DE2413272B2 - Elektromechanischer drehzahlwechsler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromechani-

sehen Drehzahlwechsler für Geräte, die mit mindestens zwei unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden, mit einem ersten Elektromotor für den direkten Antrieb mit hoher Drehzahl und einem zweiten Elektromotor als indirekter Antrieb mit niedriger Drehzahl sowie

einer Einrichtung zur Abkupplung des zweiten Motors vom ersten Motor während des Betriebes mit hoher Drehzahl.

Die Erfindung ist vorzugsweise, aber nicht einschränkend für elektromusikaiische Anwendungsgebiete vorgesehen, um Vibrations- oder pulsierende Effekte, beispielsweise einen Schallvibrations-Effekt zu erhalten. Ein jolcher Effekt läßt sich durch die Rotation von Lautsprechern oder von Flügelrädern vor Lautsprechern erzielen, die den Schall auffangen und ablenken.

ij Um einen unterschiedlichen Effekt zu erzeugen, ist es dabei enorderlich. die Rotationsgeschwindigkeit der Lautsprecher oder Flügelräder zu ändern.

Bei einer hier zu dienenden bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (GB-PS 12 96 674) sind

hierzu zwei Elektromotoren vorgesehen, wobei der ersve als direkter Antrieb Flügelräder mit hoher Drehzahl antreibt, während der zweite die Flügelräder indrekt mit niedriger Drehzahl antreibt, wobei eine Freilaufeinrichtung den zweiten Motor vom ersten Motor löst, wenn der Antrieb mit hoher Drehzahl erfolgt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik, hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Kupplung mit selbsttätigem Abnutzungsausgleich zu schaffen. Dies

wird erfindungsgemäß erreicht durch ein Treibrad, das mit der Welle des ersten Motors verbunden ist und ein Reibrad, das frei drehbar auf einem beweglichen Ii äger zwischen einer ausgerückten Stellung, entfernt von dem Treibrad, und einer Arbeitsstellung in der es sowohl an dem Treibrad als auch an der Welle des zweiten Motors anliegt, bewegbar ist, wobei Steuereinrichtungen mit einem Elektromagneten und Rückholfedern vorgesehen sind, die auf den beweglichen Träger des Reibrades einwirken, und dieses in eine der genannten zwei Stellungen bewegen.

Die erfindungsgemäße Anordnung eines als Zwischenrad wirkenden ausrückbaren Reibrades ermöglicht einen selbsttätigen Abnutzungsausgleich, wodurch die Konstanz der Drehzahlen auch bei fortschreitender Abnutzung erhalten bleibt, was insbesondere bei elektroakustischen Anwendungen der Erfindung bedeutsam ist, weil hier bereits verhätltnismäßig geringfügige Abweichungen von der vorgesehenen Drehzahl hörbar in Erscheinung treten.

Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Reibradkupplung ein Abbremsen des ersten Motors mittels des anlaufenden zweiten Motors und somit einen schnelleren Wechsel von der höheren zur niederen Drehzahl, als bei einer Freilaufkupplung der Motoren möglich wäre.

Reibradkupplungen zwischen mit unterschiedlicher Drehzahl laufenden Elektromotoren sind zwar grundsätzlich bekannt (DT-AS 10 29 918), doch handelt es sich

hier um ein der Erfindung, die sich auf die Erzielung unterschiedlicher aber konstant vorgegebener Drehzahlen bezieht, fernliegendes Gebiet, ngmlich eine Einrichtung zur stetigen Veränderung der Drehzahl einer Abtriebswelle in einem verschiedene Drehrichtungen umfassenden Bereich. Ein Ausrücken des Reibrades zur Abkupplung eines der Antriebsmotoren ist d^bei nicht vorgesehen.

Wenn auch die Erfindung in erster Linie für elektromusikalische Anwendungsgebiete vorgesehen ist, so kann sie selbstverständlich auch für andere eingesetzt werden, wie z.B. die Steuerung von Plattenspielern, veränderlichen Kondensatoren, Lichtimpulsen od. dgL

Verschiedene Ausführungen eines elektromechanisehen Drehzahlwechslers gemäß der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und anhand dieser nachfolgend beschrieben. Es stellt dar

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehzahlwechslers,

F i g. 2 eine Vorderansicht des Drehzahlwechsler:, der Fig. 1.

F i g. 3 eine Aufsicht auf den Drehzahlwechsler der Fig. 1.

Fig.4 ein Schaltbild der Steuerung des Drehzahl-Wechslers gemäß der Erfindung,

F i g. 5 eine Teilaufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehzahlwechslers und

Fig.6 eine Vorderansicht entlang der Linie 6-6 der F i g. 5.

Zunächst soll unter Bezugnahme auf die F i g. 1 bis 3 eine erste Ausführungsform eines elektromechanischen Drehzahlwechslers gemäß der Erfindung beschrieben werden.

Aus den Zeichnungen geht hervor, daß mit 1 eine Grundplatte, beispielsweise eine Metallplatte, bezeichnet ist, an der ein erster Elektromotor 2 und ein zweiter Elektromotor 3 angebracht sind. Diese Elektromotoren 2,3 sind mit der Platte 1 durch Schrauben 4 bzw. 5 oder andere gleichwirkende Mittel verbunden.

Ein Treibrad 7 ist auf der Welle 6 des Elektromotors 2 aufgekeilt und hat auf der Oberfläche eine mit einer oder mehreren Nuten versehene Riemenscheibe 8, die mittels eines Treibriemens (nicht dargestellt) oder einer anderen entsprechenden Antriebseinrichtung mit dem umlaufenden Teil der anzutreibenden Einrichtung, z. B. dem Flügelrad zur Schallaufnahme und Verteilung in einem Schwingungsgenerator, verbunden ist.

Im Gegensatz zum Motor 2 ist die Welle 9 des Elektromotors 3 weder mit Riemenscheibe.! noch mit Treibrädern versehen und ragt in einer vorbestimmten Länge nach oben über die Grundplatte 1 hinaus.

Wie aus F i g. 3 ersichtlich, ist zwischen dem Treibrad 7 des Motors 2 und der Welle 9 des Eleki romotors 3 ein Reib- oder Planetenrad 10 vorgesehen, dessen Umfang mit einem Reibmaterial 11, wie Gummi od. dgl., überzogen ist

Das Reibrad 10 ist frei drehbar auf einem beweglichen Träger angebracht, der nachfolgend beschrieben wird, und kann dadurch zwischen zwei Endstellungen bewegt werden und insbesondere zwischen einer Arbeitsstellung, die in F i g. 3 dargestellt ist, wobei das Reibrad 10, 11 direkt an der Welle 9 des Elektromotrs 3 und an dem Treibrad 7 des Elektromotors 2 anliegt und damit den Elektromotor 2 indirekt mit Hilfe des Elektromotors 3 antreibt, wobei in diesem Falle der Elektromotor 2 abgeschaltet ist (F i g. 4) und einer zweiten oder ausgerückten Stellung, in der das

Reibrad 10,11 von dem Treibrad 7 entfernt ist

Im einzelnen ist ersichtlich, daß das Reib- oder Planetenrad 10, 11 frei drehbar von einer Welle 12 gehalten wird, die am Ende eines Schwenkannes 13 angebracht ist dessen anderes Ende bei 14 an einer Halterung 15 angelenkt ist die wiederum bei 16 schwenkbar auf der Grundplatte 1 des Drehzahlwechslers angebracht ist

Wie in den F i g. 2 und 3 der Zeichnung dargestellt ist das freie Ende des Schwenkarmes 13 mit dem Ende einer Rückholfeder 17 verbunden, die zu einem auf der Platte 1 angebrachten Stift oder Vorsprung 18 gespannt ist Diese Feder 17 bewirkt die Bewegung des Reibrades 10, 11 in Richtung der Welle 9 des Motors 3 bzw. des Treibrades 7.

Aus F i g. 3 ist auch ersichtlich, daß die schwenkbare Halterung 15 des Reibrades einen Vorsprung 15' aufweist an dem das Ende eines Hebels 19 anliegt der zwischen seinen Enden bei 20 schwenkbar auf der Grundplatte 1 des Drehzahlwechslers befestigt ist.

Am anderen Ende des Hebels 19 ist ein Elektromagnet 21 vorgesehen und, wie dargestellt, von einem Halter 22, der auf der Grundplatte 1 befestigt ist. gehalten.

Fig. 3 zeigt auch, daß der Hebel 19 unter der Einwirkung einer Rückholfeder 23 steht, die mit einem Ende an dem Hebel und dem anderen Ende an einem Stift oder Vorsprung 24 der Grundplatte 1 befestigt ist. Ein Anschlag 25 ist vorgesehen, um die Bewegung des Hebels 19 an einer vorbestimmten Stelle zu begrenzen.

Die Feder 23, die so konstruiert ist, daß sie eine größere Spannkraft als die Feder 17 hat, wirkt gegenüber dieser in entgegengesetzter Richtung, um das Reibrad 10,11 von dem Treibrad 7 wegzuziehen.

Der elektrische Stromkreis für den Drehzahlwechsler gemäß der Erfindung ist schematisch in Fig. 4 dargestellt. Die Wicklungen der Elektromotoren 2 bzw. 3 sind mit den Bezugszeichen 2' und 3' bezeichnet. Das Bezugszeichen 2V bezeichnet die Wicklung des Elektromagneten 21, wobei die Wicklung 21' über eine Diode 25 mittels einer Hilfswicklung 26 auf dem Elektromotor 3 gespeist wird. Ein Filter 27 ist der Wicklung 21 des Elektromagneten parallelgeschaltet.

Das Bezugszeichen 28 bezeichnet einen Hauptschalter, während mit 29 ein Schalter für die Versorgung der Wicklungen 2 bzw. 3 der Motoren 2,3 bezeichnet ist.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist im wesentlichen folgende: Angenommen das Relais 21 ist stromlos, d.h. der Schalter 29 ist in der in Fig.4 gezeichneten Stellung, in der er die Wicklung 2' des Elektromotors 2 versorgt. Nachdem das Relais 21 stromlos ist, zieht die Feder 23, weil sie stärker ist als die Feder 17, die Halterung 15 des Reibrades 10 nach unten und bewegt das Reibrad 10 von dem Treibrad 7 weg. Der Drehzahlwechsler läuft daher mit seiner höchsten Geschwindigkeit.

Wird der Schalter 29 in seine gegenüber der F i g. 4 andere Stellung bewegt so wi^rd der Elektromotor 3 mit Strom versorgt und der Elektromotor 2 abgeschaltet. Bei dieser Stellung des Schalters 29 und infolge der Stromversorgung der Wicklung 3' des Motors 3 ist auch die Hilfswicklung 26 mit Strom versorgt und damit auch die Wicklung 21' des Relais 21. Bei seiner Erregung zieht das Relais 21 den Metallhebel 19 an, der unter Überwindung der Kraft der Rückholfeder 23 die Halterung 15 des Reibrades 10, 11 freigibt. Die Halterung 15 wird durch die Feder 17 in die in Fig.3 dargestellte Stellung gezogen, wo das Reibrad 10, 11

gleichzeitig an der Welle 9 des Elektromotors 2 und am Treibrad 7 anliegt In dieser Stellung erzeugt der Drehzahlwechsler eine gegenüber der erstgenannten geringere Drehzahl. Auf diese Weise können mit Hilfe des Drehzahlwechslers zwei unterschiedliche Drehzahlen erzeugt werden, während weitere Drehzahlen durch Umlegen des Riemens oder eines anderen Antriebsmittels in den Nuten der Riemenscheibe, die mit der Welle des Drehzahlwechslers fest verbunden ist, erhalten werden können.

Hat man den Schalter 29 wieder in die in Fig.4 dargestellte Stellung gebracht, wird der Motor 3 ab- und der Motor 2 zugeschaltet, wodurch der Drehzahlwechsler wieder seine zuerst beschriebenen Arbeitsbedingungen erhält.

Eine zweite geänderte Ausführung des Drehzahlwechslers gemäß der Erfindung ist in den F i g. 5 und 6 der Zeichnung dargestellt. In diesen Figuren sind die Teile, die im wesentlichen unverändert geblieben sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorausgegangenen Figuren.

Bei der Anordnung gemäß den F i g. 5 und 6 ist das Reib- oder Planetenrad 10, 11 frei drehbar auf dem Schwenkarm 13, der wiederum gelenkig mit einem Schieber 30 verbunden ist, der in Längsrichtung in Führungen 31 verschiebbar ist, die auf der Grundplatte 1 befestigt sind. Der Schieber 30 ist mit einem nach oben gerichteten Zapfen 32 versehen, auf den der Hebel 19 der elektromagnetischen Steuereinrichtung einwirkt, die schon früher (F i g. 1 bis 3) beschrieben und hier zur Vereinfachung der Zeichnung nicht vollständig dargestellt wurde.

Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, ist das Reib- oder Planetenrad 10, 11 am Schwenkarm 13 mittels einer Welle 12, wie früher beschrieben, befestigt. Eine Buchse 33 ist an dem Arm 13 angebracht, so daß dieser und eine Abstandshülse 34 um die Schraube 35, die in den Schieber 30 eingeschraubt ist, geschwenkt werden kann.

Mittels der in den F i g. 5 und 6 gezeigten Einrichtung ist es möglich, zwei verschiedene Werte der sogenannten niedrigen Drehzahlen zu erhalten. Zu diesem Zweck hat das Treibrad 7 einen ersten Abschnitt T mit einem bestimmten Durchmesser und einen zweiten Abschnitt

ίο 7" mit einem geringeren Durchmesser als dem ersten. Daher kann das Reibrad 10, 11, wenn man es axial bewegt und entsprechend in seiner Stellung sichert, entweder den Durchmesser des Abschnittes T oder des Abschnittes 7" berühren und gleichzeitig die Welle 9 des Motors 3. Auf diese Weise werden wahlweise zwei verschiedene Drehzahlen erhalten. Die Fixierung des Reibrades 10, 11 in der ersten oder in der zweiten Stellung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Schraube 35 gelöst und die Abstandshülse 34 sowie die

»ο Buchse 33 des Schwenkarmes des Reibrades abgenommen werden, worauf das ganze wieder so zusammengesetzt wird, daß die Abstandshülse auf die Schraube 35 unterhalb der Buchse 33 aufgeschoben wird.

Der Schwenkarm ist nun in einer höheren Stellung als in Fig.6 dargestellt, wobei das Reibrad 10, 11 am Abschnitt kleineren Durchmessers 7" des Treibrades 7 anliegt.

Es ist offensichtlich, daß die vorstehend beschriebene und in den Zeichnungen dargestellte Anordnung nur

yo nicht einschränkende Beispiele darstellen soll, die verändert werden können. Beispielsweise kann die elektromagnetische Anordnung anstatt indirekt über einen Steuerhebel auch direkt den Schieber des Reibrades betätigen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   * 1. Elektromechanischen Drehzahlwechsler für Geräte, die mit mindestens zwei unterschiedlichen

   ' Drehzahlen angetrieben werden, mit einem ersten Elektromotor für den direkten Antrieb mit hoher Drehzahl und einem zweiten Elektromotor als indirekter Antrieb mit niedriger Drehzahl sowie einer Einrichtung zur Abkupplung des zweiten Motors vom ersten Motor während des Betriebes mit hoher Drehzahl, gekennzeichnet durch ein Treibrad (7), das mit der Welle (6) des ersten Motors verbunden ist, und ein Reibrad (10, 11), das frei drehbar auf einem beweglichen Träger zwischen einer ausgerückten Stellung, entfernt von dem Treibrad [T), und einer Arbeitsstellung, in der es sowohl an dem Treibrad (7) als auch an der Welle (9) des zweiten Motors (3) anliegt bewegbar ist, und durch Steuereinrichtungen mit einem Elektromagneten (21) und Rückholfedern (17, 23), die auf den beweglichen Träger des Reibrades (10, 11) einwirken und dieses in eine der genannten zwei Stellungen bewegen.
2. 2. Drehzahlwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger für das Reibrad (10, 11) eine erste Halterung (15), die um einen festen Punkt (16) drehbar ist, sowie einen Schwenkarm (13) zur Befestigung des Reibrades, der auf der Halterung (15) schwenkbar ist. einschließt.
3. 3. Drehzahlwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger für das Reibrad (10, U) einen Schwenkarm (13) einschließt, der gelenkig auf einem in Längsrichtung in festen Führungen (31) beweglichen Schieber (30) angebracht ist (F i g. 5/6).
4. 4. Drehzahlwechsler nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine erste Feder (17), die auf den Träger des Reibrades (10,11) einwirkt, um dieses in eine seiner Stellungen zu bewegen, sowie einen Hebel (19) enthält, der um einen festen Punkt (20) schwenkbar ist und mit dem beweglichen Träger des Reibrades (10, 11) in und außer Eingriff gebracht werden kann, wobei dieser Hebel (19) unter der Einwirkung einer zweiten Feder (23) steht, die eine größere Spannung aufweist als die erste Feder (17) und in entgegengesetzter Richtung wirksam ist, um das Reibrad (10, 11) in die andere Stellung zu überführen, und wobei der Hebel (20) unter der Einwirkung elektromagnetischer Einrichtungen (21) steht, die der Wirkung der zweiten Feder (3!3) widerstehen und sie überwinden können, um den Hebel (19) von dem Träger des Reibrades zu Lösen.
5. 5. Drehzahlwechsler nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtungen e^;ne erste Feder (17) einschließen, die auf den Träger des Reibrades (10, II) einwirkt, um dieses in eine seiner Stellungen zu bewegen, sowie elektromagnetische Einrichtungen (21) enthalte, die direkt auf den beweglichen Träger des Reibt ades entgegen der Wirkung der Feder (17) einwirken, um das Reibrad in die zweite Stellung zu überführen.
6. 6. Drehzahlwechseier nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibrad (7) einen ersten Abschnitt (7') mit einem ersten Durchmesser und neben dem ersten Abschnitt wenigstens einen zweiten Abschnitt (7") mit einem geringeren Durchmesser aufweist, wobei das Reibrad (10,11) in axialer Richtung verschiebbar und auf der Halterung fixierbar ist, um zur Anlage an dem ersten (70 bzw. dem sweiten Abschnitt (7") des Treibrades [T) zu kommen (F i g. 6).