DE6810616U

DE6810616U - Antrieb fuer steuer- und regelvorrichtungen

Info

Publication number: DE6810616U
Application number: DE6810616U
Authority: DE
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1968-12-10
Filing date: 1968-12-10
Publication date: 1970-09-17

Description

STANDARD ELEKTRIK LORENZ
Aktiengesel!schaft
Stuttgart-Zuffenhausen
HeIImuth-Htrth-Str. 42

Case:· M.P.F. Schmutzler 3

Antrieb für Steuei— und Regelvorrichtungen

Die Neuerung bezieht sich auf einen Antrieb für Steuer-,

■_{ Regel- oder Anze igevorri chtungen. Insbesondere für Programm-

schal tvorri chtungen, bei dem zwei verschiedene Mechanismen betätigt werden.

Steuer-, Regel- und Anzeigevorrichtungen, insbesondere Programmschal tvorrichtungen enthalten meist einen motorischen Antrteb, durch den über ein Getriebe ein bestimmter Mechanismus betätigt wird, beispielsweise ein Schalter, ein Schrittschaltwerk oder ein Programmschaltwerk, in vielen Fällen ist es hierbei erforderlich, zwei Antriebe vorzusehen, um entweder die Vorrichtung wieder auf ihren Anfangspunkt zurückzustellen oder zwei verschiedene Vorgänge In unterschiedlicher Weise auszulösen. So ist es beispielsweise bet ( · Steuer- und Regelvorrichtungen, sowie auch bei Anzelgevorrichtungen und Programmschaltvorrichtungen erforderlich, daß nach Ablauf eines bestimmten Vorganges oder nach einer bestimmten Anzeige, die Vorrichtung wteder In ihre Ausgangsstellung gebracht wird. Hierzu kann beispielsweise der Antrieb auf Rückwärtsgang umgeschaltet werden, so daß die Vorrichtung bis zum Ausgangspunkt zurückläuft. Nun Ist aber In vielen Fällen für einen Steuer- und Regelvorgang oder einen Programmschal tvorgang eine gewisse Laufzeit der Vorrichtung erforderlich oder vorgegeben, so daß bei einfacher Umschaltung der

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Vorrichtung auf Rückwärts I auf das Zurücklaufen dieselbe Zeltspanne erfordern würde wie der Vorwärts I auf. Dies ist aber In vielen Fällen nicht tragbar, sondern man möchte In möglichst kurzer Zeit wieder die Ausgangsstellung erreichen. Hierzu wäre aber ein Getriebe mit einer anderen übersetzung erforderlich und außerdem eine Kupplungsvorrichtung, um den Antriebsmotor von dem Normal getriebe auf das Schnellganggetriebe umzuschalten. Eine andere Möglichkeit besteht darin, zwei Motoren zu verwenden, von denen der eine den normalen Vorwärtsgang bewirkt, während der zweite Motor allein für den Rücklauf- in die Nullstellung verwendet wird.

Es gibt aber auch Fälle bei Steuei—, Regel- und Programmscha11-.vorrichtungen, bei denen zwei verschiedene Vorgänge mit vei— schiedener Geschwindigkeit nacheinander oder in beliebiger Reihenfolge ab I auf en soί!en. Hierzu wären an sich auch zwei Antri ebsmotoron erforderlich oder eine Kupplungseinrichtung, mit der der Motor auf die verschiedenen Antriebe umgeschaltet· wird. So ist es beispielsweise bei Programmschaltvorrichtungen für elektrische Waschmaschinen einerseits erforderlich, den Antriebsmotor für die Waschmaschine zeitabhängig vom Rechtslauf auf Linkslauf umzuschalten und andererseits abhängig von anderen Bezugsgrößen, wie z.B. Wasserstand und Temperatur, und eventueli gleichzeitig auch abhängig von einer bestimmten Zeitspanne, den Programmschalter um einen oder mehrere Schritte weiter zu schalten.

Aufgabe der Neuerung ist es, für al Ie diese FäI Ie einen Antrieb zu schaffen, bei dem nur ein einziger Motor erforderlich Ist, und andererseits Kupplungen, die durch eine zusätzliche Vorrichtung, wie z.B. einen Elektromagneten, abwechselnd in Eingriff gebracht werden müssen, überflüssig zu machen.

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Gemäß der Neuerung wird ein einziger, In seiner Drehrichtung umsteuerbarer Elektromotor über' zwei Freilaufkupplungen, die In entgegengesetztem Drehsinn wirksam sind, dazu verwendet, zwei verschiedene Mechanismen anzutreiben.

Durch die Verwendung von zwei Freilaufkupplungen und einem

in seiner Drehrichtung umsteuerbaren EIektromotor wlrd

erreicht, daß nur ein einziger Motor erforderlich Ist und

daß die Getriebeteile zwischen Motor und den zu betätigenden

Vorrichtungen ständig miteinander in Eingriff sind, so daß

ein gesonderter Kupplungsvorgang und die hierzu erforderlichen Betätigungsvorrichtungen entfallen.

Durch den Antrieb gemäß der Neuerung wird die Betätigung zweier verschiedener Mechanismen einfach in der Weise erreicht, daß der Drehsinn des Motors rt wird. In der einen Drehrichtung sperrt eine Freilaufkupplung und kuppelt somit selbsttätig den einen Mechanismus an den Motor, während nach Umkehr der Drehrichtung über die andere Freilaufkupplung der andere Mechanismus vom Motor angetrieben wird.

Der Antrieb· kann z.B. über zwei Getriebe mit unterschiedlicher übersetzung wirken, so daß beispielsweise bei einer Steuer-, Regel- oder Anzeigevorrichtung, der Steuer-, Regel- oder Anzeigevorgang über das Normalgetriebe betätigt wird und daß dann, wenn die Vorrichtung wieder auf Ihren Ausgangszustand zurücklaufen soll, durch Drehrichtungsumkehr des Motors über ein Schnellganggetriebe die Ausgangslage In verhältnismäßig kurzer Zelt erreicht wird. Da es sich bei Freilaufkupplungen um selbsttätig wirkende Kupplungen handelt, sind hierzu keine Betätigungsvorrichtungen erforderlich.

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' Bel einem Programmschalter für eine Waschmaschinensteuerung kann z.B. über den einen Antrieb ein Reverslerschalter für den Waschmaschinenmotor betätigt werden und über den anderen Antrieb ein Programmträger schrittweise weitergeschaltet werden. Da die Drehrichtungsumkehr eines Motors mit rein elektronischen Mitteln bewirkt werden kann, sind hierzu ,also keine weiteren mechanischen Kupplungen oder Schaltvorrichtungen erforderlich.

Besonders vorteilhaft Ist es, wenn nach der weiteren Ausbildung der Neuerung die beiden Freilaufkupplungen zu einer baulichen Einheit vereinigt sind. .

Als Freilaufkupplungen im Sinne der Neuerung können beispielsweise Sperrklinken verwendet werden, die entweder durch Federkraft oder zwangsläufig durch die Laufrichtung In Eingriff gebracht werden und somit die Kupplungswirkung bewerkstelligen.

Als besonders vorteilhaft für den beschriebenen Zweck haben sich Freilaufkupplungen erwiesen, die aus zwei Zahnrädern, und zwar einem Sonnenrad und einem Planetenrad, bestehen, bei denen die Zahnflanken auf beiden Seiten derart unterschiedlieh ausgebildet sind, daß In der einen Drehrichtung eine Kraftübertragung und In der anderen Drehrichtung eine Sperrung eintritt.

Die Neuerung und weitere vorteilhafte Ausbildungsformen sollen anhand der Figuren näher beschrieben werden.

Figur 1 zeigt schematisch einen Antrieb gemäß der Neuerung In Figur 2 Ist sch atlsch eine vorteilhafte Ausbildungsform der Neuerung dargestellt.

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Figur 3 zeigt In perspektivischer Ansicht eine Anordnung von zwei Freilaufkupplungen gemäß der Neuerung und

Figur 4 zeigt die Ausbildung der Zahnflanken der Zahnräder bei den Kupplungen nach Figur 3.

Der Antrieb nach Figur 1 besteht aus einem Elektromotor 1, der In seiner Drehrichtung umsteuerbar ist. Auf der Welle des Motors Ist das Ritzel 2 fest angeordnet, über die beldon Räder 3 und 4 werden die beiden Getriebe 7 und 8 von dem Ritzel 2 angetrieben. Zwischen dem Rad 3 und dem Getriebe 7 ist die Freilaufkupplung 5 angeordnet, während zwischen dem Rad 4 und dem Getriebe 8 die Freilaufkupplung 6 angeordnet ist. Für die Erfindung ist es nicht wesentlich, ob die Kraftübertragung zwischen dem Rad 2 und den Rädern 3 und 4 in der Weise erfolgt, daß diese als Zahnräder ausgebildet sind oder in anderer Welse. Auch spielt die Art der Freilaufkupplung 5 bzw. 6 keine prinzipielle Rolle, wenngleich eine später beschriebene besondere Freilaufkupplung sich besonders für den vorgesehenen Zweck eignet.

Die beiden Frei Lauf kupp Iungen 5 und 6 sind so beschaffen, daß Je eine dieser Kupplungen in der einen Drehrichtung und die andere in der entgegengesetzten Drehrichtung wirksam wird. Es wird dann, wenn sich der Motor In der einen Richtung dreht, das eine Getriebe über eine Freilaufkupplung angetrieben, während die andere Kupplung frei läuft. Bei Umkehr der Drehrichtung wird dann die zweite Kupplung eingekuppelt und das angeschlossene Getriebe betätigt, während die erste Kupplung frei läuft. Es kann also allein durch Umkehr der Drehrichtung des Motors 1 entweder das Getriebe 7 oder das Getrie'be 8 angetrieben werden, ohne daß mechanische oder elektrische Vorrichtungen zum Ein- und Ausschalten der Kupplung erforderlich sind.

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In Figur 2 Ist eine vorteilhafte Ausbildung der Kupplung für den Antrieb gemäß der Neuerung dargestellt. Der Motor 1 treibt über das Ritzel 2 das Rad 9, mit dem die beiden Sonnenräder 10 und II koaxial fest verbunden sind. Die Verbindung der Räder 9, 10 und 11 dreht sich lose auf der zugehörigen Achse. Auf der gleichen Achse,sind die beiden Räder 14 und 15 lose angeordnet. Exzentrisch an den Rädern 14 und 15 sind die beiden Räder 12 und 13 drehbar angeordnet und die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß die Räder 12 und 13 als PIanetenräder zu den Sonnenrädern 10 und 11 wirken. Es handelt sich bei den Zahnradpaaren 10/12 und 11/13 um Zahnräder, deren Zahnflanken derart unsymmetrisch ausgebildet sind, daß In einer Drehrichtung die Drehbewegung übertragen wird und In der anderen Drehrichtung sich die beiden Zahnräder sperren.

Es handelt sich also um zwei Freilaufkupplungen Im Sinne der Neuerung , die zu einer Einheit vereinigt sind. Die beiden Zahnradpaare sind, so ausgebildet und angeordnet, daß In der einen Drehrichtung das eine Zahnradpaar sperrt und in der anderen Drehrichtung das andere Zahnradpaar. Das jeweils sperrende Zahnradpaar nimmt das entsprechende Rad 14 bzw. 15 mit, wodurch die angeschlossenen Mechanismen betätigt werden.

Die Einzelheiten der Kupplung nach Figur 2 sind In Figur 3 perspektivisch und auseinandergezogen dargestellt. Das Rad 9 wird von dem Ritzel 2 nach Figur 2 angetrieben. Koaxial zu diesem Rad 9 sind die beiden Zahnräder 10 und 11 angeordnet und mit dem Rad 9 fest verbunden. In Figur 3 ist nur das Zahnrad 11 zu sehen. Mit dem Zahnrad 11 bildet das Zahnrad 13 die eine Freilaufkupplung und mit dem in Figur 3 nicht sichtbaren Zahnrad 10 bildet das Zahnrad 12 die andere Freilaufkupplung.

Die beiden Zahnräder 12 und 13 laufen auf exzentrisch an den Rädern 14 bzw. 15 angeordneten Achsen. In Figur 3 ist die Achse für das Zahnrad 12 sichtbar. Aus Figur 3 ist weiter ersichtlich, daß die Flanken aller Zahnräder unsymmetrisch

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ausgebildet sind und zwar derart, daß bei τι Zahnradpaar ein Antrieb In einer Drehrichtung und el ng In der anderen Drehrichtung erfolgt, während d c>: _u. anderen Zahnradpaar umgekehrt Ist. Um die Wirkungsweise dieser Zahnradpaare und die Ausbildung der ZahnradfI3nken zu zeigen, sind die Zähne der Zahnräder 11 und 17 und Ihr Ineinandergreifen noch einmal In Figur 4 dargestellt.

Die Neuerung j_st jedoch nicht auf die Verwendung einer bestimmten Art von.Frei laufkupplungen beschränkt, wenngleich die anhand der Figuren 2 bis 4 beschriebene Freilaufkupplungs anordnung besonders vorteilhaft Ist.

An lagen:

8 Schutzansprüche

2 B!. Zeichnungen

1 Bl. Verzelchni s der

verwendeten Bezeichnungen

ι ι

E-Nr. 6796

Reg. Nr.

Case: M.P.F. Schmutzler 3

Titel:

"Antrieb für Steuer- und Regelvorrichtungen"

Bezugszeichen

3, 4 5, 6 7, 8

10, 12, 14,

Verzeichnis der. verwendeten Bezeichnungen

Motor

Ritzel

getriebenes Rad

Frei laufkupplung

Getriebe

angetriebenes Rad

Sonnenrad

Planetenrad Antriebsrad Übersetzung E/D

Claims

M.P.F. Schnitzler 3·

Schutzansprüche :

1.) Antrieb für Steuer-, Meß-, Regel- und A;*ei. orrlchtungen, insbesondere für Programmschaltvorrichtungen, zur Betätigung zweier verschiedener Mechanismen, d a d u r c h gekennzeichnet, daß eh. in seiner Drehrichtung umsteuerbarer Elektromotor (1) über zwei Freilaufkupplungen (5, 6), die In entgegengesetztem Drehsinn wirksam sind, die beiden Mechanismen antreibt.

2.) Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Freilaufkupplungen (5, 6) zu einer baulichen Einheit vereinigt sind,

3.) Antrieb nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Freilaufkupplung aus zwei ständig miteinander in Eingriff stehenden Zahnrädern (10, 12 bzw. 11, 13) besteht, deren Zahnflanken derart unsymmetrisch ausgebildet sind, daß in. einer Drehrichtung die Drehbewegung übertragen wird und in der entgegengesetzten Drehrichtung eine Sperrung eintritt.

4.) Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Zähne der Zahnräder (10, 12 bzw. 11, 13), jeweils auf der gleichen Seite bei jedem Zahnrad, eine Ausnehmung In der Verzahnungskurve aufweisen (Figur 4).

5.) Antrieb nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß von Jeder Freilaufkupplung ein Zahnrad als Sonnenrad (10 bzw. 11) n..' !.,oi. andere als Planetenrad (12 bzw. 13) wirkt.

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ι ■ ■ ■ · ■ · . ..

i 6.) Antrieb nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß.

|1 ' ein von dem Motor U) angetriebenes Rad <9) vorgesehen Ist»

I auf dessen beiden Selten koaxial Je ein Sonnenrad (10, It) ■

f angeordnet und mit dem angetriebenen Rad (9) fest verbiin* · ■

I den Ist und daß beiderseits koaxial Je ein weiteres Rad λ <;

j: (14, 15) mit einer exzentrischen Achse und auf dieser ' ·>, ·;

·■ beweglich Je ein Planetenrad (12, 13) angeordnet Ist, daß

;.' Je ein Sonnenrad (10 bzw. 11) und ein Planetenrad (12 bzw. 13)

k. · in dauerndem Eingriff miteinander stehen und daß dte Zahn-

;- flanken der beiden Räderpaare (10/12 bzw. 11/13) so aus-

f ") gebildet sind, daß das eine Räderpaar (10/12) in der einen

I Drehr'chtung und das andere Räderpaar (11/13) In der .ande-

I ren Drehrichtung sperrt.

t, ·

■: 7.) Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die

{ Räder (14, 15), welche exzentrisch die Planetenräder tragen,

als Zahnräder ausgebildet stnd.

8.) Antrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die

Räder (14, 15), welche exzentrisch die Planetenräder tragen, mit Stiften zur übertragung einer Schrittbewegung ver-" sehen sind.

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