DE10148488A1 - Anlasser mit Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer Bürsteneinrichtung - Google Patents
Anlasser mit Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer BürsteneinrichtungInfo
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Abstract
Die Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung der vorliegenden Erfindung ist mit Bürstenhaltern, Bürsten, die verschiebbar in den Bürstenhaltern jeweils gelagert sind, Federn, die eine Seite der Bürsten kontaktieren, um die Bürsten in der radialen Richtung nach innen zu drücken, und Thermostaten versehen, die auf den Bürsten angebracht sind und die Energetisierung eines Anlassermotors durch einen Strom unterbrechen können, wenn die Bürsten eine vorbestimmte Temperatur übersteigen, die durch kontinuierliche Energetisierung des Anlassermotors durch Stromzufuhr hervorgerufen wird.
Description
Die vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Anlasser
mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer
Bürsteneinrichtung mit einem Thermostat, der geeignet ist,
die Energetisierung eines Anlassermotors zu unterbrechen,
wenn eine Bürste in dem Anlassermotor, die kontinuierlich
energetisiert wird, eine vorbestimmte Temperatur aufgrund
einer Selbsterwärmung der Bürste übersteigt, wodurch die
Energetisierung des Anlassermotors durch Strom unterbrochen
wird.
Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht des wesentlichen Teils
eins herkömmlichen Anlassers. Fig. 15 ist eine
perspektivische Ansicht eines Hitzeaufnahmeelements, das in
Fig. 14 gezeigt ist. Fig. 16 ist ein elektrisches
Schaltkreisdiagramm des Anlassers aus Fig. 14.
In Fig. 14 umfasst ein Anlassermotor 1 eine Welle 2, die
drehbar durch ein Lager 5 gestützt wird, einen Rotor 3, der
an der Welle 2 befestigt ist, mehrere Kommutatorstücke 4, die
benachbart zum Rotor 3 und am Umfang der Welle 2 angeordnet
sind, Bürsten 6, die eine im wesentlichen rechteckförmige
Gestalt haben, in Kontakt mit den Kommutatorstücken 4 an vier
Positionen davon, und Bürstenhalter 7, die die Bürsten 6
verschiebbar lagern.
Der Startermotor 1 ist in einer Klammer 8 gelagert. Die Basen
9 sind an der Klammer 8 befestigt. Jeder Bürstenhalter 7 ist
an der Basis 9 über eine Isolierungsplatte 10, die ein
elektrisches Isolationselement ist, und über ein
Wärmeaufnahmeelement 11 durch Nieten befestigt.
Das Wärmeaufnahmeelement 11, das durch Verformen eines
flachen Messingblechs gebildet ist, umfasst einen ebenen
Bereich 11a, der Löcher 11c zum Befestigen der Nieten hat,
das zwischen den Bürstenhalter 7 und das Isolationsblech 10
dazwischengelegt ist, und einen Thermostatanbringbereich 11e,
der senkrecht unmittelbar von dem ebenen Bereich 11a gebogen
ist und sich davon erstreckt.
Ein Thermostat 12 ist an dem Thermostatanbringbereich 11b
über ein Isolationsrohr 13 durch Haftband 14 befestigt. Das
Isolationsrohr 13 bedeckt den Thermostat 12, so dass der
Thermostat 12 nicht direkt das Wärmeaufnahmeelement 11
berühren kann. Somit ist die elektrische Isolierung des
Thermostats 12 bezüglich der Bürste 6 und der Klammer 8
sichergestellt.
Der Thermostat 12 umfasst ein Gehäuse 15 und ein Bimetall 18,
das in dem Gehäuse 15 untergebracht ist. Das Bimetall 18 wird
durch Biegung verwunden, so dass die Energetisierung
unterbrochen wird, wenn die Temperatur einen vorbestimmten
Wert übersteigt.
In Fig. 16 ist dargestellt, dass der Anlasser mit einem
Anlassermotor 1, einer Batterie 30 als Stromquelle, einem
Anlasserschalter 31, der als ein Tastenschalter vorgesehen
ist, einem Hilfsschalter 32, wobei der Thermostat 12 in Reihe
mit dem Hilfsschalter 32 verbunden ist, und einem
Magnetschalter 36 versehen ist.
Der Hilfsschalter 32 umfasst ein Paar von festen Kontakten
33, einen bewegbaren Kontakt 34 und eine Anregungsspule 35.
Der Magnetschalter 36 umfasst ein Paar von festen
Hauptkontakten 37, einen bewegbaren Hauptkontakt 38, der mit
einem Kolben (nicht gezeigt) verbunden ist, so dass er die
festen Hauptkontakte 37 kontaktiert und zum An/Abschalten
eines Hauptstroms an den Anlassermotor 1, eine
Anziehungsspule 39, die ein Restistor für einen Feinstrom
wird, der in den Anlassermotor 1 fließt, bis ein Ritzel in
Eingriff kommt (während der Zeit, bis der bewegbare
Hauptkontakt 38 den festen Hauptkontakt 37 kontaktiert), und
der auch eine Funktion hat, dass er eine Anziehungskraft
erzeugt, die bewirkt, dass das Ritzel (nicht gezeigt) mit dem
Ringrad eines Verbrennungsmotors in Eingriff gebracht wird,
und eine Haltespule 40, um den Kontakt des bewegbaren
Hauptkontakts 38 mit einem Paar der festen Hauptkontakte 37
zu halten.
Von dem Thermostat 12 wird ein Leitungsdraht 17, der mit
einer Anregungsspule 35 verbunden ist, und auch ein
Leitungsdraht 16, der mit einem Anschluss 21 verbunden ist,
jeweils herausgeführt.
Untenstehend wird der Betrieb des Anlassers beschrieben, der
wie oben konfiguriert ist. Wenn ein Fahrer den
Anlasserschalter 11 durch Betätigen des Tastenschalters
anschaltet, fließt Strom von der Batterie 30 in den
Thermostat 12 und die Anregungsspule 35, so dass die
Anregungsspule 35 angeregt wird. Als Folge wird der bewegbare
Kontakt 34 bewegt, so dass die festen Kontakte 33 elektrisch
miteinander verbunden werden, und der Hilfsschalter 32
angeschaltet wird. Gleichzeitig strömt ein Feinstrom von der
Batterie 30 in den Anlassermotor 1 über die Anziehungsspule
39, so dass der Anlassermotor 1 bei einer niedrigen
Rotationsgeschwindigkeit angetrieben wird, und Strom fließt
auch in die Haltespule 40.
Wenn der Strom in die Anziehungsspule 39 strömt, wird eine
Anziehungskraft in der Anziehungsspule 39 erzeugt. Durch die
Anziehungskraft wird der Kolben bewegt und ein Schalthebel,
der in Eingriff und im Anschlag am Ende des Kolbens ist, wird
gedreht, so dass das Ritzel in Richtung auf die Ringradseite
der Verbrennungsmaschine gedreht wird, so dass das Ritzel in
Eingriff mit dem Ringrad ist. Der bewegbare Hauptkontakt 38
wird ferner mit dem Kolben formschlüssig arretiert. Der
bewegbare Hauptkontakt 38 ist mit dem Kolben formschlüssig
arretiert. Wenn das Ritzel normal in Eingriff mit dem Ringrad
kommt, kommt der bewegbare Hauptkontakt 38 in Kontakt mit dem
festen Hauptkontakt 37 und ein Hauptstrom von der Batterie 30
strömt direkt in den Anlassermotor 1, so dass der
Anlassermotor 1 gedreht wird und die Verbrennungsmaschine
startet.
Nachdem die Verbrennungsmaschine gestartet ist, wird der
Anlasserschalter 31 durch die Betätigung des Fahrers des
Tastenschalters ausgeschaltet, so dass die Energetisierung
des Hilfsschalters 32, des Magnetschalters 36 und des
Anlassermotors 1 durch die Batterie 30 unterbrochen wird. Als
Folge wird die Anziehungskraft bei der Anziehungsspule 39
Null, der Eingriff des Ritzels mit dem Ringrad wird
freigegeben und die Rotation des Anlassermotors 1 stoppt.
Im Fall, dass der Anlasserschalter 31 nicht abgeschaltet
wird, hervorgerufen durch einen Fehler beim Zurückbringen des
Tastenschalters oder ähnlichem, so dass Strom kontinuierlich
von der Batterie 30 in den Startermotor fließt, nachdem der
Motor beispielsweise gestartet ist, besteht die Gefahr, dass
thermische Beschädigungen wie ein dielektrisches Versagen
zwischen dem Rotor 1 und den Kommutatorstücken 4 des
Anlassermotors 1 oder ähnlich auftreten. Um eine solche
übermäßige kontinuierliche Energetisierung der Anlassermotors
1 zu verhindern, ist der Thermostat 12 in dem Anlasser
enthalten.
Wenn ein Strom kontinuierlich weiter in den Startermotor 1
strömt, nachdem die Verbrennungsmaschine gestartet ist, wird
Wärme (untenstehend als Bürstenwärme bezeichnet) in jeder der
Bürsten 6 erzeugt, so dass die Bürsten 6 eine hohe Temperatur
haben. Die Wärme wird an den Thermostat 12 über das
Wärmeaufnahmeelement 11 geleitet, so dass die Temperatur des
Thermostat 12 ansteigt. Wenn der Thermostat 12 eine
vorbestimmte Temperatur oder darüber erreicht, wird das
Bimetall 18 durch Biegung verwunden, so dass die
Energetisierung unterbrochen wird und die Anregung der
Anregungsspule 35 Null wird. Der bewegbare Kontakt 34 wird
von dem festen Kontakt 33 getrennt und der Hilfsschalter 32
wird aus. Als Folge wird die Energetisierung der
Anregungsspule 39, des Anlassermotors 1 und der Haltespule 40
Null. Somit können thermische Beschädigungen, wie ein
dielektrisches Versagen zwischen dem Rotor 3 und den
Kommutatorstücken 4 des Anlassermotors 1, verhindert werden.
Die Isolierungsplatte 10 ist zwischen dem
Wärmeaufnahmeelement 11 und der Basis 9 vorgesehen. Somit
kann Wärme nicht von der Seite der Basis 9 entweichen. Somit
wird die Bürstenwärme direkt zu dem Thermostat 12 geleitet.
Bei dem Anlasser mit der oben beschriebenen Konfiguration
wird die Bürstenwärme an den Thermostat 12 über das
Wärmeaufnahmeelement 11 geleitet. Da jedoch das
Wärmeaufnahmeelement 11 einen Wärmewiderstand hat und ein
Abstand zwischen der Bürste 6 und dem Thermostat 12 vorhanden
ist, kann der Thermostat 12 nicht rasch auf einen
Temperaturanstieg der Bürstenwärme durch irgendein Mittel
antworten. Entsprechend tritt ein Problem auf, dass Strom an
den Anlassermotor 1 weiterströmt, obwohl die Bürste 6 eine
vorbestimmte Temperatur übersteigt, und dass thermische
Beschädigungen, wie ein dielektrisches Versagen zwischen dem
Rotor 1 und den Kommutatorstücken des Anlassermotors 1,
schlimmer werden.
Als Gegenmaßnahme gegen das oben beschriebene Problem kann
die Antwortzeit des Thermostats, dessen Auslösen auf der
Bürstenwärme basiert, reduziert werden, indem ein Bimetall
ausgewählt wird, das bei einer niedrigeren Temperatur
arbeiten kann. Beispielsweise kann die Ansprechtemperatur von
120°C bis 150°C auf 100°C verringert werden. Der Anlasser
muss jedoch eine Verbrennungsmaschine in der
Hochtemperaturumgebung von etwa 100°C anlassen, abhängig von
den Betriebsbedingungen der Verbrennungsmaschine.
Entsprechend ist diese Gegenmaßnahme nicht nützlich.
Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, wurde die
vorliegende Erfindung getätigt. Es ist eine Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, einen Anlasser mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung vorzusehen, einschließlich
einer Bürsteneinrichtung, um sicher die Überhitzung eines
Anlassermotors zu verhindern.
Dazu ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Anlasser mit
einer Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer
Bürsteneinrichtung vorgesehen, der mit Bürstenhaltern,
Bürsten, die verschiebbar in den Bürstenhaltern jeweils
gelagert sind, Federn, die eine Fläche der Bürsten
kontaktieren, um die Bürsten in der radialen Richtung nach
innen zu drücken, und Thermostaten, versehen die direkt oder
indirekt an den Bürsten angebracht sind und geeignet sind,
die Energetisierung eines Anlassermotors zu unterbrechen, die
durch eine Stromquelle hervorgerufen wird, wenn die Bürsten
eine vorbestimmte Temperatur übersteigen, hervorgerufen
dadurch, dass der Anlassermotor kontinuierlich mit der
Stromzufuhr energetisiert wird.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht der Bürsteneinrichtung eines
Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Bürsteneinrichtung,
gesehen aus der Richtung, die durch den Pfeil A in
Fig. 1 bezeichnet ist;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht, die einen wesentlichen Teil
der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht, die einen
wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines
Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen
wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines
Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
gemäß einer vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht, die einen
wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines
Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
gemäß einer fünften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen
wesentlichen Teil einer Bürsteneinrichtung eines
Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
gemäß einer sechsten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht, die einen
wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines
Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
gemäß einer siebten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht, die einen
wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines
Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht, die einen
wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines
Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
gemäß einer neunten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 11A ist eine Vorderansicht einer Bürste der
Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer zehnten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11B ist eine Ansicht der Bürste in der Richtung, die
durch den Pfeil B in Fig. 11A bezeichnet ist;
Fig. 12A ist eine Vorderansicht einer Feder der
Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer elften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12B ist eine Ansicht der Feder in der Richtung, die
durch den Pfeil C in Fig. 12A bezeichnet ist;
Fig. 12C ist eine Ansicht der Feder in der Richtung, die
durch den Pfeil D in Fig. 12A bezeichnet ist;
Fig. 13 ist eine Vorderteilansicht der Bürsteneinrichtung
eines Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer zwölften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht eines wesentlichen
Teils eines herkömmlichen Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung;
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht eines
Wärmeaufnahmeelements des Anlassers aus Fig. 14;
und
Fig. 16 ist ein elektrisches Schaltkreisdiagramm des
Anlassers aus Fig. 14.
Untenstehend werden die jeweiligen Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung beschrieben. Die gleichen oder
äquivalente Teile wie diejenigen, die in Fig. 14 bis 16
gezeigt sind, sind durch die gleichen Referenzziffern
bezüglich der Beschreibung bezeichnet.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht einer Bürsteneinrichtung 50
eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß
einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig.
2 ist eine Seitenansicht der Bürsteneinrichtung 50 in der
Richtung, die durch den Pfeil A in Fig. 1 angegeben ist.
In Fig. 1 und 2 ist die Bürsteneinrichtung 50 mit Basen 51,
die an einer Klammer 8 des Anlassermotors durch Schrauben
befestigt sind, die in Gewindelöcher 62 geschraubt sind,
elektrische Isolierungsplatten 53, die auf den Basen 51
liegen, Bürstenhalter 54, die jeweils einen U-förmigen
Querschnitt haben, wobei die Isolierungsplatten 53, die an
den Basen 51 befestigt sind, und die Bürsten 57 jeweils eine
rechteckige Gestalt haben, die verschiebbar in der
Radialrichtung in dem Bürstenhaltern 54 gelagert sind,
Leitungsdrähten 58, die die Spitzen mit den Bürsten 57
verbunden haben, Federn 59, die Spiralfedern umfassen, die
die Spitzen einer Seite der Bürste 57 jeweils kontaktieren,
so dass die Bürsten 57 in Richtung auf die Seiten der
Kommutatorstücke 4 gedrückt werden, und Thermostaten 12
versehen, die an den Seiten gegenüber den Seiten der
Kommutatorstücke 4 der Bürsten 57 jeweils befestigt sind.
Bei der Bürsteneinrichtung 50 kontaktieren die vier Bürsten
57 die Kommutatorstücke 4 aufgrund der Druckkräfte der Feder
59 (zwei Bürsten sind in Fig. 1 ausgelassen). Ein Strom
fließt von der Batterie 30 in den Rotor 3 über die
Leitungsdrähte 58, die Bürsten 57 und die Kommutatorstücke 4,
so dass der Anlassermotor 1 gedreht wird.
Im Fall, dass der Strom weiter in den Anlassermotor 1 fließt,
nachdem die Verbrennungsmaschine beispielsweise gestartet
hat, wird Wärme, die in jeder der Bürsten 57 erzeugt wird
(untenstehend als Bürstenwärme bezeichnet) an den Thermostat
12 geleitet. Wenn der Thermostat 12 eine vorbestimmte
Temperatur oder höher erreicht, wird das Bimetall 18 durch
Biegung verwunden, so dass der Thermostat 12 die
Energetisierung unterbricht. Somit wird die Anregung der
Anregungsspule 35 Null. Die bewegbaren Kontakte 34 sind von
den festen Kontakten 33 getrennt und die Hilfsschalter 32
werden aus. Als Ergebnis wird die Energetisierung des
Anlassermotors 1 ebenfalls Null, so dass die Rotation des
Anlassermotors 1 aufhört.
Bei der ersten Ausführungsform ist der Thermostat 12
benachbart zur Bürste 57 vorgesehen. Bürstenwärme wird an den
Thermostat 12 in einer kurzen Zeit geleitet. Die Temperatur
der Thermostate 12 steigt im wesentlichen gleichzeitig mit
derjenigen der Bürsten 57 an. Somit können thermische
Beschädigungen, wie ein dielektrisches Versagen zwischen dem
Rotor 3 und den Kommutatorstücken des Anlassermotors 1 oder
ähnliches mit Sicherheit verhindert werden.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen
Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei der
zweiten Ausführungsform ist eine Form 61, die aus einem
Phenolharz gefertigt ist, das einen hohen Wärmewiderstand und
elektrische Isolierungseigenschaften hat, vorgesehen. Der
Thermostat 12 ist über eine elastische Gummischicht 65 in
einem Loch 66 angebracht, das in der Form 61 gebildet ist.
Die Bürste 57, die in dem Bürstenhalter 54 untergebracht ist,
ist in Kontakt mit dem Thermostat 12. Der Bürstenhalter 54
ist an der Form 61 und an der Basis 60 durch Bolzen 64 und
Muttern 63 als Befestigungsmittel befestigt. Referenzziffer
62 bezeichnet ein Loch zum Positionieren der elastischen
Schicht 65 in dem Loch 66 der Form 61.
Als Material für die Form wird ein Phenolharz verwendet. Es
kann ein anderes Material außer Phenolharz eingesetzt werden,
vorausgesetzt, dass es einen hohen Wärmewiderstand und
Isolierungseigenschaften hat.
Bei der zweiten Ausführungsform kontaktiert der Thermostat 12
eng die Bürste 57, hervorgerufen durch die elastische Kraft
der elastischen Schicht 65, und ist in bezug auf die Bürste
57 durch die Form 61 positioniert. Entsprechend kann die
Bürstenwärme an den Thermostat 12 sicher in einer kurzen Zeit
geleitet werden.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen
Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die dritte
Ausführungsform ist ähnlich zur zweiten Ausführungsform,
außer dass Nieten 70 anstatt der Muttern 63 und der Bolzen 64
als Befestigungsmittel verwendet werden.
Die Verwendung von Nieten 70 verbessert die
Einbaueigenschaften der Form 61, des Thermostaten 12, der
Bürste 57 und des Bürstenhalters 54 in bezug auf die Basis 60
im Vergleich zur zweiten Ausführungsform.
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen
Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer vierten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die vierte
Ausführungsform ist der zweiten Ausführungsform ähnlich,
außer dass eine flache Schicht 71 mit einer hohen thermischen
Leiteigenschaft, beispielsweise aus Kupfer, zwischen die
Bürsten 57 und den Thermostat 12 gelegt ist.
Das Dazwischenbringen der flachen Schicht 71 ändert die
Bedingungen, unter denen Wärme von der Bürste 57 zum
Thermostat 12 geleitet wird und dadurch kann die Betriebszeit
des Thermostat 12 gesteuert werden.
Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen
Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer fünften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die fünfte
Ausführungsform ist ähnlich zur vierten Ausführungsform,
außer dass die Nieten 70 anstatt der Muttern 63 und der
Bolzen 64 verwendet werden.
Die Verwendung der Nieten 70 verbessert die
Einbaueigenschaften der Form 61, des Thermostaten 12, der
flachen Schicht 71, der Bürste 57 und des Bürstenhalters 54
in bezug auf die Basis 60 im Vergleich zur vierten
Ausführungsform.
Fig. 7 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen
Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer sechsten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die sechste
Ausführungsform ist ähnlich zur vierten Ausführungsform,
außer dass eine flache Schicht 72 mit einer hohen thermischen
Leiteigenschaft zwischen die Bürste 57 und den Thermostat 12
gelegt ist und eine veränderte Dicke hat.
Da die Dicke der oben beschriebenen flachen Schicht 72
verändert ist, werden die Bedingungen, unter denen Wärme von
der Bürste 57 zum Thermostat 12 geleitet wird, verändert, und
dadurch kann die Betriebszeit des Thermostat 12 gesteuert
werden. Ähnliche Vorteile können durch Anpassen des Materials
der flachen Schicht erzielt werden.
Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen
Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer siebten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die siebte
Ausführungsform ist der fünften Ausführungsform ähnlich,
außer dass die flache Schicht 71 und der Thermostat 12
miteinander durch Klebemittel 73 verbunden sind. Als
Klebemittel 73 wird flüssiger Silikongummi verwendet, der in
einer kurzen Zeit durch Erwärmen ausgehärtet werden kann, so
dass er hohe thermische Leitfähigkeit und elastische
Eigenschaften hat.
Selbstverständlich ist das Klebemittel 73 nicht auf das
erwähnte Material beschränkt.
Da die flache Schicht 71 und der Thermostat 12 miteinander
durch das Klebemittel 73 verbunden sind, kann die Leitung der
Wärme zwischen der flachen Schicht 71 und dem Thermostat 12
stabilisiert werden.
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen
Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer achten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die achte
Ausführungsform ist ähnlich zur fünften Ausführungsform,
außer dass die flache Schicht 71 und der Thermostat 12
miteinander durch Lötzinn 74 verlötet sind.
Da die flache Schicht 71 und der Thermostat 12 miteinander
durch das Lötzinn 74 wie oben beschrieben verlötet sind, kann
die Wärmeleitung zwischen der flachen Schicht 71 und dem
Thermostat 12 stabilisiert werden.
Das Verschweißen kann durch Verwenden eines anderen
Lötmaterials anstatt des Lötzinns 74 durchgeführt werden.
Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen
Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer neunten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die neunte
Ausführungsform ist der vierten Ausführungsform ähnlich,
außer dass eine thermische Isolierungsschicht 73 mit einer
niedrigen thermischen Leitfähigkeit zwischen der Form 61 und
der flachen Schicht 71 vorgesehen ist.
Bei der neunten Ausführungsform ist die thermische
Isolierungsschicht 83 vorgesehen. Daher wird die
Bürstenwärme, die in Richtung auf die Form 61 fließt, durch
die thermische Isolierungsschicht 83 unterbrochen, so dass
die thermische Beschädigung der Form 61 unterdrückt werden
kann.
Bei den Bürsteneinrichtungen der Anlasser der
Ausführungsformen, die die flachen Schichten 71 und 72 nicht
haben, kann die thermische Beschädigung der Form 6, die durch
die Bürstenwärme hervorgerufen wird, verhindert werden, indem
die thermische Isolierungsschicht 83 zwischen dem
Bürstenhalter 54 und der Form 61 vorgesehen wird.
Fig. 11A ist eine Vorderansicht einer Bürste 80 der
Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer zehnten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 11B ist eine
Ansicht der Bürste 80 in der Richtung, die durch den Pfeil B
in Fig. 11A bezeichnet ist.
Beispielsweise hat im Fall der Bürsteneinrichtung des
Anlassers gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung die Bürste 57 eine rechteckige Gestalt und die
Kontaktfläche der Feder 59, deren Ende die Bürste 57
kontaktiert, ist eine Ebene senkrecht zur flachen Schicht 71.
Aus diesem Grund wirkt eine elastische Kraft der Feder 59,
die auf die Bürste 80 aufgebracht wird, in der Richtung
parallel zur Ebene der flachen Schicht 71. Entsprechend trägt
die elastische Kraft der Feder 59 nicht zum Kontaktdruck der
Bürste 80 auf die flache Schicht 71 bei.
Bei der zehnten Ausführungsform ist auf der
Federkontaktfläche eine geneigte Fläche 80a gebildet, die in
bezug auf die vertikale Ebene geneigt ist, die sich vertikal
von der Basis 60 erstreckt.
Wenn beispielsweise eine elastische Kraft F von der Feder 59
vertikal auf die geneigte Fläche 80a wirkt, wirkt eine
Kraftkomponente Fh als eine Druckkraft der Bürste 80 für die
Kommutatorstücke 4. Die andere Kraftkomponente Fv wirkt als
eine Druckkraft der Bürste 80 für die flache Schicht 71 der
Bürste 57. Das heißt, die elastische Kraft F der Feder 59
kann den Kontaktdruck der Bürste 80 auf die flache Schicht 71
verstärken und die Leitung von Wärme von der Bürste 80 zur
flachen Schicht 71 stabilisieren.
Ferner verstärkt bei den Bürsteneinrichtungen der Anlasser
gemäß den Ausführungsformen, die die flachen Schichten 71 und
72 nicht haben, die elastische Kraft der Feder 59 den
Kontaktdruck der Bürste 80 auf den Thermostat 12 und eine
Wärmeleitung von der Bürste 80 zum Thermostat 12 kann somit
wesentlich stabilisiert werden.
Fig. 12A ist eine Vorderansicht einer Feder 81 der
Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer elften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 12B ist eine
Ansicht der Feder 81 in der Richtung, die durch den Pfeil C
in Fig. 12A bezeichnet ist. Fig. 12C ist eine Ansicht der
Feder 81 in der Richtung, die durch den Pfeil D in Fig. 12A
bezeichnet ist.
Bei der zehnten Ausführungsform ist die geneigte Fläche 80a
auf der Bürste 80 gebildet. Bei der elften Ausführungsform
ist eine geneigte Fläche 81a auf der Feder 81 gebildet, so
dass sie parallel zur geneigten Fläche 80a der Bürste 80 ist.
Die elastische Kraft der Feder 81, einschließlich einer
Spiralfeder, wird auf die Bürste 80 übertragen, während die
geneigte Fläche 81a der Feder 81 in Kontakt mit der geneigten
Fläche 80a der Bürste 80 ist. Das heißt, die Kontaktfläche
zwischen der Bürste 80 und der Feder 81 wird entsprechend
vergrößert. Somit wird die elastische Kraft der Feder 81
stabil zur Bürste 80 übertragen.
Fig. 13 ist eine Teilvorderansicht der Bürsteneinrichtung
eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß
einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei der zwölften Ausführungsform wird die Feder 59 durch eine
Lagerung 82 gelagert, die sich von der Basis 60 unter Neigung
zur vertikalen Linie davon erstreckt, und das Ende der Feder
59 kontaktiert die geneigte Fläche 80a der Bürste 80.
Bei der zwölften Ausführungsform ist das Lager 82 geneigt.
Daher berührt die gesamte Fläche des Endes der Feder 59 die
geneigte Fläche 80a der Bürste 80. Die Kontaktfläche zwischen
der Bürste 80 und der Feder 59 wird entsprechend vergrößert
und die elastische Kraft der Feder 59 wird stabil zur Bürste
80 übertragen.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen sind Federn, di
eine Spiralfeder umfassen, beschrieben. Selbstverständlich
ist die Feder nicht auf Spiralfedern beschränkt.
Wie es oben beschrieben ist, sieht ein Anlasser mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer
Bürsteneinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung Bürstenhalter vor, Bürsten, die verschiebbar in dem
Bürstenhalter jeweils gelagert sind, Federn, die eine Fläche
der Bürsten kontaktieren, um die Bürsten in der
Radialrichtung nach innen zu drücken, Thermostate, die direkt
oder indirekt an den Bürsten angebracht sind und die
Energetisierung eines Anlassermotors unterbrechen können, die
durch eine Stromzufuhr hervorgerufen wird, wenn die Bürsten
eine vorbestimmte Temperatur übersteigen, die durch den
Anlassermotor hervorgerufen wird, der kontinuierlich mit der
Stromzufuhr versorgt wird. Somit wird in den Bürsten erzeugte
Wärme an die Thermostate in einer kurzen Zeit geleitet. Die
Responsivität der Thermostate auf einen Anstieg in der
Temperatur der Bürsten wird verbessert. Wenn die Bürsten eine
vorbestimmte Temperatur übersteigen, wird die Energetisierung
des Anlassermotors rasch unterbrochen, thermische
Beschädigungen wie ein dielektrisches Versagen zwischen dem
Rotor und den Kommutatorstücken des Anlassermotors können
sicher verhindert werden.
Gemäß einer Form des Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer
Bürsteneinrichtung kann jeder der Thermostate in einem Loch
einer Form mit Wärmewiderstandsfähigkeit vorgesehen sein, die
an einer Basis angebracht ist, die an einer Klammer des
Anlassermotors befestigt ist, so dass sie die Bürsten
kontaktiert. Somit kann der Thermostat sicher in einer
vorbestimmten Position positioniert werden.
Gemäß einer Form des Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer
Bürsteneinrichtung kann eine elastische Schicht zwischen die
Basis und den Thermostat gelegt sein. Somit bewirkt die
elastische Kraft der elastischen Schicht, dass der Thermostat
die Bürste eng kontaktiert, so dass die Leitung von Wärme von
der Bürste zum Thermostat stabilisiert werden kann.
Gemäß einer anderen Form des Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer
Bürsteneinrichtung kann eine flache Schicht mit einer hohen
thermischen Leitfähigkeit zwischen der Bürste und dem
Thermostat vorgesehen werden. Somit können die Bedingungen,
unter denen Wärme von der Bürste zum Thermostat geleitet
wird, einfach verändert werden, indem die Dicke und das
Material der flachen Schicht verändert werden, und dadurch
kann die Responsivitität des Thermostat einfach modifiziert
werden.
Gemäß noch einer anderen Form des Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer
Bürsteneinrichtung können der Thermostat und die flache
Schicht miteinander durch Klebemittel mit einer hohen
thermischen Leitfähigkeit verbunden sein. Somit kann die
thermische Leitung zwischen dem Thermostat und der flachen
Schicht stabilisiert werden.
Gemäß noch einer anderen Form des Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer
Bürsteneinrichtung können der Thermostat und die flache
Schicht durch Löten miteinander verbunden sein. Somit kann
die thermische Leitung zwischen dem Thermostat und der
flachen Schicht stabilisiert werden.
Gemäß noch einer anderen Form des Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer
Bürsteneinrichtung kann eine thermische Isolierungsschicht
zwischen dem Bürstenhalter und der Form vorgesehen werden.
Somit wird der Wärmefluss in Richtung auf die Form durch die
thermische Isolierungsschicht unterbrochen, die die
thermische Verschlechterung der Form unterdrückt.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform des Anlassers mit
einer Überhitzungsschutzeinrichtung mit einer
Bürsteneinrichtung kann eine geneigte Fläche auf einer Fläche
der Bürste geformt sein, die die Feder kontaktiert, so dass
die elastische Kraft der Feder auch auf der Thermostatseite
aufgebracht wird. Da die elastische Kraft der Feder auch auf
die Thermostatseite über die Bürste wirkt, kann somit der
Kontaktdruck der Bürste für den Thermostat erhöht werden.
Somit kann die Wärmeleitung von der Bürste zum Thermostat
stabilisiert werden.
Gemäß noch einer anderen Form des Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer
Bürsteneinrichtung kann in dem Ende der Feder, die eine
Fläche der Bürste kontaktiert, ein geneigter Bereich, der die
geneigte Fläche der Feder kontaktiert, gebildet werden. Somit
wird die Kontaktfläche zwischen der Bürste und der Feder
vergrößert. Daher kann die elastische Kraft der Feder stabil
an die Bürste übertragen werden.
Gemäß noch einer anderen Form des Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer
Bürsteneinrichtung kann die Feder durch eine Lagerung
gelagert sein, die sich von der Basis unter Neigung zur
vertikalen Linie davon erstreckt, so dass das Ende der Feder
entlang der geneigten Fläche der Bürste kontaktiert. Somit
kontaktiert die gesamte Fläche des Endes der Feder die
geneigte Fläche der Bürste. Die Kontaktfläche zwischen der
Bürste und der Feder wird entsprechend vergrößert. Somit kann
die Federkraft stabil auf die Bürste übertragen werden.
Gemäß noch einer anderen Form des Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer
Bürsteneinrichtung können zumindest die Basis, die Form und
der Bürstenhalter miteinander durch ein Befestigungsmittel
verbunden werden, das sich durch die Basis, die Form und den
Bürstenhalter erstreckt. Somit können die Basis, die Form und
der Bürstenhalter sicher miteinander verbunden werde.
Gemäß noch einer anderen Form des Anlassers mit einer
Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer
Bürsteneinrichtung kann das Befestigungsmittel eine Niet
sein. Somit werden die Einbaueigenschaften der Form, des
Thermostaten, der Bürsten und des Bürstenhalters in bezug auf
die Basis verbessert.
Claims (12)
1. Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung,
einschließlich einer Bürsteneinrichtung, umfassend:
Bürstenhalter (54);
Bürsten (57), die jeweils verschiebbar in den Bürstenhaltern (54) gelagert sind;
Federn (59), die eine Fläche der Bürsten (57) kontaktieren, um die Bürsten (57) in der radialen Richtung nach innen zu drücken;
Thermostate (12), die direkt oder indirekt an den Bürsten (57) angebracht sind und die durch eine Stromzufuhr hervorgerufene Energetisierung eines Anlassermotors unterbrechen können, wenn die Bürsten (57) eine vorbestimmte Temperatur übersteigen, die dadurch hervorgerufen wird, dass der Anlassermotor kontinuierlich durch die Stromzufuhr energetisiert wird.
Bürstenhalter (54);
Bürsten (57), die jeweils verschiebbar in den Bürstenhaltern (54) gelagert sind;
Federn (59), die eine Fläche der Bürsten (57) kontaktieren, um die Bürsten (57) in der radialen Richtung nach innen zu drücken;
Thermostate (12), die direkt oder indirekt an den Bürsten (57) angebracht sind und die durch eine Stromzufuhr hervorgerufene Energetisierung eines Anlassermotors unterbrechen können, wenn die Bürsten (57) eine vorbestimmte Temperatur übersteigen, die dadurch hervorgerufen wird, dass der Anlassermotor kontinuierlich durch die Stromzufuhr energetisiert wird.
2. Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach Anspruch 1,
wobei jeder der Thermostate (12) in einem Loch (66)
einer Form (61) mit Wärmewiderstand vorgesehen ist, die
an einer Basis (60) angebracht ist, die an einer Klammer
des Anlassermotors befestigt ist, so dass sie die
Bürsten (57) kontaktiert.
3. Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach Anspruch 2,
wobei eine elastische Schicht (65) zwischen die Basis
(60) und den Thermostat (12) gelegt ist.
4. Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, wobei eine flache Schicht (71) mit
einer hohen thermischen Leitfähigkeit zwischen der
Bürste (57) und dem Thermostat (12) vorgesehen ist.
5. Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach Anspruch 4,
wobei der Thermostat (12) und die flache Schicht (71)
miteinander durch Klebemittel (73) mit hoher thermischer
Leitfähigkeit verbunden sind.
6. Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach Anspruch 4,
wobei der Thermostat (12) und die flache Schicht (71)
miteinander durch Verlöten (74) verbunden sind.
7. Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, wobei eine thermische
Isolationsschicht (83) zwischen dem Bürstenhalter (54)
und der Form (61) vorgesehen ist.
8. Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, wobei eine geneigte Fläche (80a) auf
einer Fläche der Bürste (80) gebildet ist, die die Feder
(81) kontaktiert, so dass die elastische Kraft der Feder
(81) auch auf die Thermostatseite (12) aufgebracht wird.
9. Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach Anspruch 8,
wobei in dem Ende der Feder (81), das eine Fläche der
Bürste (80) kontaktiert, ein geneigter Bereich (81a)
gebildet ist, der die geneigte Fläche der Feder (81)
kontaktiert.
10. Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach Anspruch 8
oder 9, wobei die Feder (81) durch eine Lagerung
gestützt ist, die sich von der Basis (60) unter Neigung
zur vertikalen Linie davon erstreckt, so dass das Ende
der Feder (81) entlang der geneigten Fläche (80a) der
Bürste (80) kontaktiert.
11. Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach einem der
Ansprüche 1 bis 10, wobei zumindest die Basis (60), die
Form (61) und der Bürstenhalter (54) miteinander durch
ein Befestigungsmittel verbunden sind, das sich durch
die Basis (60), die Form (61) und den Bürstenhalter (54)
erstreckt.
12. Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung
einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach Anspruch
11, wobei das Befestigungsmittel eine Niet (70) ist.
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