DE541484C - Fliehkraftvorrichtung zum Abheben der Buersten bei Repulsionsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Elektromotoren und insbesondere Motoren, welche nach dem Repulsionsinduktionssystem arbeiten, wenngleich verschiedene Teile des Mechanismus auch an Motoren anderer Systeme Verwendung" finden können.

Es ist bisher schon in Vorschlag gebracht worden, die Bürsten von dem Kollektor selbsttätig abzuheben, wenn der Motor als Induk-· tionsmotor arbeitet. Beim Ersinnen derartiger Vorrichtungen ist jedenfalls zum größten Teil verabsäumt worden, die Längenänderung der Bürsten infolge Abnutzung zu berücksichtigen. Diese Vorrichtungen erfordern entweder eine außergewöhnlich lange Bewegung der Bürsten, um Bürsten verschiedener Länge zu berücksichtigen, oder die mehr oder weniger häufige Nachstellung der Bürsten.

Ein weiterer Zweck, welcher der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, einen Bürstenr abhebemechanismus zu schaffen, welcher nur eine kurze Bewegung ausführt und derart eingerichtet ist, daß die Bürsten unabhängig von ihrer Länge außer Berührung mit dem KoI-lektor gebracht werden.

Es ist des weiteren eine Zentrifugaleinrichtung ersonnen zum Ingangsetzen des Bürstenabhebemechanismus. Diese Zentrifugaleinrichtung wird mit einer Kurzschlußvorrichtung derart in Verbindung gebracht, daß ein einfacher Mechanismus geschaffen ist, dessen Teile in richtiger Weise rechtzeitig mit Bezug aufeinander in Tätigkeit treten.

Abb. ι der Zeichnung zeigt den Längsschnitt eines nach der Erfindung eingerichteten Motors. Abb. 2 ist die Endansicht dieses Motors, teilweise abgebrochen. Abb. 3 ist die vordere Ansicht des Bürstenabhebemechanismus mit Teilen des Kurzschlußmechanisrnus und der Zentrifugaleinrichtung. Abb. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4, Abb. 5 ein solcher nach der Linie 5-5 und Abb. 6 ein solcher nach der Linie 6-6 der Abb. 3. Abb. 7 ist die vordere Ansicht eines Teiles des Bürstenabhebemechanismus mit abgehobener Bürste. Abb. 8 ist ein Schnitt der Linie 8-8 der Abb. 7, und Abb. 9 ist die Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, teilweise im Schnitt.

Das Gehäuse 1, in dem die Feldwicklungen 2 untergebracht sind, ist an seinen Enden mit Lagern 3 ausgestattet, in welchen die Welle 4 ihre Lagerung findet. Auf der Welle 4 sitzt der Anker S, der an einem Ende den Kollektor 6 besitzt.

Der dargestellte Motor ist nach dem Repulsionsinduktionssystem gebaut und wird als Repulsionsmotor angelassen; wenn er eine gewisse Geschwindigkeit angenommen hat, wird er selbsttätig durch Kurzschließen des KoI-lektors in einen Induktionsmotor umgewandelt. Bei dem vorliegenden Motor besteht die Ktirzschlußeinrichtung aus einer Anzahl von Kurzschlußgewichten 19, die um die Ankerwelle 4 herum angeordnet sind, sich mit dieser mitdrehen und in radialer Richtung infolge der Zentrifugalkraft bewegt werden. Diese Gewichte sind zwischen einer Fläche des Kollektors 6 und einer auf der Welle 4 untergebrachten Haltescheibe 20 in ihrer Lage gehalten. Jedes Gewicht, das nahe seinem inneren Ende einen seitlichen Vorsprung oder eine

Nase 2i besitzt, die gegen die Fläche des Kollektors drückt, kann hier eine Gleitbewegung ausführen, um einen Kurzschluß mit den Lamellen 22 des Kollektors herbeizuführen. Die S Auswärtsbewegung der Gewichte wird durch ein zusammenziehbares Band, beispielsweise eine Schraubenfeder 23, begrenzt, welches um die Enden der Gewichte herumgelegt ist. Die äußeren Enden der Kurzschlußgewichte 19 to sind von dem Kollektor ab nach vorn und nach der Motorwelle hin abgeschrägt, so daß das zusammenziehbare Band eine Keilwirkung zwischen den Enden des Gewichtes und der Halteplatte 20 ausübt und sowohl ein Druck nach innen als auch ein seitlicher Druck auf die Gewichte zur Geltung kommen kann, so daß die Kontaktstücke 21 mit der Fläche des Kollektors in Berührung gebracht werden können. Eine Schraubenfeder als zuao sammenziehbares Band hat zunächst den besonderen Vorteil, daß sich mit den äußeren Enden auch die einzelnen Windungen der Feder trennen, wenn die Kurzschlußgewichte sich unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft radial auswärts bewegen. Es tritt folglich eine verhältnismäßig geringe oder gar keine gleitende Bewegung der Gewichte auf, demzufolge jedem Bestreben eines gewöhnlichen zusammenziehbaren Bandes, die Gewichte umzulegen oder sie zu verschieben, vorgebeugt wird. Des weiteren rollt die Feder auf den schrägen Flächen der Gewichte während deren radialer Bewegung, so daß zwischen diesen Teilen eine Reibung so gut wie ausgeschlossen ist. Die Halteplatte 20 besitzt an der der Feder 23 zunächst liegenden Seite eine Erhöhung 24, welche die Feder etwas umfaßt, wenn sich die Kurzschlußgewichte in ihrer Ruhelage befinden, und der Auswärtsbewegung dieser Gewichte entgegenwirkt, bis die Zentrifugalkraft genügend angestiegen ist, um die Auswärtsbewegung der Gewichte zu vollenden, demzufolge die Gewichte sich alsdann schnell bewegen und gleichzeitig in die Kurzschlußlage übergehen. Die verschiedenen Kurzschlußgewichte sind mit Ansätzen versehen, und zwar an den Kanten, welche der Fläche des Kollektors zunächst liegen. Diese Ansätze werden von einem ringförmigen Anschlag 63 erfaßt, wodurch die Auswärtsbewegung der Gewichte begrenzt wird.

Die Kurzschlußgewichte sind in Gruppen zusammengefaßt, und die Gewichte einer jeden Gruppe sind miteinander durch Bleche verbunden, die paarweise zwischen benachbarten Gewichten angeordnet sind. Die Verbindungsbleche eines jeden Paares sind an ihren inneren Enden mit einander gegenüberliegenden Teilen 26 ausgestattet, welche als Stützen für die zugehörigen Gruppen von Gewichten dienen. Zweckmäßig werden die verschiedenen Gewichte einer jeden Gruppe durch Klammern 27 miteinander verbunden, welche quer über die äußeren Kanten der Gewichte sich erstrecken und mit ihren einwärts gebogenen Enden durch Queröffnungen in den inneren Teilen der Gewichte hineinragen, wodurch die Gewichte an ihren inneren, der Welle zugekehrten Enden gegen Trennen voneinander gesichert werden, während die äußeren Enden der Gewichte ähnlich wie ein Fächer sich ausbreiten können, wenn sich eine Gruppe radial nach außen bewegt Die Verbindungsbleche 25 sind mit Ansätzen oder Vorsprüngen 28 ausgestattet, welche durch Schlitze 29 in der Haltescheibe 20 durchragen, wodurch die Gruppen von Gewichten in radialer Richtung geführt werden. Diese Vorsprünge 28 erstrecken sich über die Haltescheiben 20 hinaus für den weiter unten näher besprochenen Zweck der Bürstenabhebung.

Die Bürsten 30 sitzen an Armen 31, die drehbar auf einer gemeinsamen Welle 32 gelagert sind und von dieser nach den beiden Seiten hin sich erstrecken. Jeder Arm besitzt an seinem Ende ein besonderes Hilfsmittel zum Befestigen der Bürsten 30, wie z. B. eine nachgiebige Klammer 33. Eine flache Feder _go

34 ist mit ihren Enden an den zugehörigen Enden der beiden Arme 31 befestigt und erstreckt sich über die Welle 32 der drehbaren Arme, so daß die Feder bestrebt ist, die Bürsten gegen den Kollektor zu drücken. An den Armen wird die Feder durch die Schrauben

35 befestigt, so daß sie gleichzeitig als elektrische Verbindung zwischen den Bürsten dienen kann. Hilfsmittel sind vorgesehen, um die Tragarme 31 um ihren Drehpunkt 32 zu schwenken, wenn die Bürsten außer Berührung mit dem Kollektor kommen sollen. Den Bürsten wird nur eine verhältnismäßig geringe Bewegung erteilt.

Bei der dargestellten Ausführungsform be- _los steht die Bewegungsvorrichtung für die Tragarme 31 aus einander gegenüberliegenden, hebelartig wirkenden Organen oder Platten 36, die sich bei aufsitzenden Bürsten an einer Stelle 37 berühren. An dieser Stelle sind die Platten mit ineinandergreifenden kreisförmigen Ein- bzw. Ausbuchtungen versehen, um die sich die Platten gegeneinander verdrehen können.

Eine Feder 38 ist bestrebt, die beiden Plat- n₅ ten 36 zusammenzudrücken, und zwar sowohl an deren unteren als auch an deren oberen Teilen. Im vorliegenden Fall besteht jeder Bürstentragarm aus zwei parallelen Armen (Abb. 4 bis 6), welche auf dem Zapfen 32 sitzen. Letzterer ist an der Tragplatte 39 befestigt, und die zwei Platten 36 sind zwischen

den beiden parallelen Teilen des zugehörigen Bürstentragarmes angeordnet. Auch jede Platte 36 besteht aus zwei parallelen Teilen, welche dicht an den zugehörigen Teilen des benachbarten Bürstentragarmes angeordnet sind. Jede Platte weist seitliche Ansätze 40 auf, welche in Bogenschütze 41 der benachbarten Bürstentragarme eingreifen. Zweckmäßig weist jeder Teil eines jeden Armes

ίο einen Bogenschlitz auf, und jeder Teil einer jeden Platte ist mit einem derartigen Ansatz versehen, der in den benachbarten Schlitz eingreift. Die Schlitze 41 sind konzentrisch zu dem Drehpunkt 32 der Arme gekrümmt. Die Ansätze 40 sind nicht bogenförmig gestaltet, sondern weisen nur eine von der Kreisform abweichende Form auf und besitzen ebene Gleitflächen, wie in der Zeichnung zur Darstellung gebracht ist. Befinden sich die Be-

ao wegungsvorrichtungen in ihrer Ruhelage (Abb. 3), so vermögen die Bürstentragarme sich gegenüber der Vorrichtung frei zu bewegen, und die Bürsten stehen mit dem Kollektor in Berührung, unabhängig von ihrer Länge.

Die einander gegenüberliegenden Kanten der beiden Bewegungsplatten sind mit Aussparungen 42 versehen, so daß eine Öffnung gebildet wird, in die ein Zapfen 43 eingreift, der eine radiale Bewegung ausführt. Bei Auswärtsbewegung des Zapfens 43 wird zunächst eine Trennung der oberen Kanten der beiden Platten bewirkt, demzufolge der seitliche Ansatz 40 verschoben wird und an den Kanten der Schlitze 41 eine reibende Verschiebung erfährt, wodurch die Platten mit den beiden Armen in Verbindung gebracht werden. Die weitere Auswärtsbewegung des Zapfens 43 trennt die beiden Platten vollständig, und infolge der Verbindung, welche durch die Reibung zwischen dem Ansatz 40 und den Bürstenanhebearmen besteht, werden die Bürsten vom Kollektor abgehoben. Bei der dargestellten Konstruktion wird die Verbindung zwischen dem Zapfen 43 und den beiden Bewegungsarmen durch je einen Spreizarm 44 bewirkt, welcher mit seinem inneren Ende in einen Ausschnitt des Zapfens 43 und mit seinem äußeren Ende in einen Ausschnitt der Platten eingreift. Die Anordnung stellt ein Kniegelenk dar, welches, wenn der Zapfen sich in seiner innersten Stellung befindet, unter Zuhilfenahme der Feder 38 eine Bewegung der beiden Platten bis zur Berührung gestattet, und wenn der Zapfen nach seiner äußersten Lage bewegt wird, zuerst die oberen und dann die unteren Kanten der Platten voneinander trennt.

Es ist nicht erforderlich, daß der dargestellte Spreizarm 44 benutzt wird, um mit Hilfe des Zapfens 43 die Platten 36 voneinander zu trennen. Der Zapfen 43 kann vielmehr selbst so gestaltet sein, daß er diese beiden Platten 36 unmittelbar erfaßt, wenn er sich aufwärts bewegt.

Die erforderliche radiale Bewegung wird dem Zapfen 43 durch einen regelbaren Mecha-■ nismus erteilt, der so arbeitet, daß der Zapfen nach außen bewegt wird, um die Bürsten zu dem Zeitpunkte abzuheben, wenn infolge des Kurzschließer der Kommutatorlamellen durch die Gewichte 19 der Motor in einen Induktionsmotor verwandelt wird. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Zapfen 43 an dem freien Ende eines Hebels 45 befestigt, dessen anderes Ende an dem Bock 39 durch den Zapfen 46 drehbar befestigt ist. Dieser Hebel besitzt eine solche Länge, daß der Zapfen in einer annähernd radialen Richtung sich bewegt, und zwar ist zu beachten, daß diese Bewegung sehr klein ist. An dem Ende, an dem der Zapfen 43 sich'befindet, ist an dem Hebel 45 ein seitlich vorspringender Teil vorhanden, welcher so herumgebogen ist, daß eine quer sich erstreckende Rille 47 entsteht. Diese Rille ist nach dem Kollektor hin offen. In die Rille hinein ragt eine unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft sich bewegende Vorrichtung, durch die dem Hebelende eine auswärts gerichtete Bewegung erteilt wird. g₀ Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Anzahl radial beweglicher Gewichte 48, die um die Ankerwelle 4 herum an der vorderen Seite der Halteplatte 20 angeordnet sind und an ihrem äußeren Ende einen seitliehen Flansch 49 besitzen, der in die Rille 47 des Hebels 45 hineinragt. Die Flanschen dieser Gewichte liegen in einem Kreise, so daß sie in der Rille 47 frei kreisen können. Die Einrichtung ist so getroffen, daß auch der Hebel und der Bewegungszapfen 43 ihre normale Lage einnehmen, wenn die Gewichte dieser Zentrifugalvorrichtung in ihrer Ruhelage sich befinden, wie in Abb. 3 und 5 gezeigt. Werden die Gewichte unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft auswärts bewegt, so bewegen sich mit dem Hebel und dem Zapfen auch die Bürstenanhebearme nach außen und gelangen in die Stellung gemäß der Abb. 7 und 8. Unter der Einwirkung der Feder 38 werden die Platten 36 um ein geringes Maß weiterbewegt und diese Bewegung auf den Zapfen 43 übertragen, nachdem die Gewichte der Zentrifugalvorrichtung ihre Bewegung in der einen oder anderen ng Richtung vollendet haben, wodurch die Wandung der Rille 47 außer Berührung mit den Flanschen 49 der Gewichte gelangt, demzufolge die Gewichte sich in der Rille frei bewegen können. Die verschiedenen Gewichte der Zentrifugalvorrichtung werden zwischen der Haltescheibe 20 und einer zweiten Scheibe

5o geführt, die auf der Ankerwelle 4 angebracht ist. Jedes Gewicht weist einen radialen Schlitz 51 auf zur Aufnahme von Ansätzen 28 der Verbindungsbleche 25 der Kurz-Schlußvorrichtung. Dadurch werden die Gewichte der Zentrifugalvorrichtung veranlaßt, sich gleichzeitig mit den Gewichten der Kurzschlußvorrichtung zu bewegen. Die Gewichte der Zentrifugalvorrichtung werden in radialer Richtung geführt. Diese Einrichtung ermöglicht die Anordnung eines einzigen zusammenziehbaren Bandes 23, um die Wirkung der beiden Vorrichtungen, der Kurzschlußvorrichtung und der Zentrifugalvorrichtung, zu beeinflussen. Es ist von Wichtigkeit, daß die verschiedenen Gewichte der Zentrifugalvorrichtung gleichzeitig sich bewegen. Um diese gleichzeitige Bewegung der Gewichte zu sichern, sind die Gewichte derart miteinander ao verbunden, daß die einem Gewicht erteilte Bewegung auf alle anderen Gewichte übertragen wird. Wie dargestellt, umgibt ein Ring 52 die Ankerwelle, und zwar zwischen den Scheiben 20 und 50. Dieser Ring 52 weist an seinem äußeren Rande eine Anzahl von Auskerbungen 53 auf, und zwar entspricht die Anzahl dieser Auskerbungen der Anzahl der Gewichte 48. An jedem Gewicht 48 befindet sich ein Arm 54, welcher vom einen Ende des Gewichts tangential zur Motorwelle sich erstreckt und zwischen dem Ring 50 und der inneren Kante des benachbarten Gewichtes liegt. Jeder Arm 54 hat an seinem äußer-sten Ende eine Nase oder einen Ansatz 55, welcher in die zugehörige Auskerbung 53 an dem Ring 52 eingreift, derart, daß der Arm in der Auskerbung einen Drehpunkt findet, um den sich das Gewicht beim Ausschwingen . drehen kann. Durch Eingreifen der Nase 55 in die Auskerbung wird das Gewicht gehindert, gegenüber dem Ring 52 eine kreisförmige Bewegung auszuführen. Durch die hier beschriebene Einrichtung wird also erreicht, daß bei einer radialen Bewegung eines Ge-" wichts 48 eine geringfügige Drehbewegung um die Nase 55 und gleichzeitig auch eine Kreisbewegung des Ringes 52 sich vollzieht, der seinerseits auch die gleiche Bewegung auf sämtliche Gewichte weiter überträgt, so daß diese sich stets gleichartig bewegen müssen. Bei dieser Einrichtung kann sich ein einzelnes Gewicht nicht nach auswärts bewegen. Die Zentrifugalkraft muß vielmehr so groß sein, daß sämtliche Gewichte gleichzeitig gezwungen sind, sich nach auswärts zu bewegen. Der Arm eines jeden Gewichtes ist so in das benachbarte Gewicht eingefügt, daß er sich allein nicht nach außen bewegen kann und demzufolge die Nase 55 immer in der zugehörigen Auskerbung 53 liegen muß. Um dies mit Sicherheit zu erreichen, besitzt jedes Gewicht noch einen Ausschnitt 56 und an dem anderen Ende einen Vorsprung 57, welcher in den Ausschnitt des benachbarten Gewichtes eingreift. Die Arme 54 erstrecken sich von der unteren Kante der Ausschnitte 56 ab und weisen hier einen im wesentlichen geraden Kantenteil 58 auf, der die innere Kante des darüberliegenden Vorsprungs 57 erfaßt. Diese Einrichtung ist so getroffen, daß die Vor-Sprünge 57 teilweise aus ihren Ausschnitten 56 herausgezogen werden, wenn die Gewichte unter Einwirkung der Zentrifugalkraft sich nach außen bewegen, während jedoch die Vorsprünge mit den geraden Kantenteilen 58 in allen Lagen des Gewichtes in Berührung bleiben, so daß die verschiedenen Arme und die Nase 55 gegen Auswärtsbewegung gesichert ist und auch kein Gewicht eine Kippbewegung ausführt, durch welche das Heraustreten der Nase 55 aus ihrem zugehörigen Ausschnitt veranlaßt werden könnte.

Der Bürstenanhebemechanismus ist so beschaffen, daß ihm ein bestimmtes Maß der Bewegung erteilt wird, unabhängig von der Länge der Bürste, daß also eine Bürste beliebiger Länge außer Berührung mit dem Kollektor gebracht werden kann. Die Zentrifugalvorrichtung, welche die Arbeitsweise des Bürstenanhebemechanismus beeinflußt, ist ein- go fach in der Konstruktion, die Teile arbeiten mit vollkommener Sicherheit, und die Verbindung zwischen ihnen und der Kurzschlußvorrichtung erzwingt deren rechtzeitiges Einsetzen und ermöglicht die Anwendung einer einzigen Feder für beide Vorrichtungen.

Die oben beschriebenen Einrichtungen sind nur beispielsweise gewählt. Die einzelnen Teile können noch mancherlei Abänderungen erfahren.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   i. Fliehkraftvorrichtung zum Abheben der Bürsten bei Repulsionsmotoren, bei i°5 welchen eine Anzahl Schwunggewichte um die Motorwelle herum angeordnet sind und nachgiebig in ihrer radialen Bewegung begrenzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß drehbar gelagerte Bürstenträger (31) Schlitze (41) aufweisen, in welche Ansätze (40) beweglicher Glieder, beispielsweise Platten (36), eingreifen, die von den Schwunggewichten (48) aus beispielsweise unter Vermittlung eines Zapfens (43) und von Spreizarmen (44) zum Anheben der Bürstenträger (31) und der Bürsten (30) bewegt werden.
2. 2. Fliehkraftvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (41) in den Bürstenträgern (31) konzentrisch zu deren Drehpunkt angeord-

   net sind und die in den Schlitzen beweglichen, von der Kreisform abweichenden Ansätze (40) ebene Berührungsflächen aufweisen.
3. 3. Fliehkraftvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der im wesentlichen radial bewegliche Zapfen (43) an einem mit einer seitlich ausmündenden Rille (47) versehenen Arm (45) sitzt und daß der Fliehkraftmechanismus aus einer Anzahl radial beweglicher Gewichte (48) besteht, die je einen in die genannte Rille (47) des Armes (45) eingreifenden Flansch (49) besitzen.
4. 4. Fliehkraftvorrichtung nach Anspruch ι oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Arme (54J der Schwunggewichte (48) sich annähernd tangential zur Motorwelle erstrecken und mit einem lose auf der Motorwelle sitzenden Ring (52) in Verbindung stehen.
5. 5. Fliehkraftvorrichtung nach Anspruch ι oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schwunggewicht (48) einen

   as Ausschnitt (56) und einen Vorsprung (57J aufweist, der in den Ausschnitt (56) des benachbarten Schwunggewichtes einzugreifen vermag.
6. 6. Fliehkraftvorrichtung nach Anspruch ι mit unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft arbeitender Kurzschlußvorrichtung, die zwangsläufig mit der Fliehkraftvorrichtung zum Bewegen der Bürstenabhebevorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges zusammenziehbares Band oder eine Feder (23) nicht nur auf die Kurzschlußvorriehtung in an sich bekannter Weise einwirkt, sondern auch auf die Fliehkraftbürstenabhebevorrichtung, um deren Auswärtsbewegung entgegenzuwirken.
7. 7. Fliehkraftvorrichtung nach Anspruch ι und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußvorrichtung aus einer Anzahl die Motorwelle umgebender, mit Kontaktnasen (21) versehener Gewichte (19) besteht, die unter der Einwirkung der Fliehkraft sich an die Kommutatorlamellen (22) anlegen und mit den Gewichten der Fliehkraftbürstenabhebevorrichtung zwangsläufig in Verbindung stehen.
8. 8. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichte (19) zweckmäßig gruppenweise durch Klammern (27) lediglich an ihren inneren Enden zusammengehalten sind.
9. 9. Fliehkraftschalter nach Anspruch 1, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Gewichten (19) in gewissen Abständen Verbindungsplatten (25) angeordnet sind, welche Stützflächen für die inneren Enden der Kontaktstücke und Vorsprünge (28) aufweisen, die durch Öffnungen (51) der benachbarten Schwunggewichte (48) der Fliehkraftvorrichtung ragen, um diese gegen gegenseitige Verschiebung zu sichern.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen