DE9104028U1 - Elektromotor - Google Patents

Description

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der britischen Patentanmeldung 9012536.0 vom 5. Juni 1990 in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, insbesondere einen Permanentmagnet-Gleichstrom-Kleinmotor, der in seinem Schaltkreis einen Resistor mit positivem Temperaturkoeffizienten aufweist.

Permanentmagnet-Gleichstrom-Kleinmotoren werden häufig in Situationen betrieben, in denen eine Blockade des Motors verursacht wird, während der Motor noch mit Strom versorgt wird. Das heißt während dieser Blockade fließt Hochstrom durch den Motor, wodurch Motorbauteile überhitzt werden können, mit der Gefahr einer Beschädigung des Motors und der Möglichkeit eines Brandes, wenn der Motor auf engem Raum betrieben wird, wie das zum Beispiel in Automobilen der Fall ist.

Temperaturempfindliche Schalter, die mit Bimetall kontakten oder ähnlichem arbeiten, können zur Unterbrechung des Motorstromkreises verwendet werden, wenn die Temperatur einen nicht mehr tolerierbare Höhe erreicht. Damit aber solche Schalter in der Endkappe des Motors untergebracht werden können, müssen die Abmessungen des Motors vergrößert werden oder es muß an der Außenseite des Motors eine entsprechende Vorrichtung vorgesehen werden, die dort natürlich einer erhöhten Gefahr der Beschädigung ausgesetzt ist.

Damit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Elektromotor der eingangs genannten Art ohne die vorstehend genannten Nachteile zur Verfügung zu stellen.

Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Dazu ist ein Elektromotor mit einem Bürstenstromabnehmer, der eine auf einem Kommutator des Motors lastende Bürste und eine Eingangsklemme zur Stromversorgung der Bürste aufweist, und mit einer den Bürstenstromabnehmer umschließenden und eine öffnung aufweisenden Abschlußkappe, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein über die öffnung einsetzbarer Resistor mit positivem Temperaturkoeffizienten zwischen Eingangsklemme und Bürste in Reihe geschaltet ist.

Ein Körper aus wärmeleitendem Material kann so vorgesehen sein, daß er durch die öffnung hindurch einsetzbar ist und an dem Resistor mit positivem Wärmekoeffizienten gehalten wird und erforderlichenfails dazu dient, dessen effektive thermisch wirksame Masse zu erhöhen.

Da im Blockadezustand des Motors die Temperatur des Resistors mit positivem Temperaturkoeffizienten und der umliegenden Motorteile wegen des erhöhten Stromflusses ansteigt, steigt auch der Widerstand des Resistors, wodurch sich der Widerstand des Motorstromkreises erhöht und den Stromfluß in dem Stromkreis reduziert oder unterbricht. Resistoren mit positivem Temperatur koeff izienten sind mit verschiedenen Charakteristiken erhältlich und können somit erfindungsgemäß wahlweise ohne Änderung des Motordesigns verwendet werden, um die notwendigen Arbeitsbedingungen des jeweiligen Motors zu erfüllen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform im Zusammenhang mit den Zeichnungen.

Darin zeigt:

Figur 1 eine Schnittansicht der Innenseite einer Abschlußkappe für einen erfindungsgemäßen Permanentmagnet-Gleichstrom-Kleinmotor.

Figur 2 jeweils eine Draufsicht auf die Abschlußkappe von außen Figur 3

Figur 4 eine Oberansicht der Abschlußkappe von außen.

Eine Abschlußkappe 2 aus Kunststoff zeigt eine umfangsseitige Wandung 3, die in dem Ende eines nicht dargestellten Motorgehäuses aufgenommen ist. Die Abschluß- bzw. Endkappe 2 trägt den Bürstenstromabnehmer mit zwei Bürstenanordnungen 4 und Klemmenstreifen 5.

Die Abschlußkappe hält ein Lager 6 für eine nicht dargestellte Motorwelle. Die Bürstenanordnungen 4 weisen jeweils einen eine Kohlebürste 8 tragenden biegsamen Streifen 7 aus beispielsweise Berylliumbronze und einen weniger elastischen Abschnitt 9 aus Kupfer auf, der an den Streifen 7 genietet ist.

Die Klemmenstreifen 5 erstrecken sich über die Abschlußkappe und jeder besitzt einen zentralen Abschnitt 10, der sandwichförmig zwischen der Wandung 3 und einer Stütze 12 aufgenommen ist. Zur Sicherstellung eines festen Sitzes zwischen der Wandung 3 und der Stütze 12 kann der zentrale Abschnitt 10 mit Vertiefungen versehen bzw. eingedrückt sein. An jedem Ende eines der zentralen Abschnitte 10 befindet sich ein elastischer bzw. federnder Arm 10a und 10b, wobei der Arm 10a sich mit einer Stromeingangsklemme 13 des Motors in Kontakt befindet.

Die andere Stromeingangsklemme 14 ist mit einer betreffenden Klemme 5 und einem elastischen, gewölbten leitenden Blatt 15 verbunden, das in der Abschlußkappe 2 derart gehalten ist, daß es sich über die Stütze 12 hinaus und in dieser erstreckt. Ein gegenüberliegendes federelastisches, gewölbtes Blatt 16, das ebenfalls in der Abschlußkappe 2 gehalten ist, erstreckt sich in der dargestellten Weise von einem der Abschnitte 9 aus und befindet sich in Kontakt mit diesem. Bei der praktischen Verwendung sitzt zwischen den Blättern 15 und 16 ein Resistor mit positivem

Temperaturkoeffizienten und wird durch die Blätter in seiner Lage gehalten.

In den Figuren 2 und 3 zeigt die Abschlußkappe 2 eine öffnung 17, durch welche die Blätter 15 und 16 in Figur 2 sichtbar sind. Die öffnung 17 dient zur Aufnahme eines Resistors 18 mit positivem Temperaturkoeffizienten (Figur 3) und sieht auf einer Seite ein Gehäuse 17A für einen Körper 19 aus wärmeleitendem Material (Figur 3) vor. Wenn sich der Körper 19 in seiner Position befindet, wird er gegen einen Teil einer Seite des Resistors 18 gehalten (wie das durch die Form der öffnung und des Gehäuses in Figur 4 verständlich wird).

Die beschriebene Anordnung erlaubt das Einsetzen des Resistors mit positivem Temperaturkoeffizienten ohne eine Zerlegung des Motors, zum Beispiel im Falle eines Austausches. Es können auch in Anpassung an die verschiedenen betrieblichen Anforderungen an den Motor jeweils passende Resistoren 18, die über unterschiedliche Charakteristiken verfügen, eingesetzt werden. Wichtiger ist jedoch, daß die Charakteristik eines jeden Resistors mit positivem Temperaturkoeffizienten sofort und problemlos geändert werden kann, indem wiederum von außerhalb der Abschlußkappe 2 und ohne eine Zerlegung des Motors ein Körper 19 aus einer ausgewählten thermisch wirksamen Masse in das Gehäuse 17A eingesetzt wird. Um also den verschiedenen Anforderungen gerecht zu werden, beispielsweise einer gewählten Abschaltzeit oder Rückstellzeit des Resistors mit positivem

Temperaturkoeffizienten, wird ein Körper 19 aus einer geeigneten thermisch wirksamen Masse in das Gehäuse 17A eingesetzt. Je größer diese thermisch wirksame Masse zum Beispiel ist, desto später liegt die Abschaltzeit bei einer beliebigen Stromlast oder überlastung, mit welcher der Stromkreis zwischen den Blättern 15 und 16 beaufschlagt wird. Die thermisch wirksame Masse des Körpers 19 ist abhängig von und einstellbar durch die Wahl der Art des Werkstoffes, aus dem sie hergestellt ist, von ihrem Gesamtvolumen und ihren exponierten Bereichen oder äußeren

Oberflächenbereichen. Die exponierte Fläche kann gewellt oder mit Eindrücken oder anderweitigen Formungen versehen sein, damit der effektive Oberflächenbereich vergrößert und die Kühlgeschwindigkeit erhöht wird, wenn die Masse Umluftströmen ausgesetzt ist. Der Körper 19 kann also mit einer großen thermisch wirksamen Masse ausgebildet werden, und zwar dahingehend, daß die normale Abschaltzeit des Resistors 18 verzögert wird, daß aber andererseits durch einen großen effektiven exponierten Oberflächen bereich eine vergleichsweise schnelle Abkühlung erfolgt und die Periode vor der Rückstellung und dem wieder stromleitenden Zustand des Resistors verkürzt wird.

Wie aus der obenstehenden Beschreibung hervorgeht, kann das Design bzw. die Konstruktion des Motors unverändert bleiben, und es kann derselbe Resistor 18 für eine Anzahl von verschiedenen gewählten Charakteristiken verwendet werden, und insbesondere lassen sich die Abschaltzeit und die Rückstell &rgr; hase problemlos und sofort ändern, und zwar normalerweise zwischen einem Motor und einem anderen, nämlich nach der Herstellung des Motors durch die Wahl der Art und der Form des Körpers 19.

Eines der leitenden Blätter kann durch einen ortsfesten Leiter ersetzt werden, und zwar vorzugsweise jedoch nicht zwangsweise mit flacher Form, in welchem Fall der Resistor - wo angebracht zusammen mit einem Kühlmantel - durch das eine federnde Blatt gegen den ortsfesten Leiter gedrückt und dadurch die Reihenschaltung zwischen der Eingangsklemme 14 und der Bürste 8 vervollständigt wird.

Claims (4)

JOHNSON ELECTRIC S.A. 125 Rue de Progres La Chaux de Fonds Schweiz F 14.087 G-DE ELEKTROMOTOR Schutzansprüche

1. Elektromotor mit einem Bürstenstromabnehmer, der eine auf einem Kommutator des Motors aufliegende Bürste und eine Eingangsklemme für die Stromversorgung der Bürste aufweist, und einer den Bürstenstromabnehmer umschließenden, eine öffnung zeigenden Abschlußkappe, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch die öffnung (17) einsetzbarer Resistor (18) mit positivem Temperatur koeffizienten zwischen der Eingangsklemme (14) und der Bürste (8) in Reihe geschaltet ist.

2. Elektromotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper (19) aus wärmeleitendem Material vorgesehen ist, der in die öffnung (17) einsetzbar und derart angeordnet ist, daß er gegen den Resistor (18) mit positivem Wärmekoeffizienten gehalten wird und dessen effektive thermisch wirksame Masse erhöht.

3. Elektromotor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein federelastisches, gewölbtes leitendes Blatt (15), das in der Abschlußkappe (2) an eine Seite der öffnung (17) angrenzend montiert ist und gegen eine Seite des Resistors (18) drückt, dahingehend, daß der Resistor (18) in Richtung auf einen Leiter gedruckt wird, und zwar derart, daß er zwischen dem leitenden Blatt und dem Leiter lösbar gehalten ist, wobei das leitende Blatt und der Leiter einen Teil einer Reihenschaltung zwischen der Eingangsklemme (14) und der Bürste (8) bilden.

4. Elektromotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter ein zweites federelastisches, gewölbtes leitendes Blatt (16) aufweist.