DE2263259A1

DE2263259A1 - Elektromotorischer regel- und steuerantrieb

Info

Publication number: DE2263259A1
Application number: DE2263259A
Authority: DE
Inventors: Herbert Palloch
Original assignee: Frankl and Kirchner GmbH and Co KG
Current assignee: Frankl and Kirchner GmbH and Co KG
Priority date: 1972-12-23
Filing date: 1972-12-23
Publication date: 1974-07-04
Also published as: DE2263259C3; FR2211789A1; IT1013570B; US3885175A; DE2263259B2; FR2211789B1; GB1423018A; HK9581A

Description

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DIPL.-PHYS. OR. K. SC5HWE(N2iER· teukanzlei 0911/203727. privat:774500

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KONTO NR. 341164

POSTSCHECKKONTO: NORNBERo 67081

Nürnberg, den 22. Dez. 18/Ka/58

'Elektromotorischer Regel- und Steuerantrieb¹

Die Erfindung betrifft einen elektromotorischen Regel- und Steuerantrieb, bestehend aus einem Motor, einem mit dem Motor zusammengefaßten Kupplungs«- und Bremsteil und einem Steuerteil für Kupplung und Bremse, wobei für den Steuerteil ein Transformator vorgesehen ist. Derartige elektromotorische Antriebe sind allgemein bekannt. Sie werden bevorzugt zum Antrieb von Nähmaschinen für gewerb-Liehe Zwecke eingesetzt.- Hierbei läuft der Motor ständig um, während die Nähmaschine über Kupplung und Bremse abwechselnd oder gleichzeitig mit dem Motor verbunden wird. Über den Steuerten werden Kupplung und Bremse beispielsweise in Abhängigkeit von der Nadelstellung betätigt, um ein Anhalten der Nähmaschine in einer vorgegebenen, beispielsweise einer oberen·Totpunktstellung der Nadel zu gewährleisten. Weiterhin kann ein solcher Steuerteil noch zur Betätigung eines Fadenabschneiders am Ende eines Nähvorganges dienen.

Aufbau und Wirkungsweise von Kupplungs- und Bremsscheibe eines Brems- und Kupplungsteils sind beispielsweise aus der DT-OS 1 625 715 bekannt. Aufbau und Wirkungsweise eines derartigen Steuerteils sind beispielsweise aus der DT-AS 1 291 ol4 oder der DT-OS_-1 513 773 bekannt. Ein Signal

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an den Steuerten abgebender Synchronisator ist beispielsweise aus der DT-OS 1 925 301 bekannt.

Der gesamte Steuerteil wird üblicherweise nit Ausnahme dec ^:>; Synchronisators in einem gesonderten Gehäuse untergebracht, das am Motorgehäuse befestigt wird. Für den gesamten Steuerten ist ein Transformator notwendig, der bisher üblicherweise in diesem Steuerkasten untergebracht ist. Dies erfordert einen beträchtlichen Raumaufwand, der noch dadurch vergrößert wird, daß der Transformator nur durch Abstrahlung und freie Konvektion gekühlt werden kann. Zu große Wärmeentwicklung des Transformators schadet den'temperaturempfindlichen Halbleiterbauelementen, aus"denen der Steuerteil im wesentlichen aufgebaut ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Transformator so auszugestalten und anzuordnen, daß der Raumaufwand verringert wird und die Wärme des Transformators die temperaturempfindlichen Halbleiterbauelemente nicht mehr gefährdet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgernä3 dadurch gelöst, daß der Transformator als Ringkerntransformator ausgebildet und im oder am Motor oder Kupplungs- und Bremsteil koaxial zur Achse des Motors bzw. Kupplungs- und Bremsteils angeordnet ist. Der entscheidende Vorteil liegt darin, daß ein als Ringkerntransformator ausgebildeter Transformator in konstruktiv ohnehin vorhandenen Räumen des Motors oder des Kupplungs- und Bremsteils untergebracht werden kann, daß also der gesamte bisher für einen Manteltransformator im Steuerkasten vorgesehene Raum frei wird. Sine erhebliche Verbesserung liegt noch darin, daß der Ringkerntransformator bei der erfindungsgemäßen Anordnung im Kühlluftweg des Motors oder des Kupplungs- und Bremsteils angeordnet werden kann, so daß keinerlei thermische Probleme mehr auftreten, die auch bisher zu einer gewissen Überdimensionierung des Transformators geführt haben.

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Bei konkreten Ausführungsformen ist der Ringkerntransformator an einem der Lagerschilde des Motors oder des Kupplungs- und Bre'msteils befestigt, wobei zur Befestigung vorhandene Anlageflachen oder höchstens geringfügig angepaßte Anlageflächen· verwendet werden können. Weiterhin ist es möglich, den Ringkerntransformator an einer ein ohnehin vorhandenes Lüfterad des Motors abdeckenden Abdeckhaube anzubringen, wodurch besonders gut gewährleistet ist, daß der Ringkerntransformator im Ansaugweg der Kühlluft liegt. Es reicht aus, wenn der Ringkerntransformator mindestens mit einer Stirnseite und einer inneren oder äußeren Zylinderfläche an entsprechenden Anlageflächen des Motors oder des Brems- und Kupplungsteils befestigt ist. Die Montage läßt sich in besonders einfacher Weise, in der Form durchführen, daß der-Ringkerntransformator mittels Gießharz an diesen Anlageflächen befestigt ist. Die andere Hälfte seiner Oberfläche wird hierbei direkt von der Kühlluft angeströmt. . . '

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Aüsführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Horizontal-Längssehnitt durch einen Motor mit angeflanschtem Kupplungs- und Bremsteil und mit einem Ringkerntransformator in einer Lüfterad -Abdeckhaube,

Fig. 2 einen Motor gemäß Fig. 1 in schematisch dargestellter Seiten-Längs-Ansicht, wobei aufgebrochen ein an einem Lagerschild angebrachter Ringkerntransformator dargestellt ist,

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Pig. j5 einen Motor gemäß Fig. 2, wobei aufgebrochen ein an dem anderen Lagerschild angebrachter Ringkerntransformator dargestellt ist, und

Fig. 4 ein Motor gemäß Fig. 2, wobei aufgebrochen ein am Lagerschild des Kupplungs- und Bremsteils angebrachter Ringkerntransformator dargestellt ist.

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Pig. 1 zeigt einen ständig umlaufenden. As;ynehron-Kurzsehlufiläufermotor 1 mit einem koaxial angeflanschten Kupplungs- und Bremsteil 2. -

Der Motor besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Statorgehäuse 3, an dessen beiden Enden Lagerschi1de 4 und 5 mittels durchgehender Zugankerschrauben 6 angeflanscht sind, in denen eine Welle 7 mittels Kugellagern 8 und 9 gelagert ist. Auf der Welle 7 ist ein Rotorblechpaket 10 koaxial angebracht. Konzentrisch dazu ist im Statorgehäuse eine Statorwicklung 11 und ein Statorblechpaket 12 angeordnet. An der Welle 7 ist im Bereich ihres einen Endes ein Lufterrad 13 angebracht, mittels dessen Kühlluft durch den Motor gedrückt wird. Das Lüfterrad ist durch eine am räumlich zugeordneten Lagerschild 4 angebrachte Abdeckhaube 14. abgedeckt", die mit einem Sieb 15 versehen ist, durch das Kühlluft .angesaugt wird.

An dem dem Lüfterrad 13 entgegengesetzten Ende ist auf der Welle eine Schwungscheibe 16 mittels einer Feder-Nut-Verbindung 17 radial und mittels einer Gewindemutter 18 axial festgelegt. Ein derartiger Motor ist allgemein bekannt.

An den der Schwungscheibe 16 zugeordneten Lagerschild 5 ist der Kupplungs- und Bremsteil 2 koaxial mittels Gewindebolzenverbindung angeflanscht. Das zylindrische äußere Teil 19 dieses Kupplungs- und Bremsteils 2 ist an seinem dem Motor labgewandten Ende einstückig mit einem Lagerschild 20 abgeschlossen. Koaxial zur Welle 7 ist in dem zylindrischen Teil 19 eine Abtriebswelle 21 gelagert, die einerseits über ein Kugellager 22 im Lagerschild 20 und andererseits über ein Kugellager 23 in einer entsprechenden' Lägerbohrung 24 der Schwungscheibe 16 gelagert ist. ■ ■

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An der Innenwandung des zylindrischen Teiles 19 ist konzentrisch um die Schwungscheibe 16 herum eine Spule 25 einer Elektromagnet-Kupplung angeordnet, deren sie auf drei Seiten umgebender Kern 37 am zylindrischen Teil 19 befestigt ist. Die Kupplungsscheibe 26 der Kupplung ist drehfest auf der Abtriebswelle 21 angebracht. Bei Erregung der Spule 25 wird diese aus magnetisierbarem Werkstoff, beispielsweise Eisen, bestehende Kupplungsscheibe 26 über einen Luftspalt 27 zwisdren Kern 37 und Kupplungsscheibe 26 angezogen, wodurch Reibbeläge 28 der Kupplungsscheibe 26 in Eingriff mit der Stirnfläche der Schwungscheibe 16 kommen, so daß die Abtriebswelle 21 an die Motorwelle. 7 gekuppelt wird.

In dem zylindrischen Teil I9 ist weiterhin konzentrisch um die Abtriebswelle 21 und im Abstand von dieser eine Spule 3I einer Elektromagnet-Bremse angeordnet, deren sie auf drei Seiten umgebender Kern y\ am Lagerschild 20 befestigt ist. Die Bremsscheibe 29 der Bremse ist drehfest auf der Abtriebswelle 21 angebracht. Bei Erregung der Spule 31 wird diese ebenfalls aus magnetisierbarem Werkstoff, beispielsweise Eisen bestehende Bremsscheibe 29 über einen Luftspalt 30 zwischen Kern 3^ und Bremsscheibe 29 angezogen, wodurch ringförmige Bremsbeläge 32 und 33 in Eingriff mit entsprechenden Stirnflächen des Kerns 3^ kommen, wodurch eine Abbremsung der Abtriebswelle 21 bewirkt wird. Aufbau und Wirkungsweise von Kußiungs- und Bremsscheibe sind in der DT-OS 1 625 715 dargestellt und beschrieben.

Auf dem herausragenden freien Ende der Abtriebswelle 21 kann eine Riemenscheibe zum Antrieb beispielsweise einer Nähmaschine befestigt sein.

Die Erregung und Aberregung der Kupplungsspule 25 und der

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Bremsspule 31 können über eine Schaltung erfolgen, wie sie beispielsweise in der DT-AS 1 291 014 oder der DT-OS 1 51j5 773 dargestellt und beschrieben sind. Eine derartige Schaltung ist in einem in den Fig. 2 bis 4 angedeuteten,.am Motorgehäuse angebrachten Steuerkasten 35 untergebracht. Derartige Steuerschaltungen werden mit Gleichstrom von niedrigerer Spannung als Netzspannung betrieben und bedürfen daher eines Transformators, der bisher als Manteltransformator ausgebildet und in dem Steuerkasten 35 untergebracht war.

Bei den in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen ist dagegen dieser für die Steuerung notwendige Transformator als Ringkerntransßrmator ausgebildet und am aus Motor

I und Kupplungs- und Bremsteil 2 bestehenden Aggregat angebracht. ■ " .

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist hierzu die Abdeckhaube l4 des Lüfterrades 13 zylindrisch nach außen gezogen und nimmt in diesem ringförmigen Raum einen Ringkerntrans- . formator 36 auf. Der Ringkerntransformator 36 ist mittels eines Gießharzes 39 in der Abdeckhaube 14 befestigt. Der Weg der Kühlluft ist in allen Zeichnungsfiguren mit den Richtungspfeilen 38 gekennzeichnet. Die Kühlluft umströmt zuerst den Ringkerntransformator 36, bevor sie durch axiale Kühlkanäle 42 des Motors 1 dem Statorblechpaket 12 und der Statorwicklung

II zugeführt wird,-und dann durch axiale Kühlkanäle im Kupplungs- und Bremsteil 2 und zugeordnete öffnungen 20' im Lagerschild 20 das Aggregat 1, 2 verläßt.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist der Ringkerntransformator ■36 zwischen entsprechend verlängerten zylinderförmigen Teilen 40, 41 des dem Lüfterrad lj>- zugewandten Lagerschildes 4 untergebracht, und in dieser durch die beiden zylinderför-

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migen Teile 40, 4l gebildeten ringförmigen Ausnehmung mittels Gießharz 39 befestigt. Wenn der äußere zylinderformige Teil 41 fortgelassen wird, dann ist die Umströmung: des Ringkerntransformators 36, durch die vom Lüfterrad 13 geförderte Kühlluft besser als bei Vorhandensein des zylinderförmigen Teiles 41.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist ein gleichermaßen wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen aufgebauter Ringkerntransformator um den zylindrischen Teil 44 des der Schwungscheibe l6 zugewandten Lagerschildes 5 herum angeordnet. Hierzu ist zusätzlich noch am Lagerschild ein den Ringkerntransformator 4j5 außen umgebender zylindrischer Teil 45 angebracht, der zur Verbesserung der Kühlung aber auch fortgelassen werden kann. Auch hier ist der Ringkerntransformator mittels Gießharz 39 am Lagerschild befestigt.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 4 ist schließlieh im Kupplungsund Bremsteil 2, und zwar am Lagerschild 20 dieses Kupplungsund Bremsteils 2, eine durch zwei nach innen vorspringende zylindrische Ringstege 46, 47 gebildete Ausnehmung vorgesehen, in der ein Ringkerntransformator 43 untergebracht ist, wobei auch hier die Befestigung mittels Gießharz 39 erfolgt. Auch hier kann der äußere Ringsteg 47 zur Verbesserung der Kühlung fortgelassen werden, für die konzentrisch um den Ringkerntransformator 43 herum axiale Kühlkanäle 42' vorgesehen sind.

Alle Ringkerntransformatoren 36 bzw. 43 sind koaxial zum Motor 1 bzw. zum Kupplungs- und Bremsteil 2 angeordnet. Alle Ringkerntransformatoren können auch in anderer geeigneter Weise als mit Gießharz 39 befestigt werden.

Bei allen Ausführungsbeispielen sind die Ringkerntransfοrma-

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toren praktisch in konstruktiv solion im Motor 1 bzw. Kupplungs- und Bremsteil 2 -vorhandenen Räumen untergebracht, so daß der erforderliche Raum im Steuerkasten 35 frei wird, was wiederum zu einer erwünschten Verkleinerung des Steuerkastens führt. Weiterhin können alle Ringkerntransformatoren gut gekühlt werden, was im Steuerkasten 35 nur durch entsprechend große Oberflächen und damit entsprechend großen Baumaufwand möglich ist.

Die Zuleitungen für die Ringkerntransformatoren können in nicht dargestellter Welse innerhalb des Motorgehäuses zum Klemmenkasten 48 oder über eine äußere,Leitung zum Klemmenkasten 48 und zum Steuerkasten 35 geführt werden. ' ■ .

- Ansprüche -

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Claims

Ansprüche

Elektromotorischer Regel- und Steuerantrieb, bestehend aus einem Motor, einem mit dem Motor zusammengefaßten Kupplungs- und Bremsteil und einem Steuerteil für Kupplung und Bremse, wobei für den Steuerteil ein Transformator vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator als Ringkerntransformator (36, 43) ausgebildet und im oder am Motor (1) oder Kupplungs- und Bremsteil (2) koaxial zur Achse des Motors bzw. des Kupplungs- und Bremsteils angeordnet ist.
2.) Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkerntransformator (36, 43) im Kühlluftweg (42, 42^r) des Motors (1) oder des Kupplungs- und Bremsteils (2) angeordnet ist.
3.) Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkerntransformator (36, 43) an einem der Lägerschilde (4, 5, 20) des Motors (1) oder des Kupplungs- und Bremsteils (2) befestigt ist.
4.) Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkerntransformator (36) an einer ein Lüfterrad des Motors (l) abdeckenden Abdeckhaube (14) angebracht ist.
5.) Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkerntransformator (36, 43) mindestens mit einer Stirnseite und einer inneren oder äußeren Zylinderfläche an entsprechenden Anlageflächen (40, 4l; 44» 45; 46,47) des Motors (1) oder des Brems- und Kupplungsteils (2) befestigt ist.

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