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Antriebscinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung
mit mindestens zwei unterschiedlichen Drehzahlen, welche aus einem Induktionsmotor
mit daran angebautem Untersetzungsgetriebe zusammengesetzt ist.
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Antriebe solcher Art werden insbesondere für Troimelwaschmaschinen
mit Schleudergang bzw für Waschautomaten benötigt, welche Drehzahl len der Waschtrommel
bei etwa 50 U/min zum Waschen und bei etwa 500 bis 1 000 U/min zum Schleudern erfordern.
Um die Geräte bei größtmöglichem Fassungsvermögen in ihren äußeren Abmessungen möglichst
klein zu halten, besteht die Forderung, den Antrieb auf sehr geringem Raum unterzubringen
und seine Abmessungen ebenfalls möglichst klein zu halten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebseinheit zu
schaffen, bei welcher Möglichkeiten der Drehzahlveränderung sowohl durch ein speziell
für den Jeweiligen Antrieb ausgelegtes Verhältnis der Polumschaltbarkeit des lnduktionsmotors
als auch durch ein an diesen Motor angepaßtes, gegebenenfalls umschaltbares Untersetzungsgetriebe
voll ausgenutzt und zu möglichst optimaler gemeinsamer Wirkung.
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kombiniert sind. Außerdem soll ein gedrungener, raumsparender Aufbau
der gesamten Antriebseinriohtung gegeben sein Dabei muß beriiosichbigt werden, daß
wiederum die Baugröße von Motor und Getriebe vom Polzahl- bzw. Übersetzungsverhältnis
abhängig ist Diese Verhältnisse sind also infolgedessen so aufeinander abzustimmen,
daß die für den vorbestimmten
Zweck am besten geeigneten Drehzahlen
bei kleinstmöglicher Abmessung der Antriebseinrichtung erreicht werden.
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Gemäß der Erfindung wird bei einer Antriebseinrichtung der eingangs
beschriebenen Art vorgeschlagen, daß der Induktionsmotor als Außenläufermotor ausgebildet
ist, dessen Läufer auf einer feststehenden Welle einseitig gelagert ist, daß das
Untersetzungsgetriebe lagerseitig auf der feststehenden Welle des Antriebsmotors
angeordnet ist und von dieser getragen wird und daß der Antrieb des Untersetzungsgetriebes
direkt durch den jeweils entsprechend ausgebildeten Lagerschild des Außenläufers
erfolgt.
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In vorteilhafter Weise ist das Untersetzungsgetriebe der Antriebseinrichtung
beispielsweise als verstell- oder umschaltbarer Riementrieb oder auch als Umlaufräderzahnradgetriebe,
gegebenenfalls ebenfalls mit Drehzahlumchaltmöglichkeit, ausgebildet.
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Besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in
der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 das Schnittbild eines Außenläufermotors mit angebauter
verstellbarer Riemenscheibe, Fig. 2 das Schnittbild eines Außenläufermotors mit
angebauter Fliehkraftkupplung, Fig. 3 das Schnittbild eines Außenläufermotors mit
angebautem Zahnrad-Untersetzungsgetriebe, Fig. 4 das Schnittbild eines Außenläufermotors
mit angebautem Umlaufrädergetriebe und flagnetumschaltkupplung, Fig. 5 das Schnittbild
eines Außenläufermotors mit angebautem Zwischenrädergetriebe und Magnetkupplung
und Fig. 6 das Schnittbild eines Außenläufermotors mit angebautem Umlaufrädergetriebe,
Klemmrollenfreilaufkupplung und Fliehkraftkupplung.
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In der Fig. 1 ist ein Außenläufermotor mit angebauter verstellbarer
Riemenscheibe dargestellt Das Ständerblechpaket 1 trägt die polumschaltbare Wicklung
2 und ist verdrehsicher auf der feststehenden Wels 3 befestigt. Der glockenförmige
Außenläufer 4 ist mittels der Kugellager 5 und 6 einseitig auf der Welle 3 gelagert.
Am Lagersohild
des Außenläufers 4 ist eine Riemenscheibe eines an
sich bekannten Keilriemenverstellgetriebes angeordnet Die Riemenscheibe ist auf
einem Absatz der Welle 3 gelagert und aus Je einer feststehenden sowie einer mittels
Fliehgevichten verschiebbaren Halbscheibe zusammengesetzt. Der Lagerschild des Außenläufers
ist auf der motorabgewandten Seite als Flansch 12 ausgebildet, über welchen die
topfförmig ausgebildete Seite der verschiebbaren Halbscheibe 9 greift und von ihm
mittels Mitnehmer mitgenommen wird Bei schneller Drehzahl des Motors befinden sich
die Fliehgewichte 7 und 8 in der gezeichneten Stellung und die verschiebbare Halbscheibe
9 wird gegen die feststehende Halbscheibe 10 hingedrückt, so daß der Keilriemen
11 am äußeren Umgang der Riemenscheibe läuft. Bei langsamer Drehzahl befinden sich
die Fliehgewichte 7 in Achsnahe, die federnde Gegen riemenscheibe (nicht dargestellt)
bewirkt, daß der Keilriemen 11 gespannt wird und die Halbscheibe 9 zur Lagernabe
des Außenläufers 4 zurückgeschoben wird. Der Keilriemen 11 läuft dann in Achsnähe
der Riemenscheibe. Die für derartige verstellbare Riemenscheiben notwendige, durch
Federwirkung entgegengesetzt verstellbare Gegenriemenscheibe kann direkt auf der
Welle der Waschtrommel oder aber auf einer zusätzlichen Zwischenwelle angeordnet
sein, von welcher dann ein weiterer Riementrieb zur Waschtrommel führt. Die Lagerung
der Halbscheiben 9 und 10 auf der Welle 3 kann mittels Gleit- oder Wälzlagern erfolgen,
wie dies unterschiedlich in der oberen und unteren Bildhälfte dargestellt ist.
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Für einen 2/8-poligen Motor der beschriebenen Art ergeben sich in
vorteilhafter Weise mittels der verstellbaren Riemenscheibe Gesamtübersetzungen
von 1:13,6 (langsam) und 1:2,8 (schnell) Diese Anordnung hat den Vorteil, daß sie
durch Lagerung der verstellbaren Riemenscheibe auf der feststehenden Welle und Anbau
direkt an die Nabe des Außenläufers sehr raumsparend ist. Es besteht weiterhin der
Vorteil, daß die gewählten Polzahl- und Vbersetzungsverhältnisse die für den Wasch-
und Schleudervorgang Jeweils günstigste Drehzahl liefern, ohne daß der Antrieb gegenüber
einem getriebelosen Motor räumlich wesentlich vergrößert werden müßte.
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In der Fig. 2 ist an einem Außenläufermotor der in Fig. 1 beschriebenen
Art eine Fliehkraftkupplung an sich bekannter Art (DT-PS 1 278 980) mit Abtrieb
über zwei Riemenscheiben unterschiedlichen Durchmessers angebaut. Der Außenläufer
4 ist dabei auf seiner vom Motor abgewandten Seite flanschartig ausgebildet und
dient als Träger für die Lagerzapfen 25 und26, an denen die Fliehgewichte 21 und
22 gelagert sind Mittels dieser Fliehgewichte 21 und 22 wird bei schneller Drehzahl
des Motors die Riemenscheibe 23 eingekuppelt (obere Bildhälfte), während bei langsamer
Drehzahl die Riemenscheibe 24 eingekuppelt ist (untere Bildhälfte). Die Fliehkraftkupplung
und die Riemenscheiben sind auf der feststehenden Welle 3 gelagert, der Antrieb
erfolgt durch den Lagerschild des Außenläufers 4. Diese Anordnung hat den Vorteil
einer raumsparenden Bauweise, zumal der Lagerschild des Außenläufers bereits als
Teil der Kupplung ausgebildet ist.
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In der Fig. 3 ist an einen Außenläufermotor der beschriebenen Art
ein Zahnrad-Untersetzungsgetriebe direkt angebaut. Die Stirnseite der Lagernabe
des Außenläufers 4 dient als Flansch für das Ritzel 61, welches auf der Welle 3
läuft und einstückig mit dem Außenläufer 4 ausgebildet ist. Auf die feststehende
Welle 3 ist der Flansch 63 als Träger der Zwischenzahnräder 64 und 65 mittels des
Keiles 66 verdrehsicher montiert. Als Abtrieb dient der Innenzahnkranz 67, welcher
kegelstumpfförmig in die als Keilriemenscheibe ausgebildete Nabe 60 übergeht. In
die Nabe 60 ist das Gleitlager 68 eingesetzt. Durch den Sprengring 69 wird das Getriebe
zusammengehalten Die das Getriebe bildenden Zahnräder 61, 64, 65 und 67 werden aus
Geräusch- und Preisgründen vorteilhaft als Künststoffspritzteile hergestellt. Die
feststehende Welle 3 dient als Träger für das Umlaufrädergetriebe.
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Durch diese Anordnung entsteht in vorteilhafter Weise ein Untersetzungsgetriebe,
welches infolge der geringen Teilkreisdurchmesser on Ritzel und Innenzahnkranz erheblich
geringere Baugröße besitzt als übliche, an Gehäusemotoren angesetzte Getriebe.
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In der Fig. 4 sind an einen Außenläufermotor der beschriebenen Art
ein Umlaufrädergetriebe und eine umschaltbare Magnetkupplung an sich bekannter Art
(Prospekt der Firma Oonstructions Electriques du Nord de la Belgique, Wespelar/Belgien
vom April 1967) angebaut. Dadurch kann die Riemenscheibe 33 wahlweise direkt mit
dem das topfförmige Getriebegehäuse 31 bildenden verlängerten Lagerschild des Außenläufers
4 oder mit dem Abtrieb des Umlaufrädergetriebes 32 gekuppelt werden. Am Lagerschild
des Außenläufers 4 sind mindestens zwei Achsen 34 befestigt, auf welchen die Umlaufräder
35 gelagert sind.
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Diese stehen gleichzeitig im Eingriff einerseits mit einem auf der
feststehenden Welle 3 fest angebrachten Zahnrad 36 und andererseits mit einem drehbar
auf der Welle 3 gelagerten Zahnrad 37, besitzen also Je 2 Zahnkränze unterschiedlichen
Durchmessers. Am Zahnrad 37 ist die Kupplungsscheibe 38 befestigt, über welche bei
entregtem Magneten 39 die Riemenscheibe 33 mitgenommen wird. Bei erregtem Magneten
39 wird unter Umgehung des Getriebes 32 der Lagerschild des Außenläufers 4 über
das Getriebegehäuse 31 und die Kupplungsscheibe 30 direkt mit der Riemenscheibe
33 gekuppelt. Bei dieser Anordnung sind sowohl das Getriebe als auch die Magnetkupplung
und die Riemenscheibe auf der feststehenden Welle 3 gelagert, welche als tragendes
Bauteil für die gesamte Anordnung dient. Außerdem wird bei dieser Ausführung der
Lagerschild des Außenläufers als Bauteil des Umlaufrädergetriebes verwendet. Dadurch
ergibt sich eine gegenüber einem Gehäuse-Motor mit Innenläufer erheblich verkürzte
Baulänge und der Durchmesser des Getriebes wird klein gehalten.
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In der Fig. 5 ist eine ähnliche Anordnung dargestellt wie in der Fig.
4, jedoch ist hier ein Zwischenrädergetriebe verwendet, mit welchem auf kleinem
Raum ein besonders hohes ttbersetzungsverhältnis erzielt werden kann. Zusätzlich
kann mittels einer Magnetkupplung die Riemenscheibe 50 direkt mit dem Lagerschild
des Außenläufers 4 verbunden werden. An der Stirnseite des Lagerschildes des Außenläufers
4 ist das Ritzel 40 befestigt. Auf der feststehenden Welle 3 ist der Träger 41 für
die Achsen der Zwischenzahnräder 42 und 43 verdrehsicher befestigt, welche mit dem
Ritzel 40 in Eingriff stehen. sts abtrieb dient der Zahnkranz l4, der kegelstumpfförmig
in die als Träger für den Kupplungsbelag 45 ausgebildete Mabe 46 übergeht, die mittels
eines Gleitlagers auf dem Träger 41 gelagert ist. An den Kupplungsbelag 45 wird
bei entregtem Hagneten 42 die rupplungsscheibe 49 durch die ledern 48 angeprellt
flit der Kuppe
lungsscheibe 49 ist die Riemenscheibe 50 verbunden.
Wird der Magnot 47 erregt, zieht er die Kupplungsscheibe 49 in Richtung auf die
Riemenscheibe 50 an und stellt damit über den Kupplungsbelag 51 die direkte Verbindung
zwischen dem Lagerschild des Außenläufers 4 und der Riemenscheibe 50 unter Umgehung
des Getriebes her.
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Die beschriebene Anordnung kann insofern vereinfacht werden, als die
Magnetkupplung weggelassen und die Riemenscheibe 50 direkt mit der Nabe 46 des Zahnkranzes
44 verbunden wird. Auch dabei ist bei zufriedenstellend kleinen Abmessungen des
Getriebes eine ausreichende Untersetzung für die Waschdrehzahl zu erreichen. Drehzahländerungen
können durch Polumschaltung des Motors erzielt werden.
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Auch bei diesen Anordnungen dient der Lagerschild des Außenläufers
als Antrieb und die feststehende Motorwelle als einziger Träger für das Getriebe
und gegebenenfalls auch für die Kupplung. Es entsteht dabei der Vorteil einer kurzen,
gedrungenen Bauweise bei einer Drehzahluntersetzung, welche über derjenigen der
zuvor beschriebenen Getriebe liegt.
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In der Fig. 6 ist schließlich ein Außenläufermotor der beschriebenen
Art dargestellt, welcher vorzugsweise als 2/4-polig umschaltbarer Motor ausgebildet
ist. Die verlängerte feststehende Welle 3 des Motors trägt ein Umlaufrädergetriebe
32, wie es in der Fig. 4 beschrieben ist. Zwischen diesem Getriebe 32 und der Keilriemenscheibe
56 befinden sich eine Fliehkraftkupplung 55 und außerdem eine an sich bekannte Klemmrollen-Freilaufkupplung
57 (VDE-Fachberichte, 25. Jg.
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1968, Seiten 130 - 133, B£d 7). Bei langsamer Drehzahl wird vom Zahnrad
58 des Getriebes 32 das Drehmoment über die in beiden Drehrichtungen wirkende Klemmrollenkupplung
57 auf eine Hohlwelle 59 übertragen, welche mit der Riemenscheibe 56 fest verbunden
und mittels des Wälzlagers 60 auf der Welle 3 gelagert ist Bei schneller Drehzahl
les Motors legen sich die mit Lteibungsbelag versehenen Fliehgewichte der f'lie}dcra£tkupplung
55 an den Innendurchmesser des EI(lllrades 61 an und nehmen damit auch die Hohlwelle
59 und die Riemenscheibe 5@ mit. Durch den Ant@leb ler Hohlwelle 59 und der in der
Welle
verankerten, den Elemmrollenkäg zurückhaltenden in dem Rollenkäfig
gleitenden Friktionsfeder rasten die flenrollen aus und die Klemmrollenkupplung
59 wirkt als Freilauf.
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Auch bei dieser Anordnung dient die Welle 3 als Träger für die gesamte
Getriebe-Kupplungs-Anordnung, deren Antrieb direkt vom Lagerschild des Außenläufers
4 erfolgt. Es wird trotz der relativ aufwendigen Ausgestaltung der Anordnung eine
extrem kurze Baulänge bei geringem Durchmesser erreicht.
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Die beschriebenen Antriebe haben sämtlich den Vorteil, daß als Antriebsmotor
ein extrem einfach aufgebauter Außenläufermotor verwendet wird, welcher aus wenigen,
einfach herstellbaren Bauteilen besteht und dessen tragendes Bauelement die feststehende
Welle ist.
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Diese Welle dient auch in vorteilhafter Weise als tragendes Bauelement
für die angebauten Getriebe, deren einzelne Bauteile leicht montierbar sind, da
sie sämtlich zur Welle zentriert sind und im allgemeinen nur auf diese Welle aufgesteckt
werden. Durch diese Bauweise entstehen räumlich sehr kurze Getriebe geringen Durchmessers,
welche leicht montierbar sind. In vorteilhafter Weise werden diese Getriebe so ausgestaltet,
daß der Lagerschild des Außenläufers bereits als in Teil des Getriebes ausgebildet
ist und direkt den Antrieb übernimmt. Die Antri bsanordnungen gemäß der Erfindung
sind außerdem billig in der Herstellung und lassen sich gut in den engen Gehäusen
von Waschmaschinen unterbingen. Die Befestigung des Antriebs erfolgt in vorteilhafter
Weise an beiden Enden der feststehenden Welle, vorzugsweise über Schwingmetalle
direkt am Gehäuse der anzutreibenden Maschine. Eine einseitige Befestigung ist Jedoch
auch denkbar.
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- Patentansprüche -