DE1902808C - Vorrichtung zum Wählen der Anlaufdrehrichtung eines elektrischen, selbstanlaufenden Einphasen-Synchronmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wählen der Anlaufdrehrichtung eines elektrischen, selbstanlaufenden Einphasen-Synchronmotors mit einer einzigen Ständerwicklung und mit einem mehrpoligen Läufermagneten, wobei der Motor, wenn er unter Spannung gesetzt wird, entweder in der einen oder der anderen Drehrichtung anläuft. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung mit der es mög lich ist, durch die alleinige Tätigkeit eiaes Umschalt kontaktes die Anlaufdrehrichtung eines derartigen Motors zu steuern.

Die Erfindung soll es ermöglichen, in einfacher und wirtschaftlicher Weise die Motorisierung bzw. Automatisierung von chronometrischen Steuergeräten für komplizierte Programme zu verwirklichen, wobei eines der häufigsten Anwendungsgebiete dafür bei Vorwählprogrammgebern zur Programmierung mehrerer aufeinanderfolgender Arbeitsprozesse bei automatischen Waschmaschinen liegt.

Ganz allgemein sind Schalter bekannt, die im Zu- so sammenwirken mit einem Motor eine Drehrichtungsumkehr des Motorkreises bewirJ-en. So ist z. B. ein Umkehrschalter für Elektromotoren bekannt (USA.-Patentschrift 2 947 833), der mit dem Motorkreis verbunden automatisch bei bestimmten Energieänderungen des Motors eine Drehrichtungsumkehr des Motorkreises bewirkt. Der Motorkreis besteht dabei aus einer Hauptwicklung, die üb,r zwei Versorgungsleitungen mit einem Kontrcilmechanismus verbunden sind und einer Startwicklung, die durch einen Startschaltkreis, der den Umkehrschalter enthält, zur Hauptwicklung parallel angeordnet ist. Der Schalter selbst ist als Dreipolschalter ausgebildet und besitzt eine Anzahl parallel zueinander angeordneter Kontaktstäbe sowie einen antreibbaren Federstab. Motor, Motorkreis und Schalter sind dabei so zueinander angeordnet, daß bei einer bestimmten Drehrichturg der Antriebswelle des Motors keiner der Kontaktstäbe des Schalters miteinander verbunden sind und auch der Startkreis keine Energie erhält. Erst bei einer Abnahme der Drehgeschwindigkeit der Motorwelle wird durch ein System von Gewichten, die auf dieser befestigt sind, der Federstab auf die Kontaktstäbe zubewegt, wodurch diese miteinander verbunden werden. Bei einer erneuten Energiezuführung des Motors wird dann der Startschaltkreis geschlossen und bewirkt eine entgegengesetzte Drehung der Mo torwelle. Obwohl diese Vorrichtung sich sicherlich sehr gut zur Drehrichtungsumkehr von Motoren ver wenden läßt, ist sie nicht als Einrichtung zur Verhin- derung des Anlaufs eines willkürlich anlaufenden Synchronmotors in falscher Drehrichtung verwendbar. Die Anordnung des Schalters im Motorkreis gestatten es nicht, die Anlaufdrehrichtung eines elektrischen Einphasen-Synchronmotors zu wählen.

Eine weitere bekannte Vorrichtung dieser Art (fransösische Patentschrift 1154 679) besteht aus einem auf einer Achse drehbar gelagerten Schalter, mit dem in einem Radiogerät immer ein bestimmter Sender eingestellt werden soll, einem Elektromotor, βο der über ein System von Zahnrädern mit dem Schatter verbunden ist, sowie aus einer Scheibe, die auf der Schalterachsc sitzt und mehrere Kontakte an ihrer Peripherie aufweist, die mit je einem Schalter verbunden sind. Weiterhin enthält diese Vorrichtung einen Nocken, der mit der Scheibe verbunden eine wesentlich höhere Drehgeschwindigkeit als diese aufweist und in Verbindung mit einem weiteren Schal ter den Motorkreis wenigstens einmal pro Umdrehung schließt und öffnet. Auch diese Anordnung ist nicht als Einrichtung zur Verhinderung des Anlaufs eines willkürlich anlaufenden Synchronmotors in falscher Drehrichtung gedacht und kann keinesfalls zum Wäh len der Anlaufdrehrichtung eines elektrischen Einphasen-Synchronmotors verwendet werden.

Weiterhin sind aber auch schon auf dem Gebiet der Vorwählprogrammgeber zur Programmierung mehrerer aufeinanderfolgender Arbeitsprozesse bei automatischen Waschmaschinen, auf dem der Wettbewerb außerordentlich lebhaft ist, mehr oder weniger vorteilhafte und mehr oder weniger raumaufwendige Lösungen vorgeschlagen worden, um ein oder mehrere Steuerelemente einer automatischen Vorrichtung, z. B. die Nockenwelle eines Programmgebers mit elektrischen Kontakten, in einer von zwei Drehrichtungen und eventuell auch mit zwei unterschiedlichen Geschwindigkeiten anzutreiben. Eine der vorteilhaftesten Lösungen ist bereits in der deutschen Patentschrift 1 160 070 der gleichen Anmelderin beschrieben; diese Patentschrift befaßt sich mit einer Vorrichtung, mit der es möglich ist, zwei Drehgeschwindigkeiten einer Welle, ausgehend von einem einzigen Zweiphasenmotor, zu erhalten, bei dem die Drehrichtungsumkehr aliein durch die Betätigung eines Umschaltkontaktes erhalten wird.

Der Nachteil einer derartigen Anordnung besteht darin, daß ein Doppelwicklungsmotor benötigt wird, dessen Herstellungskosten verhältnismäßig hoch liegen, wobei es bei diesem Motor außerdem noch notwendig ist, einen Phasenverschiebungskondensator hinzuzufügen, um den Motor mit Einphasenstrom speisen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben und eine Anordnung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der es möglich ist, die Drehrichtung eines selbstanlaufenden Einphasen-Synchronmotors, der eine einzige Wicklung aufweist, und von dem man sich die bekannte Eigenschaft zunutze macht, daß er, wenn er unter Spannung gesetzt wird, in der einen oder anderen Drehrichtung anlaufen kann (unter der Bedingung, daß man den mechanischen Richtungsdiskriminator, mit dem Motoren dieser Art im allgemeinen ausgestattet sind, fortgelassen hat), durch Unterbrechen des Stromversorgungskreises des Motors, wenn dieser in der falschen Drehrichtung angelaufen ist, und im Gegensatz dazu durch Aufrechterl.altung dieses Stromversorgungskreises auszuwählen, wenn der Motor in der gewünschten Richtung angelaufen ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß ein Wählumschalter, durch den einer von zwei Stromwegen auswählbar ist, vorgesehen ist, dessen beweglicher Kontakt an einer Klemme einer Einphasenstromquelle angeschlossen ist, und dessen Stromwege zu dem einen bzw. dem anderen von zwei beweglichen Kontakten eines Doppelschalters führen, dessen für beide Kontakte gemeinsamer Gegenkontakt in Reihe mit der an die zweite Klemme der Einphasenstromquelle angeschlossenen Ständerwicklung des Motors liegt, daß jeweils einer der beiden beweglichen Kontakte des normalerweise geschlossenen Doppelschalters von dem gemeinsamen Gegenkontakt mittels eines Fingers einer Wippe entfernbar ist, die auf einer Achse des Motors schwenkbar gelagert ist, welche ein durch den Motor angetriebenes Antriebs-

Claims (4)

1. 3 4

   ritzel trägt, und daß die Wippe ein Hilfsritzel trägt, sich in der Stellung Sl befindet, ist die Betriebsweise

   welches mit dem Antriebsritzel kämmt und auf wel- der Vorrichtung wie folg'.:

   ches ein Gegenmoment wirkt, das zum Verschwenken Der Motor 2, der gemäß der ausgewählten Stel-

   der Wippe dient, lung S/ über den Kontakt 11 des Schalters KB ge-

   Das erwähnte Gegenmoment kann entweder nur 5 speist wird, kann ebenso in der einen Richtuug wie kurzzeitig und einfach durch das Trägheitsmoment in der anderen Richtung anlaufen, da seine Anlaufdes Hilfsritzel während des Anlaufens veranlaßt sein, richtung kontruktionsbedingt unbestimmt und nicht oder das Gegenmoment kann mittels einer nachgie- voraussehbar ist. Unter der Annahme, daß der Motor bigen Bremsvorrichtung erzeugt werden, deren Wir- nicht bei der Stellung 5/ sondere, bei der Stellung SA kung der Geschwindigkeit proportional ist. Eine der- io anläuft, treibt das Ritzel 7 das Hilfsritzel 8 an, das artige Bremsvorrichtung kann dabei durch einen mit dem Zahnrad 13 verbunden ist, dessen Drehung, Ankergang bzw. einer Ankerhemmung gebildet sein, welche das Verschwenken des Arretierglieds 14 herder bzw. die auf der Wippe montiert ist und auf das vorruft, gegen ein Gegenmoment gerichtet ist, das Hilfsritzel einwirkt. mit der Geschwindigkeit anwächst. Die durch das

   Der Erfindung wird im folgenden an Hand der i$ Gegenmoment auf die Wippe 3 ausgeübte Reaktion Zeichnungen, in der zwei mögliche Ausführungsfor- bewirkt das Verschwenken der Wippe in Rotationsmen der Erfindung in beispielhafter Weise dargestellt richtung des Motors, .vodurch infolge des auf den lind, näher beschrieben. Es zeigt Kontakt 11 einwirkenden Fingers 4 die Speisung des

   F i g. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Motors unterbrochen wird, was das Anhalten des

   Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich- ao Motors zur Folge hat, darauf folgt das Rückschwen-

   tung, die für den Fall vorgesehen ist, daß durch die ken der Wippe in ihre Mittelstellung, und zwar unter

   Drehrichtungsumkehr des Motors wahlweise die eine der Wirkung der von der Koniaktlamelle 11 aufge-

   oder die andere von zwei kinematischen Ketten an- brachten elastischen Rückstellkraft,

   getrieben wird, Man erkennt, daß jedesmal dann, wenn der Motor

   Fig. 2 eine schematische Ansicht einer zweiten as in der entgegengesetzten zur gewünschten Drehrich-

   Ausführungsiorm der erfindungsgemäßen Vorrich- tung gerichteten Drehrichtung anläuft, die Motor-

   lung, die für den Fall vorgesehen ist, daß es sich speisung durch öffnen des Kontaktes des Schalters

   nur darum handelt, die Drehrichtung des Motors zum KB unterbrochen wird, den man mittels des Wählum ■

   Antrieb irgendeines Mechanismus umzukehren. schalters KS ausgewählt hat.

   Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei-· 3° Die Erfahrung hat gezeigt, daß im ungünstigsten

   spiel der Erfindung trägt die Achse 1 des Synchron- Fall der verwendete Synchronmotor nicht mehr als

   motors 2, der einen mehrpoligen Rotormagneten und zwei- bis dreimal in der verkehrten Drehrichtung a·.:-

   cine einzige Ständerwicklung aufweist, einerseits ein läuft, bevor er in der richtigen Drehrichtung anläuft,

   auf der Achse festgekeiltes Antriebsritzel 7 und an- indem vom Schalter KB der Kontakt geöffnet wird,

   de^rseits eine Wippe 3, die derart montiert ist, daß 35 der, nicht durch den Wählumschalter KS ausgewählt,

   sie frei auf dieser Achse 1 verschwenkbar ist; diese nicht mehr die Speisung des Motors unterbricht.

   Wippe ist mit einem Ansatz oder Finger 4 versehen Wenn es sich nur darum handelt, die Drehrichtung

   und trägt einen ersten Drehzapfen 5 für ein mit dem einer kinematischen Kette auszuwählen (Ausfüh-

   Antriebsritzel 7 kämmendes Hilfsritzel 8; die Wippe rungsbeispiel gemäß Fig. 2), 1st es nicht erforderlich,

   trägt einen zweiten Drehzapfen 6 für einen Anker 14. 40 auf das Hilfsritzel 8 ein permanentes Bremsmoment

   Das Hilfsritzel 8 ist stair mit einem koaxialen dazu mittels einer Vorrichtung mit »gleitender« Reibung

   angeordneten Zahnrad 13 verbunden, welches mit nach Art einer Ankerhemmung auszuüben, da die

   dem Anker 14 zusammenwirkt. Wirkung der Wippe auf den einen oder den anderen

   Das Hilfsritzel 8 ist dafür vorgesehen, entweder der Kontakte des Schalters KB (in Abhängigkeit von mit einem Zdinrad 9, welches den Ausgangspunkt 45 der Auswahl bei KS) nur direkt nach dem Augeneiner ersten kinematischen Kette bildet, wenn der blick des Anlaufens des Motors zu erfolgen hat. Es Motor sich in Uhrzeigerrichtung dreht, oder mit genügt demzufolge, daß das mit dem Motorritzel 7 einem Zahrad 10 zu kämmen, das den Ausgangsour'vt in Eingriff stehende Hilfsritzel 8 von einem ausreieiner zweiten kinematischen Kette bildet, wenn der chend großen Trägheitsmoment beeinflußt wird. Motor sich in Gegenuhrzeigerrichtung dreht. 5° (welches durch das eventuelle Hinzufügen eines An-

   Die einzige Wicklung des Motors 2 wird über einen gusses aus geeignetem Material und gt :igneter Größe Doppelschalter KB und einen Wählumschalter KS an dem Ritzel 8 erhalten wird), um das Verschwenken mit Einphasenstrom gespeist, derart, daß diese Spei- der Wippe in der Richtung, die durch die Träghdtssung über den einen oder den anderen der beweg- reaktion des Hilfsritzels 8 auf dessen Drehzapfen liehen Kontakte 11 oder 12 des Schalters KB erfolgt 35 während der Beschleunigung beim Anlaufen des (die Kontakte sind beim Stillstand normalerweise Motors bestimmt ist, d.h. das, wirksame oder ungeschlossen), und zwar in Abhängigkeit davon, wel- wirksame öffnen des einen der Kontakts 11 oder 12 ehe der beiden Positionen SH (Antrieb in Uhrzeiger- des Schalters KB hervorzurufen, je nach dem, ob das richtung) oder Sl (Antrieb in Gegenuhrzeigerrich- Anlauun de? Motors durch eine Auswahl an dem tung) des Wählumschaltcrs KS ausgewählt worden 60 Wählumschalter KS in der richtigen oder der falschen ist, um den Antrieb des Motors 2 in Uhrzeiger- Drehrichtung erfolgt, richtung oder in Gegenuhrzeigerrichtung zu bestimmen. Patentansprüche:

   Schließlich öffnet der Finger 4 der Wippe 3 entweder den Koniakt 11 oder den Kontakt 12 des 65 1. Vorrichtung zum Wählen der Anlaufdrch-Schalters KB, je nach dem, ob der Motor sich in der richtung eines elektrischen, selbstanlaufenden einen oder anderen Richtung dreht. Einphasen-Synchronmotors mit einer einzigen

   Ausgehend davon, daß der Wählumschalter KS Ständerwicklung und mit einem mehrpoligen

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   Läufermagneten, wobei der Motor, wenn er unter Spannung gesetzt wird, entweder in der einen oder der anderen Drehrichtung anläuft, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wähiumschalter (KS), durch den einer von zwei Stromwegen aus- S wählbar ist, vorgesehen ist, dessen beweglicher Kontakt an eine Klemme einer Einphasenstromquelle angeschlossen ist, und dessen Stromwege zu dem einen bzw. dem anderen von zwei beweg" liehen Kontakten (Ii, 11) eines Doppelschalters (KB) führen, dessen fUr beide Kontakte (11 bzw. 12) gemeinsamer Gegenkontakt in Reihe mit der an die zweite Klemme der Einphasenstromquelle angeschlossenen Ständerwicklung des Motors Hegt, daß jeweils einer der beiden beweglichen Kontakte (11,12) des normalerweise geschlossenen Doppelschalters (KB) von dem gemeinsamen Gegenkontakt mittels eines Fingers (4) einer Wippe (3) entfernbar ist, die auf einer Achse (1) des Motors (2) schwenkbar gelagert ist, welche *o ein durch den Motor angetriebenes Antriebsritzel (7) trägt, und daß die Wippe (3) ein Hilfsritzel (8) trägt, welches mit dem Antriebsritzel (7) kämmt und auf welches ein Gegenmoment wirkt, das zum Verschwenken der Wippe (3) dient.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenmoment ausschließlich unter der Wirkung des Trägheitsmomentes am Hilfsritzel erhalten wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenmoment mittels einer nachgiebigen Bremsvorrichtung erzeugbar ist, deren Wirkung der Geschwindigkeit proportional ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nachgiebige Bremsvorrichtung durch einen Ankergang beziehungsweise eine Ankerhemmung gebildet ist, der beziehungs weise die auf der Wippe (3) montiert ist und auf das Hilfsritzel einwirkt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen