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Einrichtung zur selbsttätigen Umschaltung von Repulsionsmotoren Es
gibt bekanntlich Arbeitsmaschinen, z. B. Waschmaschinen, die pendelartig arbeiten
müssen. Nach :einer bestimmten Drehzahl nach einer Seite muß sich der Antrieb umkehren
und annähernd die gleiche Anzahl Umdrehungen zurücklaufen. Umschaltknaggen oder
etwas Ähnliches sind dabei an der Maschine nicht vorhanden. Für größere Trommelwaschmaschinen
sind Antriebe bekannt, bei denen die Umsteuerung durch ein mechanisches Mittel;
also Umkehrgetrieberäder und Umkehrkupplungen, erfolgt. Derartige Getriebe sind
teuer und haben große Abmes# sungen.
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Es sind auch rein elektrische Umschalteinrichtungen bekannt, die den
Motor selbsttätig in bestimmten Zeitabständen in seiner Wickhing auf die andere
Drehrichtung umschalten. Diese haben den Nachteil, daß sie Getriebestöße und netzstörende
Stromstöße erzeugen. Ferner haben sie den Nachteil, daß eine besondere elektrische
Umschalteinrichtung getrennt vom Antrieb angeordnet werden muß. Der Verschleiß infolge
des Schaltfeuers erfordert außerdem für einwandfreien Betrieb eine Wartung, für
die Fachkräfte meist nicht zur Verfügung stehen.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und ermöglicht bei Arbeitsmaschinen
mit pendelartiger Bewegung, insbesondere- bei Waschmaschinen, die Verwendung eines
vollständig in sich geschlossenen Getriebemotors mit einfacher konstanter Gemäß
der Erfindung wird zum Antrieb von Maschinen mit pendelartiger Bewegung, insbesondere
von Waschmaschinen, die Bürstenbrücke des für den Antrieb vogesehenen Wechselstrom-Repulsionsmotors
in' bestimmten Drehzahlabständen, von der Antriebswelle aus gesteuert, selbsttätig
in die Stellung für die entgegengesetzte Drehrichtung verschoben und zum Verschieben
der Bürsten eine von der Antriebswelle der Arbeitsmaschine über eine Steuerwelle
angetriebene Bürstenverschiebewelle
vorgesehen und zwischen der
Steuerwelle und der Dürsteilverschiehewelle (-in besonderes mechanisches Element
eingeschaltet, welches die Steuerung der Bürstenbewirkt.
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Die- 1-.i-fndtuig ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel
veranschaulicht.
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Die Fit. 1 zeigt die \ci-schiehung der IBiirstcil Heini Wechseln der
Drehrichtung von der Stellung t- über die neutrale Zonen liiiiüber in die Stelltirigl.
Beim langsamen Versc@liiebeir der Bürstenbrüche wird gleichzeitig rin :lnlal,it-organg
gewonnen-, so da1.') die Dreh-::a hl nach und nach auf den höchsten Punkt hiiiaufre-uliert
wird.
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Die \\-echselsti-orn-Reptilsionsniotoren haben bekanntlich den Vorteil
eines hohen Anlaufiiionients hei "ei-iirgcin Anlaufstrom. Die Abliäligigkeit der
Drehzahl von der Belastung iilioige ihrer Hauptstronicliarakteristil> ist so lange
nicht ioti Nachteil, als die angetriehene Arheitsniaschine möglichst deich belastet
ist und der grüßte Anteil des Kraftverbrauchs auf kcyilstaiit bleibende Reibung
eiltfällt. Dies triitt beispielsweise für Waschinaschinen zu. Die Erfahrung hat
ferner gezeigt, dal;s die Anwendung von Motoren finit Kollektor und Bürsten in feuchten
Ar heiter äuinen keine Nachteile hat; denn es haben sich beispielsweise für Wäscheschleudern
Universalmotoren, die ja ebenfalls Bürsten und Kollektor Traben, bestens bewährt.
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Der -Motor wird am besten mit einem gekapselten Getriebe konstanter
C: bersetzung zusamnieligeflanscht, uni die erforderliche ni;#drige Drehzahl für
den Antrieb der Arbeitsniaschine, z. B. einer NVaschtrommel, zu erhalten, wobei
die letztere in einfacher Weise mit der austreibenden Getriebewelle direkt gekuppclt
wird. Dic Fig.2 zeigt beisl)iclsts-cisc ( -Ias Getriebuschenia. Das auf der
Welle 2 t
des- Motors i -sitzende -Iotorritzel 3 greift all das Zahnrad .l.
der Zwischenwelle 5 ein. Das kleine Zahnrad 6 auf dieser Zwischenwelle 5 ircibt
das -lalinrad ; der austreihendeil Geti-icbcit-elle S. Die Getriebewelle S trägt
gleichzeitig noch das kleine Zahnrad 9, welches das groLe Zahnrad io der Steuertvelle
1 i antreibt. Die Steuerwelle i i bewirkt die Bürstenverschiebung beim Umsteuern.
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Mine nähere Überlegung zeigt, daß die -Bürsten nicht einfach allmählich
durch konstallten Antrieb vrn der Stellung i- über die neutrale Torren in die Stellung
i geschoben werden dürfen. Nähert sich nämlich die 'Bürste Ktus der Stellung r der
neutralen Zone rr. so nimmt- die Drehzahl allmählich ah. und der Motor wird dann
innerhalb der neutralem Zone einfach stillgesetzt. Es ist zum Umsteuern daher notwendig,
daf.i die Bürste von der Stellung -r plötzlich), etwa durch Federkraft, über die
ilcutraIe Zone in den Bereich der entgegengesetzten Drehrichtung hiriülycrl;cschoben
wird. Dabei ist es crtcünscht, d:il) die Bürste nicht gleich bis in die Stellung
l geschoben wird. In diesem Fall würde iiir)ilich eine ttnei-%viirisclite, zu pliitzliche
t"111-stetterung atiftreteil. f=etri.eliest"ci15e und lliirsteiifetier wären dann
die unangenehmen Begleiterscheinungen. Es ist daher zt\-c,ekniäl5ig, daß hei der
Umstctiertnig die Bürste zwar schnell über die neutrale Inne hinübergeschoben wird.
aber erst auf eine Brcnis-und Anlaßstufe h. Bei pl;J)tzliclieiri Verschieben der
Bürste voll der Stellung r auf die Stellung l1 bremst der Motor die laufenden -Masset).
durch Gegenstroiri welch ah, und nach eifo1gtem Abbremsen bewirkt der Gegenstrom
ein weiches Anlaufen nach der I Z, gcsctzteil Drehrichtung. Hierauf kaini darin
cli(-Bürste von der Stellttiigh nach der Stelltirib 1, d. h. in die Stellung der
vollen Drehzahl und Leistung, geschoben werden.
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Zerr Erfüllung aller dieser Aufgaben ist zwischen der Steuerwelle
i i und der Biirstcnierschiebeti#elle 12 eil] besonderes niechanisches 1?lement
geschaltet, welches in der Fig. 3 besonders dargestellt ist. Die Steuerwelle i 1
trägt die Kurbel 13. An diese Kurbel 13 lehnen sich seitlich die. Enden der Torsionsfeder
i.l. Zwischen diesen Federenden befindet sich aber auch gleichzeitig die Kurbel
15 der Bürst.enverschiebewelle 12. Wird die Welle 12 festgehalten, während die Welle
i i gedreht wird, so wird die Torsionsfeder durch die auseinandergehenden Sclicrilkel
der Kurbelll 13 und i5 gespannt. Wird bei bespannter Feder die Welle 12 losgelassen,
so wird sie, der Federspannung folgend, die Kurbclil 13 und 15 wieder in
die gezeichnete Labe: zu ])ringen versuchen. Die Welle i i trägt aber auch noch
die Kurbel 16. Diese Kurbel i (@ '1 reift in einen Schlitz 1; der Steuerscheibe
i S ein. Die Steuerscheibe 18 ist schwenkbar uni den Punkt i y. Dreht sich die Welle
i i uni einen bestimmten Winkel nach rechts oder links, so dreht sich die Steuerscheibe
i S um einen entsprechend kleineren Winkel cb<nfalls nach rechts oder links.
Die Welle 12 ti-"i.t eine zweite Kurbel 20. Die Kurbel 2o :;reift in eine besondere
21 ein, die in die Steuerscheibe iz eingeschnitten ist. Die Führungskurie 21 kann
nur, so gestaltet werden, daß die Bürstenverschiebun- in der nn)en für eine einwandfreie
Unisteuerung als notwendig heschriebcrien Weise erfolgt.
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Die Wirkttn<-siveise der in der Fig. ; darl;cst-ellten Einrichtung
sei nachfolgend n pilier beschrieben. Es sei hierbei zunickst folj;cndcs angenommen:
Die Welle i i finit den Ktir- i bcin- i() und 1 ; bellnde sich in einer Stellung
etwa um 30- aus der -Titte nach rechts ])ergedreht
und die Steuerwelle
12 befinde # -iiis, sich- in der Stellung, daß die Kurbeln 15 und 13 sich decken,
so daß die Feder 1.1 entspannt ist. Die Kurbel 2o befinde sich dabei an der Stelle
a der Kurve 21. Die Bürsten befinden sich hierbei in der Stellung r. Der Motor arbeitet
rechts laufend mit voller Drehzahl. Hierbei wird die Steuerwelle i i langsam entgegen
dem Uhrzeigersinn gedreht und schwenkt die Scheibe 18 um den Drehpunkt i 9 ebenfalls
nach links. Die Kurve 21 -gleitet dabei an dem noch in Ruhe bleibenden Zapfen der
Kurbel 2o vom Punkt cc nach Punkt b.
Das Kurvenstück a-b entspricht nämlich
einem Kreisbogen um den Drehpunkt i g. Der Kurbelschenkel 13, welcher sich ja ebenfalls
entgegen dein Uhrzeigersinii dreht, spamit die Feder 1.1. und- entfernt sich vom
Kurbelschenkel 15. Infolge der Spannung der Torsionsfeder 14. drückt die Kurbel
2o mit zunehmender Federkraft auf den schraflierten Innenteil des Kurvenstückes
a-h von Kurve 21. Die hewegung geht bis zum Punkt b, ohne daß sich die Welle 12
drehen kann. AnschlieL3end geht der Kurbelzapfen 2o über in das Kurvenstück c, welches
von h bis d reicht. Dieses Kurvenstück h-d ist nun kreisbogenförmig um den
Mittelpunkt der Welle 12 geführt, so da13 der Kurbelzapfen 20 nunmehr dem Druck
der Spannfeder 14 nach überschreiten des Punktes h nachgeben und bis zum Punkt d
frei hinschnellen kann. Die Welle 12 dreht sich Bierbei um einen solchen Winkel,
daß die -bürsten von der Steller in die Stelle l, geschoben -werden. Hierdurch tritt
eine Abbremsung des Einphasen-Repulsionsmotors und eine anschließende Umkehrung
der Drehrichtung ein. Infolge der Umkehrung der Motordrehrichtung beginnt die Welle
i i sich langsam zurückzudrehen und schwenkt mittels der Kurbel 16 auch die Steuerscheibe
18 im Uhrzeigersinn zurück. Im Moment der Motorumkehr, wo sich der Kurbelzapfen
2o im I%unkt d befindet, ist aber noch immer Federspannung in der Torsionsfeder
14. vorhanden, da sich die Schenkel 13 und 15 noch nicht voll decken. Erst infolge
der einsetzenden Rückschwenkung der Steuerscheibe i S kann sich der Kurbelzapfen
2o nunmehr langsam von der Stellen nach der Stelle/ bewegen. Erst im Punkte f sind
die Schenkel 13 und 15 zur Deckung gekommen, so daß der Schenkel 15 keinem Federdruck
mehr unterliegt. Während sich der Kurbelzapfen 20 langsam von d nach f bewegt, erfolgt
dementsprechend eine Drehtuig der Welle 12 und eine langsame Verschiebung der Bürsten
von der Stellen auf die Stellel. Nunmehr erreicht der Motor erst seine volle Drehzahl
in der entgegengesetzten. Richtung. Mit zunehmender Drehung der Welle i i in der
nunmehr gewonnenen D@rehriclitung verschiebt sich der Kurbelzapfen 2ö langsam von
der Stelle/ nach o-. Das Kurvenstück f-ä ist wiederum ein Kreisbogenstück um den
Punkt i9. Die Kurve f-ä sperrt also genau so wie das zuerst -erwähnte Kurvenstück
a-b die Welle 12 gegen jegliche D'rehung. Nach Erreichen der Stelle (f beginnt dann
der neue Umsteuervorgang.
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Da durch die Räderübersetzung der Zahnräder 9, io festgelegt -wird,
v-ie viele Umdrehungen jeweils zwischen den Umstetterpunkten gemacht werden, ist
diese Räderübersetzung entsprechend zti bemessen. Die Welle 12 kann die Bürstenbrücke
22 auf dem Kollektor 23 entweder mittels Zahnräder verschieben oder auch durch Hebelübersetzung,
denn es braucht ja nur der Drehwinkel der Welle 12 mit dem erforderlichen Drehwinkel.
der Bürstenbrücke 22 in Einklang gebracht zu werden.