DE7312410U

DE7312410U - Electromotive drive with flywheel

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Publication number: DE7312410U
Application number: DE7312410U
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Publication date: 1973-08-02

Description

Elektr'anoto.? T8ch8T drive with flywheel

Als Antrieb für elektrische Modelleisenbahnen werden Gleich- oder Wechselstrommotoren verwendet, die kein großes Trägheitsmoment besitzen· Daher haben die Triebfehrzeugmodelle keinen langen Auslauf nach Abschalten des Stromes, ebenso sind die Fahreigenschaften bei niedriger Geschwindigkeit ungünstig und bei schlechtem Kontakt zur Stromzuführung (Gleis, Mittelleiter oder Oberleitung) kommt das Fahrzeug sofort zum Stehen, da die kinetische Energie nicht ausreicht, um es weiterzubewegen· Zur Verbesserung der Langsamfahreigenschaften und der allmählichen Geschwindigkeitsänderung beim Anfahren oder Anhalten wurden elektronische Schaltungen und Geräte entwickelt, die jedoch nur wirksam sein können, wenn-' stets ein guter. Kontakt zwischen Stromquelle und Motor besteht. Im üblichen Betriebszustand einer Modelleisenbahn ist jedoch die Verschmutzung durch Staub und Öl nicht, zu vermeiden«DC or AC motors are used to drive electric model railways which do not have a large moment of inertia · Therefore, the motor vehicle models do not have a long run-out after switching off the The driving characteristics are also unfavorable at low speed and poor contact with the power supply (track, central conductor or overhead line) the vehicle comes to a standstill immediately, as the kinetic energy is insufficient to move it further · For improvement the slow driving characteristics and the gradual speed change when starting or stopping became electronic circuits and devices developed, which, however, can only be effective if- 'always a good one. Contact exists between the power source and the motor. In the normal operating condition of a model railway, however, the pollution from dust and oil is not, to avoid"

Es ist daher vorteilhaft einen Antrieb zu verwenden, der kinetische Energie j in einer mit hoher Drehzahl rotierenden Schwungmasse im Triebfahrzeug speichert« In der Fachliteratur wurden vereinzelt derartige Antriebe von Bastlern beschrieben, die sich jedoch nicht für eine industrielle Serienfertigung eignen· Da handelsüblichenMotoren verwendet wurden, ergaben; sich Schwierigkeiten mit der einwandfreien Lagerung und der Ausbildung der Schwungmasse, die in keinem Fall befriedigend gelöst wurden·It is therefore advantageous to use a drive that has kinetic energy j is stored in a flywheel mass rotating at high speed in the locomotive « In the specialist literature such drives have been described by hobbyists in isolated cases, but they are not suitable for industrial series production suitable · Since commercial motors were used, resulted in; difficulties with the perfect storage and the formation of the flywheel, which were never solved satisfactorily

Bekanntlich ist das Trägheitsmoment der Schwungmasse (3) proportional-'das Dichte (o), der Länge (1). und der 4. Potenz des Durchmessers (d).As is known, the moment of inertia of the flywheel (3) is proportional - 'that Density (o), length (1). and the 4th power of the diameter (d).

ff 4
3 = ~ · ?·1 · d⁴ ff 4
3 = ~ ·? · 1 · d ⁴

Die kinetische Energie E.. ist proportional dem Trägheitsmoment 3 und dem Quadrat der minutlichen Drehzahl n.The kinetic energy E .. is proportional to the moment of inertia 3 and the Square of the minute speed n.

^EK * T ' SiSü · "² ^E K * T ' SiSü · " ²

biegen der überproportionalen Abhängigkeit ist es daher von entscheidender Bedeutung, daß Burchmessec und Drehzahl der Schwungmasse große liierte erreichen« bending the disproportionate dependency it is therefore crucial Significance that the diameter and the rotational speed of the centrifugal mass have a large relationship "

Die Vorliegende Erfindung betrifft einen Antrieb, bei dem ein hochtouriger Motor und eine große Schwungmasse eine kompakte Baueinheit bilden. DieThe present invention relates to a drive in which a high-speed The motor and a large flywheel form a compact unit. the

Schwungmasse ist auf der Ankeruielle des Motors befestigt, die Drehzahlen von 25 ooo - 27 ooo Umdrehungen pro Minute erreicht. Der Magnetkörper des Feldmagneten ist seitlich des Ankers angeordnet, so daß sich ein· kurze Baulänge des Motors ergibt· Die komplette Antriebseinheit wird längs in das Triebfahrzeug eingebaut und in schwingungedämpfendem elastischen Material gelagert. Diese Anordnung ermöglicht die optimale Ausbildung der Schuiungmasse,,da der Durchmesser nur durch die Breite, bzw. die Höhe des Gehäuses begrenzt wird und wegen der Verwendung eines kurzen Motors in der Länge genügend Platz zur Verfügung steht. Bei Triebfahrzeugen im Maßstab 1 : 87 (Baugröße HO) können Schwungmassen mit Durchmessern bis zu ca. 32 mm und Längen bis zu ca. 4D mm in zahlreiche Modelle eingebaut werden. Die gemeinsame Achse von Anker und Schwungmasse wird in drei Lagern geführt, wobei zwei Lager an beiden Seiten der Schwungmasse und das dritte am Ende des Ankers angeordnet sind. Als Lager werden vorzugsweise Kugellager verwendet. Die Lagersitze befinden sich in einem Lagerbock, der außerdem den Feldmagneten, die Bürstenhalterung und ein Reduktionsgetriebe trägt. Die drei Lagersitze können mit hoher Präzision gemeinsam gebohrt und auf Paßsitz feinbearbeitet werden. Die dreifache Lagerung der Welle ermöglicht die genannte hohe Drehzahl, ohne daß dynamische Unwuchtschwingungen infolge einer Durchbiegung vorkommen·The flywheel is attached to the armature of the engine, the speeds of 25,000 - 27,000 revolutions per minute is achieved. The magnetic body of the The field magnet is arranged to the side of the armature so that there is a short The overall length of the motor results in · The complete drive unit is longitudinally in the traction vehicle installed and in vibration damping elastic Material stored. This arrangement enables the optimal formation of the Schuiungasse ,, since the diameter only through the width or the height of the Housing is limited and because of the use of a short motor in there is enough space available over the length. For locomotives in In a scale of 1: 87 (size HO), flywheels with diameters of up to approx. 32 mm and lengths of up to approx. 4D mm can be built into numerous models will. The common axis of the armature and the flywheel is guided in three bearings, with two bearings on both sides of the flywheel and the third are arranged at the end of the anchor. Ball bearings are preferably used as bearings. The bearing seats are in a bearing block, which also contains the field magnet, the brush holder and a reduction gear wearing. The three bearing seats can be drilled together with high precision and finely machined for a snug fit. The triple Storage of the shaft enables said high speed without dynamic unbalance vibrations occur as a result of deflection

Die Vorteile des Antriebs bestehen darin, daß die Herstellung mit hoher Genauigkeit in großen Stückzahlen möglich ist, und daß die damit ausgerüsteten Modell-Triebfahrzeuge naturgetreue Fahreigenschaften besitzen, wie sanftes Beschleunigen, konstante Beharrungsfahrt, allmähliche Geschwindigkeitsänderung beim Durchfahren von Gefälle- oder Steigungsabschnitten und einen langen Auslauf nach Abschalten des Fahrstromes· Bei einer mit vorbildgerechter Höchstgeschwindigkeit fahrenden HO_Modell-Schnellzuglokomotive mit einer Schwungmasse von 30 mm Durchmesser undi 22 mm Länge beträgt beispielsweise die stromlosr Auslaufstrecke über 8 Meter ! Da in der rotierenden Schwungmasse mehr als die hundertfache kinetische Energie eines Modellzuges gespeichert ist, besitzt ein derartiges Triebfahrzeug außerdem vorzügliche Langsamfahreigenschaften, wie sie zum Rangieren wünschenswert sind:Schlechter Kontakt zwischen Lck und Gleis durch unvermeidliche Verschmutzungen oder Unebenheiten führt nicht zum ^Rucken oder Stillstand, denn bereits im Schneckentempo werden stromlose Abschnitte von mehreren Zentimetern Länge anstandslos durchfahren« The advantages of the drive are that it can be manufactured with high precision in large numbers, and that the model locomotives equipped with it have lifelike driving characteristics, such as gentle acceleration, constant steady travel, gradual speed change when driving downhill or uphill sections and a long one Run-out after switching off the traction current · In the case of a HO_Modell express train locomotive traveling at prototypical maximum speed with a flywheel mass of 30 mm in diameter and 22 mm in length, for example, the currentless run-out distance is over 8 meters! In the rotating flywheel mass as a model train is stored more than a hundred times kinetic energy, has such a locomotive also excellent slow speed characteristics, such as are desirable for maneuvering: Poor contact between Lck and track by unavoidable soiling or unevenness does not gaps or ^R standstill, because electricityless sections of several centimeters in length can be traversed at a snail's pace without any problems «

Ein AuefUhrungebeispiel zeigen die Figuren I und lit Der Anker (1) und die Schwungmasse (2) sind auf einer gemeinsamen Meile (3) befestigt, die eich in drei Kugellagern (4 - 6 ) auf den Lagerbock (7) abstutzt· Dieser Lagerbock trägt ebenfalls den ringförmigen Permanent-Feldmagneten (θ), die Bürstenhalterung (9) und dee Getriebe (10). Der Anker (1) iet fünfpol ig und beeitzt einen Rundkollektor (11)· Der Lagerbook (7) iet als Pletall-Gußteil hergestellt und trägt die gemeinsam und mit hoher Präzision angebrachten Lagersitze dec Lage? (4 - 6)· Die Lagersitze sind oben aufgeschlitzt, damit die UIe lie (3) mit Anker (1) und Schwungmasse (2) eingebaut werden kann·An example is shown in Figures I and lit. The anchor (1) and the flywheel (2) are attached to a common mile (3), the calibrated in three ball bearings (4 - 6) on the bearing block (7) · This Bearing block also carries the ring-shaped permanent field magnet (θ), the brush holder (9) and the gear (10). The armature (1) iet five-pole ig and beeitzt a round collector (11) · The storage book (7) is as Pletall cast part is produced and carries the jointly and with high precision attached bearing seats dec location? (4 - 6) · The bearing seats are up slit open so that the UIe lie (3) with anchor (1) and flywheel (2) can be built in

731141«.t.·. η 731141 «.t. ·. η

Claims

S, C H U T Zi Ä N S P R (j C Hi E

1) Electromotive drive with flywheel, especially for
Installation in model railroad vehicles, characterized in that
that the flywheel is attached to the anchor source, and this
is performed in at least three layers, are in a common bearing block, which is also the field magnet
and the brush holder carries so that the drive is an assembly
forms.

2) Drive according to claim 1 with a speed of at least 10 000 \ revolutions per minute, characterized in that the bearings are ball bearings on both sides of the flywheel. ί

3) Drive according to claim 1 or 2, characterized in that the \ field magnet is arranged transversely to the armature / elle. I.

4) Drive according to spoke 1 or 2 for supplying the motor with DC | current, characterized in that the field magnet consists of permanent \ magnetic material. \

5) Drive according to claim 3 or 4, characterized in that the i Permanent field magnet has an annular shape.

6) Drive according to claim 1, characterized in that the flywheel
a diameter of at least 12 mm and a length of at least
5 mm.

7) Drive according to claim 1, characterized in that the bearing block
carries a gear to reduce the speed.