DE6608110U

DE6608110U - Vorrichtung zur sicherung der richtigen drehrichtung eines kleinen elektrischen synchronmotors.

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Publication number: DE6608110U
Application number: DE19676608110
Authority: DE
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1966-02-05
Filing date: 1967-02-01
Publication date: 1971-06-09
Also published as: GB1111368A; DE1588566A1; CH455029A; NL6601500A

Description

DIpl.-Ing. Frltz-Joachlm Kupfermann .: ,··

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Telefon: (0411) 2Θ11 Fernachrelber: 2-1620Θ8 puh d

N 19 656/21c Gbm Meine Akte: PHN 1397

N.V. Philips ¹GIoeilampenfabrieken

"Vorrichtung zur Sicherung der richtigen Drehrichtung eines kleinen elektrischen Synchronmotorsⁿ

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Sicherung der richtigen Drehrichtung eines kleinen elektrischen Synchronmotors, bei der ein vom Motor angetriebenes Sperrrad und eine mit diesem Sperrad zusammenarbeitende Sperrklinke mit Sperrklinkenarm vorhanden ist, der um eine Spindel beschränkt schwenkbar ist und der in ungewünsch- „ ter Drehrichtung mit dem Sperrad zusammenarbeitet und in gewünschter Drehrichtung nicht mit dem Sperrad in Berührung steht.

Die Verwendung kleiner elektrischer Synchronmotoren in vielen Bauarten, wie Einstellvorrichtungen zum haus- I

Q haltlichen Gebrauch, Zählvorrichtungen und dergl. scheitert in vielen Fällen an der Tatsache, daß die Drehrichtung des Motors beim Einschalten des Stromes niemals zuvor bestimmt ist. Trotzdem möchte man derartige Motoren verwenden, da sie billig und leicht herstellbar sind, durch das Fehlen von Bürsten einen geringen Verschleiß aufweisen und wenig "Wärme entwickeln, wodurch der Wirkungsgrad groß sein kann. Es ist bekannt, zur Sicherung der gewünschten Drehrichtung den Läufer mit einem Sperrrad zu versehen, das dann mit einer um eine Spindel schwenkbaren Sperrklinke zusammenarbeitet. Der Nachteil

dieser Bauart ist, daß die Sperrklinke dann bei der gewünschten Drehrichtung des Motors über dem Sperrad schleift, wobei Geräusch und Verschleiß auftreten. Weiter weist die bekannte Bauart den Nachteil auf, daß die Sperrklinke nur die ungewünschte Drehrichtung verhindert, aber keine Reaktion liefert, den Motor in der gewünschten Drehrichtung anzustoßen. Die Federkraft des Materials an sich reicht dazu nicht aus.

Die bekannte Bauart kann auch federnd ausgebildet werden. Dann gibt es jedoch den Nachteil, daß sich die Sperrklinke im Boden des damit übereinstimmenden Einschnittes im Sperrad festschlagen kann. Die Sperrklinke kann auch am Boden kratzen oder über diesem Boden schieben, wodurch Verschleiß der Sperrklinke und/oder des Sperrades auftreten kann.

Die Neuerung vermeidet alle diese Nachteile und weist außerdem den Vorteil einer billigen und leichten Fertigung auf; Gemäß der Neuerun⁰* weist eine oben erwähnte Vorrichtung das Merkmal auf, daß die Sperrklinke federnd mit dem Sperrklinkenarm verbunden ist, derartdaß die Sperrklinke in einer dem Umfang des Sperrads ungefähr konzentrischen Richtung federn kann, wobei die Spindel, um welche der Sperrklinkenarm beschwränkt schwenkbar ist, einen Teil einer vom Motor angetriebenen rotierenden Scheibe bildet und wobei der Sperrklinkenarm mit dieser Spindel über eine Reibkupplung verbunden ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Neuerung besteht der Sperrklinkenarm aus zwei starren Balken, von denen einer fest mit einem Teil der Reibkupplung verbunden ist und der andere die Sperrklinke enthält und ungefähr parallel

zu wenigstens demjenigen Teil des ersten Balkens liegt, der von der Kupplung abgewandt ist, wobei die Enden der zwei parallelen starren Balken durch einen federnden Stab verbunden sind und das andere Ende des zweiten Balkens durch einen zweiten federnden, dem ersten federnden Stab ungefähr parallelen Stab mit demjenigen Teil der Reibkupplung verbunden ist, mit dem auch der erste Balken verbunden ist. Die zwei starren Balken und die beiden elastischen Stäbe bilden auf diese Weise ein viergliedriges kinematisches System mit zwei federnden einander gegenüberliegenden Seiten und zwei starren Seiten, wobei die Sperrklinke an einer der starren Seiten befestigt ist, wodurch die Bewegung der Klinke genau bestimmt und die Klinke selber federnd mit dem Sperrklinkenarm verbunden ist.

Eise einfache und spielfreie Ausbildung wird erhalten» wenn gemäß einer weiteren Ausführungsform der Neuerung der Sperrklinkenarm,, die Sperrklinke und ein Teil der Reibkupplung als ein Ganzes aus einem Kunststoff, wie einem linearen Polyamid oder einem Polyformaidehyd, durch Spritzguß hergestellt sind.

Man erhält eine gedrängte Bauart der Vorrichtung, wenn das Sperrad gemäß einer weiteren Ausführungsform der Neuerung auf der Läuferspindel des Motors angebracht ist und der Sperrklinkenarm samt Sperrklinke durch die Reibkupplung mit einer unmittelbar vom Läufer angetriebenen Scheibe verbunden ist, wobei das Sperrad und die Scheibe gleichfalls vorzugsweise durch Spritzguß aus Kunststoff hergestellt sind und im Motorgehäuse ein Anschlag vorhanden ist, an dem der Sperrklinkenarm bei der gewünschten Drehrichtung des Motors anliegt.

Sine leiehtgängige Reibkupplung mit bei Massenfertigung

be ausübt.

leicht reproduzierbarer Reibung wird erhalten, wenn gemäß einer Ausführungsform der Neuerung der mit dem Sperrklinkenarm verbundene Teil der Reibkupplung aus einem, ein Ganzes mit dem Sperrklinkenarm bildenden Ring besteht, der drehbar um einen Kragen auf der Scheibe ruht, wobei ein mit zwei durch die Scheibe ragenden Yorsprüngen versehener v&ä. ebenfalls us den Kragen angeordneter· und auf dem Sperrklinkenarmring ruhender zweiter Ring vorhanden ist, wobei auf der anderen Seite der Scheibe eine mittels einer Bajonettverbindung mit den Vorsprüngen verbundene schlaffe Blattfeder angeordnet ist, die eine geringe Zugkraft auf den ersten Ring in Richtung auf die Schei

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigenι

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Läufers eines Synchronmotors mit einer Sperrklinke, einem Sperrklinkenarm und. ^teilweise weggenössses} siner sngstr-isbsnen Scheibe,

Fig. 2 eine Seitenansicht nach Fig. 1 in Pfeilrichtung A gesehen,

Fig. 3 einen in vergrößertem Maßstab dargestellten Schnitt durch eine Reibkupplung gemäß der Linie III-III der Fig. 1,

Fig. *4 eine Ansicht der Kupplung nach Fig. 3 in Pfeilrichtung B gesehen.

In den Figuren ist mit 1 ein Läufer eines kleinen elektrischen Synchronmotors bezeichnet, der auf einer Seite in einem schematisch dargestellten und mit Ständerpolen versehenen Gehäuse 3 gelagert ist. Mit diesem aus gesin-

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QxydisQfiem ferromagnetischem Material, wie Ferroxdure, hergestellten Läufer sind ein aus Nylon hergestelltes dreiarmiges Sperrad 4 und ein Zahnrad 5 starr verbunden. Mit diesem Zahnrad 5 arbeitet ein ebenfalls im Gehäuse 3 gelagertes, aus Nylon hergestelltes Zahnrad 6 zusammen. Auf der Seite des Gehäuses 3 liegt an diesem Zahnrad 6 sin Ring 7 an, der einen Teil eines Sperrklinkenarms 8 bildet. Der Ring 7 und der Sperrklinkenarm 8 sind durch das Spritzgußverfahren aus Polyformaldehyd in einem Stück hergestellt. Der Ring 7 und das Zahnrad 6 sind durch eine näher zu beschreibende Reibkupplung miteinander verbunden.

Der Sperrklinkenarm 8 besteht im wesentlichen aus zwei starren Balken 9 und 10, die zum Teil ungefähr parallel zueinander liegen. Ein federnder Stab 11 verbindet zwei Enden der Balken miteinander. Das andere Ende des Balkens 9 ist durch einen federnden Stab 12 mit dem Ring 7 und dadurch mittelbar Bit dem Balken 10 verbunden. Der Balken 9 trägt eine Sperrklinke 13, die mit dem Sperrad 4 zusammenarbeiten kann.

Es ist einleuchtend, daß die Balken 9 und 10 mit den Stäben 11 und 12 ein viergliedriges kinematisches System bilden. Bei einem Druck auf die Sperrklinke 13, wie dieser entsteht, wenn der Läufer 1 in der ungewünschten Drehrichtung, in diesem Falle entgegen dem Uhrzeigersinn, zu drehen anfängt, wird sich die Sperrklinke 13 durch die Federkraft der Stäbe 11 und 12 in einer Richtung bewegen, die ungefähr konzentrisch mit dem Umfang des Sperrads 4 ist. Dadurch werden die Stäbe 11 und 12 ein wenig gebogen und übt die Sperrklinke 13 einen Druck auf einen der Arme des Sperrads 4 aus. Durch diesen (federnden) Druck erhält der Läufer einen Impuls in der gewünschten Dreh-

richtung (im Uhrzeigersinn). Auch das Zahnrad 6 wird sich jetzt in Gpr gewünschten Richtung drehen und nimmt durch die Reihkupplung den Sperrklinkenarm 8 mit, bis dieser gegen einen ae Gehäuse 3 vorhandenen Anschlag stößt. Das Sperrad 4 läuft jetzt völlig frei von der Sperrklinke 13. Venn der Motor angehalten und danach wieder in Gang gesetzt wird und sollte dabei die Drehrichtung die ungewünschte sein, dann nimmt das Zahnrad durch die Reibkupplung den Sperrklinkenarm 8 mit, bis die Sperrklinke wieder mit dem Sperrad zusammenarbeitet j und der Kotor gehindert wird, in dieser Drehrichtung ]

weiterzudrehen. \

Die Reibkupplung zwischen dem Sperrklinkenarm 8 (Ring 7) und dem Zahnrad 6 ist in vergrößertem Maßstab in den Fig. 3 und 4 dargestellt.

Das Zahnrad 6 hat eine Nabe oder einen Kragen 15„ die bzw. der auf beiden Seiten ein wenig aus dem Körper herausragt. Der Ring 7 des Sperrklinkenarms 8 ist um diesen Kragen 15 drehbar. Auf diesem Ring 7 liegt ein Kragen aus Kunststoff mit zwei rechteckigen Vorsprüngen 17, die in Schlitze passen. Diese Schlitze liegen teilweise in der Λ, Außenwand des Kragens 15 und teilweise im Körper des Zahnrads 6. Am Ende dieser Vorsprünge 17 liegen Haken 19» derart, daß zwischen der Innenseite jedes Hakens 19 und dem Körper des Zahnrads 6 ein kleiner Schlitz übrigbleibt. Eine schlaffe Metallfeder 20 mit zwei Armen 21 enthält zwei Öffnungen 2£. Wenn nun diese Feder 20 mit den öffnungen 22 auf die Haken 19 gelegt und angedrückt wird, darn kommt der Federkörper in den Schlitz zwischen der Innenseite des Hakens 19 und dem Körper des Zahnrads zu liegen, und die Feder ist drehbar, bis die in Fig. dargestellte Lage erreicht wird. Die Innenseite des Zahn-

rads 6 unter dem Zahnkranz ist mit zwei Rändern 23 versehen, die an ihrem Ausgangspunkt 24 in derselben Ebene mit dem Zahnradkörper liegen und langsam bis zwei Nocken 25 ansteigen, die ein wenig über die Ränder 25 ragen. Wenn nun die Feder gedreht wird, dann gleitet jeder Arm 21 über einen Rand 23 und wird auf diese Weise ein wenig verbogen; zum Schluß wird der Federarm über den Nocken 25 hinweggehoben und gelangt zwischen die Nocken 25, so daß die Feder sich nicht mehr bewegen kann. Durch die neigenden Ränder 23 und den über dem Körper des Zahnrads 6 befindlichen Raum zwischen den Nocken 25 ist die Feder ein wenig gespannt, so daß der Sperrklinkenarm und der Zahnradkörper 6 durch den Kragen 16 gegeneinander gedrückt werden.

Die beschriebene Reibkupplung ist billig und läßt sich einfach herstellen und montieren? bei Massenfertigung treten keine großen Abweichungen in den Kupplungen auf.

Die ganze Vorrichtung ist für Kleinmotoren mit z. B. einem maximalen Drehmoment von 100 gem an der Läuferspindel gedacht, wobei diese Spindel 375 U/min ausführt. Bei einem Motor, der mit einem Drehmoment von ca. 15 gern und mit der erwähnten Drehzahl ausgebildet wurde, führte das mit 6 bezeichnete Zahnrad 25 U/min an. Der Sperrklinkenarm hatte eine Stärke von 1 mm; die federnden Stäbe 11 und 12 hatten eine Breite von 0,3 mm, und die Blattfeder 20 hatte eine Stärke von 0,1 mm. Die übrigen Abmessungen waren dementsprechend.

Die beschriebene Ausbildung der ganzen Vorrichtung hat sich in der Praxis bewährt. Der Läufer erhält einen Impuls in der gewünschten Drehrichtung, so daß diese Drehrichtung bestimmt auftritt, und der Verschleiß des Ganzen ist gering. Durch die konzentrische Bewegung wird

Festschlagen und Einfressen der Sperrklinke im Sperrrad vermieden.

Es ist selbstredend, daß die beschriebene Bauart auch bei einem Außenläufer verwendbar ist. Weiter kann das Sperrad auch an einem anderen sich drehenden Teil angebracht sein.

Schutzansprüche;

Claims

Schutzansprüche:

1. Vorrichtung zur Sicherung der richtigen Drehrichtung eines kleinen Synchronmotors, hei der ein vom Motor angetriebenes Sperrad und eine mit diesem Sperrad zusammenarbeitende Sperrklinke mit Sperrklinkenarm vorhanden ist, der um eine Spindel beschränkt schwenkbar ist und der in ungewünschter Drehrichtung mit dem Sperrad zusammenarbeitet und in gewünschter Drehrichtung nicht mit dem Sperrad in Berührung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke federnd mit dem Sperrklinkenarm verbunden ist, derart, daß die Sperrklinke in einer, dem Umfang des Sperrads ungefähr konzentrischen Richtung federn kann, wobei die Spindel,um welche der Sperrklinkenarm beschränkt schwenkbar ist, einen Teil einer vom Motor angetriebenen rotierenden Scheibe bildet und wobei der Sperrklinkenarm mit dieser Spindel über eine Reibkupplung verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrklinkenarm aus zwei starren Balken besteht, von denen einer fest mit einem Teil der Reibkupplung verbunden ist und der andere die ,Sperrklinke enthält und ungefähr parallel zu wenigstens demjenigen Teil des ersten Balkens liegt, der von der Kupplung abgewandt ist_r wobei die Enden der zwei parallelen starren Balken durch einen federnden Stab verbunden sind und das andere Ende des zweiten Balkens durch einen zweiten federnden, dem ersten federnden Stab ungefähr parallelen Stab mit demjenigen Teil der Reibkupplung verbunden ist, mit dem auch der erste Balken verbunden ist.

3» Vorrichtung nach Anspruch 2* dadurch gekennzeichnet-, daß der Sperrklinkenarm, die Sperrklinke und ein Teil der

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Reibkupplung als ein Ganzes aus einem Kunststoff, wie einem linearen Polyamid oder einem Polyformaldehyd, durch Spritzguß hergestellt sind»

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrad auf der Läuferspindel des Motors angebracht ist und der Sperrklinkenarm samt Sperrklinke durch die Reibkupplung mit einer unmittelbar vom Läufer angetriebenen Scheibe verbunden ist, wobei das Sperrad und die Scheibe vorzugsweise durch Spritzguß aus Kunststoff hergestellt sind und im Motorgehäuse ein Anschlag vorhanden ist, an dem dea? Sperrklinkenarm bei der gewünschten Drehrichtung des Motors anliegt.

5. Vorrichtung nach .Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem Sperrklinkenarm verbundene Teil der Reibkupplung aus einem, ein Ganzes mit dem Sperrklinkenarm bildenden Ring besteht, der drehbar um einen Kragen auf der Scheibe ruht und wobei ein mit zwei durch die Scheibe ragenden Vorsprüngen versehener und ebenfalls um den Kragen angeordneter und auf dem Sperrklinkenarm-Ring ruhender zweiter Ring vorhanden ist, wobei auf der anderen Seite der Scheibe eine mittels einer Bajonett-Verbindung mit den VorSprüngen verbundene schlaffe Blattfeder angeordnet ist, die eine geringe Zugkraft auf den ersten Ring in Richtung auf die Scheibe ausübt.