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Elektromotor mit Planetenraduntersetzungsgetriebe Die Erfindung betrifft
einen Elektromotor mit Planetenraduntersetzungsgetriebe zum Antrieb von Haushalt-
oder Gewerbenähmaschinen.
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Bekannt ist ein Elektromotor mit gleichachsig zur Motorwelle angebautem
Planetenrollengetriebe, bei dem die Motorwelle, zuGätzlich zu einer ersten Riemen#scheibe
das Sonnenrad trägt, das bei Einschalten des Motors unter selbsttätiger Längsverschiebung
der Motorwelle durch den Axialzug der Feldmagnete oder durch das Reaktionsmoment
des Motors unter Vermittlung eines besonderen Verschiebegliedes mit den Planetenrollen
des eine zweite Riemenscheibe antreibenden Getriebes gekuppelt und durch Feder-
oder Gewichtsdruck entkuppelt wird. Der übergang von der einen auf die andere Drehzahl
erfordert ein Stillsetzen des Motors und ein Umlegen des Riemens von der einen auf
die andere Riemenscheibe. Um die Riemenflucht neu auszugleichen, wird außerdem eine
Verschiebung des gesamten Motors notwendig werden.
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Bekanntgeworden ist ferner ein mit einem auch während des Betriebes
in gewissen Grenzen von der Motordrehzahl nach oben und unten stufenlos regelbaren
Reibradgetriebe versehener Schiebeanker-Drehstrommotor, bei dem der Abtrieb von
einer auf der Motorwelle angebrachten einzigen Riemenscheibe aus erfolgt und ein
exzentrisch zur Motorwelle gelagertes, um eine zu dieser senkrechte Achse von Hand
schwenkbares Reibrad den umlaufenden Motorständer mit dem in entgegengesetzter Richtung
umlaufenden Läufer kuppelt, indem es sowohl mit einer als kreissegmentförmige Ringnut
ausgebildeten Laufbahn an einem Ansatz am Motorständer als auch mit einer obensolchen
Laufbahn an einem Ansatz der Motorwelle kraftschlüssig verbunden ist. Ein solcher
Antrieb ist jedoch unerwünscht kompliziert und dementsprechend teuer. Er nimmt einen
Raum ein, der mindestens bei Haushaltnähmaschinen nicht zur Verfügung steht, und
ist ferner bei Gleich- oder Zweiphasenwechselstrom, d. h. den üblicherweise
für Haushaltnähmaschinen zur Verfügung stehenden Stromarten, nicht anwendbar.
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Für Stückvorgelege von Nähmaschinen ist auch die Verwendung eines
Planetenreibrollengetriebes bekanntgeworden, das durch Richtungsumkehr des Antriebsmotors
ein- und ausgeschaltet werden kann und bei dem das als Flachriemenscheibe ausgebildete
große Sonnenrad zugleich als Getriebegehäuse dient. Das Getriebe erfordert einen
in der Drehrichtung umschaltbaren Motor und ist auch wegen des verhältnismäßig großen
Durchmessers der Riemenscheibe und der damit verbundenen, vom allgemein verwendeten
übersetzungsverhältnis abweichenden übersetzung zwischen Motor und Nähmaschine nicht
als Antrieb für herkömmliche Haushaltnähmaschinen geeignet.
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Mit der Erfindung sollen die geschilderten Nachteile vermieden und
ein Zweistufenantrieb geschaffen werden, der in einfacher Weise auch bei laufendem
Motor eine Drehzahländerung gestattet, keinen Speziahnotor notwendig macht, durch
Verwendung einer einzigen Keilriemenscheibe herkömmlichen Durchmessers ohne weiteres
zum Antrieb handelsüblicher Haushaltnähmaschinen dienen kann und nicht wesentlich
mehr Raum beansprucht als der Motor allein.
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Bei einem Elektromotor mit Planetenraduntersetzungsgetriebe zum Antrieb
von Haushalt- oder Gewerbenähmaschinen wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß diedie Nähmaschine wahlweise mit voller oder untersetzter Drehzahl des
Motors antreibende Keilriemenscheibe durch axiale Verschiebung von Hand entweder
unmittelbar oder über das Getriebe mit der Motorwelle gekuppelt wird.
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Die Planetenräder sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßigerweise
aus Kunststoff geforinte oder mit einem Kunststoffbelag versehene Reibräder, mit
dem Vorteil, daß sie keiner Schmierung bedürfen, geräuscharm und in der Herstellung
billig sind sowie ein ruckfreies Arbeiten gewährleisten.
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Die Laufflächen der Sonnenräder sind in an sich bekannter Weise vorteilhaft
als schiefe Ebenen ausgebildet, so daß eine Abnutzung der Planetenräder selbsttätig
ausgeglichen werden kann.
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Durch eine leichte Querriffelüng der Laufflächen der Sonnenräder läßt
sich die Reibung erhöhen. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann
zur Verschiebung der Keilriernehscheibe ein an der
vom Motor abhegenden
Seite der Keilriemenscheibe auf der Motorwelle angeordneter Schaltknopf vorgesehen
sein. Hierbei kann die Ausbildung außerdem derart getroffen sein, daß Federmittel
vorgesehen sind, die beim Einschalten des Getriebes die Planetenräder gegen die
Laufflächen der Sonnenräder drücken. Das kleine Sonnenrad ist vorteilhafterweise
auf der Motorwelle fest angeordnet und beim Abschalten des Getriebes mit der Keilriemenscheibe
direkt starr kuppelbar.
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Die aus Motor und Untersetzungsgetriebe bestehende Einheit ist vorzugsweise
so ausgebildet, daß sie die Abmessung des Motors allein in Höhe und Breite nicht
überschreitet.
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Die Erfindung wird im folgenden im Zusammenhang mit den Zeichnungen
an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 in vergrößertem
Maßstab einen Längsschnitt durch das Untersetzungsgetriebe mit Veranschaulichung
von zwei verschiedenen Betriebsstellungen, getrennt durch die Mittelachse, Fig.
2 ebenfalls in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht von der Befestigungsseite
des Motors aus gesehen, Fig. 3 einen Grundriß des Motors nach der Erfindung.
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Die Welle 6 des Antriebsmotors 1 erstreckt sich an einer
Motorseite über den Lagerschild 16 hinaus und trägt dort das Planetenraduntersetzungsgetriebe
3.
Das Getriebe weist ein auf der Welle 6 fest angebrachtes kleines
Sonnenrad9, vorzugsweise drei um 120' versetzte Planetenräder 14 sowie ein feststehendes
großes Sonnenrad 15 auf. Das Rad 9 ist konusförrnig sich in Richtung
auf den Motor zu verjüngend ausgebildet und weist auf seiner vom Motor abliegenden
Stirnseite zahnartige Kupplungselemente 8 auf. Die Planetenräder 14 sind
auf Zapfen 13 drehbar gelagert, die ihrerseits auf der die Nähmaschine antreibenden
Keilriemenscheibe 2 des Motors angebracht sind. Die motorseitige Stimfläche der
Keilriemenscheibe 2 ist mit Kupplungselementen 19 versehen, die mit
den gegenüberliegenden Kupplungselementen 8
des kleinen Sonnenrades
9 in Eingriff treten können.
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In der Bohrung 18 der Keilriernenscheibe 2 ist eine mit der
Keilriemenscheibe verbundene Hülse 17 angeordnet, die sich axial über einen
Teil der Bohrung 18 erstreckt und auf der Welle 6 axial verschiebbar
gelagert ist. In dem nicht von der Hülse 17 eingenommenen Raum der Bohrung
18 zwischen der Welle 6
und der Keilriemenscheibe 2 ist eine
die Welle 6 umfassende Schraubendruckfeder 7 vorgesehen, die mit einem
Ende an der Hülse 17 und mit dem anderen Ende an dem Rad 9 anliegt.
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Das gleichzeitig das Gehäuse des Getriebes 3 bildende große
Sonnenrad 15 ist am Lagerschild 16 des Motors befestigt und dient
mit seinem sich konisch gegen die Keilriemenscheibe 2 zu verjüngenden Teil
15' als Führungshülse für die Planetenräder 14.
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Ein Stellstift 10 durchgreift die Welle 6 nahe ihrem
Ende und wirkt mit einem auf der Welle 6 drehbar und axial verschiebbar angeordneten
Schaltknopf 5
zum Ein- und Ausschalten des Untersetzungsgetriebes zusammen.
Die axiale Bewegung des Schaltknopfes nach links (Fig. 1) wird von einer
Scheibe 12 begrenzt.
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Der Schaltknopf 5 weist eine Mittelbohrung mit einem Durchmesser
auf, der geringfügig größer ist als der Durchmesser der Welle 6, sowie Nuten
11, in welche der Stellstift 10 eingreifen kann. An dem vom Motor
abliegenden Ende ist die Mittelbohrung bis zum Grund der Nuten 11 erweitert.
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Das Untersetzungsgetriebe arbeitet wie folgt: Liegt der Stift
10 an der Bedenfläche der erweiterten Mittelbohrung des Schaltknopfes
5 an, dann werden die Kupplungselemente 19 der Keilriemenscheibe 2
entgegen der Wirkung der Feder 7 in Eingriff mit den Kupplungselementen
8 des Rades 9 gehalten (oberer Teil der Fig. 1).
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Die Keilriemenscheibe 2 ist direkt mit der Motorwelle 6 gekuppelt
und wird mit der vollen Motordrehzahl angetrieben, während die Planetenräder 14
von dem kleinen Sonnenrad 9 und dem großen Sonnenrad 15 abgehoben
sind.
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Wird nun der Schaltknopf 5 kurzzeitig von Hand festgehalten,
dann bewegt sich der Stift 10 bis über die Nut 11, in welchem Augenblick
die gespannte Feder 7 die Hülse 17 und mit ihr die Keilriemenscheibe
nach außen von dem Motor wegdrückt, so daß der Stift 10 in die Nut
11 eingreift. In dieser Stellung (unterer Teil der Fig. 1) sind die
Elemente 8 und 19 des Rades 9 bzw. der Keilriemenscheibe 2
außer Eingriff, so daß die direkte Verbindung von der Motorwelle zur Keilriemenscheibe
aufgehoben ist. Der Antrieb der Keilriemenscheibe 2 erfolgt nunmehr mit verminderter
Geschwindigkeit über die Planetenfäder 14, die mit dem treibenden kleinen Sonnenrad
9 und dem feststehenden großen Sonnenrad 15 im Eingriff stehen.
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Soll wieder auf die Stufe höherer Drehzahl umgeschaltet werden, wird
der Schaltknopf 5 durch seitlichen Druck entgegen der Wirkung der Feder
7 auf den Motor zu verschoben. Wenn der Stift 10 hierbei aus der Nut
11 austritt, läuft er auf die Bodenfläche der erweiterten Mittelbohrung des
Schaltknopfes auf, und die direkte Kupplung zwischen der Motorwelle und der Keilriemenscheibe
ist wiederhergestellt.
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An Stelle der Reibräder können auch vorzugsweise aus Kunststoff bestehende
Zahnräder verwendet werden. Die Führungshülse 15' kann auch ein feststehender
Bestandteil des Motorlagerschildes sein.