DE2035027A1 - Burstenanordnung - Google Patents
BurstenanordnungInfo
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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)
- - 13 Ansprücheζΐ7)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. 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. 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.009886/02612Ü35027- i4 -
- 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. Drehmomentmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Winkelabstand (Θ) zwischen den paarigen Bürsten etwa 50° beträgt.
- 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. 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. ';009886/0261
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