DE10032039A1 - Gebremster Reihenschlußmotor - Google Patents

Abstract

Es wird ein gebremster Reihenschlußmotor angegeben, der insbesondere als Universalmotor für ein Elektrowerkzeug geeignet ist. Der Motor weist einen Ständer (80) mit mindestens zwei Feldpolen (90, 110) auf, von denen jeder ein Polhorn (92, 112) mit einer auflaufenden Kante (94, 114) und ein Polhorn (96, 116) mit einer ablaufenden Kante besitzt. Die Polhörner (96, 116) mit ablaufender Kante (98, 118) sind gegenüber den Polhörnern (92, 112) mit auflaufender Kante (94, 114) in Umfangsrichtung gesehen verkürzt oder weisen mindestens eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Aussparung (102, 122) auf. Der Motor läßt sich so zwischen Motor- und Bremsbetrieb umschalten, ohne daß hierzu zur Vermeidung eines verstärkten Bürstenfeuers Wendepolspulen oder andere Zusatzspulen notwendig sind (Fig. 2).

Description

Die Erfindung betrifft einen gebremsten Reihenschlußmotor ins­ besondere Universalmotor für ein Elektrowerkzeug, mit einem An­ ker mit einer kommutierenden Ankerspule, der in einem Ständer drehbar gelagert ist und über Bürsten gespeist ist, mit minde­ stens zwei Feldpolen, von denen jeder ein Polhorn mit einer auflaufenden Kante und ein Polhorn mit einer ablaufenden Kante aufweist, mit einer Feldspule, und mit einer Schalteinrichtung zur Umschaltung zwischen Motorbetrieb und Bremsbetrieb, wobei im Motorbetrieb die Feldspule mit der Ankerspule in einem von einer Versorgungsspannung beaufschlagten Motorstromkreis in Reihe geschaltet ist, und wobei im Bremsbetrieb die Feldspule mit der Ankerspule einen geschlossenen und von der Versorgungs­ spannung abgetrennten Bremsstromkreis bildet.

Ein derartiger Reihenschlußmotor ist aus der DE 196 36 519 C1 bekannt.

Bei dem bekannten Motor handelt es sich um ein Universalmotor mit einem Polpaket mit Feldpolanordnungen aus je zwei Poltei­ len, wobei das Polpaket für eine vorbestimmte Drehrichtung aus­ gelegt ist und dem Motor eine Schaltungsanordnung zugeordnet ist, die einen zwischen Motor- und Bremsbetrieb mit einem einer Diodenanordnung enthaltendem Strompfad parallel zur Feldspule beinhaltet. Um eine gute Kommutierung sowohl während des Motor­ betriebs als auch während des Bremsbetriebs zu erreichen, ist eine Feldzusatzspule vorgesehen, die bei einem speziell gestal­ teten Polblechpaket an der ablaufenden Kante der beiden Polhör­ ner die Feldspule umschlingt und an der auflaufenden Kante se­ parat auf den Polhörnern aufgenommen ist.

Um eine ausreichende Kommutierung im Motorbetrieb zu gewährlei­ sten, wird bei Universalmotoren normalerweise die Kommutierung der Ankerspule gegenüber der geometrisch neutralen Zone entge­ gen der Laufrichtung verlegt. Dies geschieht üblicherweise da­ durch, daß die Kohlebürsten entgegen der Drehrichtung des An­ kers aus der neutralen Zone verschoben werden. Auf diese Weise wird ein vermindertes Bürstenfeuer erreicht, ohne daß Wendepol­ wicklungen notwendig sind. Soll ein derartig ausgelegter Uni­ versalmotor abgebremst werden, indem die Ankerspule oder die Feldspule mittels eines Umschalters umgepolt und der Motor kurzgeschlossen wird, so ergibt sich während der Bremsphase des Motors eine mangelhafte Kommutierung, wenn keine Bürstenver­ stellung vorgenommen wird oder keine Wendepole vorgesehen wer­ den.

Dieses Problem wird zwar bei dem vorstehend genannten Motor durch die Zusatzspulen in Verbindung mit der speziellen Wick­ lungsanordnung vermieden, jedoch wird der Aufbau des Motors im Vergleich zu herkömmlichen Universalmotoren, die lediglich mit einer geteilten Feldspule und einer Verlegung der Bürsten aus der geometrisch neutralen Zone entgegen der Laufrichtung des Motors auskommen, erheblich verkompliziert. Darüber hinaus er­ gibt sich bei gleicher Leistung ein merklich vergrößertes Ge­ wicht bzw. bei gleichbleibendem Gewicht eine verringerte Lei­ stung.

Da solche Motoren insbesondere in Elektrowerkzeugen eingesetzt werden, bei denen es auf hohe Leistung bei möglichst geringem Gewicht ankommt, und die in hohen Stückzahlen möglichst kosten­ günstig gefertigt werden sollen, ist die Verwendung von Wende­ polwicklungen oder anderen Zusatzwicklungen zur Vermeidung der geschilderten Kommutierungsprobleme als nachteilig anzusehen.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen verbes­ serten gebremsten Reihenschlußmotor zu schaffen, der eine aus­ reichend gute Kommutierung im Motorbetrieb gewährleistet und bei dem ein zu starkes Bürstenfeuer im Bremsbetrieb vermieden wird. Hierbei soll möglichst auf zusätzliche Wicklungen ver­ zichtet werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Reihenschlußmotor gemäß der ein­ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Polhörner mit ab­ laufender Kante gegenüber den Polhörner mit auflaufender Kante in Umfangsrichtung gesehen verkürzt sind oder mindestens eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Aussparung aufweisen.

Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen ge­ löst.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß durch die Verkürzung der Polhörner an der ablaufenden Kante oder durch die Anordnung von Aussparungen einer ablaufenden Kante der Polhörner prak­ tisch kein nachteiliger Einfluß während des normalen Motorbe­ triebs auftritt, während gleichzeitig ein verstärktes Bürsten­ feuer im Bremsbetrieb vermieden wird. Dabei kann die kommutie­ rende Ankerspule gegenüber der geometrisch neutralen Zone in bekannter Weise entgegen der Laufrichtung verlegt werden, wozu vorzugsweise die Bürsten entgegen der Drehrichtung des Ankers aus der neutralen Zone verdreht angeordnet werden. Grundsätz­ lich wäre es jedoch auch möglich, die stromwenderseitigen Schaltverbindungen so zu gestalten, daß dies wie eine Bürsten­ verschiebung wirkt.

Bei einer derartigen Ausgestaltung der Feldpole an den ablau­ fenden Kanten der Polhörner kann auf Wendepolwicklungen oder andere Zusatzspulen verzichtet werden, da auch auf diese Weise im Bremsbetrieb eine deutlich verbesserte Kommutierung erreicht wird. Im Bremsbetrieb entsteht auf der ablaufenden Seite der Polhörner eine verstärkte Konzentration von magnetischen Feld­ linien, während dies im Motorbetrieb auf der auflaufenden Seite der Polhörner erfolgt. Durch die Verkürzung der Polhörner auf der ablaufenden Seite bzw. durch die Verwendung von Aussparun­ gen wird dem in der Motorbetriebsphase verstärkten Bürstenfeuer durch die ungünstige Anordnung der Bürsten entgegengewirkt.

Gleichzeitig ergibt sich eine deutlich verbesserte Selbsterre­ gung für eine selbsterregte Bremsung, so daß eine sichere Ab­ bremsung des Motors bei Umschaltung in den Bremsbetrieb gewähr­ leistet ist.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung sind an den ablau­ fenden Kanten der Polhörner jeweils mindestens zwei sich in Um­ fangsrichtung erstreckende Zungen vorgesehen, zwischen denen die mindestens eine Aussparung gebildet ist.

Auf diese Weise können Beeinträchtigungen des Betriebsverhal­ tens in der Motorbetriebsphase praktisch vollständig vermieden werden, während gleichzeitig die gewünschten Verbesserungen in der Bremsphase erreicht werden und außerdem eine gute Aufnahme des Feldspulwicklungsteils auf der ablaufenden Kante der Pol­ hörner erreicht werden kann.

Wie bereits erwähnt, ist vorzugsweise die kommutierende Anker­ spule gegenüber der geometrisch neutralen Zone entgegen der Laufrichtung verlegt.

Des weiteren sind vorzugsweise Mittel zur Begrenzung des im Bremsbetrieb fließenden Bremsstromes vorgesehen.

Hierzu können in an sich bekannter Weise zwei antiparallel zu­ einander geschaltete Diodenstrecken verwendet werden, die im Bremsbetrieb parallel zur Feldspule angeschlossen sind.

In weiter bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist ein netz­ gespeister Transformator vorgesehen, dessen Sekundärwicklung im Bremsstromkreis parallel zur Feldspule angeschlossen ist, wobei ein gesteuerter Schalter, vorzugsweise ein Transistor, zur Steuerung des im Bremsstromkreis über die Ankerspule und die Feldspule fließenden Stroms vorgesehen ist.

Der gesteuerte Schalter ist in bevorzugter Weiterbildung der Erfindung als Feldeffekttransistor ausgebildet, der mit Source und Drain über eine Diode parallel an die Feldspule angeschlos­ sen ist und den Strom durch die Feldspule in Abhängigkeit vom über die Ankerspule fließenden Strom regelt.

Bei einer derartigen Ausgestaltung wird durch die Sekundärwick­ lung des Transformators ein Strom in den Bremsstromkreis einge­ führt, der eine zuverlässige Einleitung der Bremsung in jedem Falle gewährleistet. Auf diese Weise wird selbst in äußerst un­ günstigen Fällen eine sichere Einleitung der Bremsung bei Um­ schaltung in den Bremsbetrieb sichergestellt. Dabei wird durch den Feldeffekttransistor ermöglicht, den Bremsstrom nachzure­ geln, so daß auch bei fortschreitendem Bremsvorgang noch ein starkes Bremsmoment zur Verfügung steht. Hierdurch läßt sich die Bremscharakteristik deutlich verbessern, um eine kurze Bremszeit sicherzustellen. Die Bremscharakteristik läßt sich hierbei so anpassen, daß ein langsames Austrudeln des Motors am Ende der Bremsung vermieden wird.

Hierzu ist der Feldeffekttransistor vorzugsweise mit seinem Gate über einen Spannungsteiler an die Bürsten und somit also an die Ankerspule angeschlossen.

Ferner ist vorzugsweise im Bremsstromkreis ein Lastwiderstand vorgesehen, der zwischen einer Bürste und einem Ende der Feld­ spule über die Diode angeschlossen ist, wobei an einem Ende des Lastwiderstandes der Feldeffekttransistor mit Drain angeschlos­ sen ist, und wobei der Feldeffekttransistor mit Source mit der anderen Bürste und dem anderen Ende der Feldwicklung verbunden ist.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachste­ hend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils an­ gegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Er­ findung zu verlassen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungs­ beispiels. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild des erfindungsgemäßen Motors im Bremsbetrieb;

Fig. 2 eine Vorderansicht des Stators des Motors gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Innenansicht auf eines der beiden Polhörner des Stators gemäß Fig. 2, in einer ebenen Abwicklung und

Fig. 4 ein abgewandeltes Schaltbild eines erfindungsgemäßen Motors im Bremsbetrieb.

Ein erfindungsgemäßer Reihenschlußmotor ist in Fig. 1 insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet. Der Motor 10 umfaßt einen Anker mit einer Ankerspule 12, die über einen nicht dargestellten Kommutator und lediglich schematisch angedeutete Bürsten 17, 18 über einen Schalter S₀ im Motorbetrieb in Reihe mit einer Spei­ sespannungsquelle 22 schaltbar ist, die eine Wechselspannung von 230 Volt abgibt.

Bei dem Schalter S₀ handelt es sich um einen zweipoligen Um­ schalter mit einem ersten Umschalter S₁ und einem zweiten Um­ schalter S₂. Der erste Pol der Speisespannungsquelle 22 ist über eine Leitung 56 mit einem ersten Umschaltkontakt 46 des ersten Umschalters S₁ verbunden, der bei geschlossenem Schalter S₁ mit dem Kontakt 44 verbunden ist und wiederum über eine Lei­ tung 57 mit einer Bürste 17 gekoppelt ist. Die zweite Bürste 18 ist über eine Leitung 58 mit zwei miteinander im Motorbetrieb verbundenen Kontakten 50, 52 des zweiten Umschalters S₂ verbun­ den, wobei der Kontakt 52 über eine Leitung 64 mit einem ersten Ende der zweiteilig ausgebildeten Feldspule 14, 16 verbunden ist. Die Feldspule besitzt einen ersten Spulenteil 14, und ei­ nen zweiten Spulenteil 16, die miteinander in Reihe liegen, wo­ bei das Ende des zweiten Spulenteils 16 über eine Steuerelek­ tronik 36 mit dem zweiten Pol 23 der Speisespannungsquelle 22 verbunden ist. Die Steuerelektronik 36 ist zusätzlich über eine Steuerleitung 60 mit dem ersten Pol 21 der Speisespannungsquel­ le 22 und über eine Steuerleitung 61 mit den Kontakten 44 und 45 des ersten Umschalters S₁ gekoppelt.

Die Steuerelektronik 36 dient zur Begrenzung des Anlaufstroms beim Anschalten des Motors, zur Begrenzung der Leerlaufdrehzahl des Motors und verhindert es, daß der Motor anläuft, wenn ein Stecker zur Verbindung mit der Speisespannungsquelle 22 einge­ steckt wird, während sich der Schalter S₀ in der Einschaltstel­ lung befindet. Diese an sich bekannte Steuerelektronik 36 ist mit dem zweiten Spulenteil 16 der Feldspule verbunden, während der andere Spulenteil 14, wie bereits erwähnt, über den Schal­ ter S₀ im Motorbetrieb über die Leitung 64 und die Kontakte 50, 52 des zweiten Umschalters S₂ mit der Bürste 18 gekoppelt ist. Durch diese Anordnung wird die Entstörung des Reihenschlußmo­ tors 10 erleichtert.

In dem in Fig. 1 dargestellten Bremsbetrieb sind jedoch die Kontakte 44, 46 des ersten Umschalters S₁ geöffnet, während die weiteren Kontakte 45, 47 des ersten Umschalters S₁ geschlossen sind. Gleichfalls sind im Bremsbetrieb die Kontakte 50, 52 des zweiten Umschalters S₂ geöffnet, während die Kontakte 51, 53 des zweiten Umschalters S₂ geschlossen sind.

Zwischen dem Kontakt 50 des zweiten Umschalters S₂, der mit der Bürste 18 verbunden ist, und dem Ende des ersten Spulenteils 14 ist eine antiparallel geschaltete Diodenstrecke 55 angeschlos­ sen, die über eine Leitung 65 mit dem Kontakt 50 verbunden ist und über eine Leitung 63 mit dem Kontakt 47 des ersten Umschal­ ters S₁ und dem Ende des ersten Spulenteils 14 gekoppelt ist.

Auf diese Weise besteht im Bremsbetrieb ein geschlossener Bremsstromkreis über die beiden Spulenteile 14, 16 der Feldspu­ le, die Leitung 62, die Kontakte 53, 51, 50 des Schalters S₂, die Leitung 58 über die Bürsten 17, 18, den Kommutator und die Ankerspule 12 und die Leitung 57 über die Kontakte 44, 45, 47 des ersten Umschalters S₁ und die Leitung 63 wiederum zum er­ sten Spulenteil 14. Dabei ist im Bremsbetrieb zusätzlich die antiparallele Diodenstrecke 55 parallel zur Feldspule 14, 16 bzw. zur Ankerspule 12 angeschlossen.

Eine derartige Schaltung ist an sich grundsätzlich bekannt, je­ doch werden für gebremste Reihenschlußmotoren in der Regel nach dem Stand der Technik zusätzlich Wendepolwicklungen oder andere Zusatzspulen verwendet, die im Bremsstromkreis liegen.

Fig. 2 zeigt nun den Aufbau eines erfindungsgemäßen Stators 80.

Der Stator 80 ist vorzugsweise aus zwei Hälften 82, 84 zusam­ mengesetzt, wie dies im einzelnen aus der DE 195 07 264 A1 be­ kannt ist. Hierdurch wird die Montage der Spulenteile der Feld­ wicklungen auf dem Stator 80 erleichtert. Die beiden Hälften 82, 84 werden nach erfolgter Montage der Wicklungspakete 100 durch Stifte 86, 88, die in entsprechende Öffnungen eingesetzt werden, miteinander fest verbunden, so daß der Stator 80 als geschlossenes ringförmiges Joch ausgebildet ist.

Der Stator 80 weist einen ersten Feldpol 90 und einen zweiten, gegenüberliegenden Feldpol 110 auf. Jeder der beiden Feldpole 90, 110 besitzt zwei Polhörner 92, 96 bzw. 112, 116. Die bevor­ zugte Drehrichtung des Motors ist mit 126 angedeutet. Damit be­ sitzt der erste Feldpol 90 ein Polhorn 92 mit auflaufender Kan­ te 94 und ein Polhorn 96 mit ablaufender Kante 98. Gleichfalls besitzt der zweite Feldpol 110 ein Polhorn 112 mit auflaufender Kante 114 und ein Polhorn 116 mit ablaufender Kante 118.

Die beiden Polhörner 96, 116 mit ablaufender Kante 98 bzw. 118 weisen, in Umfangsrichtung gesehen, jeweils eine Aussparung 102 bzw. 122 auf, wie dies im einzelnen aus Fig. 3 zu ersehen ist. Fig. 3 zeigt eine Ansicht auf den ersten Feldpol 90 von innen, wobei dies in einer ebenen Abwicklung dargestellt ist.

Während das Polhorn 92 auf der Seite der auflaufenden Kante 94 in der üblichen Weise in bekannter Weise aus den Lagen des Blechpakets massiv, d. h. ohne Aussparungen, ausgeführt ist, weist das Polhorn 96 auf der Seite der ablaufenden Kante 98 ei­ ne sich in Axialrichtung des Stators 80 erstreckende Aussparung 102 auf, die an den beiden axialen Enden des Polhorns 96 je­ weils durch eine in Umfangsrichtung hervorstehende Zunge 104, 106 eingeschlossen ist.

Die Polhörner 92 und 96 sind grundsätzlich symmetrisch zueinan­ der aufgebaut, wobei lediglich das Polhorn 96 an der ablaufen­ den Kante 98 durch die Aussparung 102 in Umfangsrichtung ver­ kürzt ist, während die Ausdehnung der Zungen 104, 106 dem Umriß des anderen Polhorns 92 entspricht.

In entsprechender Weise ist auch am anderen Polhorn 116 des zweiten Feldpols 110 eine entsprechende Aussparung vorgesehen, die lediglich in Fig. 2 mit der Ziffer 122 angedeutet ist.

In Fig. 2 ist ferner noch die geometrisch neutrale Zone mit der Linie 124 angedeutet. Die Bürsten 17, 18 des Reihenschlußmotors 10 sind entgegen der Drehrichtung 126 um einen Winkel α ver­ schoben angeordnet, wie dies an sich bei derartigen Universal­ motoren grundsätzlich bekannt ist, um die Kommutierung im Mo­ torbetrieb zu verbessern und das Bürstenfeuer zu vermindern.

Durch die Aussparungen 102 bzw. 122 auf den ablaufenden Seiten der Polhörner 96 bzw. 116 wird die Kommutierung im Bremsbetrieb erheblich verbessert, ohne daß hierzu Wendepolspulen oder ande­ re Zusatzspulen notwendig sind. Gleichzeitig entstehen prak­ tisch keinerlei Nachteile für den Motorbetrieb.

Es versteht sich, daß die Zungen 104, 106 und die Aussparung 102 gemäß Fig. 3 lediglich beispielhafter Natur sind. So können weitere und anders geformte Zungen vorgesehen sein. Auch können Form und Anordnung der Aussparung bzw. Aussparungen jeweils an der ablaufenden Seite der Polhörner variiert werden.

Mit der erwähnten Gestaltung der Polhörner 96 bzw. 116 an den ablaufenden Kanten 98 bzw. 118 ist gleichfalls eine deutlich verbesserte Selbsterregung im Bremsbetrieb gewährleistet, so daß im einfachsten Fall die Schaltung gemäß Fig. 1 ausreicht, um eine sichere Einleitung der Bremsung bei Umschaltung in den Bremsbetrieb zu gewährleisten.

Eine noch höhere Zuverlässigkeit bezüglich der Einleitung der Bremsung und des weiteren eine besonders vorteilhafte Bremscha­ rakteristik, d. h. des zeitlichen Verlaufs der Bremsung, läßt sich mit der abgewandelten Schaltung gemäß Fig. 4 erreichen, in der ein Reihenschlußmotor insgesamt mit der Ziffer 10' bezeich­ net ist.

Hierbei werden für entsprechende Teile entsprechende Bezugszif­ fern wie bei Fig. 1 verwendet.

Der grundsätzliche Aufbau der Schaltung entspricht der Ausfüh­ rung gemäß Fig. 1, wobei lediglich auf die antiparallel ge­ schaltete Diodenstrecke 55 verzichtet wurde und statt dessen ein Transformator 26 vorgesehen ist in Verbindung mit einer Feldeffekttransistorschaltung.

Der Transformator 26 ist mit seiner Primärseite 28 unmittelbar an die beiden Pole 21, 23 der Speisespannungsquelle 22 angeschlossen. Mit seiner Sekundärseite 30 ist der Transformator 26 über eine Diode 38 an das eine Ende des ersten Feldspulenteils 14 angeschlossen und an seinem anderen Ende über eine Leitung 59 mit dem Kontakt 50 des zweiten Umschalters S₂ bzw. mit der Leitung 58 verbunden ist, die zur Bürste 18 der Ankerspule 12 führt. Wie in Fig. 4 zu sehen ist, ist im Bremsbetrieb die Bür­ ste 18 über die Leitung 58 und die Kontakte 50, 51, 53 des zweiten Umschalters S₂ und die Leitung 62 gleichfalls mit dem Ende des zweiten Spulenteils 16 der Feldspule verbunden.

Ein Feldeffekttransistor 42 des Typs IRF 540 ist mit Drain D über eine Diode 48 mit dem Ende des ersten Spulenteils 14 und somit gleichfalls mit der Diode 38 gekoppelt. Dabei liegen bei­ de Dioden 38, 48 gemeinsam mit ihren Kathoden an dem Ende des ersten Spulenteils 14. Der Feldeffekttransistor 42 ist mit Source S über die Leitung 59 mit dem Kontakt 50 des zweiten Um­ schalters S₂ und damit über die Leitung 58 mit der Bürste 18 der Ankerspule 12 gekoppelt. Die Anode der Diode 48 ist über einen Lastwiderstand 20 mit dem Kontakt 47 des ersten Umschal­ ters S₂ verbunden, der in der gezeigten Bremsstellung über die Kontakte 45, 44 mit der Leitung 57 verbunden ist, die zur Bür­ ste 17 führt. Zwischen dem Kontakt 47 des ersten Umschalters S₁ und der Leitung 59, die an den Kontakt 50 des zweiten Umschal­ ters S₂ angeschlossen ist, ist der Feldeffekttransistor 42 mit seinem Gate G über einen Spannungsteiler 70, 72 angeschlossen, der aus einem ersten Widerstand 70, der bspw. ein Kiloohm be­ tragen kann, und einem zweiten Widerstand 72, der bspw. 6 Ki­ loohm betragen kann. Der Widerstand 70 ist mit einem Ende an den Kontakt 47 des Schalters S₁ angeschlossen und mit seinem anderen Ende mit dem Widerstand 72 verbunden, der mit dem Kon­ takt 50 des Schalters S₂ verbunden ist. Zwischen den beiden Widerständen 70, 72 ist das Gate G des Feldeffekttransistors an­ geschlossen. Statt des Widerstandes 70 könnte auch eine Zener­ diode vorgesehen sein, die die gewünschte Schaltspannung er­ zeugt.

Der Feldeffekttransistor 42 wird an seinem Gate G über den Spannungsteiler 70, 72 angesteuert, von dem die Spannung an der Verbindung der Widerstände 70, 72 abgegriffen wird.

Bei dem Motor 10 gemäß Fig. 4 wird im Bremsbetrieb vom Feldef­ fekttransistor 42 der Feldstrom geregelt und die Ankerspannung während des Bremsvorgangs annähernd konstant gehalten, bis die­ ser am Ende des Bremsvorgangs endgültig zusammenbricht.

Die Dimensionierung kann für einen Motor von etwa 2000 Watt Leistungsaufnahme bei 230 Volt Wechselspannung derart ausgelegt werden, daß der Transformator für eine Sekundärspannung von 4 Volt bei einer Leistung von 0,25 Watt ausgelegt ist, wobei als Feldeffekttransistor 42 der MOSFET IRF540 verwendet werden kann, der für einen maximalen Strom von 28 A und eine maximale Verlustleistung von 125 Watt ausgelegt ist. Als Lastwiderwand 20 kann hierbei ein Widerstand von 0,33 Ohm bei einer maximalen Verlustleistung von 10 Watt verwendet werden, und der Span­ nungsteiler kann, wie bereits erwähnt, aus den beiden Wider­ ständen 70 von 1 Kiloohm und 72 von 6 Kiloohm bestehen.

Während des Bremsvorgangs beginnt der Feldeffekttransistor 42 zu leiten, wenn zwischen Gate G und Source S eine Spannung von etwa 4 Volt über dem Spannungsteiler 70, 72 anliegt. Da am Lastwiderstand 20 eine Spannung anfällt, die von der Größe des durch die Ankerspule 12 fließenden Stroms abhängig ist, wird bei dieser Ausführung die Ankerspannung während des Bremsvor­ gangs weitgehend konstant gehalten und der Feldstrom vom Fel­ deffekttransistor 42 geregelt.

Am Ende des Bremsvorgangs fällt die Ankerspannung dann so stark ab, daß der Feldeffekttransistor 42 in den Sperrzustand über­ geht, wodurch der durch die Feldspule 14, 16 fließende Feld­ strom nochmals kurzzeitig ansteigt, so daß der Bremsvorgang an seinem Ende verstärkt wird.

Eine solche Ausführung ist insbesondere für einen gebremsten Winkelschleifer mit einer hohen Leistungsaufnahme von etwa 2000 Watt vorteilhaft, da sie eine besonders günstige Bremscharakte­ ristik erzeugt.

Claims (9)

1. Gebremster Reihenschlußmotor, insbesondere Universalmotor für ein Elektrowerkzeug, mit einem Anker mit einer kommu­ tierenden Ankerspule (12), der in einem Ständer (80) dreh­ bar gelagert ist und über Bürsten (17, 18) gespeist ist, mit mindestens zwei Feldpolen (90, 110), von denen jeder ein Polhorn (92, 112) mit einer auflaufenden Kante (94, 114) und ein Polhorn (96, 116) mit einer ablaufenden Kante (98, 118) aufweist, mit einer Feldspule (14, 16), und mit einer Schalteinrichtung (S₀) zur Umschaltung zwischen Mo­ torbetrieb und Bremsbetrieb, wobei im Motorbetrieb die Feldspule (14, 16) mit der Ankerspule (12) in einem von einer Versorgungsspannung (22) beaufschlagten Motorstrom­ kreis in Reihe geschaltet ist, und wobei im Bremsbetrieb die Feldspule (14, 16) mit der Ankerspule (12) einen ge­ schlossenen und von der Versorgungsspannung (22) abge­ trennten Bremsstromkreis bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Polhörner (96, 116) mit ablaufender Kante (98, 118) gegenüber den Polhörnern (92, 112) mit auflaufender Kante (94, 114) in Umfangsrichtung gesehen verkürzt sind oder mindestens eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Aussparung (102, 122) aufweisen.

2. Reihenschlußmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den ablaufenden Kanten (98, 118) der Polhörner (98, 118) jeweils mindestens zwei sich in Umfangsrichtung er­ streckende Zungen (104, 106) vorgesehen sind, zwischen de­ nen die mindestens eine Aussparung (102, 122) gebildet ist.

3. Reihenschlußmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die kommutierende Ankerspule (12) gegenüber der geometrisch neutralen Zone (124) entgegen der Lauf­ richtung (126) verlegt ist.

4. Reihenschlußmotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (55) zur Begrenzung des im Bremsbetrieb fließenden Bremsstroms vorgesehen sind.

5. Reihenschlußmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein netzgespeister Transformator (26) vorgesehen ist, dessen Sekundärwicklung (30) im Bremsstromkreis parallel zur Feldspule (14, 16) angeschlossen ist, und daß ein ge­ steuerter Schalter, vorzugsweise ein Transistor zur Steue­ rung des im Bremsstromkreis über die Ankerspule (12) und die Feldspule (14, 16) fließenden Stroms vorgesehen ist.

6. Reihenschlußmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gesteuerte Schalter als Feldeffekttransistor (42) ausgebildet ist, der mit Source (S) und Drain (D) über ei­ ne Diode (48) parallel an die Feldspule (14, 16) ange­ schlossen ist und den Strom durch die Feldspule (14, 16) in Abhängigkeit vom über die Ankerspule (12) fließenden Strom regelt.

7. Reihenschlußmotor nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Sekundärwicklung (30) im Bremsstromkreis über einen Gleichrichter (38) parallel an die Feldspule angeschlossen ist.

8. Reihenschlußmotor nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bremsstromkreis der Feldeffekttransi­ stor (42) mit seinem Gate (G) über einen Spannungsteiler (70, 72) an die Bürsten (17, 18) angeschlossen ist.

9. Reihenschlußmotor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bremsstromkreis ein Lastwiderstand (20) zwischen einer Bürste (17) und einem Ende der Feldspule (14, 16) über die Diode (48) angeschlossen ist, daß an einem Ende des Lastwiderstandes (20) der Feldeffektransistor (42) mit Drain (D) angeschlossen ist, und daß der Feldeffekttransi­ stor (42) mit Source (S) mit der anderen Bürste (18) und dem anderen Ende der Feldwicklung (14, 16) verbunden ist.