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Mit zwei Drehzahlen arbeitender elektrischer Antrieb mit zwei Motoren
Die Erfindung bezieht sich auf einen mit zwei Drehzahlen arbeitenden elektrischen Antrieb mit zwei Motoren.
Für den Antrieb von Hebezeugen sowie von Werkzeugmaschinen, Textilmaschinen, Waschmaschinen od. dgl. sind häufig mindestens zwei verschiedene Drehzahlen erwünscht. Diesen Forderungen ist man bisher unter anderem durch die Anwendung von zwei auf dergleichen Antriebswelle arbeitenden Motoren gerecht geworden, die verschiedene Drehzahlen aufweisen und unmittelbar oder überein Zwischengetriebe miteinander gekuppelt sind. Als Motoren werden elektrische Maschinen in radialer Bauart mit konischem Verschiebeläufer und Bremse benutzt. In diesem Falle dient die Bremse des dem Wellenstumpf der angetriebenen Maschine benachbarten Motors, solange diesernichteingeschaltetist, zur Übertragung des Drehmomentes desandernMotors auf den Wellenstumpf.
Beim Einschaltendes derangetriebenenMaschinenwelle benachbarten Motors wird dessen Verbindung mit dem andern Victor gelöst. Wird dieser Motor wieder abgeschaltet, dann fällt dessen Bremse ein. Beim Anlauf des andern Motors wirkt die Bremse des erstgenannten Motors als Kupplung.
Diese Motorenzusammenstellung führt nicht nur zu unerwünscht hohen Kosten, welche durch die Ver-
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klein ist, so dass die auf die Welle wirkende Kupplungsfeder nicht sehr kräftig ohne spezielle Massnahmen gewählt werden kann.
Diese Mängel werden durch die erfindungsgemässe Maschine beseitigt. Diese Maschine ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden Motoren ein Verschiebeläufermotor in axialer Bauart ist, dessen Statorkörper an der Rotorseite ein Kugellager trägt, wobei zwischen dem Rotorkörper und dem Kugellager eine Feder angeordnetist, währendandemantriebsseitigenEndederRotorwelle eine durch die axiale Verschiebung des Verschiebeiäufers betätigte Kupplungsvorrichtung angeordnet ist, welche ein zur Kraftübertragung vom zweiten Motor her dienendes und mittels mindestens eines Kugellagers auf dem Statorkörper des Verschiebeläufermotors gelagertes Organ aufweist.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausfuhrungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. l zeigt eine erste Ausführungsform, teilweise im Schnitt, bei der das Verhältnis der Drehzahlen 1 : 15 nicht übersteigt. Fig. 2 und 3 zeigen eine zweite Ausführungsform, teilweise im Schnitt, bei der das Verhältnis der Drehzahlen 1 : 15 übersteigt.
Die in Fig. l dargestellten Motoren 1 und 20 sind zwei Induktionsmotore in axialer Bauart, wie sie z. B. aus der Schweizer Patentschrift Nr. 274350 bekannt sind. Die Drehzahl dieser beiden Motoren kann gleich sein. Der Rotor 2 des Motors 1 besteht aus einem Käfiganker und er ist mittels eines Rotorkörpers 11 auf einer Welle 3, welche an einem Ende eine Keilriemenscheibe 4 für den Antrieb trägt, angebracht. Die Welle 3 ist in zwei in einem Statorkörper 9 eines Stators 6 angeordneten Nadellagern 5 drehbar gelagert. Die Nadellager 5 können durch Gleitlager ersetzt werden. Der Stator 6 weist eine Wicklung 7 auf und er ruht auf einem Befestigungsflansch 8. An einem Ende des Statorkörpers S ist eine Keilriemenscheibe 10 mittels eines Kugellagers 12 drehbar gelagert.
Die Keilriemenscheibe M wird von einem Keilriemen 13 angetrieben. Auf der Welle 3 ist zwischen den Keilriemenscheiben 4 und 10 eine Kupplungsscheibe 14 angeordnet. Die Keilriemenscheibe 10 ist auf der Seite der Kupplungsscheibe 14 mit einem Kupplungsbelag 15 versehen. Zwischen dem Rotorkörper 11 und einer Arretierungslamelle 16 ist eine Fe-
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der 17 angeordnet. Die Arretierungslamelle 16 stützt sich über ein Kugellager 18 auf den Statorkörper 9.
Der Motor 20 ist in gleicher Bauart wie der Motor 1. Auf einer zur Welle 3 des Motors 1 parallel angeordneten Welle 23 ist ein Rotor 22 mittels eines Rotorkörpers 21 angebracht. Ein Stator 26 mit Wicklung 27 ist von dem Befestigungsflansch 8 mittels eines Statorkörpers 29 getragen. Zwischen dem Statori körper 29 und dem Rotorkörper 21 ist ein Kugellager 24 angeordnet. Desgleichen ist zwischen dem Stator- körper 29 und der Welle 23 ein Kugellager 25 vorgesehen. Ein Ende der Welle 23 trägt eine Keilriemenscheibe 28, über welche der Keilriemen 13 läuft.
Die Wirkungsweise der Antriebsmaschine gemäss Fig. l ist wie folgt. Wenn der Motor 1 sich im Ruhezustand befindet, so ist die Keilriemenscheibe 4 für den Antrieb mit der Keilriemenscheibe 10 zwecks Antrieb durch den Motor 20 gekuppelt. Nachdem der Motor 20 eingeschaltet wird, dreht sich die Keilriemenscheibe 4 mit einer Drehzahl, die der Drehzahl des Motors 20 und dem Übersetzungsverhältnis entspricht. Wird nun der Motor 1 eingeschaltet, so hebt der Rotor 2 entgegen der Wirkung der Feder 17 die Kupplungsscheibe 14 infolge des in axialer Richtung wirkenden magnetischen Zuges zwischen Stator 6 und Rotor 2, vom Kupplungsbelag 15 ab. Der Rotor 2 verschiebt sich in axialer Richtung und die Grösse dieser Verschiebung hängt von dem Abstand zwischen der Auflagefläche 19 des Rotorkörpers 11 und der Arretierungslamelle 16 ab.
Somit ist die Keilriemenscheibe 4 von der Keilriemenscheibe 10 entkuppelt und sie wird vom Motor 1 mit der entsprechenden Drehzahl angetrieben. Der Motor 20 kann ausgeschaltet werden.
Wird dann der Motor 1 ausgeschaltet, so verstellt die Feder 17 den Rotor 2 in seine ursprüngliche Lage zurück und die Keilriemenscheibe 4 ist wieder mit der Keilriemenscheibe 10 gekuppelt.
Die Feder 17 kann genügend stark gewählt werden um das vom Motor 20 erzeugte Moment auf die Welle 3 zu übertragen, wobei die Kupplungselemente verhältnismässig klein sind. Der vom axialen Motor 1 erzeugte axiale Schub ist verhältnismässig gross und die Resultante dieses Schubes ist zur Verschiebung des Rotors 2 parallel.
Der Motor 20 muss nicht unbedingt ein Motor in axialer Bauart sein. Es ist jedoch vorteilhaft, einen axialen Motor 20, wegen seiner verhältnismässig kleinen Abmessungen und der niedrigen Kosten, zu verwenden.
Wenn das Verhältnis der Drehzahlen der Keilriemenscheibe 4 ungefähr 1 : 15 übersteigt, so wird der Durchmesser der Keilriemenscheibe 10 verhältnismässig gross und die Ausführungsform gemäss Fig. 1 ist in diesem Fall nicht mehr zweckmässig.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 2 und 3 kann mit Vorteil verwendet werden, wenn das Verhältnis der Drehzahlen des Antriebsorgans ungefähr 1 : 15 übersteigt. Der Motor 30 ist von gleicher Bauart wie der Motor 1 gemäss Fig. l. Der Rotor 32 besteht aus einem Käfiganker und er ist mittels eines Rotorkörpers 31 auf einer Welle 33 angebracht. Die Welle 33 ist in zwei in einem Statorkörper 46 eines Stators 34 angeordneten Nadellagern 36 drehbar gelagert. Die Nadellager 36 können durch Gleitlager ersetzt werden.
Der Stator 34 weist eine Wicklung 35 auf und er ruht auf einem Befestigungsflansch 47. Auf einem Ende der Welle 33 ist eine Kupplungsscheibe 37 angeordnet. Die Kupplungsscheibe 37 weist eine Öse 38 zur Aufnahme eines Antriebsorgans auf. Zwischen einer Platte 40 und dem Statorkörper 46 sind zwei Kugellager 48 angeordnet. Die Platte 40 ist auf der Seite der Kupplungsscheibe 37 miteinem Kupplungsbelag 39 versehen. Zwischen dem Rotorkörper 31 und einem Kugellager 41 ist eine Feder 42 angeordnet. Das Kugellager 41 stützt sich auf den Statorkörper 46. Auf der Platte 40 ist ein Schneckenrad 43 angebracht, das mit einer Schnecke 44 kämmt, Der Motor 50 ist in gleicher Bauart wie der Motor 20 der Fig. 1.
Der Rotor'51 besteht aus einem Käfiganker und er ist mittels eines Rotorkörpers 52 auf einer Welle 53 angeordnet. Der Stator 55 mit Wicklung 54 ist auf einem Statorkörper 56 angeordnet. DerStatorkörper 56 besitzt einen verlängerten zylindrischen Teil. Zwischen dem Statorkörper 56 und der Welle 53 sind zwei Kugellager 57,59 angeordnet. EinZylinder 58 dientalsAbstandhalter. AufderWelle 53 ist die Schnecke 44 befestigt, die durch eine zylinderförmige Haube 45 geschützt ist. Die Haube 45 ist an dem Flansch 47 befestigt.
Die Wirkungsweise der Antriebsmaschine gemäss Fig. 2 und 3 ist wie folgt. Wenn der Motor 30 abgeschÅaltet ist, so ist die Kupplungsscheibe 37 mit dem Schneckenrad 43 gekuppelt. Der eingeschaltete Mo- tor 50 treibt die Kupplungsscheibe 37 über das Schneckengetriebe 43, 44 an. Die Drehzahl hängt von der Drehzahl des Motors 50 und von dem Übersetzungsverhältnis des Schneckengetriebes 43, 44 ab. Wird nun der Motor 30 eingeschaltet, so hebt der Rotor 32 die Kupplungsscheibe 37 infolge des in axialer Richtung wirkenden magnetischen Zuges zwischen Stator 34 undRotor 32, vom Kupplungsbelag 39 ab. Der Rotor 32 verschiebt sich in axialer Richtung und die Grösse dieser Verschiebung ist vom Abstand zwischen der Auflagefläche 49 des Rotorkörpers 31 und dem Kugellager 41 abhängig.
Somit ist die Kupplungsscheibe 37
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die Feder 42 den Rotor 32 in seine ursprüngliche Lage zurück und die Kupplungsscheibe 37 ist wieder mit dem Schneckengetriebe 43, 44 gekuppelt.
Durch die Verwendung der Motoren 30 und 50 in axialer Bauart werden gleiche Vorteile, wie beider
Ausführungsform gemäss Fig. l erzielt. Der Motor 50 muss nicht ein Motor in axialer Bauart sein.
Die Ausführungsform gemäss Fig. l ist sehr vorteilhaft für mittlere Verhältnisse der Drehzahlen und die
Ausführungsform gemäss Fig. 2 und 3 ist sehr vorteilhaft für hohe Verhältnisse der Drehzahlen.
Es ist ferner möglich, andere Motoren als Induktionsmotoren, z. B. Kollektormotoren, Synchronmo- toren oder Hysteresismotoren, zu verwenden.
Die beschriebene Antriebsmaschine ermöglicht die Kosten gegenüber bekannten Antriebsmaschinen zur Erzeugung zweier Drehzahlen um 30 - 50% zu reduzieren. Dies ist durch die Verwendung von axialen
Motoren in einer sehr einfachen Bauart, deren Preis niedrig ist und durch die Benützung einer sehr ein- fachen und wirksamen Kupplungsvorrichtung möglich.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mit zwei Drehzahlen arbeitender elektrischer Antrieb mit zwei Motoren, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der beiden Motoren ein Verschiebeläufermotor in axialer Bauart ist, dessen Stator- körper an der Rotorseite ein Kugellager trägt, wobei zwischen dem Rotorkörper und dem Kugellager eine
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vom zweiten Motor her dienendes und mittels mindestens eines Kugellagers auf dem Statorkörper des Verschiebeläufermotors gelagertes Organ aufweist.