DE1296394B

DE1296394B - Wendekreisel mit Funktionskontrolle

Info

Publication number: DE1296394B
Application number: DE1964S0092480
Authority: DE
Inventors: Judd David Leonard; Simons William Richard
Original assignee: S Smith and Sons Ltd
Current assignee: S Smith and Sons Ltd
Priority date: 1963-08-10
Filing date: 1964-08-05
Publication date: 1969-05-29
Also published as: SE336235B; DE1673430C3; CH457883A; CH419630A; DE1673430B2; DE1673430A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Wendekreisel, bei dem auch die Drehfreiheit um die Präzessionsachse vorder Antriebsmotor des Kreiselrotors einen mit handen ist.

Wechselstrom gespeisten Stator und einen mit dem Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen

Kreiselrotor verbundenen Wirbelstromring aufweist erläutert. In diesen zeigt

und bei dem die Drehfreiheit des Rotorträgers um 5 F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Wendekreisel im

die Präzessionsachse unter Verwendung eines Elektro- Längsschnitt,

magneten geprüft wird, der dem Kreiselrotor durch Fig. 2 und 3 einen erfindungsgemäßen Wende-Zusammenwirken mit Magnetpolen, die mit dem kreisel im Querschnitt mit unterschiedlichen Einstel-Kreiselrotor umlaufen, eine Drehung um die Präzes- lungen eines erfindungsgemäßen Bauelementes, sionsachse erteilt, die mit dem auf der Präzessions- io Gemäß F i g. 1 bis 3 weist ein Wendekreisel einen achse befindlichen Winkelabgriff feststellbar ist. herkömmlichen Dreiphasen-Wechselstrom-Hyste-Bei einem bekannten Wendekreisel dieser Art wirkt resismotor mit einem Rotor 1 auf. Der Rotor 1 ist um der Elektromagnet mit den Polen kleiner Permanent- die Rotorachse 2 drehbar gelagert und befindet sich magnete zusammen, die in den Kreiselrotor mit radial innerhalb eines Rotorträgers 3, der in der Lage ist, gestellter Achse eingefügt sind. Soll die Drehfreiheit 15 sich um eine Präzessionsachse 4 innerhalb Lagern 7 des Rotorträgers geprüft werden, dann wird der und 8 zu drehen. Der Drehung des Rotorträgers 3 Elektromagnet mit Gleichstrom erregt und je nach wird durch einen Torsionsstab 9 ein Widerstand ent-Polung eine rechts- oder linksdrehende Kraft erzeugt, gegengesetzt, und ein elektromagnetischer Winkelabdie den Rotor um die Präzessionsachse zu drehen griff mit einem Rotor 5 und einem Stator 6 mißt die sucht. Ein Signal von dem auf der Präzessionsachse 20 Drehung des Rotorträgers 3 um die Präzessionsbefindlichen Winkelabgriff zeigt dann an, daß keine achse 4. Der Rotor 1 ist mit einem Wolframstahl-Hemmung der Drehfreiheit vorhanden ist. Wirbelstromring 30 versehen, der ihn unter der Wir-Bei dieser bekannten Ausbildung eines Wende- kung des rotierenden Magnetfeldes von nicht gezeigkreisels herrscht zwar eine gewisse Freizügigkeit hin- ten, im Rotorinnern angeordneten Statorwicklungen sichtlich der Anordnung des Elektromagneten und 25 um die Achse 2 antreibt. Der Wendekreisel ist empder Permanentmagnete (man ordnet sie am Umfang findlich für eine Drehung um die Eingangsachse 31, des Rotors an, kann aber offensichtlich auch eine auf die er im Betrieb mit einer Präzession um die Stirnfläche oder sogar eine eventuell zugängliche Präzessionsachse 4 reagiert.

Innenfläche des Rotors wählen), jedoch ist das Erfor- Ein rundes Joch 32 umgibt das Gehäuse 39 des dernis, den Rotor mit Permanentmagneten zu be- 30 Wendekreisels und liegt in der Ebene, in welcher die stücken, schon im Hinblick auf das Bedürfnis nach Kreiselachse 2 und die Eingangsachse 31 liegen Unwuchtfreiheit unbefriedigend. (d. h. in der Ebene der Fig. 2), und seine Achse fällt Die Erfindung macht sich den Umstand zunutze, mit der Präzessionsachse 4 zusammen. Das Joch 32, daß bei dem hier in Betracht gezogenen Hysteresis- welches aus einem magnetischen Werkstoff mit hoher motor, der nach beendetem Hochlauf praktisch be- 35 Permeabilität gebaut ist, ist mit einer toroidal gelastungsfrei und somit synchron mit dem Drehfeld wundenen Wicklung 19 versehen. Das Joch 32 weist umläuft, auf der dem Stator abgewandten Seite des Polstücke 34 und 35 auf, die in Richtung auf die Wirbelstromringes Magnetpole entstehen, so daß der Achse 4 vorstehen. Das Joch 32 und seine Wicklung Wirbelstromring effektiv einem radial magnetisierten 19 sind in einem runden Gehäuse 36 angeordnet. Permanentmagneten gleichwertig ist. Diese Magnet- 40 Die nicht gezeigten Statorwicklungen des Antriebspole lassen sich für die beabsichtigte Prüfung ausnut- motors werden beispielsweise mit einer Wechselspanzen, sofern man den Elektromagneten entsprechend nung von 400 Hz erregt. Dieselbe Wechselspannung anordnet und nunmehr mit Wechselstrom speist. wird aber auch an die Wicklung 19 gelegt, die Ein Wendekreisel der eingangs genannten Art ist zusammen mit dem Joch 32 und den Polstücken somit erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß 45 34, 35 einen Elektromagneten mit radialer Polachse der Elektromagnet auf der dem Stator abgewandten bildet.

Seite des Wirbelstromringes mit zum Wirbelstromring Im Betrieb bildet der Wirbelstromring effektiv

gerichteten Magnetpolen angeordnet ist und aus der einen radial magnetisierten Permanentmagneten, der

gleichen Wechselstromquelle wie der Stator gespeist mit 400 U/sec umläuft. Die in den Polstücken 34 und wird, wobei er mit Magnetpolen zusammenwirkt, die 50 35 gebildeten Pole wechseln ihre Polarität mit einer

sich betriebsmäßig auf der dem Stator abgewandten Frequenz von 400 Hz.

Seite des Wirbelstromringes bilden. Das umlaufende Feld des Wirbelstromringes 30 Bei Wendekreiseln, die eine Einrichtung zur Prü- und das alternierende Feld der Pole 34 und 35 treten fung der Drehfreiheit des Rotorträgers um die Prä- derart miteinander in Wechselwirkung, daß die für zessionsachse aufweisen, ist es auch bekannt, einen 55 die Prüfung der Drehfreiheit um die Präzessionsachse Detektor zur Prüfung der Drehgeschwindigkeit des gewünschte Drehkraft erzeugt wird. Je nach der vor-Kreiselrotros hinzuzufügen, da die Einhaltung der genommenen Polung der Wicklung 19 wirkt diese Solldrehzahl maßgebend für eine proportionale An- Drehkraft links- oder rechtsdrehend. Sofern die Drehzeige des Wendekreisels ist. freiheit nicht behindert ist, wird eine Links- oder Im Rahmen der Erfindung wird auch für den er- 60 Rechtsdrehung um die Präzessionsachse hervorgerufindungsgemäßen Kreisel ein solcher Drehzahldetek- fen, die durch ein am Winkelabgriff 5, 6 erscheinentor vorgesehen, jedoch wird schaltungsmäßig vorge- des Signal feststellbar ist.

sehen, daß die Erregung des für die Prüfung der Nach F i g. 2 sind die Pole 34, 35 des Elektroma-Drehfreiheit des Rotorträgers vorgesehenen Elektro- gneten so eingestellt, daß ihre Achse um 45° zur in magneten nur dann eingeschaltet wird, wenn der 65 der Nullstellung befindlichen Rotordrehachse 2 ge-Drehzahldetektor die Solldrehgeschwindigkeit fest- neigt ist. Nach Fig. 3 verläuft die Achse der Pole stellt. Auf diese Weise zeigt ein Signal vom Winkelab- 34, 35 in Richtung der in der Nullstellung befindgriff an, daß sowohl die richtige Rotordrehzahl als liehen Rotordrehachse 2. Letztere Einstellung hat

sich hinsichtlich der Stärke der entstehenden Drehkraft als vorteilhafter erwiesen.

Sofern in an sich bekannter Weise auch ein Detektor für die Rotordrehgeschwindigkeit vorgesehen ist, wird in den Erregerstromkreis für die Wicklung 19 ein Relais eingefügt, welches vom Drehzahldetektor beaufschlagt wird und den Erregerstromkreis nur dann schließt, wenn das Detektorsignal eine der Solldrehzahl entsprechende Amplitude hat.

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Claims

Patentansprüche:

1. Wendekreisel, bei dem der Antriebsmotor des Kreiselrotors einen mit Wechselstrom gespeisten Stator und einen mit dem Kreiselrotor verbundenen Wirbelstromring aufweist und bei dem die Drehfreiheit des Rotorträgers um die Präzessionsachse unter Verwendung eines Elektromagneten geprüft wird, der dem Kreiselrotor durch Zusammenwirken mit Magnetpolen, die mit dem Kreiselrotor umlaufen, eine Drehung um die Präzessionsachse erteilt, die mit dem auf der Präzessionsachse befindlichen Winkelabgriff feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (19, 32) auf der dem Stator abgewandten Seite des Wirbelstromringes (30) mit zum Wirbelstromring gerichteten Magnetpolen (34, 35) angeordnet ist und aus der gleichen Wechselstromquelle wie der Stator gespeist wird, wobei er mit Magnetpolen zusammenwirkt, die sich betriebsmäßig auf der dem Stator abgewandten Seite des Wirbelstromringes bilden.

2. Wendekreisel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der durch den Elektromagneten erzeugten Magnetpole (34, 35) um 45° zur in der Nullstellung befindlichen Rotordrehachse (2) geneigt ist.

3. Wendekreisel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Magnetpole (34, 35) in Richtung der in der Nullstellung befindlichen Rotordrehachse (2) verläuft.

4. Wendekreisel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine links- bzw. rechtsdrehende Kraft durch entsprechende Polung der den Elektromagneten erregenden Spannung erzielt wird.

5. Wendekreisel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle der Ausbildung des Antriebsmotors mit Innenstator und Außenrotor der Elektromagnet ein ferromagnetisches Ringjoch (32) aufweist, welches den Kreiselrotor (1) und den Rotorträger (3) umgibt.

6. Wendekreisel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise auch ein Detektor für die Rotordrehgeschwindigkeit vorgesehen ist und daß die Erregung des für die Prüfung der Drehfreiheit des Rotorträgers vorgesehenen Elektromagneten (19, 32) nur dann eingeschaltet wird, wenn der Drehzahldetektor die Sollgeschwindigkeit feststellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen