DE1045526B

DE1045526B - Elektromotorischer Antrieb fuer zwei Drehzahlen, insbesondere fuer Haushaltwaschautomaten

Info

Publication number: DE1045526B
Application number: DED26484A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans-Guenter Eckhardt
Original assignee: Demag Zug GmbH
Current assignee: Demag Zug GmbH
Priority date: 1957-09-20
Filing date: 1957-09-20
Publication date: 1958-12-04

Description

Elektromotorischer Antrieb für zwei Drehzahlen, insbesondere für Haushaltwaschautomaten Für den Antrieb der Wasch- und Schleudertrommel von Haushaltswaschautomaten werden zwei Drehzahlen benötigt, die weit auseinanderliegen. Für das Waschen wird eine niedere Drehzahl bei kleiner Leistung verlangt, während das Schleudern eine hohe Drehzahl erfordert. Bei manchen Waschmaschinen verlangt man auch noch zum Vorschleudern oder Spülen eine Zwischendrehzahl. Das Verhältnis von hoher Drehzahl zu niederer Drehzahl ist etwa 1 : 12, während das von hoher Drehzahl zur Zwischendrehzahl 1 :2 bis 1 : 3 beträgt.
Diese bisher für solche Antriebe verwendeten polumschaltbaren Drehstrom-Kurzschlußläufermotoren bereiten fertigungstechnisch große Schwierigkeiten, da die für die niederen Drehzahlen erforderlichen großen Polzahlen sich bei Kleinmotoren nur schwer verwirklichen lassen. Solche Motoren werden daher teuer und haben einen schlechten Ausnutzungsgrad.
Die Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten. Sie geht von einem elektromotorischen Antrieb für zwei Drehzahlen aus, bei dem der durch das Ständerfeld axial verschiebbare Läufer, in seinen beiden Endlagen unterschiedlich übersetzt, mit der anzutreibenden Welle koppelbar ist. Erfindungsgemäß wird ein mit einem feststehenden Ständersystem ausgerüsteter Motor verwendet, dessen Läufer beim Einschalten des Stromes entgegen der Wirkung einer Federkraft ins Feld gezogen wird. Dieser Motor wird wahlweise mit der vollen Spannung oder mit einer unter dem zur axialen Verlagerung des Läufers gegen eine Federkraft erforderlichen Maß liegenden Spannung betrieben. Zum Schleudern wird die Trommel mit der vollen Motordrehzahl angetrieben, indem der Läufer bei voller Spannung mit der Trommelwelle unmittelbar gekuppelt wird. Der antreibende Teil dieser vorzugsweise als Kegelreibungskupplung ausgebildeten Kupplung ist auf dem Läuferwellenende aufgekeilt, das nach außen wandert, wenn der Läufer ins Feld gezogen wird. Am anderen Ende der Läuferwelle ist getnäß der weiteren Erfindung ein Reibrad mit kegelförmiger Reibfläche angeordnet, das mit einem Getrieberad zusammenwirkt, wenn der Motor nur mit Teilspannung betrieben wird, der Läufer also nicht ins Feld gezogen ist. Das letzte Glied dieses die Drehzahl vermindernden Getriebes wirkt auf den angetriebenen Teil der Kupplung oder auf ein besonders, auf der Trommelachse befestigtes Rad. Die Trommel wird dann bei eingeschalteter Teilspannung und gelöster Kupplung über das Getriebe mit verminderter Drehzahl angetrieben.
Wenn das Getriebe ständig mit der Trommelwelle verbunden wäre, dann würde es auch bei der hohen Drehzahl mit umlaufen, was unerwünscht ist. Gemäß der zusätzlichen Erfindung ist daher die Getriebewelle, auf der das mit dem kegeligen Reibrad zusammenwirkende Getrieberad befestigt ist, um eine horizontale Achse kippbar. Diese Welle steht unter dem Einfloß einer Kraft, z. B. einer Feder, welche das dem Kegelrad zugeordnete Getrieberad mit dem Kegelrad in Fühlung hält. Das am anderen Ende dieser Welle angeordnete Getrieberad kann mit dem angetriebenen Kupplungsteil oder einem besonderen, auf der Trommelwelle angeordneten Rad zusammenwirken. Wird der Läufer ins Feld gezogen, dann verkleinert sich der Durchmesser des Bereiches, mit dem das Kegelrad auf das zugeordnete Getrieberad einwirkt. Dies hat zur Folge, daß die getriebene Welle von der Feder etwas verschwenkt und damit die Verbindung des anderen, auf dieser Welle angeordneten Getrieberades vom angetriebenen Kupplungsteil gelöst wird. Gleichzeitig muß die Verbindung zwischen dem kegeligen Reibrad und dem diesem zugeordneten Getrieberad gelöst werden, was durch einen Anschlag geschehen kann, durch den die Schwenkbewegung der Getriebewelle begrenzt wird.
Zum Erzielen der Teilspannung kann die Stern-Dreieck-Schaltung angewendet oder es können Ständervorwiderstände vorgesehen werden. Der geringe Leistungsbedarf beim Waschen mit langsamer Drehzahl läßt es zu, mit einer Teilspannung zu arbeiten, auch kann das geringe geforderte Drehmoment von den verhältnismäßig schwachen Reibungskräften des Getriebes übertragen werden. Soll der Antrieb für eine Waschmaschine mit Drehrichtungswechsel verwendet werden, dann wird dieser Wechsel in bekannter Weise durch Vertauschen von zwei Phasen bewirkt. Auch eine Zwischendrehzahl ist ohne Schwierigkeiten erreichbar, wenn man den Motor polumschaltbar macht. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes im Querschnitt dargestellt.
Im Ständer 1 des Motors ist der Läufer 2 verschiebbar gelagert. Dieser wird durch die Feder 2a nach rechts beeinflußt. Seine Welle trägt auf dem einen Ende die Kupplungsscheibe 3 und auf dem anderen Ende das kegelige Reibrad 4. Auf der Trommelwelle 5 ist die Kupplungsscheibe 6 verschiebbar angeordnet, die von der Feder 7 gegen den Anschlag 8 auf der Trommelwelle gedrückt wird. Die Vorgelegewelle 9 ist in dem um das Drehgelenk 10 schwenkbaren Lagerbock 11 gelagert, der mit Hilfe der Feder 12 auf den Anschlag 13 zu beeinflußt wird. Die Vorgelegewelle trägt die Reibräder 14 und 15, von denen das Rad 15 mit dem kegeligen Reibrad 4 und das Rad 14 mit dem angetriebenen Kupplungsteil 6 zusammenwirkt.
Wenn der Ständer 1 an die volle Spannung gelegt wird, dann wird der Läufer ins Feld gezogen, und die Kupplungsscheiben 3 und 6 kommen in Verbindung miteinander. Die Trommelwelle 5 wird dadurch mit dem Läufer direkt gekuppelt und mit der vollen Motordrehzahl angetrieben.
Beim Anlegen einer Teilspannung überwiegt die Kraft der Bremsfeder 2a die magnetische Axialkraft und drückt den Läufer nach rechts, wobei das Reibrad 4 mit dem Getrieberad 15 in Berührung kommt. Dabei wird die Getriebewelle 9 verschwenkt und das Getrieberad 14 mit dem Kupplungsglied 6 in Berührung gebracht. Über das Vorgelege wird nunmehr die Trommelwelle 5 langsam und mit kleiner Motorleistung angetrieben.
Beim Übergang von der schnellen auf die langsame Trommeldrehzahl wirkt die Reibverbindung zwischen den Teilen 6 und 14 als Bremse, weil bei der Berührung zwischen Reibrad 4 und Getrieberad 15 die Welle 9 in eine langsamere Umdrehung als die Motorwelle versetzt wird, so daß am Umfang des Reibrades 14 eine weit geringere Geschwindigkeit auftritt als am Umfang der Scheibe 6, die größer ist und außerdem zunächst mit der höheren Motordrehzahl umläuft. Die Geschwindigkeitsdifferenz führt zu Gleitreibung, und das Gleiten findet so lange statt, bis durch die Reibungsarbeit die Trommel abgebremst ist und gleiche Umfangsgeschwindigkeiten bei 14 und 6 eingetreten sind.
Beim Übergang von langsamer auf schnelle Trommeldrehzahl geht der Läufer 2 wieder nach links. Dadurch vermag sich die Welle 9 zu verschwenken, bis der Lagerbock 11 mit dem Anschlag 13 in Berührung kommt. Dieser Anschlag ist so eingestellt, daß bei der schnellen Drehzahl sowohl zwischen den Teilen 15 und 4 als auch zwischen den Teilen 14 und 6 keine Reibverbindung mehr besteht, wenn die Scheiben 3 und 6 gekuppelt sind. Kupplungsscheibe 3 und Reibrad 4 können auch unmittelbar hintereinander auf dem vorderen Wellenende angeordnet werden, wenn das Vorgelege entsprechend verkürzt wird. Die Erfindung ist nicht auf Waschmaschinen beschränkt, sondern überall da mit Vorteil anwendbar, wo eine Welle wahlweise mit zwei Geschwindigkeiten angetrieben werden muß.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektromotorischer Antrieb für zwei Drehzahlen mittels eines Elektromotors, dessen durch das Ständerfeld axial verschiebbarer Läufer, in seinen beiden Endlagen unterschiedlich übersetzt, mit der anzutreibenden Welle kuppelbar ist, gekennzeichnet durch Verwendung eines mit feststehendem Ständersystem ausgerüsteten Verschiebeankermotors, der wahlweise mit der vollen Spannung oder mit einer unter dem zur axialen Verlagerung des Läufers gegen eine Federkraft erforderlichen Maß liegenden Spannung betrieben werden kann.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Enden oder an einem Ende der Läuferwelle (2) Räder mit kegelförmiger Reibfläche angeordnet sind, von denen das eine (3) den antreibenden Teil einer Kegelreibungskupplung bildet, während das andere (4) in der anderen Endstellung der Läuferwelle das Motordrehmoment auf ein der anzutreibenden Welle vorgeschaltetes Getriebe überträgt.
3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abtreibende Glied (14) des Getriebes mit dem angetriebenen Teil (6) der Kegelreibungskupplung zusammenwirkt.
4. Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einfallen der Kupplung das Getriebe durch von dem Läufer beeinflußte Steuermittel von der angetriebenen Welle getrennt wird.
5. Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe aus zwei auf einer um eine horizontale Achse (10) schwingbar gelagerten Welle (9) angeordneten Reibrädern (14, 15) besteht, von denen bei aus dem Feld geschobenem Läufer das eine mit dem kegeligen Reibrad (4) auf der Läuferwelle und das andere mit dem angetriebenen Kupplungsteil (6) zusammenwirkt.
6. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Getriebewelle (9) unter dem Einfluß einer Kraft, z. B. einer Federkraft (12), steht, durch die bei ins Feld gezogenem Läufer der Reibungsschluß zwischen dem angetriebenen Kupplungsteil (6) und dem diesem zugeordneten Getrieberad (14) sowie zwischen dem kegeligen Reibrad (4) und dem diesem zugeordneten Getrieberad (15) aufgehoben wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 626 795.