansteigt. Entsprechend ist die Kupplung für die niedrige Drehzahl so ausgebildet, daß sie ohne Schlupf ein Drehmoment übertragen kann« das von Null fortschreitend zunimmt, wenn die Drehzahl bis unter den vorbestimmten Wert zurückgeht.

Es ist erwünscht, daß mindestens die Fliehkraftkupplung für die hohe Drehzahl und vorzugsweise beide Fliehkraftkupplungen mit einer vernachlaßigbar geringen Differential- bzw. Hysteresis- oder Eigenservowirkung arbeiten. Hit anderen Worten, die Drehzahl, bei der die betreffende Kupplung eingerückt wird, wenn die Drehzahl in einer Richtung variiert, soll im wesentlichen die gleiche sein wie die Drehzahl, bei der die Kupplung ausgerückt wird, "wenn sich die Drehzahl im entgegengesetzten Sinne ändert.

Diese Merkmale sind besondere dann erwünscht, wenn ein Motor verwendet wird, bei de« das Drehmoment erheblich abnimmt, wenn sich die Drehzahl dem Wert Null nähert. Bei einem Induktionsmotor der Bit Kondensatoren betriebenen Bauart, der auch als Motor mit ständig unterteilter Kapazität bezeichnet wird*, ist ain einziger Kondensator ständig ait einer Hilfβ-

wicklmng in Beine geschaltet, und der Motor ist normalerweise "V-, ; V i098Ö3/030§ .

so ausgebildet, daß er bei Vollast zweiphasig betrieben werden kann; ein solcher Motor erzeugt bei niedrigen Drehzahlen nur ein sehr kleines Drehmoment. Daher ist ein solcher Motor in vielen Fällen nicht verwendbar, und es ist erforderlich, einen teuereren Motor zu verwenden, der sowohl beim Anlassen als auch Während des Betriebs mit einem Kondensator arbeitet; solche Motoren werden auch als Motoren mit zwei Kapazitätswerten bezeichnet; bei einem derartigen Motor ist ein Kondensator ständig an die Hilfswicklung angeschlossen, so daß er während des Betriebs zur Wirkung kommt, und ein zusätzlicher Kondensator wird nur während des Anlassens und Hochfarhens durch einen automatischen Schalter zur Wirkung gebracht.

Die erwähnten Merkmale ermöglichen es somit, anstelle eines teuereren Motors, der sowohl beim Anlassen als auch während des Betriebs einen Kondensator benötigt, einen Motor zu verwenden, bei dem nur während des Betriebs ein Kondensator zur Wirkung kommt.

Wenn bei einem Aggregat der genannten Art die elektrischen Anschlüsse umgeschaltet werden, um das Antriebsaggregat von der niedrigen Drehzahl auf die hohe Drehzahl umzuschalten, beschleunigen sich sowohl das Antriebsaggregat als auch das angetriebene Organ gemeinsam bei der niedrigen Übersetzung, bis das Antriebsaggregat eine vorbestimmte Drehzahl erreicht, bei der die Kupplung für die niedrige Drehzahl ausgerückt wird· Danach beschleunigt sich das Antriebsaggregat sofort und schnell bis auf eine etwas höhere Drehzahl, bei der die Kupplung für die hohe Drehzahl eingerückt wird, um so den Betrieb mit der hohen Übersetzung zu ermöglichen.

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Mmmt man an, daß die Kupplung so ausgebildet ist, daß sie augenblicklich ein großes Drehmoment übertragen,kann, und nimmt man ferner an, daß es sich um eine Konstruktion handelt, bei der unerwünschte Stoßwirkungen vermieden werden, ist es trotzdem unvermeidbar, daß entweder das angetriebene Organ schnell beschleunigt oder der Motor schnell abgebremst wird. Bei einer Waschmaschine, bei der das angetriebene Organ durch einen relativ schweren Behälter gebildet wird, in dem sich Wäschestücke und Waschflüssigkeit befinden, ist es nicht zu vermeiden, daß der Motor in einem erheblichen Ausmaß abgebremst wird. In der Praxis kann dies bedeuten, daß die Drehzahl des Motors auf einen Wert verringert wird, bei dem das Drehmoment erheblich kleiner ist als das maximale Betriebsdrehmoment. Jedoch ist gerade unter diesen Umständen das maximale Drehmoment erwünscht, damit der Waschbehälter zum Durchlaufen seiner kritischen Drehzahl rasch beschleunigt werden kann; daher ist in einem solchen Fall die Verringerung der Drehzahl und des Drehmoments dee Motors besonders unerwünscht. ■

Wenn bei den bevorzugten Ausbildungsformen der Erfindung der Motor eine vorbestimmte Drehzahl erreicht, wird damit begonnen, die Fliehkraftkupplung für die hohe Drehzahl einzurücken, so daß ein Drehmoment erzeugt wird, das bestrebt ist, die Last zu beschleunigen und den Motor abzubremsen. 1st das durch die Kupplung ausgeübte Drehmoment größer als das vom Motor aufgebrachte Antriebsdrehmom^ntι wird die Drehzahl des Motors etwas verringert, woraufhin due Drehmoment augenblicklich zurückgeht, um Jede weitere Herebsctams der Motordrehzahl zu verhindern. Das durch di®Kupppiuag übertragene Drehmoment

stellt sich somit selbsttätig auf den Wert ein, der der Leistungsfähigkeit des Motors entspricht, d.h, bei dem sich die'Motordrehzahl nicht verringert} infolgedessen wird das angetriebene Organ mit der maximalen Geschwindigkeit beschleunigt, die durch den Motor erzeugt werden kann. Wenn umgekehrt der Schlupf zu groß ist und die Drehzahl des Motors über den vorbestimmten Wert hinaus ansteigt, wird das Kraftübertragungsvermögen der Kupplung erhöht, so daß ein größeres Beschleunigungsdrehmoment auf das angetriebene Organ übertragen wird. Wenn der Motor ein Drehmoment erzeugen kann, das größer ist als dasjenige, welches die Kupplung in dem. betreffenden Augenblick überträgt, beschleunigt sich der Motor, wobei sich das durch die Kupplung übertragene Drehmoment vergrößert.

Wird der Motor auf den Betrieb mit der niedrigen Drehzahl umgeschaltet, kann entsprechend die Kupplung für die niedrig« Drehzahl durchrutschen» u* auf die I*ast ein geregeltes Bremsdrehmoment aufzubringen·

Patentanspruch«; 1-0-9169/6*64-■"'

Claims

P Δ T E N T Δ N S P R Ü C H E

1, Elektrischer Motorantrieb zum Antreiben eines ieils einer Waschmaschine mit Jeweils einer von zwei sich erheblich unterscheidenden Drehzahlen, gekennzeichnet durch einen polumschaltbaren Motor, auf dessen Welle eine Riemenscheibe oder ein anderes Kraftabgabeorgan (12**83-) drehbar gelagert ist, eine mit niedriger Übersetzung arbeitende Kraftübertragungseinrichtung, die die Hotorwelle (15) mit derRiemenscheibe verbindet und eine auf der Motorwelle angeordnete Fliehkraftkupplung der Reibungskupplungsbauart für den Betrieb mit der niedrigen Drehzahl umfaßt, sowie durch eine mit hoher übersetzung arbeitende Kraftübertragungseinrichtung, die die Motorwelle mit der Riemenscheibe verbindet und eine weitere auf der Motorwelle angeordnete Fliehkraftkupplung für den Betrieb mit der hohen Drehzahl umfaßt, sowie durch eine durch Fliehkräfte zu betätigende Einrichtung, mittels deren die Kupplung für die hohe Drehzahl eingerückt und die Kupplung für die niedrige Drehzahl ausgerückt wird, wenn die Motordrehzahl einen vorbestimmten Wert überschreitet, und umgekehrt.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß die mit niedriger Obersetzung arbeitende Kraftübertragungsein·«· richtung ein zwischen der Riemenscheibe und dem Motor angeordnetes untersetzungsgetriebe (18, 19, 20; 4-5, 46, 48) umfaßt, das ein mit dem Motorgehäuse verbundenes Reaktionsglied (21) umfaßt?.

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3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung für die niedrige Drehzahl mit der Abtriebsseite des Untersetzungsgetriebes verbunden ist, so daß sie bei niedriger Drehzahl mit einem relativ hohen Drehmoment betrieben werden kann.

4. Antrieb nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung für die hohe Drehzahl auf der von dem Motor abgewandten Seite der Riemenscheibe angeordnet ist.

5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsorgan der Kupplung für die hohe Drehzahl mit der Motorwelle drehfest verbunden ist.

6. Antrieb nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungen ein gemeinsames angetriebenes Organ umfassen, das an der Riemenscheibe befestigt oder daran ausgebildet ist und sich zusammen mit dieser axial verschieben kann.

7. Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung für die hohe Drehzahl Fliehgewichte (33) umfaßt, die mit Belägen (30) versehen sind, so daß die Beläge dann, wenn die Fliehgewichte nach außen geschleudert werden, an einer sie umgebenden angetriebenen Fläche der Kupplung für die hohe Drehzahl angreifen, und daß die Fliehgewichte zusätzlich Keile (33) tragen, die mit einem Betätigungekonue (27) zusammenarbeiten^ der mit der Riemenscheibe so verbunden ist, daß er eich gegenüber der Riemenscheibe drehen, Jedoch nicht axial bewegen kann, so daß dann, wenn die Fliehgewichte bei niedrigen Drehzahlen nach innen geschwenkt werden, der Betätigungekonue die Riemenscheibe axial verschiebt, um die Kupplung für die

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niedrige Drehzahl einzurücken*

8. Antrieb nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung für die niedrige Drehzahl auf der von dem Motor abgewandten Seite der Riemenscheibe angeordnet ist.

9. Antrieb nach Anspruch 1 bis 3 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungen ein gemeinsames angetriebenes Organ umfassen, das axial bewegbar, jedoch so angeordnet ist, daß es die Riemenscheibe antreiben kann, ohne sie axial zu bewegen.

10. Antrieb nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungen ein antreibendes Kupplungsorgan für die hohe Drehzahl und ein in einem Abstand davon angeordnetes antreibendes Kupplungsorgan für die niedrige Drehzahl umfassen und daß zwischen diesen Organen ein gemeinsames angetriebenes Kupplungsorgan vorgesehen ist, das so gelagert ist, daß es axial verschoben werden kann, um mit dem einen oder dem anderen der antreibenden Organe zusammenzuarbeiten.

11. Antrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungsärmstern vorgesehen ist, der so gelagert ist, daß er sie**! gegenüber dem gemeinsamen angetriebenen Kupplungsorgan drehen, jedoch nicht axial bewegen kann, wobei der Betätigungsarmstern mit dem antreibenden Organ der Kupplung für die hohe Drehzahl durch kräftige Federn (76) verbunden ist, die bestrebt sind, die Kupplung für die niedrige Drehzahl einzurücken, und wobei Fliehgewichte (68) vorgesehen sind, die bestrebt sind, die Kupplung für die hohe Drehzahl einzurücken, so daß die durch die Federn und die Fliehgewichte aufgebrachten

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Kraft« direkt ausgeglichen werden und nur Ihre resultierende r Kraft auf das angetriebene Kupplungsorgan übertragen wird,

12. Antrieb nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das antreibende Organ der Kupplung für die niedrige Drehzahl mit des Abtriebsorgan des Untersetzungsgetriebes durch eine Buchs· oder eine Hohlwelle verbunden ist, welche die Motorwelle umgibt und sich durch die Riemenscheibe hindurch erstreckt·

13. Antrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Biemenscheibe auf der Buchse mit Hilfe eines Lagers drehbar gelagert und außerdem mit Mitteln versehen ist, üb zu verhindern, daß ekle sich gegenüber der -Buchse und dem antreibenden Organ der Kupplung für die niedrige Drehzahl axial bewegt.

14. Antrieb nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenscheibe mit einem Mantel oder Gehäuse (80) aus einem Stück besteht, das die beiden Kupplungen mindestens teilweise umschließt.

15. Antrieb nach Anspruch 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Kupplungsorgan Abschnitt aufweist, die vom Band dee Supplungeorgans nach außen durch einen ringförmigen Spalt zwischen den antreibenden Organen der Kupplung für die hohe Drehzahl und der Kupplung für die niedrige Drehzahl ragen und mit der Bi#mensch*ib· durch Mittel verbunden sind, die axial· Eelativbewegungen, jedoch kein· relativen Drehbewegungen zulassen.

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16« Antrieb nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel be«· das Gehäuse mehrere Bolzen (86) trägt, dl« sich parallel eur Achse des Antriebs durch Bohrungen in einem Bandabschnitt des angetriebenen Kupplungsorgane erstrecken, das auf den Bolzen axial verschiebbar ist«

17. Antrieb nach Anspruch 11 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß vergleichsweise eonwache Federn (87) zwischen dem angetriebenen Kupplungeorgan und den Mantel angeordnet und bestrebt sind, den Mantel gegenüber dem angetriebenen Kupplung·· organ in Richtung auf den Motor zu bewegen, und daß die Buchs· mit einem Lager versehen ist, das sich an einer Schulter (89) der Motorwelle' abstützt, um die Bewegung des Mantels und der Bliebe· längs der Motorweile in Richtung auf den Motor zu be· grensea_t se AeB die auf die "eile wirkenden axialen Kräfte zwischen der Schulter und den Mitteln ausgeglichen werden_v mittels deren das antreibende Organ der Kupplung für die hob· Drehzahl auf dem Ende der Motorwelle festgehalten wir*·

18» Antrieb nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet daß es sieh bei dem Motor um einen Motor handelt, der unter Verwendung eines Kondensators angelassen wird, und daß die Kupplungen so ausgebildet sind, daß die Umschaltung bei einer Drehzahl erfolgt, die ic dem Bereich liegt, welcher dem mexfc» malen Drehmoment des Motors entspricht.

Der Patentanwalt«

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