DE1904087A1

DE1904087A1 - Drive by means of a battery-powered direct current miniature motor

Info

Publication number: DE1904087A1
Application number: DE19691904087
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Helmut Moczala
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-01-28
Filing date: 1969-01-28
Publication date: 1970-08-13

Description

Antrieb mittels betteriegespeistem Gleichstromkleinstmotor.Drive by means of a betterie-fed direct current mini motor.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb mit batteriegespeistem Gleichstromkleinstmotor, dessen WelLe eine der Drehzahlsteuerung dienende Fliehkraft-Verstelleinrichtung trägt. Der Notor ist ohne Zwischenschaltung eines Regelkontaktes an die Batterie angeschlossen und mit dem Antrieb über ein veränderbares Getriebe verbunden, dessen Übersetzung durch die Fliehkraft-Verstelleinrichtung einstellbar ist. Durch eine solche anordnung wird erreicht, daß erstens die angetriebene elle mit konstanter Drehzahl läuft und zweitens der Rotor immer nur so viel Strom aufnimmt, wie zur Erreichung des gewünschten Drehmoments erforderlich ist, so daß eine überschüssige Energie vernichtet werden muß.The invention relates to a battery-powered drive DC miniature motor, the shaft of which is a centrifugal force adjustment device serving to control the speed wearing. The Notor is without the interposition of a regulating contact to the battery connected and connected to the drive via a variable transmission, whose Translation is adjustable by the centrifugal adjustment device. By a Such an arrangement is achieved that, firstly, the driven shaft with constant Speed is running and, secondly, the rotor only ever consumes as much current as at Achievement of the desired torque is required, so that an excess Energy must be destroyed.

Die Batterieausnutzung eines solchen Antriebs ist dementsprechend optimal.The battery utilization of such a drive is accordingly optimal.

Ausgehend von einer derartigen Anordnung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb anzugeben, dessen Cliehkraftabhängiges Getriebe unabhängig von der Schwerkraft bleibt. Dieses Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Fliehkorper der FliehkraSt-Verstelleinrichtung über Arme gelenkig mit dem von der Motorwelle angetriebenen Rad des veränderbaren Getriebes verbunden sind, daß an den Armon Kebel angreifen,, welche sowohl mit der Armen als auch mit eine auf der Motorwelle befestigten Pdng gelenkt verbunden sind, daß die IIebel die gleiche Länge L besitzen wie der Teil der Arme zwischen den Angriffspunkten der Hebel und den Lagerstellen der horne an dem Rad, und daß die Gleichung L'/L = 1 + G/G erfüllt ist, wenn L'der Teil der Arme zwischen den Angriffspunkten der Hebel und der Mitte der Fliehkörper, G das Gewicht eines Fliehkörpers und G'das Gewicht des Rades bedeuten. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können Hebel, Arme und Ring aus einem Teil aus Kunststoff bestehen, wodurch sich Fertigung und Aufbau des gesamten Antriebs erheblich vereinfachen.On the basis of such an arrangement, the object of the invention is to be found based on specifying a drive whose gear force-dependent gear is independent from gravity remains. This object is achieved according to the invention by that the centrifugal body of the centrifugal force adjusting device is articulated with the arms connected by the motor shaft driven wheel of the variable transmission, that to attack the Armon Kebel, which both with the arm as are also linked to a Pdng attached to the motor shaft that the They have the same length L as the part of the arms between the points of application the lever and the bearing points of the horns on the wheel, and that the equation L '/ L = 1 + G / G is fulfilled when L'the part of the arms between the points of application of the Lever and the center of the centrifugal body, G the weight of a centrifugal body and G'das Mean weight of the wheel. According to an advantageous embodiment of the invention Lever, arms and ring can be made from one piece of plastic, creating a Significantly simplify the manufacture and construction of the entire drive.

Weitere Vorteiledes Erfindungsgegenstandes gehen aus der folgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele hervor.Further advantages of the subject invention are evident from the following Description of the embodiments shown in the drawings.

Die Fig. 1 und 2 geben zwei unterschiedliche Ausführungen des Ant-riebs nach der Erfindung wieder.FIGS. 1 and 2 show two different versions of the drive after the invention again.

Die Welle des in Fig. 1 der Einfachheit halber nicht dargestellten Motors ist mit 1 bezeichnet und trägt den fest mit ihr verbundenen Ring 2. An dem Ring 2 sind beidseitig der Welle 1 die Hebel 3 und 4 gelenkig gelagert, welche andererseits an den Armen 5 bzw. 6 gelenkig angreifen. Diese Arme tragen an einem Ende die Fliekörper 7 bzw. 8 und sind mit den anderen Enden gelenkig an dem eine kegelstumpfformige Kontur aufweisenden Rad 9 befestigt. Zwischen dem Ring 2 und dem Rad 9 ist eine Druckfeder 10 angeordnet, welche das Rad o in seiner Endlage holt. Das Rad 9 wird also über den dargestellten und beschriebenen Mechanismus vom Motor über die Welle 1 angetrieben.The shaft of the not shown in Fig. 1 for the sake of simplicity Motor is denoted by 1 and carries the ring 2 firmly attached to it Ring 2, the levers 3 and 4 are articulated on both sides of the shaft 1, which on the other hand attack the arms 5 and 6 in an articulated manner. These arms carry the fly bodies at one end 7 and 8 and are articulated with the other ends on the one truncated cone contour having wheel 9 attached. Between the ring 2 and the wheel 9 is a compression spring 10 arranged, which brings the wheel o in its end position. The wheel 9 is so over the mechanism shown and described is driven by the motor via the shaft 1.

Die Feder 10 übt nun auf das Rad 9 eine Axialkraft F aus, die dem Einfluß der auf die Fliehkörper 7 und 8 wirkenden Zentrifugalkräfte TZ entgegengerichtet ist. Neben den Zentrifugalkräften Z und der Fedrkraft F wirken die Gewichte G der Flichkörper 7 und 8 sowie das Gewicht G'des @ades 9 auf das System ein. Die Gewichte G und G'sollen jedoch auf die Federkraft F und damit auf die Getriebeübersetzun ohne Einfluß bleiben.The spring 10 now exerts an axial force F on the wheel 9, which the Influence of the centrifugal forces TZ acting on the centrifugal bodies 7 and 8 in the opposite direction is. In addition to the centrifugal forces Z and the spring force F, the weights G act Flichkörper 7 and 8 as well as the weight G'des @ades 9 on the system. The weights However, G and G 'are supposed to act on the spring force F and thus on the gear ratio remain without influence.

Nach dem Prinzip der virtuellen Verrückungen können die Übersetzungen der Radialkräfte R bzw. der Axialkräfte A, die an einem der Fliehkörper 7 oder 8 angreifen, auf die Federkraft bestimmt werden.According to the principle of virtual displacements, the translations the radial forces R or the axial forces A, which act on one of the centrifugal bodies 7 or 8 attack, to be determined on the spring force.

Wenn α der spitze Winkel ist, welchen die Arme 5 und G mit der Richtung der Welle 1 einschließen, dem ergeben sich für die Federkraft die beiden folgenden GleicIiungen: Die gesamte Federkraft F wird dann unter Einbeziehung aller Kräfte einschließlich der Gewichte gerß Fig. 1 F = R#Fr + A#Fa + G'a oder durch insetzen der radialen und axialen Kräfte nach Fi. 1: Während der erste Ausdruck dieser Gleichung die gewünschte Abhängigkeit der Federkraft F von der Zentrifugalkraft Z der beiden Fliehkörper angibt, stellen die zwei folgenden Glieder die Störungen dar, die infolge der Schwerkraft auftreten. Durch Nullsetzen der Summe der Störglieder ergibt sich ein Dimensionierungshinweis für das fliehkraftabhängige Getriebene: L'/L = 1 + G'/G.If α is the acute angle which the arms 5 and G enclose with the direction of the shaft 1, the following two equations result for the spring force: The total spring force F is then including all forces including the weights gerß Fig. 1 F = R # Fr + A # Fa + G'a or by inserting the radial and axial forces according to Fi. 1: While the first expression of this equation indicates the desired dependence of the spring force F on the centrifugal force Z of the two centrifugal bodies, the two following terms represent the disturbances that occur as a result of gravity. By setting the sum of the interfering elements to zero, there is a dimensioning note for the centrifugal force-dependent gear unit: L '/ L = 1 + G' / G.

Bei Einhaltung dieser bedingung bleibt die Übersetzung des Getriebes voil der Schwerkraft unbeeinflußt.If this condition is met, the gear ratio remains the same voil unaffected by gravity.

ei dem Ausführungsbeispiel nach ig. 2 sind gleiche Teile wie in Fig. 1 mit der gleichen Bezeichnung versehen. Das Hebelsystem bestehend aus Ring 2, I;ebeln 3 und 4, Armen 5 und 6 sowie den Zusatzring 11, ist hier aus einem Teil hergestellt. Als Material für dieses Teil eignet sich besonders ein thermoplastischer Kunststoff. Das Teil kann dann in einem einfachen Arbeitsgan als Spritzteil angefertigt werden. Meben der einfachen und billigen Herstellung des Hebelsystems ergibt sich draüberhinaus auch eine äußerst einfache j:ont&ge auf der Welle des Motors. Es erübrigt sich auc die Anfertigung von Scharnieren zur gelenkigen Lagerung von Hebeln und Armen, da die Scharniere im Kunststoffteil gleich mit enthalten sind. Wegen der Temperaturabhängigkeit des Kunststoffes ist es jedoch notwendig, die Scharniermomente klein gegenüber der Einfluß der Feder 10 zu halten.ei the embodiment according to ig. 2 are the same parts as in Fig. 1 given the same name. The lever system consists of ring 2, I; ebeln 3 and 4, arms 5 and 6 and the additional ring 11 is made here from one part. A thermoplastic synthetic material is particularly suitable as the material for this part. The part can then be manufactured as an injection-molded part in a simple operation. Meben the simple and cheap production of the lever system also results also an extremely simple j: ont & ge on the shaft of the motor. There is no need also the production of hinges for the articulation of levers and arms, because the hinges are included in the plastic part. Because of the temperature dependence of the plastic, however, it is necessary to keep the hinge moments small compared to the Influence of the spring 10 too keep.

In Fig. 2 ist der Motor mit eingezeichnet und mit 12 bezeichnet. Er ist an der Stelle 13 drehbar gelagert und wird unter der Wirkung der Peder 14 in Richtung des Pfeiles 15 gezogen. Das Rad 9 des Getriebes besteht aus einem beliebigen Metall und ist auf den Zusatzring 11 des Hebelsystems aufgesetzt. Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung erhält das Rad 9 eine vorherbestimmte Kontur. An dieser besonders geformten Umfangsfläche des Rades 9 greift das als'Schwungmasse ausgebildete Rad 16 an; welches auf der Welle 17 befestigt ist.In FIG. 2, the motor is also drawn in and denoted by 12. He is rotatably mounted at the point 13 and is under the action of the peder 14 in Pulled in the direction of arrow 15. The gear 9 of the transmission consists of any one Metal and is placed on the additional ring 11 of the lever system. According to another According to the invention, the wheel 9 is given a predetermined contour. Especially about this one The shaped peripheral surface of the wheel 9 engages the wheel designed as a flywheel 16 on; which is attached to the shaft 17.

Die genaue Kontur des Rades 9 wird wie folgt angefertigt: Anstelle der Schwungmasse 16 wird eine Schleifscheibe an das Rad 9 angesetzt, wobei die Anstellung der Schleifscheibe zur Erzielung der genauen Ubersetzung für das Getriebe entsprechend der Motordrehzahl - also drehzahlabhängig -zu erfolgen hat. Die jeweilige axiale Stellung des Rades 9 während des Schleifvorgangs wird von der Fliehkraft-Verstelleinrichtung-selbst vorgenommen. Durch eine derartige Erstellung der Kontur des Rades 9 am fertigen Motor mit schon montierter Bliehkraft-Verstelleinrichtung, werden gleichzeitig alle Toleranzen im übertragungsweg zwischen Motorwelle und Getriebewelle weitgehend ausgeglichen.The exact contour of the wheel 9 is made as follows: Instead the flywheel 16, a grinding wheel is attached to the wheel 9, the employment the grinding wheel to achieve the exact translation for the gearbox accordingly the engine speed - i.e. depending on the speed - has to take place. The respective axial The position of the wheel 9 during the grinding process is determined by the centrifugal adjustment device itself performed. By creating the contour of the wheel 9 in this way, the finished Motor with already mounted balance force adjustment device are all at the same time Tolerances in the transmission path between the motor shaft and gear shaft are largely compensated.

Die Reibung des Rades 9 auf der rotorwelle 1 behindert die exakte Einstellung der gewünschten Übersetzung nicht, da der konstante tangentiale Gleitvorgang des Rades auf der Motorwelle infolge des t£aßerspiels beriicksichtigt werden kann. Das Rad 9 wird über das Hebelsystems mit der Motordrehzahl angetrieben und liegt wegen der Kraftwirkung der Feder 14 bzw. der Schwungmasse 16 linienförmig an der Motorwelle an. Die Gleitgeschwindigkeit wird durch die Drehzahl des tiotors und die Differenz von Rad-Innenbohrung und Wellenaußensdurchmesser bestimmt. Dieser Gleitvorgang verläuft in tangentialer I'ichtung, so daß sich die dem Gleitvorgang entgegengerichtete Reibung in axialer Richtungnicht störend bemerkbar macht.The friction of the wheel 9 on the rotor shaft 1 hinders the exact Setting the desired translation is not possible because of the constant tangential sliding process of the wheel on the motor shaft due to the backlash can. The wheel 9 is driven via the lever system with the engine speed and lies because of the force of the spring 14 and the flywheel 16 linearly on the Motor shaft on. The sliding speed is determined by the speed of the tiotors and the difference between the inner wheel bore and the outer shaft diameter is determined. This The sliding process runs in a tangential direction, so that the sliding process opposing friction in the axial direction is not noticeable in a disturbing manner.

Der Einbau des Motors nach der Erfindung muß So erfolgen, daß die Schwerkraft die anfangs eingestellte richtige des des Rades 9 zur Schwungmasse nicht verändern kann. Di,eses kann dadurch erreicht werden, daß alle Verbindungen kraftschlüssig gemacht werden Die Welle des Motors kann dann beispielsweise durch axialen magnetischen Zug in einer stets definierten Lage gehalten werden.The installation of the engine according to the invention must be done so that the Gravity is not the initially set correct value of the wheel 9 for the flywheel can change. This can be achieved in that all connections are non-positive The shaft of the motor can then be made for example by axial magnetic Train can be kept in an always defined position.

Claims

Patent to claims

1. Drive by means of a battery-powered direct current miniature motor, the connected to the battery without the interposition of a control contact and with a variable transmission is connected, the translation of which by one of the speed control serving, arranged on the motor shaft centrifugal adjustment device adjustable is, characterized in that the centrifugal body (7, 8) of the centrifugal force adjusting device Articulated via arms (5, 6) with the wheel (9) driven by the motor shaft (1) of the variable transmission are connected so that: on the arms (5,6) levers (3,4) attack which both with the arms (5,6) and with one on the motor shaft (1) bofastened ring (2) are articulated that the levers (3, 4) are the same Like the part of the arms between the points of application of the IIebei and the bearing points of the arms on the wheel (9), and that the equation L '/ L = 1 + G / G is satisfied is, if I, 'the part of the arms between the points of application of the levers and the center the centrifugal body, G is the weight of a centrifugal body and G 'is the weight of the wheel.

2. Drive according to claim 1, characterized in that the lever (3, 4), Arms (5,6) and ring (2) together with an additional ring (11) as a coherent one Injection molded part are made from thermoplastic plastic.

3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that the Contour of the peripheral surface of the wheel (9) a special, a constant speed the gear shaft (17) has a corresponding shape.

4. Drive according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the contour of the wheel (9) when the centrifugal adjustment device is fully assembled is created by means of a grinding process.

L e r s e i t e