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Vorrichtung zum Erzeugen oder Ubertragen von Drehmomenten und Verfahren
hierfür Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen oder Übertragen
von Drehmomenten und außerdem auf ein Verfahren hierfür unter Verwendung dieser
Vorrichtung.
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Hohe Drehmomente von Trägheitsgliedern, wie z. B. energiesammelnden
Massen, werden dazu verwendet, um aufgespeicherte Energie in arbeitsausübende Drehmomente
verschiedener Art zu übertragen. Ein Schwungrad ist ein Beispiel für eine energiespeichernde
Masse, die für industrielle Zwecke heute viel zur Betätigung von gebräuchlichen
Arbeitsmaschinen Verwendung findet. Es ist allgemein bekannt, eine Schwungradmasse
auf einer Welle, einern Antriebszapfen od. dgl. leer mitlaufen zu lassen und dieses
Schwungrad durch eine Antriebsvorrichtung, z. B. durch einen kleinen E, Icktromotor,
in Drehung zu versetzen, der über einen Riemen auf die äußere Peripherie des Schwungrades
wirkt. Üblicherweise besitzen Geräte zur Ausnutzung der Energie des Schwungrades
ein Kupplungsglied, das zwischen Schwungrad und Abtrieb angeordnet ist. Zusätzlich
wird oft eine mechanische Bremse vorgesehen, die mit der Kupplung zusammenarbeitet
und den Abtrieb abbremst, wenn die Kupplung zwecks Trennung des Schwungrades vom
Abtrieb gelöst wird.
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Weil Schwungräder meistens mit gleichmäßiger Geschwindigkeit angetrieben
werden, ist, so,-weit eine Maschine mit verschiedenen Drehgeschwindigkeiten zu betätigen
ist, ein geschwindigkeitsreduzierendes Getriebesystem vorgesehen, das getrennt von
oder in Kombination mit der Schwungradkupplung angeordnet ist. Es ist für industrielle
Zwecke auch wichtig, (laß die Ausrüstung gegen plötzliche und/oder unvorhcrgeseliene
Überlastung geschützt wird. Zu diesem Zweck können SchutzvGrrichtungen gegen Überlastung
in den Kraftzug der Maschinerie eingegliedert sein, wie z. B. eine Überlastungskupplung
u. dgl., die sich bei einer vorausbestimmten kritischen Belastung löst und damit
den Schwungraddrehmomentantrieb ausschaltet. Zur Verfeinerung von Untersetzungsgetrieben
kann der Apparat auch ein Rückwärtsgang 'getriehe besitzen. Ferner können Geschwindigkeits-
und Richtungssteuerung vorgesehen sein, die schnell auf eine Änderung der Richtung
und Geschwindigkeit ansprechen.
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Zusammengefaßt sind deshalb folgende wichtigen Zubehörteile vorgesehen,
die getrennt oder in Kornbination die Energiesammlung und/oder die Energiespeicherung
benutzen, um viele Arten von industriellen Maschinen betätigen zu können: eine Antriebsinaschine,
eine Kupplung, eine Bremse, ein Geschwindigkeitswechsel- und/oder Umkehrmechanismus,
ein Belastungsschutz und eine Steuerungsvorrichtung für die verschiedenen Vorgänge.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebsmaschine und einen Drehmomentübertragungsmechanismus
zu schaffen, welche bzw. welcher die obengenannten Funktionen ausführt und diese
Funktionen in einer verbesserten Weise erfüllt.
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Aufgabe der Erfindung ist es ferner, eine neue Vorrichtung zu schaffen,
um das obenerwähnte Drehmomentübertragungsmittel und/oder die Antriebsmaschine zu
erregen, wobei der Mechanismus in verbesserter Weise derart funktioniert, daß die
Aufgaben der obengenannten Zubehörteile erfüllt werden, ohne daß zusätzliche Vorrichtungen
vorgesehen werden müssen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen unabhängig wirkenden
Mechanismus vorzusehen, der ein Antriebsdrehmornent selbst entwickelt, und ein energiesammelndes
bzw. speicherndes Glied anzuordlien, von dem Abtriebsdrehmomente momentan abgenommen
werden können.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein sich selbst erregendes
Schwungrad und eine Triebvorrichtung zwischen dern Schwungrad und dem Abtriebsteil
vorzusehen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein energiesammelndes schwungradartiges
Glied vorzusehen, welches zusätzlich als Kupplung und Bremse wirkt und ein Abtriebsdrehmornent
erzeugt, welches dennoch nicht mehr Raum erfordert als ein übliches Schwungrad.
Die Drehmomentüb-ertragungsvorrichtung kann derart gesteuert sein, daß sie als überlastungsschutz
dient. Die Geschwindigkeit und/oder die Richtung kann dabei unabhängig von, der
Drehzahl des Schwungrades sein. Die Vorrichtung, die als Antriebsvorrichtung, Schwungrad,
Kupplung, Bremse, umkehrbares Getriebe und Überlastungsschutzmecha.-nismus
wirkt.
besitzt eine besonders günstige Ausführung und erfordert ein Minimum an Unterhaltungsarbeit:
Die neue Kombination: Antriebsmaschine, Schwungrad, Kupplung, Bremse und Überlastungsschutz
unterliegt einer genaueren Steuerung, die relativ billig in der Herstellung ist
und die ein Minimum an mechanischer Reibung zwischen den einzelnen Teilen besitzt.
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Die vorliegenden miteinander im Zusammenhang stehenden Aufgaben werden
durch die Erfindung gelöst, die grundsätzlich darin besteht, daß bei einer Vorrichtung
zum Erzeugen oder übertragen von Drehmomenten mit einem Paar koaxial auf getrennten
Achsen benachbart angeordneter drehbarer und mit zusammenwirkenden Wicklungen versehener
Glieder und mit Mitteln zur Stromversorgung dieser Wicklungen, die der Stromversorgung
dienenden Mittel die wahlweise Verwendung von Gleich- oder Wechselstrom für die
Wicklungen ermöglichen, um entweder ein Rückstoßdrehmoment oder ein Zugdrehmoment
zwischen den Gliedern zu erzeugen.
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Von einer bekannten Vorrichtung zum Übertragen von Drehrnomenten,
bei der die Erregerwicklungen mit Gleich- oder Wechselstrom gespeist werden können,
unterscheidet sich die Erfindung dadurch, daß es sich nicht, wie im bekannten Falle,
um den Ersatz einer Spannungsquelle (Selbsterregung) durch eine andere Spannungsquelle
(Fremderregung) handelt.
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Nach der Erfindung sollen die miteinander zusammenwirkenden Wicklungen
aus einer Erregerwicklung auf dein einen Glied und einer Induktionswicklung auf
dem anderen Glied bestehen, so daß bei Verwendung von Wechselstrom für die Erregerwicklung
ein Rückstoßdrehniornent und bei Verwendung von Gleichstrom ein Zugdrehmoment zwischen
den Gliedern entsteht. Zu diesem Zweck sind nach der Erfindung Mittel vorgesehen,
um die Wicklungen gleichzeitig mit Wechsel- und Gleichstrom versorgen zu können
und um wahlweise das Verhältnis zwischen der Stärke des Wechselstromes und der des
Gleichstromes zu regeln.
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Gemäß der Erfindung wird ferner eine Bremse für eines der beiden Glieder
vorgesehen, während das andere Glied mit einer relativ großen Masse versehen ist,
so daß die Verwendung von Wechselstrom für die Wicklungen ein Rückstoßdrehmoment
zwischen den beiden Gliedern und eine Drehung des einen Gliedes verursacht, wenn
das andere gebremst wird. Das Glied mit der relativ großen Masse kann durch einen
elektrischen Motor angetrieben werden, so daß eine darauffolgende Verwendung von
Gleichstrom für die Wicklungen zur Erzeugung eines Zugdrehmornentes zwischen den
beiden Gliedern eine Drehung des anderen Gliedes verursacht.
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Ferner liegt es im Sinne der Erfindung, Mittel vorzusehen, um die
Wicklungen bei Verwendung von Wechselstrom nach dem Prinzip der Stern- oder Dreieckschaltung
zu schalten, um ein Rückstoßdrehmoment zwischen den Gliedern zu erzeugen. Schließlich
sollen Mittel vorgesehen sein, um einige oder alle Erregerwicklungen in Serie oder
parallel bei Verwendung von Gleichstrom zur Erzeugung eines Zugdrehmomentes el zu
schalten.
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Nach der Erfindung können die Induktionswicklungen als Käfigwicklungen
ausgebildet sein.
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Verfahren, die mit Hilfe der Vorrichtung nach der i Erfindung durchgeführt
werden können, ergeben sich aus der Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung.
Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen, in gewissen Fällen
anwendbaren Vorrichtung mit einem üblichen Riemenantrieb von einer elektrischen
Antriebsmaschine, Fig. 2 einen vergrößert dargestellten Schnitt 2-2 der Fig.
1, der den inneren Aufbau der Vorrichtung darstellt und die Schleifringe
zeigt, durch welche die Vorrichtung mit Stroni versorgt wird, Fig. 3, 4,
5 und 6 Einzelteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 2
und verschiedene Kombinationen der Antriebs- und Abtriebsteile und die zugehörigen
elektrischen Wicklungen, Fig. 7 einen schematischen Querschnitt einer anderen
Ausführungsform der Erfindung mit einer Einwegbreinse, welche die drehbaren Glieder
mit dem Rahmen verbindet, Fig. 8 einen elektrischen Schaltplan, der die Steuerfunktionen
der Vorrichtung nach Fig. 7 zeigt, Fig. 9 einen schematischen Schaltplan
der elektrischen Wicklungen, durch den Fig. 2 näher erläutert wird, Fig.
10 einen schematisch dargestellten Schaltplan einer vorzugsweise Ausführungsform
der elektrischen Wicklungen eines der drehbaren Glieder, wobei die elektrischen
Wicklungen gleich denen nach Fig. 9 sind, die aber einen Schleifring weniger
erfordern, Fig. 11 einen schematischen Schaltplan einer weiteren vorzugsweise verwendeten
Ausführungsform von in Sternschaltung verbundenen Wicklungen eines der drehbaren
Glieder, Fig. 12 einen schematischen Schaltplan einer vorzugsweisen Ausführungsform
von in Dreieckschaltung verbundenen Wicklungen eines der drehbaren Glieder, Fig.
13 einen schematischen Schaltplan einer anderen, vorzugsweisen Ausführungsform
der in Dreieckschaltung verbundenen Wicklungen eines der drehbaren Glieder, Fig.
14 einen schematischen Schaltplan einer vorzugsweisen Ausführungsform der in Sternschaltung
verbundenen Wicklungen mit Hilfswindungen eines der drehbaren Glieder, Fig.
15 einen schematischen Schaltplan einer vorzugsweisen Ausführungsform der
Wicklungen eines der drehbaren Glieder mit getrennt angeordneten Spu-
len
für Wechsel- und Gleichstromerregung, wobei die Wechselstromwicklungen Sternschaltung
besitzen, Fig. 16 einen schematischen Schaltplan einer vorzugsweisen Ausführungsform
der Wicklungen eines der drehbaren Glieder, und weitere Spulen für Wechsel- und
Gleichstromerregung, wobei die Wechselstromspulen Dreieckverbindung besitzen, Fig.
17 einen vereinfachten schematischen elektrischen Schaltplan und die Verbindung
der Steuerelemente für den Aufbau nach Fig. 1 und 2, Fig. 18 eine
graphische Darstellung des zeitlichen Ablaufs des Ansprechens der verschiedenen
Elemente nach dein Aufbau der Fig. 1 und 2 in einem typischen Arbeitsablauf,
Fig. 19 eine graphische Darstellung des relativen Zeitablaufs zur Fig.
1 bei ein= anderen Arbeitsgang, verschiedene Formen der Erfindung darstellend,
und Fig. 20 einen Schaltplan zu Fig. 17 und die Steuerung für eine Universalbetätigung
nach der Erfindung. Mechanischer Aufbau Bezugnehmend auf Fig. 1 und 2 der
Zeichnung, die eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt,
besitzt die Vorrichtung zwei relativ zueinander drehbare Glieder 10 und
26, die beide gegenüber einem Gehäuse 11 verdreht werden können. Das
Abtriebsglied 26 ist auf einer Welle 12 verkeilt, von der das Abtriebsdrehmoment
abgenommen wird.
Das Antriebsglied 10 ist über Lagerstellen
20 auf der der Welle 12 drehbar gelagert.
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Wie schon oben angedeutet, sind miteinander zusammenwirkende elektromagnetische
Elemente all jedem der drehbaren Glieder 10 und 26 befestigt. Diese
Elemente besitzen Feldwicklungen 14 und Lamellen 15, die am Antriebsglied
10 befestigt sind. Anker, Lamellen 17 und Wicklungen 19 sind
am Abtriebsglied 26 befestigt. Die Antriebs- und Abtriebswicklungen 14 und
19 können verschieden ausgeführt sein, um Drehmornente zwischen den beiden
Gliedern 10 und 26 zu entwickeln, und die elektrischen Verbindungen
können über Schleifringe oder nicht dargestellte Kommutatorringe üblicher Ausführungsform
hergestellt werden. Dabei können die Teile in der Art eines üblichen Gleichstrom-
oder Wechselstrommotors ausgeführt sein. Der in der Zeichnung schematisch dargestellte
Induktionsmotor hat Dreiphasen-Wechselstrom- oder Gleichstromerregung. Der Strom
wird elektrischen Elementen des Antriebsgliedes zugeführt. Das Motorelement des
Abtriebsgliedes 26 ist als Käfig
ausgeführt, kann aber auch ein sogenannter
Ringwicklungs-Rotor sein, der in verschiedenen Ausführungsformen verwendet wird.
Da das Antriebsglied 10
zur Energiesammlung und -aufspeicherung dient, von
welchem vorübergehend Drehenergie ahnehmbar ist, ist es derart ausgebildet, daß
es ein Trägheitsmoment auf die Rotationsachse ausübt, z. B. dadurch, daß es mit
einer schweren ringförmigen Masse 13 versehen ist.
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Um den allgemeinen Aufbau der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2
zu vervollständigen, ist eine mechanische Bremsvorrichtung 48 vorgesehen, die zwischen
dem Abtriebsglied 26 und dein Rahmen 11 als Friktionsbremse wirkt,
die eine üblicherweise auf dem Markt befindliche Vorrichtung ist.
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Als Vorrichtung zum Drehen des Antriebsgliedes 10 auf der Welle
12 sind zwei Seitenglieder 16 und 18
vorgesehen, die an gegenüberliegenden
Seiten des Antriebsgliedes befestigt sind und über die obengenannten Gleitlager
20 auf der Welle 12 drehbar sind. Eine Verlängerung des rechten Endes der Welle
12 in Fig. 2 dient zur Verbindung mit einer Arbeitsmaschine. Das linke Ende der
Welle ist mit einer Hülse 22 versehen, die eine Anzahl elektrischen Strom leitende
Schleifringe 21, 23, 25, 27 und 29 trägt. Ob-
gleich fünf Schleifringe
in Fig. 2 vorgesehen sind, können auch eine andere Anzahl S chleifringe Verwendung
finden, um den elektrischen Erfordernissen der Vorrichtung zu entsprechen, wie weiter
unten näher ausgeführt ist.
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Das Abtriebsglied 26 ist fest auf der Welle 12 über einen Keil
28 od. dgl. befestigt und dreht sich konzentrisch zu dem Antriebsglied
10. Das Abtriebsglied 26
besitzt auf seiner äußeren Peripherie
32 elektrische Selbstinduktionswicklungen 19, wie oben beschrieben,
und die Wicklungen sind vorzugsweise in einem Käfig
angeordnet. An der äußeren
Peripherie 40 des Antriebsgliedes 10 sind Luftdurchlässe 34 und an den Seitenwänden
38, 16 und 18 Luftlöcher 36 und 37 in üblicher Weise
angeordnet. Obgleich, wie oben schon beschrieben, das äußere Glied 10 als
treibendes Glied und das innere Glied 26 als Abtriebs- oder angetriebenes
Glied vorgesehen sind, ist es möglich, daß die Antriebs- und Abtriebsglieder umgekehrt
angeordnet sein können, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Es ist auch
denkbar, daß die konzentrische Anordnung innerer und äußerer Glieder zwischen dem
Antriebs- und Abtriebsteil kein unbedingtes Erfordernis für die Erfindung ist, obgleich
es eine bevorzugte Ausführungsform darstellt. Zum Beispiel besitzt die erfindungsgemäße
Anordnung nach Fig. 6 Antriebs-und Abtriebsglieder, die sich in parallelen
Ebenen zueinander drehen, wie unten näher beschrieben ist. Üb-
liche Bremsvorrichtungen
können auf der Welle 12 angeordnet sein, um die Drehung des Abtriebsgliedes während
bestimmter Arbeitsgänge nach der Erfindung endgültig abzustoppen, obgleich bei anderen
erfindungsgemäßen Arbeitsgängen auch Einwegbremsen anstatt von Zweiwegbremsen verwendet
werden. Eine erfindungsgemäße Ausführungsform, die eine Einwegbremse besitzt, ist
in Fig. 7 dargestellt und wird weiter unten beschrieben.
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Wenn die Periode zwischen den Arbeitsabläufen kurz ist, kann die energiewiederherstellende,
motorische Betätigung zwischen dem Antriehsglied 10 und dem Abtriebsglied
26 nur während einer Zeitperiode erfolgen, die ausreicht, um die Verluste
der Schwungs radenergie wieder auszugleichen. Das Gleichgewicht der Energieverluste,
die während des arbeitsleistenden Teiles des Zyklus entstanden sind, kann wiederum
durch äußere Einwirkung hergestellt werden, wie z. B. durch einen kleinen Elektromotor
46, der über Keilriemen 50 mit dem antreibenden Glied 10 verbunden
ist. Die Keilriemen 50 liegen in üblichen Keilrillen 42 und 52, die
auf der äußeren Peripherie 40 des Antriebsgliedes 10 und der Motorriemenscheibe
44 vorgesehen sind. Wegen der Antriebswirkung des Abtriebsgliedes 26 und
des Antriebsgliedes 10 kann der Motor 46 wesentlich kleiner sein, als der
Motor no-rmalerweise durch die Kraftanforderung bei einem mit einem üblichen Schwungrad
betriebenen Apparat sein würde.
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Die Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 zeigt nur ein Antriebs- und
ein Abtriebsglied 10 und 26. Andere Anordnungen im Rahmen der Erfindung
als dargestellt können vorgesehen sein und liegen im Bereich der vorliegenden Erfindung.
Zum Beispiel können, wie in Fig. 3 dargestellt, Induktionswicklungen
60 auf der inneren Peripherie des Antriebsgliedes 10 und erreg' bare
Wicklungen 62 auf der äußeren Peripherie des Abtriebsgliedes 26 vorgesehen
sein, ohne den Rahmen der oben beschriebenen Erfindung zu überschreiten.
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Fig. 4 zeigt noch eine andere mögliche Anordnung der Erfindung, in
der das Abtriebsglied, 64 starr auf der Welle 12 und ein Antriebsglied
66 starr auf einer Welle 12' befestigt sind, wobei sich letzteres innerhalb
des Abtriebsgliedes 64 dreht. Die Vorrichtung zum Antreiben des Antriebsgliedes
66 kann als ringförmiges drehbaren Glied 68 ausgeführt, z. B. ein
Schwung-#rad. sein, oder es können auch mittelbare Vorrichtungen mit dem Schwungrad
verbunden sein. Bei dieser Anordnung sind erregbare Wicklungen 70 an der
inneren Peripherie des Abtriebsgliedes 64 und Induktionswicklungen 72 an
der äußeren Peripherie des Antriebsgliedes 66 befestigt, wobei zu bemerken
ist, daß diese Anordnung auch umgekehrt werden kann.
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Die in Fig. 5 gezeigte erfindungsgemäße Anordnung ist im Aufbau
gleich derjenigen nach Fig. 4 mit der Ausnahme, daß auf einer einzigen Welle 12
das Antriebsglied 66 beweglich und innerhalb des Abtriebsgliedes 64 befestigt
ist, das mit der Welle 12 verkeilt ist.
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In Fig. 6 ist eine Anordnung gemäß der Erfindung dargestellt,
in der die relativ zueinander drehbaren Glieder 10 und 26 sich in
anderer Weise gegeneinander drehen, als bei den Vorrichtungen nach Fig.
1
bis 5. In Fig. 6 haben die Glieder 10 und
26 gleiche Radien und axial einander gegenüberstehende Stirnflächen. Das
Antriebsglied 10 besitzt eine energiesammelnde
Masse oder
ein Schwungradteil 13, ferner Wicklungen 14, die den mit ihnen zusammenwirkenden
Wicklungen 19 des Abtriebsgliedes 26 gegenüberstehen. Eine Bremsvorrichtung48,
welche eine in einer Richtung wirkende Kupplung sein kann, wie in Fig,
7
dargestellt, blockiert die Welle 12 gegenüber deni Gehäuse, sowie die motorische
Betätigung die Abtriebswelle auf eine Winkelgeschwindigkeit von Null reduziert hat.
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Bei gewissen Ausführungsformen der Erfindung braucht die Drehung der
Welle 12 in negativer Richtung nicht zu erfolgen bzw. ist unerwünscht, z. B. in
Richtung entgegengesetzt zu derjenigen des Antriebsgliedes 10. Bei dieser
in Fig. 7 dargestellten Anordnun- besitzt der Mechanismus ein nach beiden
Richtungen erfolgendes Abtriebsdrehmoment. Diese Verfachung macht den Wegfall der
Bremse 48 in gewissen Fällen möglich. Bei dieser Anordnung können verschiedene Teile
in gleicher Weise ausgeführt sein, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist. Sie besitzen
die gleichen Bezugszeichen. Die rotierenden Antriebs- und Abtriebsglieder
10 und 26 sind ihrerseits zwecks unabhängiger Drehung innerhalb des
Gehäuses 11 und auf einer gemeinsamen Achse gelagert. Das Abtriebsglied
26 ist wiederum auf der Welle 12 aufgekeilt, welche das Antriebsdrehmoment
liefert. Bei der dargestellten Ausführungsform bestimmt eine Einwegbremse, wie z.
B. eine Rollenkupplung 90, daß sich die Welle 12 in nur einer einzigen Richtung
gegenüber dem Gehäuse 11 dreht. Die Erregung der Wicklungen 14 zwecks Ausübung
einer Motorwirkung erfolgt vorzugsweise derart, daß das relative Drehmoment, das
hierbei erzeugt wird, die Einwegbrenise 90 gegen das Gehäuse 11 bewegt
und damit eine positive Drehung des Antriebsgliedes 10, gegen das
Ge-
häuse abgestützt, bewirkt, um eine Höchstgeschwindigkeit zu erreichen,
wobei die Winkelgeschwindigkeit der Welle 12 auf Null vermindert worden ist. Eine
schematische Steuervorrichtung für die Einwegbremstätigkeit bei der Erfindung ist
in Fig. 8 dargestellt, die Fig. 17 gleich ist, mit Ausnahme der Ausschaltung
der Steuerverbindungen mit irgendeiner Bremse. Eine Programmsteuerung 200 oder Druckknopfsteuerung
210 betä#tigt: die Relaisvorrichtung 202, um die Wicklungen 14 entweder für die
motorische Wirkung 204 oder für die kuppelnde Wirkung 206 zu erregen, wie
es gerade erforderlich ist. Eine Relaisvorrichtung 202 ist vorgesehen, um zusätzlich
eine Relaisfunktion, z. B. mit einer Abstimmungs- und Berichtigungswirkung, zu haben,
die für die besondere Ausführungsform nach der Erfindung erforderlich ist.
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Bei der Einwegbremsbetätigung und beim Starten aus der Ruhestellung
werden die Wicklungen 14 erregt. Es wird damit eine niGtorische Wirkung erzielt.
Durch diese motorische Wirkung wird eine volle oder annähernd volle Geschwindigkeit
des Antriebsgliedes 10 erreicht. Eine Relaisvorrichtung 202 wird dann betätigt,
um die Wicklungen 14 der motorische#n Vorrichtung zu entregen und die Wicklungen
14 für die Kupplungswirkung zu erregen, damit das Antriebsglied, 10 mit dem
Abtriebsglied 26 und der Welle 12 zu verbinden, so daß ein Drehmoment der
Abtriebsseite geliefert wird, solange die Wicklungen 14 zur Durchführung der Kupplung
erregt sind. Wie dargestellt, wenn eine der Vorrichtungen200 oder 210 bestimmt,
daß die Kupplungswirkung aufhören soll, wird die Relaisvorrichtung 202 umgekehrt
betätigt, so daß die Wicklungen 14 entregt werden, so daß wieder die motorische
Wirkung in Tätigkeit tritt und die Wicklungen 14 mit Bezug auf Kupplungswirkung
entregt werden. Dieses hat den unmittelbaren Effekt, daß die Welle 12 verlangsamt
und das Antriebsglied 10
wieder beschleunigt wird. Ist erst einmal die Drehzahl
der Welle auf Null reduziert, hat die Einwegb-remse 90 keine Verbindung mit
dem Gehäuse 11,
woraufhin die weitere Beschleunigung des Antriebsgliedes
10 notwendig ist.
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Es ist also ersichtlich, daß die Betätigung der erfindungsgemäßen
Vorrichtungen gemäß Fig. 3 bis 7
im großen und ganzen in gleicher Weise
erfolgt wie bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1
und 2. In jedem
Fall wird die gewünschte Drehmomentsteuerung durch die selektive und abgestimmte
Verwendung von Wechsel- und Gleichstrom für die erregbaren Wicklungen des einen
Gliedes erreicht, wobei entsprechende elektromagnetische Kräfte durch die Induktionswicklungen
des anderen Gliedes hervorgerufen werden, um eine gewünschte Drehmomentgröße und
einen gewünschten Grad der Beschleunigung oder Verlangsamung, je nach der
Auswahl in einem der Antriebs- und Abtriebsglieder, zu erreichen. Stromlauf in der
Feldwicklung (Fig. 9 bis 16)
Es wird nunmehr auf solche Figuren Bezug
genomm#en, die verschiedene Anordnungen von Wicklungen zeigen, die am Antriebsglied
10 vorgesehen sind, um die obengenannten und weiter unten beschriebenen Drehmomente
zu erzeugen.
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In der gezeigten erfindungsgemäßen Anordnung nach Fig. 1 und
2 wird Gleich- und Wechselstrom den Wicklungen 14 über die Schleifringe 21,
23, 25, 27, 29 und über das Kabel 31 in bekannter Weise zugeführt
(s. auch Fig. 9). Eine Programmsteuerung 200 be-
wirkt über die Relaisvorrichtung
202 die Zuführung von Wechselstrom zu den Wicklungen oder Spulen 100, 102
und 104 der Wicklungen 14 des Antriübsgliedes 10 über die Schleif ringe
23, 25 und 27. Die Programmsteuerung ermöglicht also wahlweise die
Zufuhr von Gleichstrom zu gleicher Zeit zu allen drei Spulen 100, 102 und
104, und ein zwischen der gemeinsamen Klemme 106 und dem Schleifring29 anomeordneter
Leiter dient zur gemeinsamen Rückleitung. t' Eine erfindungsgemäße Ausführungsforrn
gleich der nach Fig. 9 aber mit einem Schleifring weniger und eine einfachere
Spulenanordnung ist in Fig. 10 dargestellt. Diese Ausführungsform ist für
die Übertragung relativ geringer Kupplungsdrehmomente und/ oder für solche Fälle
gedacht, in denen die Herstellungskosten eine wesentliche oder überragende Bedeutung
haben. Bei Wechselstromerregung der Wicklungen 14 wird der Motor mit in Sternschaltung
geschalteten Spulen 100, 102 und 104 versehen, und di(,-Rückleitungen
160, 162 und 164 werden mit den Schleifringen 21, 23 und 25 in üblicher
Weise entsprechend verbunden. Ein Wechsel- und Gleichstrom wird abwechselnd der
Relaisvorrichtung 202 zugeleitet, die über die Leitung 109 mit der Programmsteuerung
200 verbunden ist. Die Betätigung dieser erfindungsgemäßen Anordnung erfordert außer
der Programmsteuerung 200 und der Relaisvorrichtung 202 nur noch eine Schaltvorrichtung
zum Schalten von einer zur anderen Energieform, und zwar von Wechselstrom auf Gleichstrom
und umgekehrt. Mit der Relaisvorrichtung 202 werden bei Wechselstromerregung die
Spulen 100, 102 und 104 für die motorische oder Repulsions-Drehmo-mentbetätigung
in Stern verbunden. Mit der Relaisvorrichtung202 sind bei Gleichstromerregung zwei
der drei Wicklungen, z. B. die Spulen 100 und 102, in Serie über zwei oder
drei Schleifringe, z. B. über die Schleifringe 21 und
23,
und die Leitungen 166 und 168 mit der Relaisvorrichtung 202 zwecks
Kupplung oder Zugdrehmomentbetätigung verbunden.
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Fig. 11 zeigt einen schematischen Plan einer anderen Anordnung
der Wicklungen 14. Drei Spulen 100, 102 und 104 sind in Stern für Wechselstrom
und in Serie für Gleichstrom verbunden.
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Es ist ersichtlich, daß die Spulen 100 und 102 an einer gemeinsamen
Verbindungsstelle 106 anliegen, und daß ihre entgegengesetzten Enden mit
den Schleifringen 21, 23 verbunden sind. Die Spule 104 ist mit ihrem einen
Ende mit dem Schleifring 25 und mit ihrem anderen Ende mit dem Schleifring
27 verbunden. - Die gemeinsame Verbindungsstelle 106 ist direkt
am Schleifring 29 angelegt. Zur Erregung der Wicklungen 14 mit Wechselstrom
sind die Ringe 21, 23 und 25 mit der Relaisvorrichtung 202 über die
Leitungen 160, 162 und 164 verbunden. Durch die Verbindung zwischen der Spule
104 und der gemeinsamen Verbindungsstelle 106 werden die Wicklungen 14 in
Stern verbunden. Demgemäß verbindet, wenn die Programmsteuerung 200 die Relaisvorrichtung
202 betätigt, um die Spulen 100, 102 und 104 für die motorische Tätigkeit
zu erregen, eine Schaltvorrichtung 1101 die in Abhängigkeit vom Relais 202
arbeitet, wenn Wechselstrom zugeführt wird, den Schleifring 27 mit dem Schleifring
29, so daß die Spule 104 mit der Verbindungsstelle 106 verbunden ist.
Zur Erregung der Wicklungen 14 mit Gleichstrom sind die Schleifringe 23 und
25 mit dein Relais 202 über die Leitungen 166 und 168 verbunden.
Ein zweiter Schalter 114, der in Abhängigkeit vom Relais 202 betätigt wird, wenn
Gleichstrom zugeführt wird, ist zwischen den Schleifringen 21 und 27 angelegt
und schaltet die Spulen 100, 102 und 104 in Serie. Dieser Stromkreis verläuft
vom Relais 202 über den Schleifring 23, die Spule 102, die Verbindungsstelle
106 und die Spule 100 zum Schleifring 21. Der Schalter 114 vollendet
dann den Stromkreis vom Schleifring 21 über den Schleifring27, die Spule 104 und
den Schleifring25 zum Relais 202. Damit werden also die gleichen Spu-
len
100, 102 und 104 sowohl für die Wechselstromwie auch für die Gleichstrornzufuhr
verwendet, die von der Erregung des Relais 202 und der Betätigung der Schalter 104
und 114 abhängt.
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In Fig. 12 sind die Spulen 100, 102 und 104 in Dreieckverbindung
gezeigt. Das Relais 202 ist mit den Schleifringen 21, 23 und 25 über
Leitungen 160, 162
und 164, mit den Schleifringen 25 und
27 über Leitungen 166 und 168 verbunden. Der Schleifring
25 ist mit dein Ende 120 der Spule 100, der Schleifring
23
mit der Klemme 122 der Spulen 100 und 102, der Schleifring 21 mit
der Klemme 124 der Spulen 102 und 104, und das andere Ende 126 der Spule
104 ist mit dem Schleifring 27 verbunden. Bei Erregung der Wicklungen mit
Wechselstrom wird die Dreieckverhindung durch Verhindung des Endes 120 der Spule
100 mit dem Ende 126 der Spule 104 vervollständigt, und zwar durch
den Schalter 110, der in Abhängig" keit von dem Relais 202 betätigt wird,
wenn dieser mit Wechselstrom versorgt wird. Dainit sind die Schleifringe
25 und 27 verbunden. Bei Versorgung der Wicklungen mit Gleichstrom
werden die Schleifringe 25 und 27 mit -dem Relais 202 über die Leitungen
166 und 168 verbunden, wodurch die Spulen 100,
102 und 104 in
Serie- geschaltet werden. Kein Gleichstromschalter ist hierbei erforderlich, denn
die Wicklungen sind normalerweise so lange in Serie geschaltet, bis der Schalter
110 eine Dreieckschaltung herstellt, indem die Enden 120 und 126 verbunden
werden. Die im Dreieck verbundenen Wicklungen können also zwecks Erregung mit Gleichstrom
verbunden werden, und zwar parallel, wie in Fig. 13 dargestellt. Hierbei
ist (s. Fig. 12) das Relais 202 mit den Schleifringen 21, 23 und
25 über die Leitungen 160,
162 und 164 für die Wechselstromerregung
in bekannter Weise entsprechend verbunden. Das Relais 202 ist also mit den Schleifringen
23 und 25 über die Leitungen 166 und 168 für die Gleichstromerregung
verbunden. Wenn das Relais 202 durch Gleichstrom erregt ist, fließt nun Gleichstrom
durch den Schleifring 23 zur Klemmel22 zwischen den Spulen 100
und
102. Von der Klemme 122 fließt daraufhin ein Teil des Stromes durch die Spule
100 zum Schleifring 25 und zurück zum Relais 202. Der übrige Teil
des Stromes fließt in Serie durch die Spulen 102 und 104 parallel zur Spule
100 zum Schleifring 25 und zurück zum Relais 202 und vollendet damit
die parallelen Stromkreise. Mit den Wicklungen, die parallel anstatt in Serie für
die Kupplungswirkung verbunden sind, wird mehr Strom durch die Wicklungen fließen,
um damit die Stromstärke zu vermehren und damit den daraus resultierenden Magnetfluß
für die größere Kupplungskapazität zu bedingen. Eine andere Anordnung der Wicklungen
14 ist in Fig. 14 dargestellt. Die Spulen 100, 102 und 104 sind in Stern
mit einer gemeinsamen Klemme 106 und mit ihren. entgegengesetzten Enden mit
den Schleif ringen 21, 23 und 25
entsprechend verbunden, die ihrerseits
wieder mit dem Relais 202 über die Leitungen 160, 162 und 164 verbunden sind.
Damit bilden die drei Spulen bei Wechselstromdurchfluß einen normalen Sternschaltungsstromkreis.
Bei Erregung durch Gleichstrom sind die Spulen 100 und 102 in Serie mit Hilfsspulen
130, 132 und 134 und einem Relais 202 über Leitungen 166 -und
168 mit den Schleifringen 23 und 27 verbunden. Es fließt nunmehr
Gleichstrom vom Relais 202 durch den Schleifring 23, die Spule 102, die gemeinsame
Klemme 106 und die Spule 100. Das Ende 116 der Spule
100 ist dann über die Leitung 128 in Serie mit den Hilfsspulen
130, 132 und 134 verbunden. Die Hilfsspule 134 ist ihrerseits mit dem Schleifring
27 und von diesem zurück mit dem Relais 202 verhunden. Bei dieser Gruppierung
ist kein Schalter erforderlich, um die Wicklungen beim Wechseln von Gleichstrom
zum Wechselstrom oder umgekehrt wieder zu verbinden.
-
Zusätzlich vermehrt die Verwendung von Hilfsspulen bei Gleichstromerregung
wesentlich die Anzahl der erzielbaren Umdrehungen und erreicht damit ein gleichartiges
Kupplungsdrehmonient bei verringertem Stromfluß.
-
Bei den Anordnungen gemäß Fig. 9 bis 14 wird entweder ein Teil
oder werden alle Wicklungen sowohl für Gleichstrom- wie auch für Wechselstromerregung
benutzt. Unter gewissen Umständen ist es wünschenswert, besondere Wicklungen für
Gleichstrom und Wechselstrom zu verwenden, um zwei unabhängig voneinander verlaufende
Stromkreise zu be-
sitzen. Zwei Ausführungsformen mit getrennt angeordneten
Wicklungen sind in Fig.15 und 16 gezeigt. In beiden Figuren ist das Relais
202 mit den Schleifringen 21, 23 und 25 für Wechselstromerregung und mit
den Schleifringen 27 und 29 für Gleichstromerregung verbunden. Getrennt
angeordnete Gleichstromwicklungen 136 sind mit den Schleifringen
27
und 29 verbunden, durch'die nur Gleichstrom für die Kupplung bei
entsprechend gegebenem Fall geleitet wird. Normalerweise können die Wechselstromspulen
100, 102 und 104 in Stern (s. Fig. 15) oder Dreieck
(s.
Fig. 16), und weiterhin über die Schleifringe 21, 23 und
25 mit dem Relais 202 verbunden sein. Steuerstromkreis fürpositiveDrehmomentübertragung
nach Fig. 17 und 18
Ein Steuermechanismus und ein typischer Arbeitsstromkreis
sind in Fig. 17 und 18 dargestellt. Für automatische Betätigung kann
durch das Zurückdrehen oder Erneuern des Kreislaufes der Programmsteuerung 200 die
Ausgangsstellung erreicht werden. Ein oder mehrere Relais 202 sind vorgesehen, welche
die Erregung der Wicklungen 14 bei Zusammenwirkung mit den Wicklungen
19 bedingen, um damit selektiv ein Rückstoß- oder Zugdrehrnoment zwischen
dem Antriebsglied 10 und dem Abtriebsglied 26 zu erwirken. Die Wicklungen
14 schließen wiederum motorische und kuppelnde Elemente 204 und 206 ein,
die entweder getrennte Wicklungen oder nur eine Wicklung besitzen, die abwechselnd
erregt werden bzw. wird, um zuerst ein Rückstoßdrehmoment und dann ein Zugdrehmoment
zu bewirken. Falls gewünscht, kann ein Wählschalter 208 betätigt werden,
um eine handbetätigte Steuerung 210 über eine Nebenprogrammsteuerungsvorrichtung
218 zu ermöglichen. Die Brems- und Haltevorrichtung207, die als mechanische
Bremse 48 gemäß Fig. 2 ausgeführt sein kann, wird durch ein getrennt angeordnetes
Relais 212 betätigt, das eine erste Steuerungsverbindung 214 besitzt, die durch
das Relais 202 gesteuert wird und eine zweite Steuerverbindung 216 hat, die
in Ab-
hängigkeit von einein durch die Geschwindigkeit gesteuerten Mittel
218 wirkt. In Fig. 2 ist das von der Geschwindigkeit abhängige Mittel
218 eine mechanische Vorrichtung, die mit der Abtriebswelle 12 verbunden
und vorzugsweise derart angeordnet ist, daß, wenn die Geschwindigkeit der Welle
sich dem Wert Null nähert, das Relais 212 betätigt wird, um die Brems- und Haltevorrichtung
207 zu betätigen und dabei die Abtrieb#swelle 12 gegen weitere Drehung zu
sichern.
-
Um die erfindungsgemäße Vorrichtung als sich selbst erregende Antriebsvorrichtung
oder als Drehmomentübertragungsmittel verwenden zu können, ist das Halte- oder Bremsmittel
207 mit der Welle 12 verbunden, so daß diese festgelegt wird. Wicklungen
14 des Antriebsgliedes 10 werden dann erregt und be-
wirken ein Rückstoßdrehmornent
zwischen dem Antriebsglied 10 und dem Abtriebsglied 26, so daß gegenüber
dem Gehäuse ein Drehmoment des Antriebsgliedes 10 bewirkt wird. Damit wird
die optimale Drehgeschwindigkeit des Antriebsgliedes 10 in einem solchen
Zeitpunkt entwickelt, in welchem das Abtriebsdrehmornent über die Welle 12 zu leisten
ist. Diese Zeit wird entweder durch die Programmsteuerung 200 oder durch das von
Hand gesteuerte Mittel 210 bestimmt und ist abhängig von der Art der zu betätigenden
Maschine. Durch die Steuerungsmittel einer der Vorrichtungen 200 oder 210 tritt
das Relais 202 in Tätigkeit und öffnet das Breins- bzw. Haltemittel 207,
entregt
die Wicklungen 14 und bewirkt damit ein Rückstoßdrehmoment zwischen den Antriebs-
und Abtriebsgliedern 10 bzw. 26. Zu gleicher Zeit erregt das Relais
202 die Wicklungen 14 und bedingt damit ein ZugdrehmGment zwischen diesen Gliedern,
wobei das Antriebsglied 10 und das Abtriebsglied 26 miteinander verkuppelt
(verriegelt) sind und damit mit der Arbeitswelle 12 verbunden sind.
-
Diese Funktionen sind graphisch in Fig. 18 dargestellt, in
welcher der schraffierte Balken 220 die Erregung der Wicklungen 14 darstellt, um
das obengenannte Repulsionsdrehmoment zwischen den Antriebs- und Abtriebsgliedern
10 und 26 zu bewirken, und in welcher der schraffierte Balken 222
die Erregung der Wicklungen 14 zeigt, um ein Zugdrehmoment zwischen den Antriebs-
und Abtriebsgliedern zu bedingen, während der schraffierte Balken 224 diejenigen
Perioden zeigt, in denen das Halte- bzw. Bremsglied 207 betätigt wird, um
die Abtriebswelle im nicht drehbaren Zustand zu halten. Die Erregung der Wicklungen
14, die das Repulsionsdrehmoment zwischen den Antriebs- und Abtriebsgliedern bewirkt,
wird als motorisches Moment und die Erregung der Wicklungen 14, die das Zugdrehmoment
zwischen diesen Gliedern bewirkt, als Kupplung im Hinblick auf die beiden Glieder
bezeichnet. Beide, die Kupplungs-bzw. motorische Betätigung, können wahlweise als
dynamische Bremse der Ahtriebswelle 12 dienen. Diese Bremsung darf nicht mit der
statischen Bremsung oder Festhaltung der Welle durch das Halte- oder Breinsmittel
207 verwechselt werden. Die Vorrichtung, durch welche die motorische und
Kupplungsfunktion der Wicklungen 14 mit den Wicklungen 19
zusammenwirken,
wird zur dynamischen Bremsung der Abtriebswelle 12 betätigt und wird nunmehr näher
beschrieben. Es soll der Hinweis an diesem Punkt der Beschreibung genügen, daß entweder
das Zug- oder das Rückstoßdrehmoment zum Antrieb der Vorrichtung und daß, umgekehrt,
das Rückstoß- oder Zugdrehmornent andererseits als dynamische Bremsung der Vorrichtung
dienen kann. Damit dienen, wenn die Rückstoßdrehmomente zum Antreiben der Vorrichtung
Verwendung finden, die Zugdrehrnomente zum dynamischen Abbremsen der Abtriebswelle
12. Und wenn andererseits das Zugdrehmoment zum Antreiben der Vorrichtung Verwendung
findet, dann dient das Rückstoßdrehmoment als dynamische Bremse der Abtriebswelle
12. Hierdurch wird die Wirkungsweise der Vorrichtung vielseitig, so daß sie entweder
in positiver oder in negativer Richtung wirken kann.
-
Das Zugdrehmoment oder die Kupplungswirkung ist derart, daß die Antriebs-
oder Abtriebsglieder 10
und 26 miteinander verbunden bzw. verriegelt
sind und somit das Schwungradmoment des Antriebsgliedes direkt auf die Antriebswelle
12 übertragen wird. Die Länge der Zeit, während welcher ein derartiges Drehmoment
übertragen werden kann, kann durch verschiedene Mittel bestimmt werden. In der dargestellten
Form soll als Beispiel einer Programmsteuerung 200 die vorausbestimmbare oder automatisch
bestimmte Übertragungs- und Kupplungsbetätigung genügen. Sobald die Kupplungsperiode
abgelaufen ist, wird das Relais 202 durch die Programmsteuerungen 200 oder 210 betätigt,
und die Wicklungen 14 werden bei ihrer Kupplungswirkung entregt und die Wicklungen
wiederum für die motorische Betätigung erregt. Diese Funktion ist durch den Balken
226 in Fig. 18 dargestellt.
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Als eine unerwünschte Folge der Arbeit der Wicklungen 14 'bei der
Kupplungswirkung gehen Drehmomente des Schwungrades oder des Antriebsgliedes
10 verloren, so daß z. B. in der Arbeitsmaschine eine gewisse Geschwindigkeitsreduktion
eintritt. Gleichzeitig findet eine Entwicklung der Geschwindigkeit und des Drehmomentes
im Abtriebsglied 26 statt, da alle Teile zusammen mit dem Abtriebsglied einschließlich
der nicht dargestellten Arbeitsmaschine verriegelt sind. Deshalb wird beim Entregen
der Wicklungen 14, welche Kupplungswirkungen haben, das Antriebsglied bei einer
geringeren Geschwindigkeit als die Maximalgeschwindigkeit umkehren, und das
Ab-
triebsglied 26 wird auf eine vorausbestimmte Geschwindigkeit
beschleunigt, die geringer ist als jene des Antriebsgliedes. Die Wiedererregung
der Wicklungen 14 zwecks motorischer Wirkung entwickelt Drehmomente zwischen den
Antriebs- und Abtriebsgliedern in einer Richtung, welche die Drehgeschwindigkeit
des Abtriebsgliedes verringert und das Antriebsglied wieder beschleunigt. Da somit
das effektive Trägheitsdrehmoment des Antriebsgliedes vorzugsweise größer ist als
das des Abtriebsgliedes, einschließlich jenes der effektiven Belastung, bedingt
die motorische Wirkung der Wicklungen 14 die Reduzierung der Abtriebswelle12 auf
Null (dieses entspricht der dynamischen Bremsung), während zur gleichen Zeit die
Wiederbeschleunigung des Antriebsgliedes erfolgt. Das geschwindigkeitsabhängige
Glied 218 bewirkt automatisch die Vollendung der Geschwindigkeit auf Null,
wobei diese Wirkung bedingt, daß das Relais 212 das Halte- oder Bremsglied
207 betätigt und damit die Abtriebswelle 12 gegen weitere Drehung sichert.
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In Fig. 18 zeigt das schraffierte Feld 288, daß die
Wiederanwendung des Halte- und Bremsmittels 207
in einem Augenblick nach einer
etwa unbestimmbaren Periode erfolgt, daß sie aber klar in dem Augenblick erfolgt,
in welchem die Kupplungstätigkeit der Wicklungen 14 durch Entregung unwirksam ist
und die motorische Erregung wieder bewirkt wird. Wenn einmal das Halte- oder Bremsmittel
207 angesprochen hat, ist eine feste Verbindung mit dem Gehäuse
11
wiederhergestellt, und die verbleibende Geschwindig# keit, die im Antriebsglied
10 entwickelt worden ist, kann wieder zurückgewonnen werden, bevor die nächste
Kupplungsphase zur Wirkung kommt. Es ist von grundsätzlicher Bedeutung, um den vollen
Nutzen der Erfindung zu erzielen, daß das Halte- und Bremsmittel 207 nicht
eher anspricht, als bis die maximale Ausnutzung der motorischen Tätigkeit der Wicklungen
14 erfolgt ist, um die dynamische Bremsung an der Antriebswelle 12 und um zur gleichen
Zeit eine Wiederbeschleunigung des Antriebsgliedes 10 zu vollenden. Andererseits,
wenn die Halte- oder Breinsmittel 207 wieder ansprechen, sobald die Kupplungstätigkeit
unwirksam ist, ist der größte Teil der Energie in den Abtriebsgliedern und der Belastung
in Form von Reihungswärme verbraucht und kann nicht im Antriebsglied wieder nutzbar
gemacht werden.
-
Wie bereits oben ausgeführt, kann entweder die motorische und/oder
die Kupplungstätigkeit der Wicklungen 14 für die dynamische Bremsung der Abtriebstriebswelle
12 oder zum Antreiben der Abtriebswelle 12 verwendet werden. Wenn es erwünscht ist,
das Antriebsglied zur Ruhe zu bringen, kann es bei Erregung der Wicklungen 14 gebremst
werden, während das Halte- oder Brernsmittel auf das Abtriebsglied wirkt. Da der
Effekt der Kupplungswirkung darin besteht, die Differentialgeschwindigkeit zwischen
den Antriebs- und Abtriebsgliedern zu reduzieren und das Abtriebsglied in Ruhestellung
gehalten bleibt, hat die Kupplungswirkung den einzigen Effekt, die Geschwindigkeit
des Antriebsgliedes zu verringern.
-
Es ist noch zu bemerken, daß die Kupplungs- und motorischen Tätigkeiten
der Wicklungen 14 nicht von einer besonderen Drehrichtung des Antriebsgliedes
10
abhängen, um ihre entsprechenden Funktionen auszuführen. Dieses bedeutet,
daß der elektrische Stromkreis einen Polarisierungs- oder einen sonstigen Mechanismus
zum Umpolen des Feldes besitzt, wo,-durch die Richtung der motorischen Tätigkeit
und die Drehrichtung des Antriebsgliedes ausgewählt werden können. In einem solchen
Falle kann ein motorisches, Drehmornent: in einer Richtung entgegengesetzt zu der
vorhergehend verwendeten das Abtriebsglied in derselben Richtung wie bei der Kupplungsaktion
antreiben. Ein derartiger Mechanismus ist nicht dargestellt, ist aber im Rahmen
der Beschreibung der Darstellungen leicht verständlich.
-
Weil keine direkte Verbindung zwischen der Energiequelle und der anzutreibenden
Arbeitsmaschine vorhanden ist, werden alle Drehmomente über die zusammenwirkenden
Magnetfelder übertragen, die durch die Wicklungen 14 und 19 entwickelt werden,
und es ist nicht möglich, mehr als eine vorbestimmte Größe eines Drehmomentes vom
Antriebsglied auf das Abtriebsglied zu übertragen. Dieses ermöglicht somit, daß
die erfindungsgemäße Vorrichtung als Üb#erlastungsschutz dient. Das während der
Erregung der Wicklungen 14 übertragene Drehnaoment zur Durchführung der Kupplungstätigkeit
ist eine Funktion der Anzahl der Lagen der Wicklungen 14 und der in ihnen herrschenden
Stromstärke. Demgemäß ist es möglich, das Drehmoraent durch Verändern des den Wicklungen
zugeführten Stromes genau zu steuern. Wenn die Arbeitsmaschine ein größeres Drehrnoment
erfordert als das bestehende Magnetfeld übertragen kann, dann ist das verriegelnde
Verhältnis zwischen den Antriebs- und Abtriebsgliedern nicht länger aufrecht erhaltbar,
und das Abtriebsglied beginnt gegenüber dem Antriebsglied in einem bestimmten Ausmaße
in Abhängigkeit vorn geforderten und übertragbaren Drehmornent zu schlüpfen. Gleicherweise,
wenn die Wicklungen 14 für die motorische Tätigkeit erregt sind, bestimmt die Stärke
des umlaufenden Wechselstromfeldes das motorische Drehmoment. Hieraus ist ersichtlich,
daß in Abhängigkeit von den Größen der gewählten Stromstärken nur ein vorausbestimmtes
maximales Drehmoment auf die Arbeitsmaschine übertragen werden kann, und dieses
kann in der Weise ausgewählt werden, daß eine Überlastung der Maschine begrenzt
wird. Weiterhin kann, wenn das Moment des Abtriebzuges selbst ausreicht, um Schäden
zu verursachen, eine negative drehmoment- oder energievernichtende Vorrichtung in
der kritischen Periode vorgesehen sein, um weiterhin die Belastung zu begrenzen,
die auftritt.
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Die Kupplungstätigkeit bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann
in zwei Teile geteilt werden. Die erste wird durch Initialwirkung von Gleichstrom
und die zweite durch eine ständig vorhandene Wirkung, die im folgenden beschrieben
sind, hervorgerufen. Wenn das Drehmornent auf die Arbeitsmaschine zu übertragen
ist, die im Ruhezustand ist und bevor ein ständiges Drehmoment verfügbar ist, ist
es notwendig, die Trägheit der Welle 12 und des AI>triebsgliedes zu überwinden und
diese auf die gewünschte Geschwindigkeit zu bringen. Damit ist, wenn die Drehmo-mentübertragungsvorrichtung
ein hohes Trägheitsdrehmoment auf die angetriebenen Glieder übertragen kann und
dann auf eine vorausbestimmte Größe des Drehmomentes zurückkehrt, eine scharfe,
bestimmte Trägheitskupplungswirkung zu erhalten, ohne eine Überlastung zu wagen.
-
Die Wicklungen 14 bewirken beim Kuppeln eine hohe induktive Belastung
der Gleichstroniquelle, welche die Wicklungen erregt. Demgemäß haben die Wicklungen
eine niedrige Initialimpedanz und erlauben damit dem zufließenden Strom einen ständigen
Wert zu überschreiten, welcher festliegt. Weil, wie oben festgestellt, das übertragene
Drehmoment eine Funktion der Stromstärke in den Wicklungen ist,
-überschreitet
das Initialdrehmoment zwischen den Antriebs- und Abtriebsgliedern den laufenden
Grundwert. jedoch ist das überschüssige Drehmoment- erforderlich, um die Initialkraft
des Abtriebsgliede§'bzw. dessen abhängiger Teile zu bewältigen, so daß kein übermäßiges
Drehmoment die Arbeitsmaschine erreicht. Dieses hohe Initialdrehmoment ermöglicht
also, daß die angetriebenen Glieder die gewünschte Geschwindigkeit schneller erreichen
als es andererseits möglich wäre, da die Initialkupplungswirkung die oben beschriebene
starke Initialkupplung oder die schnelle Verbindung zwischen den Gliedern bedingt,
wodurch ein großer Teil des Schlupfes vermieden wird, der bei anderen magnetischen
oder elektromagnetischen, reibungslosen Kupplungen vorhanden ist. Steuerstromkreis
für negative DrehmomentübeTtragung nach Fig. 19 und 20 In den oben beschriebenen
Vorrichtungen stand vornehmlich die positive Drehmomentübertragung im Vordergrund,
d. h. die Funktion, in welcher die Kupplungstätigkeit das Abtriebsdrehmoment
entwickelt und die motorische Tätigkeit im allgemeinen das Abtriebsdrehmoment stillsetzt.
Wie schon oben angedeutet, soll jedoch die Erfindung in breiterer Weise wendbar
sein und insbesondere hinsichtlich der Entwicklung von negativen Drehmomentübertragungen
Verwendung finden können. Bei der Entwicklung eines negativen Abtriebsdrehmoments
ist das normale Drehmornent des Antriebsgliedes 10 auf eine als Motor wirkende
Geschwindigkeit basiert, die weniger als die volle bzw. maximale Motorgeschwindigkeit
darstellt, und ist automatisch durch gegenüber dem Gehäuse 11 geschwindigkeitsbegrenzende
Mittel 230
(s. Fig. 2) gesteuert, die durch Startmittel bzw. Übertragungsmittel
des drehbaren Antriebsgliedes 10 angetrieben sind. Negative Abtriebsdrehmomente
werden dadurch entwickelt, daß das geschwindigkeitsbegrenzende Mittel
230 überlagert wird und daß weiterhin die motorische Wirkung 204 der Wicklun-Olen
14 erregt wird und daß ferner die Wicklungen 14 t>
für die Durchführung motorischer
Tätigkeit 204 _erregt werden. Nach -Übertragung des gewünschten momentanen
negativen Drehmomentes auf die Arbeitsmaschine wird der motorisch wirkende Teil
204 entregt und der als Kupplung wirkende Teil 206 der Weklungen wieder betätigt.
Diese Funktionen sind in Fig.. 19,-schematisch dargestellt.
-
Fi-#'19 zeigt einen Wirkungszyklus eines"Mechanismus - zur
Übertragung des Drehmomentes für ein negatives Abtriebsdrehmoment. Wie bei der oben
beschriebenen, erfindungsgemäßen positiven Drehmöni#entanforderung ist auch hier
der motorische Teil 204 erregt, und das Halte- -bzw. Bremsmittel 207 ermöglicht
die Beschleunigung des Antriebsgliedes 210 bis-'zu &ssen normaler Drehgeschwinäigkeit.
Die schraffierten Felder232 und 234 bedeuten die Startphas'e. Das Abschalten des
moto.rischen Teiles im Augenblick 236 zeigt eine automatische Betätigung
des geschwindigkeitsbegrenzenden Mittels 230, wenn die vorausbestimmte UmdrehungsgeschwindigkeIt
im Antriebsglied 10 entwickelt ist. Bei einem entsprechenden Zeitpunkt238,
der durch die reversierende Programmsteuerung 240 bestimmt ist, welche weiter unten
zu Fig. 20 beschrieben wird, wird das Halte- und Bremsmittel 207 wieder gelöst
und das geschwindigkeitsbegrenzende Mittel 230 abgeschaltet und der motorische
Teil 214 weiterhin bis zu einer Höhe erregt, die ausreicht, um wiederum das motorische
Drehmoment gegenüber dein Antriebsglied in Tätig' keit zu setzen, um damit die Drehung
der Abtriebswelle in einer zur Antriebsgliedrichtung entgegengesetzten Richtung
zu bewirken. Die Phase ist durch das Feld 242 in Fig. 19 dargestellt. Die
Verlangsamung der Abtriebswelle kann durch einen verzögernden Drehmomentsweg 244
(Fig. 20) in einem Zeitpunkt 246 erfolgen, der durch die angetriebene Maschine bestimmt
ist. Dieses ereignet sich bei Entregung des motorischen Teiles 204 und Erregung
des Kupplungsteiles 206, wie durch das schraffierte Feld 248 dargestellt
ist. Beim Lösen des Breinsteiles 250
(Fig. 20), welches von der Zurücklegung
einer Strecke oder von einer auf die Nullgeschwindigkeit reagierenden Vorrichtung
oder von beiden im Zeitpunkt 252 abhängig ist, wird die Kupplungstätigkeit
der Wicklungen 14 entregt, das Halte- und Bremsmittel 207 zum Ansprechen
gebracht, und die motorische Tätigkeit der Wicklungen 14 wird wieder hergestellt,
um das geschwindigkeitsbegrenzende Glied 230 zu steuern.
-
- Universalausführung (Fig. 20) Fig. 20 zeigt die Steuerverbindungen
für die motorische, kuppelnde und bremsende Wirkung der Vorrichtung nach den verschiedenen
Ausführungsformen der Erfindung mit einem Hinweis auf die Art, in-welcher das positive
oder negative Abtriebsmoment wahlweise eingeschaltet werden kann, welches von der
Stellung eines Wählschalters 254 abhängig ist. Getrennt angeordnete Schalter
256, 258 und 260 sind mit dem Wählschalter verbunden, so daß wahlweise
eine motorisch kuppelnde oder - haltende bzw. bremsende Wirkung zur Steuerung
erreichbar ist, um positive oder negative Abtriebsdrehmomente wunschgemäß zu entwickeln.
Um den Stromkreis nach Fig. 20 zu vereinfachen, sind nur die Steuer-verbindungen
gezeigt und die Kraftzuleitungen zu den verschiedenen Relais fortgelassen; weiterhin
sind zur Vereinfachung die meisten der Steuerelemente, welche die negative Drehine,mententwicklung
bestimmen, unabhängig von jenen Steuerelementen dargestellt, welche die positive
Drehmomententwicklung bestimmen. Hierdurch ist eine charakteristische Darstellung
gegeben, die zum leichteren Verständnis der Fig. 20 beiträgt. Zur weiteren Vereinfachung
der Verhältnisse ist die Darstellung aller Relais vereinheitlicht, wobei Steuermittel
an der linken Seite der Relaisgruppe die Relaisbetätigung steuern. Steuerungssignale
sind an der rechten Seite der Relaisgruppe vorgesehen und bestimmen den
Ab-
fall oder die Entregung des Relais. Ein negatives Drehmomententwicklungspro-gramm
ist vom reversierenden Programmittel 240 abgeleitet, und wenn das System vom Ruhezustand
aus gestartet wird, ist ein Startstronistoß in Richtung 262 wirksam, um damit
die den Motor betätigende Relaisvorrichtung 264 zu betätigen. Gleichzeitig wird
das Relais 266 für die Kupplung entregt und das Relais 268 für das
Halte-und Bremsglied betätigt. Die Relais 264, 266 und 268
bestimmen
so-mit gleichzeitig die Erregung der Wicklungen 14 für die motorische Tätigkeit
und der Halte-und Bremsmittel 207, die mit 232 und 234 in Fig.
19
bezeichnet sind, wobei das Antriebsdrehmoment im Antriebsglied 10 entwickelt
werden kann.
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Zum Zwecke der Entwicklung eines negativen Drehrnomentes kann es von
Bedeutung sein, daß das geschwindigkeitbegrenzende Mittel 230, das durch
das Antriebsglied 10 angetrieben wird, die Winkelgeschwindigkeit des Antriebsgliedes
auf einen geringeren Wert als der vollständigen Geschwindigkeit,
z.
B. 50 bis 7011/o derselben, begrenzt. Diese Geschwindigkeit wird vorzugsweise
entsprechend der Drehmonientkurve der motorischen Tätigkeit gewählt, und unter gewissen
Umständen kann das negative DrehmGment durch Erregung der motorischen Wirkung durch
das Antriebsglied aus der Ruhestellung entwickelt werden. Die Verbindung
270 und das geschwindigkeitbegrenzende Mittel 230 bewirken, daß bei
Erreichung der Grenzgeschwindigkeit im Antriebsglied 10 das Relais 264 abfällt,
dabei das Antriebsglied 10 befähigt, sich im Leerlauf weiterzudrehen, während
das Halte- und Bremsmittel 207 unbeweglich bleibt. Diese Funktion kann im
Zeitpunkt 236 gemäß Fig. 19 eintreten.
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Bei der dargestellten Ausführungsform schaltet das Programmsteuerungsmittel
240 eine zweite Abtriebsleitung 272 zum Steuern der Spannung ein, welche
die Erregung zur negativen Drehmomententwicklung bestimmt. Beim Einschalten der
Spannung überwiegt die Motorwirkung, und das Relais 274 wird derart betätigt, daß
die Wicklungen 14 erregt werden, um die motorische Tätigkeit unabhängig von irgendwelcher
Regulierung durch das geschwindigkeitsbegrenzende Mittel 230 zu bedingen.
Zur gleichen Zeit bestimmt die gleiche Spannung das Abfallen des Bremsrelais 248,
so daß die Motortätigkeit die Lieferung negativer Abtriebsdrehmomente gegenüber
dem Schwungradträgheitsdrehmoment des Gliedes 10 entwickelt. Dieses wird
durch eine kleine Dre#hgeschwindigkeitsvermehrung des Antriebsgliedes
10 gegenüber dem Gehäuse begleitet, aber die hauptsächliche Geschwindigkeitsentwicklung
der Abtriebswelle 12 wird durch die negative Drehmomentlieferung erzeugt. Die Dauer
der negativen Drehmomentlieferung kann durch die Programmsteuerung 240 bestimmt
werden, aber in der dargestellten Form betätigt eine getrennte Vorrichtung 244 für
das verzögernde Drehmoment, welche ein begrenzender Schalter sein kann, der an der
angetriebenen Maschine angeordnet ist, im Zeitpunkt 246 (s. Fig. 19) die
Abschaltung, und die motorische Tätigkeit überläuft das Relais 274 und zu gleicher
Zeit das Relais 266, um das Relais 266 für die Kupplungswirkung zu
betätigen. Die Kupplungstätigkeit hat dann die Wirkung der Verzögerung der Abtriebswelle
und des Verbrauches seines Drehmomentes, dies alles durch die Wirkung gegen ein
entsprechendes Moment des Antriebsgliedes 10. Bei der Erreichung des Wertes
Null der Abtriehswellengeschwindigkeit oder des oberen Totpunktes der angetriebenen
Maschine oder einiger anderer Bremslagenbedingungen wird das die Bremse betätigende
Mittel 240 in Tätigkeit gesetzt, wodurch das Relais 266 für die Kupplung
abfällt und das Bremsrelais 268
wieder in Tätigkeit tritt, somit wiederum
das Halte-und Bremsglied 207 wieder anspricht und die motorische Tätigkeit
nochmals mit der die Geschwindikeit begrenzenden Steuerung in Verbindung bringt.
-
Der Wählschalter 254 und die zugehörigen Schalter 256, 258
und 260 werden in die andere Stellung gebracht, und zwar zur Auswahl der
positiven Abtriebsdrehmornentlieferung, und setzen damit die getrennte Vorwärtssteuerung
276 in Tätigkeit. Das Vorwärtssteuerungsmittel 276 entspricht im allgemeinen
der Vorrichtung 200 nach Fig. 17. Wenn das System aus der Ruhestellung gestartet
wird, liefert ein erstes Abtriebsteil 278 des Programmsteuermittels
276 eine Startsteuerspannung, durch die gleichzeitig das Steuerrelais
280 des Motors und das Stenerrelais 282
der Bremse betätigt werden,
und ermöglicht damit die Entwicklung des Schwungraddrehmomentes gegenüber dein Gehäuse.
Die Lieferung eines positiven Drehmomentes der Welle 12 hängt von der Steuerung
des zweiten, Abtriebsteiles 284 des Programmsteuerungsmittels 276 ab, Beim
Einschalten einer Steuerspannung in die Leitung 284 fallen das Motorsteuerrelais
280 und. das Brernsrelais 282 ab, und das Kupplungssteuerrelais
268 wird betätigt. Die Kupplungstätigkeit dient dazu, die Abtriebswellendrehbewegung
in der gleichen Richtung wie die Bewegung des Schwungradgliedes 10 abzugeben,
und der Prozeß der Übertragung kinetischer Energie aus dem Schwungradglied
10 zum Abtriebsteil bedingt eine entsprechende Geschwindigkeitsverminderung
des Schwungradgliedes 101. Die Beendigung einer positiven Drehmomentlieferung
kann im Falle einer negativen Drehmotnententwicklung analog der oben beschriebenen
Vorrichtung 244 durch eine verzögernde Drehmomentvorrichtung 288 bestimmt
werden, mit der Abänderung, daß der Abtrieb-steil der Vorrichtung 288 den
Abfall des Kupplungsrelais 268
und die Betätigung des Motorsteuerrelais
280 bestimmt. Dieses erlaubt der Motorbetätigung 204, ein verzögerndes Drehmoment
zwecks Verlangsamung der Abtriebswelle zu entwickeln, während dabei kinetische Energie
dem Antriebsglied 10 wieder zugeführt wird. Zwecks, Erreichung einer Abtrieb#sgeschwindigkeit
von Null, die obere Totpunktstellung oder einige andere Bedingungen der angetriebenen
Maschine kann die Bremsvorrichtung 250 in Wirkung treten, um das Bremsrelais
282 zu betätigen, so daß das Halte- und Bremsmittel 207 die Abtriebswelle
hält und sie damit gegenüber dem Gehäuse festlegt. Es wirkt eine fortgeführte Motortätigkeit
entgegen, die dazu dient, um vollständig das. Schwungradglied 10
bis auf die
gewünschte Umdrehungsgeschwindigkeit hinsichtlich des Gehäuses zu bringen.
-
Zur Vereinfachung und zum klareren Verständnis der Zeichnung bezieht
sich die obige Bschreibung der Erfindung auf eine Vorrichtung, die sowohl für motorische
Tätigkeit wie auch für Kupplungstätigkeit mit Wechselstro#merregung der Wicklungen
14 dient, wobei eine getrennte Betrachtung der Funktionen dieser Teile das Verständnis
vereinfacht. jedoch sei hervorgehoben" daß es unter gewissen Umständen wünschenswert
ist, eine gleichzeitige bzw. überlappende Erregung der Wicklungen vorzusehen. In
diesem Falle sind getrennt angeordnete Wicklungen, wie in Fig. 15
und
16 dargestellt, am Antriebsglied für die motorische und kuppelnde Tätigkeit
vorgesehen, und es ist zweckmäßiger, die Erregung der motorischen und kuppelnden
Elemente veränderbar zu steuern als die Erregung der Wicklungen 14 mit Wechselstrom,
um ausschließlich entweder nur die motorische Tätigkeit oder nur die kuppelnde Tätigkeit
zu bewirken.
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Bei Verwendung von getrennten Motor- und Kupplungswicklungen am Antriebsteil
kann die Übertragung von vorhergehender motorischer Erregung (Bremsen zur positiven
Drehmomententwicklung; Kuppeln zur Entwicklung eines negativen Drehmornentes) auf
eine vorher betätigte Kupplungssteuerung (Kuppeln zur E ntwicklung eines
positiven Drehmomentes; Bremsen zur Entwicklung eines negativen Drehmomentes), der
Abtriebswelle 12 von einer starr gesteuerten, festen Basis aus erfolgen. Bei Verwendung
getrennter motorischer und Kupplungswicklungen am Antriebsglied 10 sollen
die Ausdrücke »Erregung«, »Energiezufuhr«, »Entregung« u. dgl. als relative Ausdrücke
verstanden werden, d. h. daß das durch Erregung einer Windung des Antriebsgliedes
10 entwickelte Drehmoment, z. B. das motorische oder
das
zu kuppelnde, das Drehmoment übertreffen kann, das durch die Erregung anderer Wicklungen
entwikkelt ist, z. B. für die Kupplung oder den Motorteil. Steuervorrichtungen 200,
201, 240 und 276 und die verschiedenen Relais in Fig. 17 und 20, können
derart verstanden werden, daß das Steuermittel für die effektive Abtriebsdrehmomententwicklung
über verschiedene Erregungen der Wicklungen des Antriebsgliedes 10 wirkt,
um die motorische und Kupplungstätigkeit zu bewirken, durch die bestimmt wird, welche
dieser Wicklungen das vorherrschende Drehrnornent zu irgendeiner Zeit entwickeln.
Auf diese Weise ist die vollständige Steuerung von der vollen Vorwärtsgeschwindigkeit
über die langsame Vorwärtsgeschwindigkeit, bis zum Halten und wieder umgekehrt erreichbar,
und zwar in der Reihenfolge und mit der relativen Größe der Motor- und Kupplungsdrehmomente,
die vorherrschen. Zusammenfassung Es ist wesentlich, in Zusammenfassung des vorhergehenden
zu kommentieren, daß die beschriebene Vorrichtung Komponenten nutzt, welche allgemein
bekannt sind, welche aber Wirkungen hervorrufen, die bisher nicht erreicht wurden,
und zwar, da im großen und ganzen die bisherigen. Schwungradkupplungs-Brems-Kombinationen
von der hinsichtlich des Ge-
häuses wirkenden Bremse abhängen, die das Abtriebsdrehmement
vernichtet, indem ein erheblicher Teil der Energie in Friktionshitze verwandelt
wird, die nicht mehr genutzt werden kann.
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Für die positive Abtriebsdrehmomententwicklung wird die motorische
Tätigkeit der Vorrichtung benutzt, die das Abtriebsmoment vernichtet und gleichzeitig
das Drehmoment des Antriebsgliedes wieder herstellt, und für die negative Abtriebsdrehmomententwicklung
dienen die Kupplungselemente gemäß der Erfindung dazu, das Abtriebsdrehmoment zu
vernichten und zur gleichen Zeit das Schwungrad wieder auf das gewünschte Drehmoment
zu bringen. In beiden Fällen sind Verluste der innewohnenden Energien durch nutzlosen
Bezug auf das Gehäuse vermieden. Bei Verwendung der Vorrichtung zur positiven Abtriebsdrehmomententwicklung
ist es häufig nicht notwendig, die Wicklungen 14 für die nichtorische Tätigkeit
für eine längere Zeit zu erregen, als zur Wiederherstellung der gewünschten Geschwindigkeit
des Antriebsgliedes 10 notwendig ist. Diese Zeitspanne kann geringer als
ein kleiner Bruchteil eines vollen Arbeitszyklus der Maschine! sein, welche erfindungsgemäß
angetrieben wird, so daß das geschwindigkeitsabhängige Mittel 230, welches
der Geschwindigkeit des Antriebsgliedes 10 folgt, falls erwünscht, automatisch
die Erregung der Wicklungen 14 für die motorische Tätigkeit abschaltet.
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Als einfaches Drehmomentübertragungsglied für eine positive Abtriebsdrehmomententwicklung
gesehen, kann die erfindungsgemäße Konstruktion bei der motorischen Tätigkeit der
Wicklungen 10 zuerst nur als Bremse wirken, d. h. zur Vernichtung
des Abtriebsdrehmomentes. In diesem Falle können, wie oben schcn gesagt, für einen
Riementrieb Nuten 42 vorgesehen sein, die einen Teil des Antriebsgliedes
10
in irgendeiner der gezeigten Ausführungsformen bilden können, wodurch das
Antriebsglied 10 fortlaufend durch eine äußere Drehmomente entwickelnde Kraftquelle
angetrieben werdm z. B. mittels eines dauernd laufenden kleinen Elektromotors. Das
Abtriebsdrehmoment der Welle 12 wird dann durch Einschalten der Wicklungen 14 für
die Kupplungstätigkeit erzielt, und das Abtriebsdrehrnoment wird durch Erregung
der Wicklutigen 14 vernichtet, um eine motorische Wirkung zu erzielen. Ist erst
einmal das Abtriebsdrehmoment verbraucht, ist keine weitere Erregung der Wicklungen.
14 zur Erzeugung motorischer Wirkung notwendig, so daß die Wicklungen nachher entregt
werden können und eine primäre Verbindung mit der äußeren Drehrnomentquelle vorgenommen
werden kann, um das Antriebsglied wieder auf den vorhergehenden Stand zu bringen,
wobei das dabei erforderliche zusätzliche Drehmoment klein sein kann.
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In gleicher Weise, wenn die Vorrichtung als Drehme.mentübertragungsmittel
für negative Al-,triebsdrehmomententwicklung vorgesehen ist, kann die erfindungsgemäße
Anordnung die motorische Tätigkeit der Wicklungen 14 zuerst und ausschließlich für
eine wirkungsvolle Lieferung von Abtriebsdrehmomenten verwenden. Wiederum sind die
Riementriebnuten 42 dasj enige Mittel, durch, das das Antriebsglied 10 mit
einer äußeren Drehmo-mentquelle verbunden sein kann, wie z.B. mit einem ständig
umlaufenden kleinen Elektromotor 46, der oben erwähnt ist. Vorzugsweise stellt die
Geschwindigkeit dieses Motors für das Antriebsglied 10, mit Rücksicht auf
das Gehäuse, eine etwas geringere Geschwindigkeit dar als die volle Geschwindigkeit
bei der motorischen Betätigung der Vorrichtung.
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Da bei fortwährendem Gebrauch des negativen Drehmornentes notwendigerweise
die Neigung besteht, daß sich die Geschwindigkeit des Antriebsgliedes relativ zum
Gehäuse erhöht, kann der mit Riemen verbundene Motor über diese Laufgeschwindigkeit
hinaus schneller laufen. Bei dieser Situation wirkt dann der Motor als Bremse auf
das Antriebsglied und neigt dazu, daß das Antriebsglied am Erreichen der maximalen
Geschwindigkeit durch, das Abtriebsglied verhindert wird, in welchem Fall der durch
Riemen verbundene Motor das effektive Trägheitsmornent des Abtriebsgliedes vermehrt,
um ein größeres und längerwährendes negatives Drehmoment zu gestatten, als andererseits
möglich wäre.
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Es sei noch hinzugefügt, daß zum Unterschied von einem normalen elektromotorischen
Antrieb, bei dein das Startdrehmoment von der Nullgeschwindigkeit aus ungünstig
ist, das beständig umlaufende Antriebs-"lied a 10 mit seinem hohen Trägheitsmoment
eine von der Trägheit abhängige Basis besitzt, gegen welche relativ hohe Eigendrehmomente
bei Übertragung auf die Welle 12 wirken. Ein vorzugsweise eigenes positives Drehmoment
ist erforderlich, weil sich die Wicklungen 14 bereits mit einer relativ hohen Geschwindigkeit
bewegen, wenn sie für die Kupplungstätigkeit erregt werden. Wegen des hohen Trägheitsmomentes
des Antriebsgliedes wird also diese eigene günstige Drehmomentcharakteristik erreicht,
wenn die Vorrichtung für negative Drehmomentlieferung betätigt wird, wie schon in
Verbindung mit der Programmstenerung 240 zu Fig. 20 und auch zu Fig. 19 beschrieben
ist.
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Es sei darauf hingewiesen, daß, obgleich verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung oben dargestellt sind, diese lediglich Beispiele sind und keine die
Erfindung begrenzenden Konstruktionen darstellen. Ein besonderer Vorteil der Erfindung
besteht darin, daß unterschiedliche Anforderungen positiver oder negativer Drehmomente
wiederholt in einem Arbeitszyklus bzw. in einer Reihenfolge zum Starten, zum Verlangsamen,
zur Belastungssteuerung, zur Wiederverstärkung, zum Synchronisieren und als motorische
Tätigkeit
nutzbar sind. Es sind aber auch andere gleichartige Anordnungen oder Modifikationen
möglich, ohne über den Rahmen der Erfindung hinauszugehen.