DEP0004981DA - Elektrische Gleichlaufvorrichtung zum Übertragen von Steuerbewegungen - Google Patents

Description

Firma Frankl & Kirchner,, Mannheim-leckarau* HkeingoldstraJäe 48-

ⁿ "Elektrische 6 Ie ichlauf vorrichtung sum Übertragen von Dteuerbewegungeii¹¹

Die Erfindung betrifft eine aus einem Geber und einem Empfänger bestehende elektrische Gleichlaufvorrichtung mit Brehmonentverstärkungi wie sie κ.B. bei der selbsttätigen Steuerung von Drehbänken Verwendung findet» Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art wird der Gleichlauf syrischen dem elektrischen Geber und dem elektrischen Empfanger in der nachstehend beschriebenen iVeise hergestellt, bei der sum i.ntrieb des Gebers ein nur sehr kleines Drehmoment, aufsuwenden istj, wllhrerä. der Empfanger ein sehr erhebliches Drehmoment zu entwickeln

In PIg* 1 der Zeichnung ist eins bekannte Gleichlaufvorrichtung mit einem zwölfpoligen Geber und einem swölfpoligcn Empfänger beispielsweise veranschaulicht„

Der ©eber wird z.L von einem kleinen reibradgetriebe mit eiii&T nach ftrösse und Jüchtung wechselnden Geschwindigkeit angetriebeii· Diese Lewe^ungen dos Gebers werden vom Empfänger, der beispielsweise d.en Support einer Drehbank betätigt, winkeltreu wiederholt^ wobei der Empfänger ein erhebliches Drehmoment zu entwickeln versag»

Der Geber hat die Form eines drehbaren Q-leiclistroiakollektors mit zwölf Lamellen und zwei feststehenden Bürsten* Ss sind die Lamellen 1,5 «aiä. 9 mit einem Schleifring und Schleif feder a,, die Lamellen 3*7 "n^fl ü «it einem Schleifring und Schleiffeder "b,.

die Lamellen 2^6 und IC mit einem Schleifring und Schleiffeder c^ die Lamellen 4_t8 und 12 mit einem Schleifring und Schleiffeder d verbunden*

Der Empfänger hat einen zwölfpoligen Stator und einen sechepoligen Hotor. Die zwölf Pole des Stators sind in awei Wicklungsgruppen geschaltet. In der einen Wicklungsgruppe sind die Pole Ii3»5»7#9 und 11 hintereinander geschaltet und der Wickl&ngsanfang a¹ ist mit der Schleiffeder a_# des Wicklungsende b* mit der Schleiffeder b verbunden· In 4er anderen flicklungsgruppe sind die Pole 2_s4,6_#S_s10 und hintereinandergeschaltet und der Wioklungsanfang c^f ist mit der Sehleiff@£@r ο_φ das "Rioklungsen&e ά* mit der Schltiffeder & verbunden»

Die sechs Pole des Botors werden in Reihe mit den Barsten des Gebers als Folgepole erregt«

Daraus ergibt sich folgende Wirkungsweise» Stehen z*B» die Bärsten des Gebers auf den Lamellen 1 und ?_g wie gezeichnet_Ä so werden die Statorpole 1+5 und 9 als ffordtpole» &i® Stator^ole 3*7 «nd 11 als erregt, während aie Statoxpol® 2_#4_S6 usw# unerregt bleiben*

sechspolige lotor wird sich als& so einstellen, dass seine pole unter den Statorpolen 1^5 «ncl 9# seine Nordpole unter dta Statorpolen. 3*7 ^⁰¹¹I H stehen. Dreht sich der Geber so^ dass seine Bärsten auf die Lamellen 2 und δ su stehen kommen^ so werden di® Statorpole 2*6 und 10 als Hor&pole* die Statorpol® 4,8 und 12 al© Stidpole erregt * Infolgedessen dreht sich der Botor um eine Steuerpolteilung im Uhrseigersinn weiter».

Hätte der G@;ber sich im entgegengesetzten üinne gedreht^ sodass also seine Borsten auf öi® Laaellen 12 und 6 gekojamen wären_s so di© Statorpole 2^6 und 10 als Sädpole und die Statorpol© 4_t8 und 12 als Hordpole erregt worden und der Botor hätte sich um eine Gt&torpolteilung gegen den ührgeigersinn, gedreht»

Der Botor dreht sich also stets mit derselben Geschwindigkeit und in demselben Drehsinn wie der Geber» Das Drehmoment des Botors ist proportional dem Prodiikt aus das Statorstrom und dm Botorstrom«

Dieser bekannten Anordnung haften indessen noeh mehrere wesentliche Haehteile an. Läuft ©ine Bürste auf eine Lamelle auf» so erhält die "bisher nicht eingeschaltete w'lcklungsgrnppe Netsspannung^, sodass eine einigerma3sen funkeafreie Kotamutiermig nur bei niedrigen Netzspannungen und unter Parallelschaltung von Kondensat oresi und Widerständen möglich ist«

ferner ist jeweils nur eine Wicklungsgruppe eingeschaltet_# woduroh die lisen- und Eupferaosoautztoog schlecht ist_#

üchliesslieh hängen Botor-· und Ststorstrom und damit das Drehmoment des Empfängers vom ohmschen Widerstand der Wicklungen und von der im Stator des iiäapfängers erzeugten gegeaelelrtromotorisehen Kraft ab. Letztere ist proportional der Drehstahl« Damit nun der Strom ist Stillstand oder bei niedrigen Drehaahlen nicht eu gross- · wird, muss die Spannung im Verhältnis sum ohmschen Widerstand der Wicklung verh&ltnismässig klein gewählt werden· Bei grössere» Drehsahlen und damit sunehmender gegenelektromotorisshsr !traft sinkt &©r Strom und damit proportional auch das Drehmoment ab. Ks ist klar_# dass unter diesen Verhältnissen der Wirkungsgrad eines normalen SleichstrcaoHiotors nicht au erreichen ist_# bei welchem der ohmsohe Spannungsverlust nur ein Bruchteil der gegenelektromotorischen Kraft ist«

G-emäss der Erfindung können diese liachteile dadurch beseitigt werden, dass der Geber aus einem feststehenden Kollektor und mit Gleichstrom gespeisten umlaufenden Bürsten besteht^ die in Beine mit dem Sotor des TSmpflingers geschaltet sind, dessen Stator eine Hing- oder Troaraelwicklung mit einer der Nets spannung entsprechenden äxiz&hl mit den Kollektorlarnellen des Gebers verbundene Spulen aufweist»

Bei Anschluss der Gleichlaufvorrichtung gemEss der Erfindung an ein V7eahselstromnetz wird zweekmässig vor den den Gleichstroai erzeugenden Gleichrichter eine Drossel geschaltet _t die einen von der gegenelektroBjqtorisohen Kraft des Stators im wesentlichen unabhän-

gigen Strois erzeugt und deren Blindstrombedarf durch Kondensatoren kompensiert werden kanne

Wine .toordnung gerniss der Irfindang ist in Pig*2 der Zeichnung in einem Ausfilhrungsbeispiel veranschaulicht*

Als Beispiel ist ein sweipoliger Stator gewählt -würden* Die Anordnung kann natürlich auch vielpolig ausgeführt werden« Der Geber besteht aus einem feststehenden Sollektor mit sechs Lamellen* Innerhalb des Kollektors laufen zwei Bürsten B und C χβη_Λ denen Gleichstrom liber awei Schleifringe angeführt wird.

Der l^pfunger besteht aus einem mit einer Gleichstrorawicklting D versehenen Stator E# Der Uebersiektlichkeit wögen ist «fine öraramesehe Wicklung gezeichnet worden! es kann jedoch auch jede TrOiamel-*· Wicklung mit Buten Verwendung finden β Die Wicklung hat sechs fortlaufend geschaltete Spulen, deren Anzapfungen 1 bis 6 mit den entsprechend nummerierten Kollektorlsmellen d&s Gebars ver* bunden sind- Die niedrige Spuleasahl ist nur mit Büeksicht auf eine einfache Darstellung gewählt worden. In Wirklichkeit richtet sieh die Spulenzahl nach denselben Gesichtspunkten wie beim normalen &l@ichstroamotor, d«h. sie irird so hoch gewählt^ dass am Kollektor eine genügend niedrige Lamellenspannung entsteht»

Der Eotor 2? ist entsprechend der gewählten Bürstenanordnung zweipolig gezeichnet» Br wird in Beine mit den Schleif federn des Kollektors des Gebers über Schleifringe mit Gleichstrom erregt* Die Schleifringe sind in der abbildung nicht eingezeichnet· Der Rotor kann natürlich auch durch eine besondere Gleichstromquelle gespeist werden«

Bei Stillstand der Bürsten des Kollektors stellt sich der Hotor* solange kein Drehmoment auf ihn ausgeübt wird,, in die gezeichnete Stellung ein* Ist ein Drehmoment vorhanden, so wird er sich bis zu 90° im Uhrzeiger- bzw* Gegenuhrzeigersinn verdrehen^ bis er sein grösstes Drehmoment erreicht hat. Im übrigen wird er genau den Bewegungen der Geberbürsten folgen. Dies braucht nicht n&her erläutert zu trerden^ da es genau der Wirkungsweise des normalen Gleichstrommotors entspricht* Genau wie bei diesem wird Eisen und Kupfer toII ausgenutzt. Auch ist die ,Anordnung von Wendepolen und Kompensationswicklung möglich«

Beim Anschluss an ein Wechselstromnetz wird der zvm Betriebe der Anordnung erforderliche Gleichstrom von einem Gleichrichter G geliefert* Vm den Strom unabhängig von der Drehzahl und damit von der gegenelektromotorischen Kraft des Etators konstant au halten^ ist vor den &l®ichriehtertransformator eine Drossel H geschaltet«, Bei genügender Grosse der Drossel wird der Strom im wesentlichen nur von dem ohmsehen Widerstand der Kotorwicklung und der gegen» elektromotrisehm Kraft abhängen»

Ks sei ζ »Β» der Strom auf di@ Primärseite des Transformators bezogen IO Andere* die Wechselspannung 100 Volt, die g©gen®l@ktrometoriseh® Kraft 50 YoIt₈ der otoscJa® Widerstand der Wicklung 0^5 oh®* Bass, muse der Spannungsabfall in der Drossel seins

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a«h« die Dross®! muss 8,35 ohm Widerstand haken. Wird bei Stillstand d®s Motors di@ gagen©l@ktr©ra©toriseh@ Kraft gleich. HuIl₄, so beträgt d©r Stg?ss

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B®r Blindv®rbrau©h der Drossel kann durch den Kondensator E pensiert werden* Wird der lötor durch ©in@n besondsreia riehter gespeist^ so kann eine entsprechend grosser© rang im Statorkreis angelassen und die Brüssel ©ntspreelaenä kleiner bemessen werden a

erfindungsgeasssse Anordnung kson bei l#ih@nschaltung von Botor und Stator auch wie ein leehselstrom—Beihensebluss-Kollektormotor mit Wechselstrom betrieben werden« Die sur Eonstanthaltung des Stromes erforderliche Induktivität kann dabei ganz oder teilweise in die Hotor- und Staterwleklung eingebaut werden*

Ein wesentlicher Yorteil der Anordnung gemäss der "Erfindung besteht darin, dass die verhältnismässig sahlreichei YerbinSimgen zwischen &äm Kollektor des G-ebsrs und dam Stator des ^apfg.ngers solche zwischen zwei ortsfesten Vorrichtungsteilen sind* da sonst die Anordnung einer praktisch unausführbar grossen Ansah! von Gehleifringen nötig wäre«

Claims (1)

1. Patentanspruch®

   Aiss ©ineai Geber und einem Empfänger bestehende elektrische Gleichlauf vorrichtung mit Drebmoraentverstärkung zübj Übertragen von ilteuerbewegungen^ dadurch gekennzeichnet^ dass der Geber aus einem feststehenden Kollektor und mit Gleichstrom gespeisten umlaufenden Barsten besteht _f die in Heih© mit dan lotor des umpfnngers geschaltet sindj, dessen Stator eine King— oder Trommelwicklung mit einer der Mets spannung entsprsehenden Anzahl mit den Kollektorismellen des Q-ebers verbundene Spulen aufweist.

   Elektrische Gleiehlaufvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, lass bsi ihrem Anschluss an ein fechselstroas— nets vor den den Gleichstrom erzeugenden Gleichrichter eine Drossel geschaltet ist_# deren Blindstrombed&rf durch Kondensatoren kompensiert werden kann·