DE2137620A1

DE2137620A1 - Vorrichtung zum Einstellen einer bestimmten Drehrichtung eines Synchronmotors

Info

Publication number: DE2137620A1
Application number: DE19712137620
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. P Antrag
Original assignee: Crouzet SA
Current assignee: Thales Avionics SAS
Priority date: 1970-07-31
Filing date: 1971-07-28
Publication date: 1972-05-31
Also published as: DE2137620B2; GB1353082A; US3710155A; IT938586B; FR2098985A5; DE2137620C3

Description

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DIPL.-ING. ERICH BOLTE Telefon 0421-342010 DÖ17

PATENTANWÄLTE

Anmelder:
CROUZET

128 avenue de la Republique
Paris / Frankreich.

Priorität wird beansprucht aufgrund Patentanmeldung Frankreich Ho. 70 28 546 vom 31. 7. 1970

Vorrichtung zum einstellen einer bestimmten. Drehrichtung eines Synchronmotors

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen einer bestimmten Drehrichtung eines Synchronmotors, der in bekannter Ueise einen zwischen zwei Flanschen angeordneten Rotor enthält und keine bevorzugte Drehriclitung hat.

Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine eine bestimmte Drehrichtung gewährleistende ruhig arbeitende Vorrichtung, die in Verbindungen mit kleineren Einphasen-Synchronmotoren anwendbar ist, die bei Fehlen einer derartigen Vorrichtung in der Lage sind, in der einen oder anderen Drehrichtung umzulaufen. Die Erfindung bezieht sich dabei insoof.-onciere auf eine Vorrichtung, mit der in einfacher Weise

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die Auswahl einer -bestimmten. Dreh.rich.tung durch Betätigung eines von außen beaufschlagbaren Steuerorganes möglich ist.

Es ist bekannt, daß viele Synchronmotoren keine bevorzugte Drehrichtung haben, so daß es üblich ist, diesen Motoren eine einen Gegenlauf verhindernde Vorrichtung zuzuordnen; dabei ist dann jedoch die Drehrichtung dieser Motoren, ein für allemal festgelegt und kann nicht ohne Demontage des Motors geändert werden.

Es sind bereits ruhig arbeitende, einen Gegenlauf verhindernde Vorrichtungen bekannt, die auf der Klemmwirkung von Kugeln oder Walzen zwischen einem Zylinderkörper und einem eine nicht konzentrische Rampenfläche aufweisenden Körper beruhen, wobei einer dieser Körper am Gehäuse und der andere dieser Körper am Rotor befestigt ist. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in der I¹R-PS 1 149 195 beschrieben; diese Vorrichtung hat jedoch den !lachteil, daß die Drehrichtung des Motors nicht ohne Demontage des Motors verändert werden kann, wobei es weiterhin nachteilig ist, daß eine außerordentlich hohe Herstellungsgenauigkeit für die Einzelteile gefordert wird, und zwar insbesondere eine außerordentlich genaue P Konzentrizität des Zylinderkörpers und des Rotors.

Es sind weiterhin Vorrichtungen zur Verhinderung des Gegenlaufs von Synchronmotoren bekannt, bei denen eine sperrklinkenartige bzw. ratschenartige Anordnung die Drehung in der einen Richtung verhindet, wozu beispielsweise auf die FR-PS'en 1 413 365 und 1 391 124 verwiesen wird. Diese Vorrichtungen sind weniger aufwendig als die nach dem Prinzip der Klemmwirkung arbeitenden oben beschriebenen Vorrichtungen; wenn es sich dabei jedoch um widerstandsfähigere Anordnungen handelt, haben diese den Nachteil, daß die Veränderung der

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Drehrichtung (durch Umwendung eier klinke) nicht ohne Demontage erfolgen kann, wobei es weiterhin nachteilig ict, daß die Klinke kontinuierlich zv/iscrien üv/ei Anschlägen oszilliert, so daß derartige Vorrichtungen unerwünscht laute Geräusche erzeugen,,

Es ist weiterhin bereits eine Drehrichtungsauswählvorrichtimg vorgeschlagen worden, bei der, c-o wie es in der I¹A-l·Ef 1 579 beschrieben ist, ein Or^an, das mit leichter Reibung auf den Rotor rotiert und mit einer elastischen Rückstellfeder versehen ist, ein Umkehrschütz betätigt derart, daß in Abhängigkeit davon, ob der Motor über die eine oder andere Klemme des Umkehrschützes gespeist wird, der lüotor sich in der einen oder anderen Drehrichtung dreht; diese Vorrichtung ist jedoch infolge des Vorhandenseins von elektrischen Plontakten sehr aufwendig und störanfällig und hat beträchtliche Drelxoiomentverluste zur 3¹Olge, da das mit leichter Reibung auf dem Hotor montierte Organ als ausschließlichen Verlust ein i-Ioment übertragen muß, das ausreicht, die elastischen Rückstellfedern zu überwinden und einen Kontakt anzuheben„

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, eine demgegenüber verbesserte, geräuscharm arbeitende Vorrichtung zum Einstellen einer bestimmten Drehrichtung eines Synchronmotors zu schaffen, die billig und einfach in der Herstellung und Konstruktion und sehr robust ist, und bei der die Nachteile der bekannten Vorrichtungen nicht auftreten_o

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgem".ße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse des Rotors ein Exzenter gelagert ist, auf dem ein Schwingarm mit seinen einen

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Ende gelagert ist, dessen anderes Ende einen Zapfen trägt, der in eine in einem der Flansche angebrachte Mut ragt, die einen Anschlag für die Festlegung einer bestimmten Motordrehrichtung enthält.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat diese Nut im wesentlichen die Form eines L und einen im wesentlichen radial gerichteten und einen dazu quer gerichteten Schenkel, wobei der radial gerichtete Schenkel ausreichend lang ist, um F eine Hin- und Herbewegung des Zapfens bei umlaufendem Rotor zu gewährleisten, ohne daß dieser Zapfen gegen das eine oder andere Ende der Hut anschlägt.

Wenn der Motor in der für ihn bestimmten Drehrichtung anläuft, hat der Schwingarm infolge seiner Eigenreibung auf dem Exzenter die Neigung, sich in der Richtung zu verdrehen, in der der Zapfen gegen den dem quer gerichteten Schenkel gegenüberliegenden Rand des radial gerichteten Schenkels der Hut zur Anlage kommt, so daß der Zapfen sich entlang dieses Randes frei hin- und herbewegen kann.

Wenn der Motor im Gegensatz dazu in der falschen,Drehrichtung anläuft, dann gleitet der Zapfen entlang der Kante der radialen Nut, die durch den quer gerichteten Schenkel unterbrochen ist, so daß der Zapfen in diesen quer gerichteten Schenkel eindringt; nach dem Eindringen des Zapfens in diesen quer gerichteten Schenkel wird der Rotor blockiert, so daß er nur wieder in seiner richtigen Drehrichtung anlaufen kann.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einstellen einer bestimmten Drehrichtung eines Synchronmotors zu schaffen, mit der es möglich ist, die Dreh-

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richtung des Motors wahlweise in der einen oder anderen Richtung einzustellen. Zu dem Zweck ragt der Zapfen in eine größere rechteckförmige Nut, die radial gerichtet im feststehenden Plansch des Motors angebracht ist. Die Länge dieser Hut ist ausreichend, um ein freies Hin- und Herbewegen, des Zapfens zu ermöglichen, ohne daß er bei dieser Hin- und Herbewegung gegen das Ende der Nut anschlägt, während die Breite dieser rechteckigen Nut geringfügig größer ist als der doppelte Durchmesser des Zapfens. Bei einer derartigen Anordnung ist weiterhin, ein bewegliches Organ vorgesehen, welches zwei Positionen einzunehmen vermag und in Abhängigkeit von seiner Stellung im Bereich der einen oder der anderen radial gerichteten Kante der Nut ein. Hindernis für die freie Hin-und Herbewegung des Zapfens entlang der einen oder der anderen dieser Kanten bildet. Bei einer derartigen Anordnung kann der Motor nur in der Drehrichtung umlaufen, bei der infolge der Eigenreibung des Schwingarmes auf dem Exzenter der Zapfen gegen die radial gerichtete Kante der Nut zur Anlage gebracht ist, die frei von einem Hindernis ist.

Das bewegliche Organ, das zwei Stellungen einzunehmen vermag, kann eine von Hand oder mittels eines Nockens betätigte Schwinge sein oder der bewegliche, von einem Elektromagneten betätigte Magnetanker oder ein von einem elektrischen Widerstand erwärmbarer Bimetallstreifen.

Pur den Pail einer Steuerung durch einen Elektromagneten besteht eine bevorzugte Lösung darin, diesen Elektromagneten in Reihe mit dem Motor zu speisen und einen Kontakt vorzusehen, der, wenn er geschlossen ist, die Klemmen der Spule kurzschließt, die sich dann außer Betrieb befindet, während bei geöffnetem Kontakt die Spule in Betrieb ist; eine derartige

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Anordnung ermöglicht es, eine Spule mit sehr wenigen Windungen und geringer Impedanz zu "benutzen, was einen außerordentlich geringen Kupferverbrauch zur Folge hat.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsformen in beispielhafter Weise dargestellt sind, näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine teilweise Ansieht eines Axialschnittes des mit ψ der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehenen Motors;

Fig. 2 eine Draufsicht auf ein Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Draufsicht bei in umgekehrter Drehrichtung rotierenden Motor;

Fig. 4 eine der Draufsicht von Fig. 2 entsprechende Draufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine der Draufsicht von Fig. 5 entsprechende Draufsicht bei einer anderen Stellung des Mechanismus;

Fig.6 und 7

den Darstellungen von Fig. 3 entsprechende Draufsichten aufheitere abgewandelte Ausführungsformen der Erfindung, und

Fig. 8 eine Schemadarstellung einer elektrischen Schaltung, die der Vorrichtung gemäß Fig. 7 zugeordnet werden kann.

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In Fig. 1 ist im Schnitt ein. Synchronmotor dargestellt, der in bekannter Weise z\rei Plansche 1 und 2 aus magnetischem Material umfaßt, welche die Pole 1a und 2a tragen, die sich entlang einer Zylinderfläche erstrecken. An der Außenseite dieser Zylinderfläche befindet sich eine Spule 3, während innerhalb dieser Zylinderfläche ein Rotor 4 aus Ferrit-Material angeordnet ist, der mittels eines Füllkernes 6 aus Kunststoff an einer Achse 5 befestigt ist. Eine schwache Feder 7 und ein Zwischenring 8 verhindern das geräuscherzeugende Axialspiel des Rotors. Die Achse 5 ist in Bohrungen der Flansche 1 und 2 geführt. Erfindungsgemäß umfaßt der Synchronmotor einen an den Kern 6 angeformten Exzenter 6a, auf dem ein Schwingarm 9 frei gelagert ist, und einen zylindrischen Zapfen bzw. Kurbelzapfen 10, der am Ende des Schwingarmes 9 angebracht ist und in eine Nut bzv/. einen Schlitz 11 ragt, die bzw, der radial gerichtet im Flansch 1 angebracht ist. Wenn der Motor sich dreht, bewirkt die Eigenreibung zwischen dem Schwingarm 9 und dem Exzenter 6a, daß der Schwingarm sich zu drehen versucht und daß der Zapfen in Kontakt mit einem der Ränder der Hut bzw. des Schlitzes 11 gehalten wird. Die Tatsache, daß der Schwingarm 9 geringfügig dicker ist als der Exzenter 6a, und daß der Zwischenring 8 elastisch gegen den Schwingarm 9 angedrückt wird, verstärkt die Eigenreibung zwischen dem Rotor 6 und dem Schwingarm, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch auch ohne diese Reibungsvergrößerung funktionsfähig ist.

Die Fig. 2 und 3 geben Ansichten des in Fig. 1 dargestellten Motors in der D_raufsieht wieder, wobei aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit nur der Exzenter 6a, die Achse 5, der Schwingarm 9 mit dem Zapfen 10 und der die Nut bzw. den Schlitz 11 enthaltende Teil des Flansches 1 dargestellt sind,

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da diese Teile für das Verständnis der Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausreichen. Haη erkennt, daß die radial gerichtete Wut 11 eine quer.*erichtete .erweiterung 11 ^! aufweist ο Bei der Darstellung von Fi,.;. 2 ist davon ausgegangen, dai8 der Motor in Gegenuhrzeigerrichtung angelassen worden ist, wobei der ■schwingarm S versucht, sich mit dem iiotor 6 und dem exzenter 6a zu drehen; der Zapfen 10 ist dabei in die Erweiterung 11' der lüit eingedrungen, in der er keinen !latz hat sich weiter au verlagern, da er ge_L;en den Vorsprung 11a W anliegt, so da£ der iiotor blockiert ist und nur wieder in die andere Drehrichtung umkehren kann. Im Gegensatz dazu ist in Fig. 3 dargestellt, was sich ereignet, wenn der Hotor in Uhrzeigerrichtung angelassen worden ist; der Zapfen 10 kommt dabei gegen die Kante 11b der Hut 11 zur Anlage und kann sich frei zwischen seinen gestrichelt dargestellten Exxtrempositionen 10' - 10'' hin und her bewegen.

In den Fig. 4 und 5 ist dargestellt, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung gestaltet sein kann, um wahlweise die eine oder andere Drehrichtung des Rotors einzustellen (wobei die bereits in Verbindung mit den Fig. 1, 2 und 3 beschriebenen Elemente t die gleichen Bezugszeichen tragen). Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 4 und 5 hat die Hut bzw. der Schlitz 11 die Form eines radial gerichteten Rechtecks, dessen Breite in wesentlichen doppelt so groß ist wie der Durchmesser des Zapfens 11. üine Schwinge 13, die uin die fest am Flansch 1 angebrachte -uchse 14 verschwenkbar ist, iai ist mit einem abgekröpften Ende 13a versehen, das in die hut 11 ragt, „enn der abgekröpfte Teil 13a sich in der oberen Ecke der Nut 11 befindet (Fig. 4), kenn der Motor nur in Uhrzeigerrichtung umlaufen.

lie η η im Gegensatz dazu der abfekropite Teil 13a in die untere ioJ;e der Nut 11 ra^r"t (Fi;. b), kann der i.otor nur in Ge. on-

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uhrzei<j;errichtung umlaufen.

In ϋ^Λΐ_,. 6 Ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die "bewegliche Schwinge durch einen Muetallstreifen 13' gebildet ist, der an einer Halterung 14' befestigt ist, die ihrerseits fest an dem Flansch an3e0ru.net ist. Je nachdem ob ein elektrischer heisv/iderstand 15 mit Strom gespeist wird oder nicht, befindet sich der in die ilut 11 ragende Abschnitt 13'a des Bimetalls treif ens in der in vollen .Linien oder in der gestrichelt dargestellten Position, so dald der Motor in der einen oder der anderen Drehrichtung umläuft.

Jj¹I ,. 7 gibt eine Ausfuhrungsform wieder, bei der die bewegliche schwinge \3 in der einen Richtung elastisch von einer Feder 16 und in der anderen Richtung von einem Eleictromagneten 17 beaufschlagt wird, wenn die Spule 18 sich unter Spannung befindet.

In Jj¹X..;. 8 ist dargestellt, wie man die Spule des Eleictromagneten 18 in x-teihe mit der ilotorwicklung 19 anschließen kann, wobei die jiηπchlufcsklemmeη kurzgeschlossen werden können, indem ein Kontakt 20 geschlossen wird, um die Spule 18 auiser Spannung zu se tzen.

Diese Lösung gestattet es, eine sehr billige opule 18 mit einer üehr niedrigen impedanz zu verv/enden, wobei außerdem nur sehr weni.; Kupferdraht benötigt wird.

Claims

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PatentansTjrüche

■' Vorrichtung zum Einstel en einer bestimmten Drehrichtung eines Synchromao tores, der in bekannter V/eise einen lyrischen zwei Flanschen angeordneten Rotor enthält und keine bevorzugte Drehrichtung hat, dadurch gekennzeichnet, daß ■uif der Achse (5) des Rotor (4) ein Exzenter (6a) gelagert ist, auf dem ein Schwingarm (9) mit seinem einen Ende gelagert ist, dessen anderes Ende einen Zapfen (10) trägt, der in eine in einem der Flansche angebrachte Hut (11) ragt, die einen Anschlag für die Festlegung einer be- | stimnten Hotordrehrichtung enthält,

2ο Vorrichtung nach Ansprucn I, dadLirch gekennzeichne t, daß die Hut (11) L-förinig-gestaltet ist und einen sich in r idialer Richtung ers treckenden und einen dazu quer gerichteten Schenkel auf v/eist, und daß der radial gerichtete Schenkel so lang ist, daü der exzentrisch gelagert Zapfen (10) in diesem Schenkel unbehindert hin- und herschwingen kann_o

.-)„ Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die iiut (11) die Form eines sich in den Flansch (1) in ^ radialer Richtung erstreckenden Rechteckes hat, und daß eine bewegliche Schwinge (1;; bzw. 13¹) vorgesehen ist, die zwischen zwei Stellungen verschwenkoar ist, um an dem von dem Exzenter (6) entfernt liegenden Ende der Hut (11) die eine oder die andere Ecke dieser rechteckigen Nut auszufüllen, .um in der Hut (11) für den Zapfen (10) des Schwing-'!.riies (9) einen L-furniigen Raum freizulassen, dessen quer gerichteter Schenkel zur Festlegung der yiotordrehrichtung wahlweise entweder in tier einen oder anderen Richtung weist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dab die zwei mögliche Stellungen einnehmende; Sch'./inge (1 >') ein

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durch einen elektrischen Widerstand erwtr'.rmbarer Il metallstreifen ist.

5ο Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die zwei mögliche Stellungen einnehmende "bewegliche Sohwiif (15) der in der einen Schwenkrichtung von einer Feder (16) beaufschlagte bewegliche Anker eines !Elektromagneten (17) ist.

Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dak der Elektromagnet (17) eine Spule (18) geringer Impedanz mit sehr wenigen Kupiererahtwinaun^en aufweist, die in ;-eoohaltet ist mit der l.otorwick] ung (19) > und daß ein Schalter (20) vorgesehen ist, υΐη die iilemrien. der Spule kurzzuschli eßen·

Für den Anmelder: Meissner & Bolte Patentanwälte

Bremen, den 27«7e1971

Anmelder;

CROUZEO?

128 avenue de la Republique
Paris / Frankreich

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