DE520657C - Antrieb fuer periodisch ihren Drehsinn aendernde Arbeitsmaschinen - Google Patents
Antrieb fuer periodisch ihren Drehsinn aendernde ArbeitsmaschinenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H35/00—Gearings or mechanisms with other special functional features
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H33/00—Gearings based on repeated accumulation and delivery of energy
- F16H33/02—Rotary transmissions with mechanical accumulators, e.g. weights, springs, intermittently-connected flywheels
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H2706/00—Rotary transmissions with mechanical energy accumulation and recovery without means for automatic selfregulation essentially based on spring action or inertia
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Description
Die Erfindung betrifft einen Antrieb für periodische Bewegungsrichtung, insbesondere
ihren Drehsinn ändernde Vorrichtungen, und bezweckt eine Vereinfachung und Verminderung
des Getriebes und einen gegenüber den bekannten Einrichtungen erheblich verringerten
Energiebedarf. Bei derartigen Maschinen treten bekanntlich wesentliche Energieverluste
dadurch auf, daß der hin und her
ίο gehende* bzw. hin und her gedrehte Maschinenteil
beim Beginn jedes Arbeitsganges beschleunigt werden muß und daß am Ende jedes Arbeitsganges, bevor der Bewegungssinn wieder geändert werden kann, die
lebendige Kraft, sei es durch Bremsung, sei es durch eine Geigenkraft, vernichtet werden
muß, so daß die für die Beschleunigung aufgewendete Energie verlorengeht.
Durch die Erfindung wird die kinetische
ao Energie dagegen ausgenutzt, und zwar wird sie in potentielle Energie verwandelt, die bei
Umkehr des Drehsinnes für die Beschleunigungsarbeit wieder nutzbar gemacht wird.
Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zwecke mit dem angetriebenen Teil ein pendelartig aufgehängtes Gewicht so verbunden, daß es für jeden Arbeitsgang eine volle Schwenkbahn von einem Ende zum anderen durchläuft, also bei Arbeitsbeginn bzw. Arbeitsende des angetriebenen Teils jeweils in der Höchststellung ist. Bei Beginn des Arbeitsganges sucht das niedergehende Gewicht also den anzutreibenden Maschinenteil in der gewünschten neuen Bewegungsrichtung mitzunehmen und leistet dabei die Beschleunigungsarbeit oder unterstützt wenigstens die sonst auf die Maschine antreibend wirkende Kraft, beispielsweise einen Elektromotor. Hat das Gewicht seinen tiefsten Stand erreicht, so ist die Maschine in voller Bewegung. Das Gewicht beginnt nunmehr wieder anzusteigen, und die für das Heben der Last erforderliche Arbeit wird zum Teil durch die lebendige Kraft der bewegten Masse und andernteils durch den Motor geliefert. Die bis zum Erreichen der Höchstlage des Gewichtes erforderliche Arbeitsleistung wird als potentielle Energie gespeichert.
Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zwecke mit dem angetriebenen Teil ein pendelartig aufgehängtes Gewicht so verbunden, daß es für jeden Arbeitsgang eine volle Schwenkbahn von einem Ende zum anderen durchläuft, also bei Arbeitsbeginn bzw. Arbeitsende des angetriebenen Teils jeweils in der Höchststellung ist. Bei Beginn des Arbeitsganges sucht das niedergehende Gewicht also den anzutreibenden Maschinenteil in der gewünschten neuen Bewegungsrichtung mitzunehmen und leistet dabei die Beschleunigungsarbeit oder unterstützt wenigstens die sonst auf die Maschine antreibend wirkende Kraft, beispielsweise einen Elektromotor. Hat das Gewicht seinen tiefsten Stand erreicht, so ist die Maschine in voller Bewegung. Das Gewicht beginnt nunmehr wieder anzusteigen, und die für das Heben der Last erforderliche Arbeit wird zum Teil durch die lebendige Kraft der bewegten Masse und andernteils durch den Motor geliefert. Die bis zum Erreichen der Höchstlage des Gewichtes erforderliche Arbeitsleistung wird als potentielle Energie gespeichert.
Als ein besonders zweckmäßiges Anwendungsgebiet sei im folgenden an Hand der
Zeichnungen der Antrieb von Waschmaschinen mit hin und her gehender Waschtrommel behandelt.
Die Trommel derartiger Waschmaschinen soll bekanntlich wechselnd eine Anzahl von Drehungen, z. B. zweieinhalb
Drehungen, im einen Sinne und danach eine entsprechende Zahl von Drehungen im anderen
Sinne ausführen, und zwar erfolgt ein Wechsel der Drehrichtung etwa alle 10 bis 12 Sekunden.
Die Erfindung ist für Maschinen dieser Art von besonderem Vorteil, sei es, daß der Antrieb von Hand erfolgt, sei es, daß er
maschinell, insbesondere durch Elektromotoren, erfolgen soll.
Die Erfindung ist durch die Zeichnung in
einigen Ausführungsbeispielen in der Anwendung auf Waschmaschinen dargestellt, und
zwar ist
Abb. ι eine schematisch gehaltene Seitenansicht einer solchen Maschine mit Handantrieb.
to Abb. 2 deutet an, wie an Stelle des Handantriebes ein Fußantrieb treten kann, und
Abb. 3 zeigt an Stelle des Handantriebes eine einfache Anwendungsmöglichkeit eines
ununterbrochenen elektromotorischen Antriebe.
Abb. 4 zeigt die Steuerung eines normalen
Elektromotors,- beispielsweise eines Gleich-
- strommotors, mit wechselnder Drehrichtung, während
Abb. S die Steuerung eines Einphasenwechselstrommotors
wiedergibt, dessen Anwendung in einfachster Anordnung und Ausführung durch die Erfindung möglich gemacht
wird.
Abb. 6 zeigt eine besondere Ausführung der Waschtrommel.
Bei der Ausführung nach Abb. 1 ist die Welle α der Waschtrommel b durch ein
Ritzel c mit einem verzahnten Segment d gekuppelt, das auf der Achse e gelagert ist und
das durch eine Zugstange/ und Handgriff g hin und her bewegt werden kann. Die Übersetzung
zwischen Segment d und Ritzel c soll so gewählt sein, daß für eine volle Hinundherbewegung
des Segmentes d, beispielsweise zwischen den durch die Radien x, y angedeuteten
Grenzen, die Waschtrommel b zweieinhalb Umdrehungen in dem Bottich h ausführt.
Am Segmente? ist ein einstellbares Belastungsgewicht
i angebracht, dessen Schwerpunkt beim Arbeiten der Maschine durch den
in strichpunktierten Linien zwischen den
Punkten x, y angedeuteten Kreis hin und her geschwenkt wird. Im Ruhezustände hängt
das Gewicht i in der dargestellten Lage unter
der geometrischen Achse der Wellen α und e.
Die Anordnung ist gleichzeitig so getroffen, daß die Einstellklappe V für die Waschtrommel
b dabei sich in der Höchstlage befindet, so daß sie nach öffnen des Deckels h'
des Bottichs h unmittelbar zugänglich ist. Wenn die Maschine im Betrieb ist und das
Gewicht in den angegebenen Grenzen x, y hin und her geschwenkt wird, so wird die durch
die Stange/ übertragene Antriebskraft vom Gewicht i unterstützt, wenn das Gewicht von
der Höchstlage, z. B. von χ aus, in Richtung auf die Tiefstlage schwenkt, so daß das Gewicht beschleunigend auf das Segment und
die Waschtrommel wirkt. Beim Durchlaufen des steigenden Teils der Bahn speichert das
Gewicht dagegen Bewegungsenergie auf und stellt sie für die Rückbewegung wieder zur
Verfügung.
Durch diese Ausgestaltung wird es auch möglich, in der in Abb. 2 angedeuteten Weise
den Antrieb der Trommel durch einen Fußtritt k vornehmen zu lassen, der beispielsweise
unter Vermittlung einer Kurbelscheibe/ auf die Antriebsstange / einwirkt, die im übrigen
genau der Stange / in Abb. 1 entspricht.
Besonders zweckmäßig ist, die Erfindung für den elektromotorischen Antrieb derartiger
Vorrichtungen auszunutzen. Wenn bei elektrischem Antrieb der Antriebsmotor für die
BewegungBumkehr umgesteuert werden, soll,
muß also gleichzeitig verhindert werden, daß die Einschaltung für die entgegengesetzte
Drehrichtung erfolgt, bevor der Motor zum Stillstand gekommen ist. Die Erfüllung der
vorstehenden Bedingung allein ist aber nicht ausreichend für einen wirtschaftlich arbeitenden
elektrischen Antrieb. Würde man beispielsweise einen Drehstrommotor mit Kurzsohlußanker
in dem besonderen Fall des Antriebs einer Waschmaschine in der Minute
fünf- bis sechsmal umsteuern, so würde ein für die normale Arbeitsleistung ausreichender
Motor auch bei richtiger Schaltung sich übermäßig erhitzen, und zwar weil der Kurzschlußmotor
bei direkter Einschaltung bei ruhendem Anker den etwa fünf- bis sechsfachen Strom
aufnimmt, ohne daß das erzeugte Drehmoment der Stromaufnahme annähernd entspricht.
Die hohe Stromaufnahme in rascher Folge führt zu einer starken Erhitzung, und um die
erforderliche Beschleunigung zu leisten, muß außerdem ein übermäßig starker Motor verwendet
werden, wodurch eine beträchtliche Verteuerung eintritt. Bei Verwendung des Erfindungsgedankens wird dieser Nachteil
völlig beseitigt, wenn man das Ausgleichgewicht i so groß wählt, daß es bei seiner
Höchstlage ein genügendes Drehmoment erzeugt, um die Maschine selbst, wenn auch
langsam, in Bewegung zu setzen. Abb. 3 zeigt beispielsweise, wie auch der Antrieb
mittels eines ununterbrochen laufenden, eine Kurbelstange treibenden Elektromotors, welch
letztere die Trommel hin und her bewegt, er- u0
folgen kann. Handelt es sich dagegen beispielsweise um einen Gleichstrommotor nach
Abb. 4, der in der Drehrichtung wechselnd durch Zwischenschaltung eines Reduktionsgetriebes auf die Trommel wirkt, so kann
durch eine vom Gewicht i abhängige Umschaltereinrichtung 0 erzielt werden, daß der
Motor nur für die normale Antriebsleistung ausreichend bemessen zu werden braucht.
Der als Ganzes mit dem Bezugszeichen 0 bezeichnete Schalter besitzt im Beispiel einen
als Kippgesperre ausgebildeten Schaltarm,
der in der einen in ausgezogenen Linien dargestellten Schaltlage den Motor m' für die
Drehung, beispielsweise im Uhrzeigersinne, einschaltet, in der zweiten punktiert angedeuteten
Lage dagegen für die entgegengesetzte Laufrichtung.
Auf der Welle e des Ausgleichgewichtes
ist eine Kurvenscheibe p angebracht, auf der der Schalthebel q mit einer Rolle, q' aufläuft.
ίο Eine Feder r sucht die Rolle stets mit der
Kurvenfläche p in Anlage zu halten.
Wenn die Vorrichtung sich in der dargestellten Lage befindet und die Kurvenscheibe p
bzw. das das Ausgleichgewicht / tragende Segment sich in der Richtung des eingezeichneten
Pfeiles bewegt, so schließt der Schaltarm q mit seinem linken Kontaktstück
q" die von der Plusleitung des Netzes kommende Leitung zu der Bürsten des Motors
und mit seinem rechten Kontaktstück q° die vom Minuspol des Netzes kommende Leitung
zur Bürste s'. Kurz bevor das Gewicht i in seine Höchstlage gelangt ist, gleitet die
Rolle q' bei p' von dem erhöhten Teil der Kurvenscheibe ab, wodurch die Schaltung zu
beiden Zuleitungsfedern s, s' unterbrochen wird. Die lebendige Kraft des Motorankers
und aller umlaufenden Teile wird nunmehr durch das noch weiter ansteigende Gewicht
als potentielle Energie gespeichert. Danach sucht das Gewicht« wieder in die Tiefstlage
zurückzufallen und beschleunigt dadurch seinerseits den Motoranker in der entgegengesetzten
Drehrichtung bei noch nicht geschlossenem Stromkreis. Der Ansatz der Kurvenscheibe p' trifft j etzt gegen die Rolle q'
und schwenkt den Hebel q vollkommen herum, bis die Kontaktstücke q" und q° in die punktierte
Lage gelangen, in welcher sie die Bürste j an die Minusleitung umd die
Bürste s' an die Plusleitung des Netzes schalten. Am Ende der Schwenkung des Ausgleichgewichtes
i wiederholen sich die entsprechenden Vorgänge. Da der Motoranker im Augenblick der Einschaltung schon in dem
neuen Antriebssinne sich dreht, ist seine Stromaufnahme entsprechend geringer, und
es wird übermäßige Erwärmung vermieden; außerdem ist eine kleinere Motortype imstände,
die Arbeit zu leisten, weil die gespeicherte potentielle Energie ihr einen großen
Teil der Beschleunigungsarbeit abnimmt.
Besonders vorteilhaft erweist sich die Erfindung dadurch, daß sie für derartige Maschinen
die Verwendung von Einphasenmotoren ohne komplizierte Hilfsphasenwicklungen gestattet. Ein Einphasenmotor hat bekanntlich
die Eigentümlichkeit, nicht von selbst anzulaufen, dagegen die angefangene Bewegung zu unterstützen, ohne daß besondere
Hilfsvorrichtungen angewendet werden müssen. Wenn im vorliegenden Fall der Motor;«" (iVbb. 5) ein Einphasenmotor mit
Ständerwicklung t ist, so braucht der Kreis dieser Ständerwicklung einige Zeit vor Bewegungsende
des angetriebenen Teils nur unterbrochen und einige Zeit nach Bewegungsbeginn in umgekehrter Richtung wieder eingeschaltet
zu werden. Im Beispiel ist angenommen, daß die Welle e mit dem Ausgleichgewicht
i sich gerade im Uhrzeigerdrehsinn bewegt und daß das Gewicht sich seiner
Höchstlage nähert. Bevor es diese erreicht, gleitet der unter Federwirkung stehende
Arm u eines Schalters ν von der Nockenscheibe w ab und unterbricht die Stromzuleitung
zur Wicklung t, die im Beispiel durch einen Stecker S an die Steckdose eines
Wechselstromnetzes N angeschlossen sein möge. Der Motor und die anderen bewegten
Teile laufen unter Speicherung der potentiellen Energie durch das Gewicht/ aus, wie
vorher beschrieben. Das Gewicht besorgt die Bewegungsumkehr, beschleunigt den Anker
des Einphasenmotors in umgekehrter Riehtung, und wenn er angelaufen ist, schließt die
Scheibe w den Schalter ν von neuem, so daß der Motor m" nunmehr in dem neuen Drehsinne
antreibend wirkt. Nachdem das Gewicht nach der anderen Seite ausgeschwenkt ist, spielen sich dort die entsprechenden Vorgänge
in gleicher Weise ab.
Für das Ingangsetzen der Vorrichtung können beliebig geeignete Hilfsvorrichtungen
Verwendung finden; beispielsweise kann ledig-Hch für den Anlaßvorgang eine mit entsprechend
schwacher Wicklung ausgeführte, die kurze Überlastung aushaltende Hilfsphase H vorgesehen werden, die durch vorübergehenden
Druck auf einen gewöhnlichen Druckknopf D den Motor aus der Ruhelage anzulassen gestattet. Sobald einmal der Anschlag
des Ausgleichgewichtes bis zur Einwirkung auf den Schalter u, ν herbeigeführt
wird, kann der Druckknopfschalter D losgelassen und die Hilfsphase damit endgültig
ausgeschaltet werden. Auch kann man selbstverständlich in hier nicht dargestellter Weise
dafür sorgen, daß die Einschaltung der Hilfsphase bei vorschriftsmäßig arbeitender Vorrichtung
zwangläufig erfolgt.
Um die Einleitung der Bewegungsumkehr für den besonderen Fall der Waschmaschine
besonders scharf einsetzen zu lassen, kann man gemäß Abb. 6 die Waschtrommel b an dem
der Klappe V gegenüberliegenden Boden teil mit einer doppelseitigen Tasche β ausrüsten,
die beim Emporgehen gegen Hubende Wäsche und Wasser mitnimmt und dadurch eine zeitweilige,
das Ausgleichgewicht unterstützende einseitige Belastung erfährt. Diese Anordnung
wird namentlich dann zweckmäßig sein,
wenn man große, nur eine Teildrehung, z. B. um i8oQ, ausführende Trommeln verwendet.
Claims (5)
- Patentansprüche:i. Antrieb für periodisch ihre Bewegungsrichtung, insbesondere ihren Drehsinn, ändernde Arbeitsmaschinen, z. B. Waschmaschinen, gekennzeichnet durch ein pendelartig aufgehängtes Gewicht, das mit dem angetriebenen Maschinenteil so verbunden ist, daß es für jeden von dessen Arbeitsgängen im Endfeld die untereHälfte einer Kreisschwenkung vollführt und dabei am Anfang des Arbeitsganges den Maschinenteil antreibt, am Ende des Arbeitsganges kinetische Energie speichert.
- 2. Antrieb nach Anspruch, ι für Arbeitsmaschinen, deren beweglicher Teil durch einen Elektromotor hin und her gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis für den Motor über einen Schalter hergestellt wird, den das aus seiner Höchstlag'e abwärts gehende Gewicht schließt.
- 3. Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter als Umschalter mit Kippgesperre ausgebildet ist, den das in seine Höchstlage emporgeheiide Gewicht öffnet und den das niedergehende Gewicht in die Einschaltlage für umgekehrte Stromrichtung verstellt.
- 4. Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb durch einen Einphasenmotor erfolgt, dessen vor Erreichen eines Hubendes unterbrochener Feldkreis vom niedergehenden Gewicht geschlossen wird, nachdem der Anker in der neuen Drehrichtung schon läuft.
- 5. Antrieb für Waschmaschinen nach Anspruch 1 und den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß im Waschtrommelboden eine doppelseitige Tasche (J5) gebildet ist, die beim Emporgehen gegen Hubende durch Mitnahme von Wäsche unid Wasser eine das Ausglöidigewicfat unterstützende exzentrische Belastung erfährt, goHierzu r Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEK115421D DE520657C (de) | 1929-06-26 | 1929-06-26 | Antrieb fuer periodisch ihren Drehsinn aendernde Arbeitsmaschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEK115421D DE520657C (de) | 1929-06-26 | 1929-06-26 | Antrieb fuer periodisch ihren Drehsinn aendernde Arbeitsmaschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE520657C true DE520657C (de) | 1931-03-13 |
Family
ID=7243292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEK115421D Expired DE520657C (de) | 1929-06-26 | 1929-06-26 | Antrieb fuer periodisch ihren Drehsinn aendernde Arbeitsmaschinen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE520657C (de) |
-
1929
- 1929-06-26 DE DEK115421D patent/DE520657C/de not_active Expired
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