DE2035027A1 - Burstenanordnung - Google Patents

Burstenanordnung

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DE2035027A1 DE19702035027 DE2035027A DE2035027A1 DE 2035027 A1 DE2035027 A1 DE 2035027A1 DE 19702035027 DE19702035027 DE 19702035027 DE 2035027 A DE2035027 A DE 2035027A DE 2035027 A1 DE2035027 A1 DE 2035027A1
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Description

Bürs tenanordnung
Die Erfindung betrifft einen Drehmomentmotor, der für die Verwendung in einem Servosystem mit Nullabgleich ausgelegt ist, wie es zur Einstellung einer gesteuerten Vorrichtung in Abhängigkeit von einem zügeführten Eingangssignal verwendet wird. Der Motor ist insbesondere zur Einstellung der beweglichen Teile von Anzeigeinstrumenten geeignet, um den Wert einer gemessenen Größe anzuzeigen.
Instrumente, insbesondere die in Luftfahrzeugen verwendeten mit Anzeigevorrichtungen, die einen Zeiger oder ein Band oder einen Streifen aufweisen, benutzen häufig Servosysteme mit Nullabgleich, um den Zeiger des Instrumentes in Abhängigkeit von einem Meßsignal einzustellen, das von einem geeigneten Wandler erhalten wird. Derartige Systeme benutzen einen Servo- oder Drehmomentmotor, um das Instrument in eine Gleichgewichtsstellung zu bringen, welches von einem Abgleichsignal bestimmt wird, das von einem durch den Motor angetriebenen Nachführung3- Potentiometer erhalten wird. Um nun ein ausreichendes Betriebs-
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drehmoment von einem Drehmomentmotor mit angemessenen Kosten, Gewicht und Größe zu erhalten, ist es bisher üblich gewesen, zwischen dem Motor und der ausgangsseitigen Antriebswelle ein Untersetzungsgetriebe zu verwenden. Ein derartiges Getriebe erhöht jedoch nicht nur das Gewicht und die Kosten, sondern es erschwert auch die Stabilisierung des Systems auf Grund der Trägheitseffekte des Getriebes und des Rotors, der notwendigerweise bei einer hohen Drehzahl betrieben wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehmomentmotor für ein Servosystem zu schaffen, der das erforderliche Drehmoment ohne die Verwendung eines Untersetzungsgetriebes entwickelt und trotzdem die Anforderungen für Instrumentenapplikationen hinsichtlich kleiner Grüße, geringen Gewichtes und Stabilität erfüllt. Außerdem soll der Motor keine schnellen Drehmomentänderungen während der Rotation entwickeln, die zur Erzeugung eines instabilen Betriebes des Servosystems neigen.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch einen elektrischen gleichstrombetriebenen Drehmomentmotor mit einer feststehenden Magnetfeldeinrichtung und einem magnetisierten Rotor gelöst. Der Kommutator, der mit dem Nachführungs-Potentiometer und Schleifringen aus einem Stück gebildet ist, ist an dem Rahmen montiert, um mit einer mit der Motorwelle rotierenden Bürstenanordnung in Eingriff zu kommen. Das Motordrehmoment treibt die Ausgangswelle und das Potentiometer in Richtung steigender Skalenwerte an, und eine Vorspannfeder erzeugt für die Welle ein Gegendrehmoment in Richtung fallender Skalenwerte. Es ist eine Kommutator-Doppelbürstenanordnung vorgesehen, welche die Wirkung hat, plötzliche Motordrehmomentänderungen während der Rotation zu verhindern, die dazu neigen, eine Instabilität des Servosystems zu verursachen, in dem der Motor verwendet werden soll. Das entwickelte Motor- ' drehmoment ist ausreichend, um direkt angeschlossene Zeigerund Bandanzeigevorrichtungen anzutreiben, ohne daß ein Unter-
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' ■ - 3 - ■"■ setzungsgetriebe erforderlich ist.
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. "
Fig. 1 ist ein perspektivisches Schnittbild eines die Erfindung verkörpernden Drehmomentmotors.
Fig. 2 zeigt den Aufbau des aus einem Stück gebildeten Nachführungs-Potentiometers, der Schleifringe und des Kommutators.
Fig. 3 zeigt den Aufbau der umlaufenden Bürstenanordnung.
Fig. 4 ist ein Verbindungsdiagramm und zeigt, wie die Bürsten an dem Kommutator, den Schleifringen und dem Potentiometer angreifen.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung des Drehmomentmotors und zeigt, wie dieser mechanisch und elektrisch in einem Servosystem verbunden ist, das zur Einstellung eines Instrumentenzeigers in Abhängigkeit von einem Meßsignal verwendet wird.
Fig.6A, 6b und 6C sind schematische Darstellungen und zeigen, wie die Anordnung aus Kommutator und Doppelbürsten den Strom für die Feldwicklungen während der Rdation der Bürsten schaltet.
Fig. 7 zeigt die Motordrehmoment-Drehwinkelkurven für die Doppelbürste im Vergleich zu der herkömmlichen Bürstenanordnung.
Fig. 8 zeigt, wie der Drehmomentmotor zum Antrieb einer Anzeigevorrichtung mit einem Band oder Streifen verwendet werden kann.
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Der in Fig. 1 dargestellte Drehmomentmotor enthält einen Rahmen 10, der eine zylindrische Peldeinrichtung 11 aus magnetischem Material trägt, die drei im gleichen Abstand angeordnete, radial vorspringende Pole 12, 13 und 14 aufweist. Auf einer Motorwelle 15, die in geeigneten, von dem Rahmen 10 gehalterten Lagern (nicht gezeigt) drehbar ist, ist ein zylindrischer Rotor 16 angebracht, der aus einem Permanentmagnetmaterial hergestellt ist. Um das Gewicht zu verkleinern und das Motordrehmoment zu vergrößern, ist der Rotor vorzugsweise aus einem Magnetmaterial hergestellt, das eine hohe Koerzitivkraft und einen großen Remanentfluß aufweist. Ein derartiges Material, das für diese Applikation als besonders gut geeignet befunden wurde, ist eine Legierung, die aus Aluminium (7 %), Nickel (14,5 %), Kobalt (35 %), Titan (5 %) > Eisen (34 SO und Kupfer (4,5 %) besteht. Eine derartige Legierung wurde von der General Electric Company entwickelt und hat den Namen Alnico 8 erhalten. Der Rotor ist auf einem Durchmesser magnetisiert, so daß auf einer Seite ein Nordpol N und auf der anderen Seite ein Südpol S gebildet wird, wie es in Figur 5 gezeigt ist. Die den Rotor umgebenden Polstücke 12, 13 und 14 tragen Feldwicklungen 17, 18 und 19, die vorzugsweise im Dreieck geschaltet sind, wobei die Verbindungspunkte in noch zu beschreibender Weise mit einem Kommutator verbunden sind.
An einem Ende des Motorrahmens ist eine feststehende Platte mit einer Mittelbohrung 21 angebracht, durch die ein Ende 15a der Motorwelle 15 hindurchragt. Das andere Ende 15b der Motorwelle wird zum Antreib einer gesteuerten Vorrichtung verwendet, die, wie es hier dargestellt ist, ein Zeiger 22 eines Anzeigeinstrumentes mit einer feststehenden Skala 23 sein kann.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, weist die kreisförmige Platte 20 ein mit dieser aus einem Stück hergestelltes Potentiometer-Widerstandselement 24, drei Schleifringe 25, 26 und 27 und einen Kommutator 28 mit drei mit Winkelabstand angeordneten kreisförmigen Segmenten 28a, 28b und 28c auf. Diese verschiedenen Elemente sind in Form radial mit Abstand angeordneter
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und isolierter konzentrischer Ringe ausgebildet, die aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt sind.
Am Ende 15a der Motorwelle ist eine Bürstenplatte 29 befestigt, die aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt und mit einer zentralen Hülse 30 sowie, einer Stellschraube 31 versehen ist, mit deren Hilfe die Bürstenplatte an der Welle befestigt ist. Von der Innenseite der Bürstenplatte ragt eine Reihe von Bürsten vor, die gegen das Potentiometer-Widerstandselement 24, die Schleifringe 25, 26 und 27 und den Kommutator 28 drücken und einen noch zu beschreibenden elektrischen Kontakt herstellen.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, befinden sich an der Innenseite der Bürstenplatte 29 drei im Abstand angeordnete Bürstenanordnungen 32, 33 und 34, die aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt und auf geeignete Weise, wie z. B. durch Vernieten, an der Bürstenplatte befestigt sind. Die Bürstenanordnung 32 weist zwei gebogene Federarme auf, die von der Bürstenanordnung ausgehen und an ihren Außenenden Bürsten und 36 tragen, während die Bürstenanordnungen 33 und 3^ jeweils drei Federarme aufweisen, die Bürsten 37, 38, 39 bzw. 40, 41, 42 tragen. Die Bürsten können aus dünnen Drähten gebildet sein, die an den Federarmen angelötet und angeschweißt sind, und vorzugsweise wird für jede Bürste mehr als ein Draht verwendet, um einen kontinuierlichen elektrischen Kontakt mit den leitenden Ringen auf der Platte 20 zu gewährleisten.
In Fig. 4 ist dargestellt, in welcher Weise die elektrischen Verbindungen über die Bürsten zu den leitfähigen Ringen auf der Platte hergestellt werden. In diesem Diagramm sind die Schleifringe 25, 26 und 27, die Kommutatorsegmente 28a, 28b und 28c und das Potentiometer-Widerstandselement 24 zur leichteren Darstellung als gerade Linien anstatt als Kreise gezeigt. Die drei Potentiometer-Verbindungen werden an den Anschlüssen 43, 44 und 45 hergestellt, so daß die Bürste 35, die gegen das Widerstandselement 24 drückt, und die mit dieser verbundene
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Bürste 36, die gegen den Schleifring 25 drückt, als Schleifer des Potentiometers wirken, der durch die die Bürstenplatte 29 drehende Motorwelle eingestellt wird. Vorzugsweise ist das Widerstandselement 24 für eine unendliche Feinheit (resolution) und eine geringe Reibung aus einem gepreßten, leitenden Kunststoff hergestellt. Ein derartiges Material ist beispielsweise von der New England Instrument Company, Natick, Massachusetts, erhältlich.
Den Anschlüssen 46 und 47 wird ein Gleichstrom zugeführt, der in folgender Weise durch die im Dreieck geschalteten Motorfeldwicklungen 17, 18 und 19 fließt. Von dem Anschluß 46 fließt der Strom über den Schleifring 27', die Bürste 39 und die paarigen Bürsten 37 und 38 zu den Kommutatorsegmenten 28a, 28b und 28c, die, wie dargestellt, mit den Verbindungspunkten zwischen den Feldwicklungen in Verbindung stehen. Der Strom verläßt die Wicklungen und den Kommutator über die paarigen Bürsten 40 und 41, die Bürste 42 und den Schleifring 26, um zu dem anderen Netzanschluß 47 zu fließen.
Wie in Fig. 5 dargestellt ist, sind die Bürsten 37 und 41 sowie die Bürsten 38 und 40 auf dem Kommutator diametral gegenüberliegend angeordnet, wobei der Winkelabstand zwischen den paarigen Bürsten 40, 41 und 37, 38 durch den Winkel θ angegeben ist.
Wenn die Motorwelle und die damit verbundene BurstenanOrdnung rotiert, wird der durch die Motorfeldwicklungen fließende Strom durch die Kommutatorwirkung umgeschaltet, um ein Drehfeld zu erzeugen, dem der magnetisierte Rotor folgt, so daß eine Motorwirkung erzeugt wird.
Die Funktionen der doppelten oder paarigen Bürsten 37, 38 und 40, 41 besteht darin, die Drehmoment-Drehwinkelcharakteristik des Motors zu glätten und steile Drehmoment-Gradienten während der Motordrehung zu vermeiden, die zu einem Zittern, Pendeln
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und Instabilität führen, wenn der Motor in einem geschlossenen Servosystem verwendet wird. Die Art und Weise, in der die Doppelbürstenanordnung den Strom in den im Dreieck geschalteten Motorfeldwicklungen schaltet, ist in den Hg. 6A, 6B und 6C gezeigt, die im folgenden näher beschrieben werden.
In der in Fig. 6A gezeigten Bürstenstellung verbinden die paarigen Bürsten 37 und 3θ die Kommutatorsegmente 28a und 28c derart untereinander, daß die Feldwicklung 19 kurzgeschlossen ist. Die paarigen Bürsten 40, 41 sind beide mit dem Kommutatorsegment 28b in Eingriff, so daß die Feldwicklungen 17 und 18 den vollen Strom und die volle Spannung erhalten. Unter der Annahme, daß die Winkelbreite jedes der drei Kommutatorsegmente infolge der Isolation zwischen den Kommutatorsegmenten etwas kleiner als 120° ist und daß der Winkelabstand zwischen den paarigen Bürsten (Winkel Θ) 50° beträgt, so bleibt dieser Zustand bestehen, bis die Stellung gemäß Fig. 6B erreicht ist. Dies tritt nach einer Drehung der Bürste im Uhrzeigersinn von etwa 30° ein. In dieser Stellung sind die paarigen Bürsten 37 und 38 mit dem Kommutatorsegment 28c in Eingriff und die Bürsten 40 und 41 liegen an dem Kommutatorsegment 28b an. In dieser Stellung erhält die Feldwicklung 18 volle Spannung und vollen Strom, während die Wicklungen 17 und 19 in Reihe geschaltet sind und so nur die halbe Spannung und den halben Strom aufnehmen. Nach einer weiteren Drehung der Bürsten im Uhrzeigersinn von 30° ist die in Fig. 6C gezeigte Stellung erreicht. Hier verbinden die Bürsten 40 und 41 die Segmente 28a und 28b miteinander und beide Bürsten 37 und 38 greifen an dem Segment 28c an. Somit wird die Wicklung 17 kurzgeschlossen und die Wicklungen 18 und 19 erhalten die volle Spannung und den vollen Strom. Es wird daraus deutlich, daß bei einer Drehung der Bürsten jede Feldwicklung der Reihe nach die volle Spannung und vollen Strom, halbe Spannung und halben Strom und im kurzgeschlossenen Zustand keine Spannung und keinen Strom aufnimmt. In dieser Weise wird ein Drehfeld für eine Motorwirkung erzeugt.
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In einer herkömmlichen Bürstenanordnung, in der ein Satz diametral gegenüberliegender Bürsten verwendet wird, ist die Kommutatorsehaltfolge die gleiche wie die oben beschriebene, außer, daß der Zustand, in der eine Wicklung kurzgeschlossen ist und die anderen zwei die volle Spannung und den gesamten Strom aufnehmen, nur während des kurzen Intervalles auftritt, in dem die Bürste über die Isolation zwischen benachbarten Kommutatorsegmenten gleitet. Dabei sei angenommen, daß die Bürste genügend breit ist, um die Isolation zwischen den Kommutatorsegmenten zu überspannen und momentan beide Segmente miteinander zu verbinden. Die Doppelbürste dagegen erstreckt sich wesentlich über den Winkelstellungsbereich der Bürsten hinaus, in dem eine Feldwicklung kurzgeschlossen ist und die anderen zwei die volle Spannung und den gesamten Strom aufnehmen. Dadurch wird die Komponente des Motorfeldes kräftig gestärkt, die das effektive Motordrehmoment erzeugt, da die kurzgeschlossene Feldwicklung nahe der Stellung liegt, in der sie ein entgegengesetzt wirkendes Drehmoment erzeugen würde. Um diesen Effekt möglichst groß zu machen, ist der Winkelabstand der paarigen Bürsten vorzugsweise so gewählt, daß er möglichst groß ist, ohne daß die Gleichstromzufuhr auf einem der Kommutatorsegmente kurzgeschlossen ist. Für den dargestellten Kommutator aus drei Segmenten tritt diese Kurzschlußwirkung dann auf, wenn der Winkelabstand der paarigen Bürsten in die Nähe von 60° kommt. In der Praxis wurden gute Ergebnisse erhalten, wenn der Winkel zwischen den paarigen Bürsten in dem Bereich zwischen 45° und etwas weniger als 60° lag, d. h. 50° - 5°, was von dem Abstand der Kommutatorsegmente und den Herstellungstoleranzen abhängt.
Die Wirkung der Doppelbürstenanordnung hinsichtlich einer Glättung der Drehmoment-Drehwinkelkurve des Motors ist in graphischer Form in Fig. 7 dargestellt. Die Kurve A zeigt die Drehmomentänderung für die Doppelbürste bei einem Winkel von etwa 50°, während die Kurve B die Drehmomentänderung für einen einzigen Bürstensatz zeigt, in.dem die Bürsten in herkömmlicher
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Weise diametral gegenüberliegend auf dem Kommutator angeordnet sind. Es wird deutlich, daß die in Kurve A dargestellten Drehmomentänderungen relativ glatt sind, während die in Kurve B'. dargestellten in Abständen von 60° der Motordrehung steile transiente Schwingungen zeigen. Diese Spitzen treten während des schmalen Winkelbereiches auf, in dem die Kommutatorsegmente durch die zwischen benachbarten Segmenten befindliche Bürste kurzgeschlossen sind. Derartige transiente Spitzen neigen dazu, eine Instabilität und ein Pendeln in dem Servosystem zu erzeugen, insbesondere wenn zwischen dem Motor und der Ausgangswelle kein Untersetzungsgetriebe vorhanden ist und wenn der Motor gegen die Vorspannkraft einer Rückholfeder arbeitet.
Die Doppelbürste weist noch einen zusätzlichen wesentlichen Vorteil auf, da sie das Bürstenfeuer auf ein Minimum herabsetzt, denn sie sorgt für einen zusätzlichen Pfad zur Ableitung des induktiven Stoßes in den Feldwicklungen, der einen graduellen Abfall des induktiven Stromes gestattet.
Fig. 5 zeigt eine Applikation des Drehmomentmotors in einem Servosystem, das zur Einstellung des Zeigers eines Anzeige-. Instrumentes verwendet wird. Für diese Applikation liefert der Drehmomentmotor ein Drehmoment zum Antrieb der Ausgangswelle 15 und des Zeigers 22 im Uhrzeigersinn (steigende Skalenwerte), während eine geeignete, eine Vorspannung liefernde Spiralfeder 48, von der ein Ende an dem Rahmen 10 und das andere Ende an der Welle 15 befestigt ist, ein Gegenmoment liefert, um die Welle 15 im Gegenzeigersinn (fallende Skalenwerte) zu drehen. Eine Gleichstromleistung von einer Quelle wird den Bürstenanschlüssen 46 und 47 über einen Kollektor 50 und einen Emitter 51 eines Regeltransistors 52 zugeführt. Die Vorspannung, die der Basis 53 des Transistors 52 durch einen Operationeverstärker 54 zugeführt wird, steuert den Motorstrom über den Traniistor.
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Eine Eingangsspannung E„ in Form eines Meßsignales, die von einem geeigneten, nicht gezeigten Wandler geliefert wird und beispielsweise ein Maß für eine gemessene Größe, wie z. B. Temperatur, Druck etc. sein kann, wird der Eingangsklemme 55a des Verstärkers 54 zugeführt. Die zwischen dem Schleifer 35 und dem Anschluß 45 des Nachführungs-Potentiometers abfallende Spannung wird der anderen Eingangsklemme 55b des Verstärkers zugeführt. Der Operationsverstärker 54, der einen bekannten Aufbau besitzt, ist dadurch bestimmt, daß er eine Ausgangsspannung von einer Polarität liefert, wenn die der Eingangsklemme 55a zugeführte Spannung diejenige überschreitet, die der anderen Eingangsklemme 55b zugeführt ist, und der eine Ausgangsspannung entgegengesetzter Polarität liefert, wenn die Eingangsspannung an der Eingangsklemme 55b größer ist als die der Eingangsklemme 55a zugeführte Spannung. Die Polaritäten sind so gewählt, daß, wenn das Eingangssignal Es größer ist als dasjenige an dem Nach-■führungs-Potentiometer, der Transistor 52 eingeschaltet ist und einen Strom zum Drehmomentmotor hindurchläßt, so daß dieser die Welle 15 und den Zeiger 22 gegen die Vorspannung der Feder 48 in Richtung steigender Skalenwerte antreibt. Wenn eine Gleichgewichtsstellung erreicht ist, die durch die Ausgangsspannung des Nachführungs-Potentiometers bestimmt ist, sind das Motordrehmoment und das Federdrehmoment ausgeglichen und der Zeiger bleibt an einer bestimmten Stelle stehen, die ein Maß für die gemessene Größe ist, wie es durch die Signalspannung Ε« angegeben ist. Wenn die gemessene Größe kleiner wird als die Spannung E„, wird die Spannung, die an die Eingangsklemme 55b des Verstärkers angelegt ist, größer als die an die Eingangsklemme 55a angelegte, und der Transistor 52 schaltet den Motorstrom aus, so daß die Feder 48 die Welle 15 und den Zeiger 22 in Richtung fallender Skalenwerte drehen kann, bis die Ausgangsspannung des Nachführungs-Potentiometers genügend herabgesetzt ist, um in einer niedrigeren Stellung ein neues Gleichgewicht herzustellen, die vom Wert des Meßsignales Eg· abhängt. Im Falle eines Energiefehlers dreht die Feder 48 den Zeiger 22 im Gegenuhrzeigersinn Über die Nullstellung heraus
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in eine "Aus"-Stellung, so daß zuverlässig angezeigt wird, daß ein Leistungsverlust aufgetreten ist.
Während der Zeit, in der der Transistor vorgespannt ist, um den Motorstrom auszuschalten, ist es wünschenswert, für einen Entladungspfad für die in den Motorfeldwicklungen gespeicherte induktive Energie zu sorgen. Zu diesem Zweck ist eine Diode den Motoreingangsklemmen 46 und 47 parallelgeschaltetjund zwar mit einer derartigen Polarisierung, daß nur eine Gegen-EMK-Spannung durchgelassen wird, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.
Es wurde gefunden,daß ein erfindungsgemäß aufgebauter Gleichst rom- Drehmomentmotor für einen ausschwingenden (nicht pendelnden) Betrieb sargt, wenn er in dem oben beschriebenen Instrumenten-Servo-System verwendet wird. Ein Ausführungsbeispiel, das ein angemessenes Ausgangsdrehmoment, d. h. l6O gern, lieferte, um einen Instrurneηtenzeiger ohne Getriebe anzutreiben, hatte einen Außendurchmesser von 41,3 mm (1,625 Zoll), einen Rotordurchmesser von 15,9 mm (0,625 Zoll), ein Gewicht von 141,75 g (5 ounces) und erforderte einschließlich der Verluste in der Elektronikschaltung eine Eingangsleistung von nur einem Watt.
Die Fig. 8A, B zeigen schematisch Front- und Seitenansichten eines Instrumentes mit einer band- oder streifenförmigen Anzeige, die durch den obenbeschriebenen Drehmomentmotor und das Servosystem angetrieben werden. Eine Instrumentenfrontplatte 57 hat eine rechtwinklige öffnung 58, durch die hindurch ein Anzeigeband 59 sichtbar ist, das eine thermometerartige Anzeige an der Verbindungsstelle der hellen und dunklen Abschnitte des Bandes 60 und 61 liefern soll. Das Band 59 läuft über Führungsrollen 62 und 63 zwischen einer Trommel 68, die durch die Motorwelle 15 angetrieben wird, und einer drehbar angebrachten Aufnahmerolle 69, Bei dieser Anwendung hält eine Spiralfeder 70, die die Rolle 69 für eine Rotation im Gegenuhrzeigersinn vorspannt, wie in Fig. 8B gezeigt ist, in dem Band einen Zug aufrecht und liefert eine Vorspannkraft in
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Richtung fallender Skalenwerte und zwar in ähnlicher Weise wie die in Fig. 5 gezeigte Feder 48. Somit sorgen die Vertikalbewegungen des Bandes für eine Anzeige einer gemessenen Größe in Abhängigkeit von Änderungen in dem Meßsignal E„. Aufgrund seines stabilen Betriebes, der kleinen Größe, des hohen Drehmomentes, des leichten Gewichtes und des geringen Energieverbrauches ist der erfindungsgemäße Drehmomentmotor sehr gut geeignet für den Antrieb von bandartigen Instrumentanzeigen, ohne daß ein Getriebe erforderlich wird, sowie von Zeigern und andersartigen Instrumentenanzeigen und gesteuerten Vorrichtungen.
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Claims (7)

  1. - 13 Ansprüche
    ζΐ7)Drehmomentmotor mit einem auf einer Welle montierten, magnetisierten Rotor, einer an einem Motorrahmen angebrachten Magnetfeldeinrichtung, die um den Motor herum angeordnete Polstücke aufweist, die jeweils eine Feldwicklung tragen, und einem durch das Motorgehäuse gehalterten Kommutator mit zahlreichen mit Winkelabstand angeordneten Kommutatorsegmenten, dadurch gekennzeichnet , daß eine Bürstenanordnung (32, 33, 34) durch die Welle (15) drehbar ist und zwei Bürstenpaare (37, 38; '40, .41) aufweist, die an den Kommutatorsegmenten (28a, 28b, 28c) auf diametral gegenüberliegenden Seiten angreifen, und zwei Leistungsanschlüsse -(46,- 47) an die Bürstenpaare angeschlossen sind, wobei jede Bürste (37, 40) jedes Paares mit einem Winkelabstand zu der anderen paarigen Bürste (38, 41) angeordnet ist, der wesentlich größer als der Winkelabstand zwischen benachbarten Kommutatorsegmenten ist, so daß plötzliche Drehmomentänderungen, die während der Rotation des Rotors durch Kommutator-Schaltvorgänge der Leistungsanschlüsse zu Feldwicklungen (17, 18, 19) hervorgerufen sind, auf ein Minimum herabsetzbar sind.
  2. 2. Drehmomentmotor nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet , daß die Magnetfeldeinrichtung drei Polatücke (12, 13, 14) aufweist, die im Abstand von 120° angeordnet sind, und die Feldwicklungen (17, 18, 19) auf den Polstücken im Dreieck geschaltet sind.
  3. 3. Drehmomentmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Kommutator (28) drei Segmente (28a, 28b, 28c) aufweist, die jeweils eine Winkelbreite von etwas weniger als 120° aufweisen, und die drei Verbindungen zwischen den Feldwicklungen (17* 18, 19) auf entsprechende Weise mit den drei Kommutatorsegmenten ver-
    . bundeη sind.
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  4. 4. Drehmomentmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Winkelabstand (Θ) zwischen den paarigen Bürsten (37, 38; 40, 41) größer als 45° aber kleiner als 60° ist.
  5. 5. Drehmomentmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Winkelabstand (Θ) zwischen den paarigen Bürsten etwa 50° beträgt.
  6. 6. Drehmomentmotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Rahmen (10) eine Platte (29) angebracht ist, die Schleifringe (25, 26, 27), Kommutatorsegmente (28a, 28b, 28c) und ein Potentiometer-Widerstandselement (24) trägt, die in einer Reihe konzentrischer Ringe aus elektrisch leitendem Material angeordnet sind, und daß die Bürstenanordnung (32,
    - 33, 34) auf der Welle (15) montiert ist, mit dieser drehbar ist und zahlreiche Bürsten (35-42) trägt, die an den Schleifringen, den KommutatorSegmenten und dem Potentiometer-Widerstandselement angreifen, so daß ein rotierender elektrischer Kontakt mit diesen herstellbar ist.
  7. 7. Drehmomentmotor nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeldeinrichtung, der Kommutator (28) und das Potentiometer-Widerstandselement (24) von dem Rahmen (10) getragen sind, ein magnetisierter Rotor, eine Bürstenanordnung (32, 33, 34) mit an dem Kommutator angreifenden Bürsten und ein an dem Potentiometer-Widerstandselement (24) angreifender Potentiometerschleifer (35) auf der Welle (15) montiert sind, so daß ein Drehmoment erzeugbar und die Welle in Richtung steigender Skalenwerte bis zu einer Gleichgewichtsstellung drehbar ist, die durch die Stellung des Schleifers (35) auf dem Potentiometer-Widerstandselement (24) bestimmt ist;, und eine Vorspannvorrichtung (48) vorgesehen ist, durch die ein Oegendrehmoment auf die Welle (15) in Richtung fallender Skalenwerte ausübbar ist. ';
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