DE10148488B4

DE10148488B4 - Anlasser mit Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer Bürsteneinrichtung

Info

Publication number: DE10148488B4
Application number: DE10148488A
Authority: DE
Inventors: Katsunori Yagi; Hirohide Ikeda; Akio Seta; Kazuhide Nishii; Keiichi Kusumoto
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-01-24
Filing date: 2001-10-01
Publication date: 2011-05-19
Anticipated expiration: 2021-10-02
Also published as: JP2002223546A; US6787962B2; JP3511511B2; DE10148488A1; US20020096949A1

Abstract

Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung, einschließlich einer Bürsteneinrichtung, umfassend:
Bürstenhalter (54);
Bürsten (57; 80), die jeweils verschiebbar in den Bürstenhaltern (54) gelagert sind;
Federn (59; 81), 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,
dadurch gekennzeichnet, dass
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.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
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.
2. Beschreibung des Stands der Technik
14 ist eine Querschnittsansicht des wesentlichen Teils eins herkömmlichen Anlassers. 15 ist eine perspektivische Ansicht eines Hitzeaufnahmeelements, das in 14 gezeigt ist. 16 ist ein elektrisches Schaltkreisdiagramm des Anlassers aus 14.
In 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 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 Zurückbringendes 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.
Die US 6,452,295 B1 sowie die DE 696 00 275 T2 offenbaren Anlasser für eine Brennkraftmaschine, die jeweils eine Überhitzungsschutzkonstruktion aufweisen. Im Fall des Überhitzens wird die Beaufschlagung des Anlassers mit Energie einer Leistungsquelle unterbrochen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch einen Anlasser mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausführungsformen des Anlassers finden sich in den Unteransprüchen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Vorderansicht der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
2 ist eine Seitenansicht der Bürsteneinrichtung, gesehen aus der Richtung, die durch den Pfeil A in 1 bezeichnet ist;
3 ist eine Seitenansicht, die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
4 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
5 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt;
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt;
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil einer Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt;
8 ist eine Querschnittsansicht die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform zeigt;
9 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer achten Ausführungsform zeigt;
10 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform zeigt;
11A ist eine Vorderansicht einer Bürste der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
11B ist eine Ansicht der Bürste in der Richtung, die durch den Pfeil B in 11A bezeichnet ist;
12A ist eine Vorderansicht einer Feder der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
12B ist eine Ansicht der Feder in der Richtung, die durch den Pfeil C in 12A bezeichnet ist;
12C ist eine Ansicht der Feder in der Richtung, die durch den Pfeil D in 12A bezeichnet ist;
13 ist eine Vorderteilansicht der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
14 ist eine Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils eines herkömmlichen Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung;
15 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeaufnahmeelements des Anlassers aus 14; und
16 ist ein elektrisches Schaltkreisdiagramm des Anlassers aus 14.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Untenstehend werden die jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die gleichen oder äquivalente Teile wie diejenigen, die in 14 bis 16 gezeigt sind, sind durch die gleichen Referenzziffern bezüglich der Beschreibung bezeichnet.
Erste Ausführungsform
1 ist eine Vorderansicht einer Bürsteneinrichtung 50 eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform. 2 ist eine Seitenansicht der Bürsteneinrichtung 50 in der Richtung, die durch den Pfeil A in 1 angegeben ist.
In 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 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.
Zweite Ausführungsform
3 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform 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.
Dritte Ausführungsform
4 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform 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.
Vierte Ausführungsform
5 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform 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.
Fünfte Ausführungsform
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform 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.
Sechste Ausführungsform
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform 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.
Siebte Ausführungsform
8 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform 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.
Achte Ausführungsform
9 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer achten Ausführungsform 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.
Neunte Ausführungsform
10 ist eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Teil der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform 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, sodass 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.
Zehnte Ausführungsform
11A ist eine Vorderansicht einer Bürste 80 der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 11B ist eine Ansicht der Bürste 80 in der Richtung, die durch den Pfeil B in 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.
Elfte Ausführungsform
12A ist eine Vorderansicht einer Feder 81 der Bürsteneinrichtung eines Anlassers mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 12B ist eine Ansicht der Feder 81 in der Richtung, die durch den Pfeil C in 12A bezeichnet ist. 12C ist eine Ansicht der Feder 81 in der Richtung, die durch den Pfeil D in 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.
Zwölfte Ausführungsform
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

Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung, einschließlich einer Bürsteneinrichtung, umfassend: Bürstenhalter (54); Bürsten (57; 80), die jeweils verschiebbar in den Bürstenhaltern (54) gelagert sind; Federn (59; 81), 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, dadurch gekennzeichnet, dass 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.
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.
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.
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.
Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach Anspruch 4, wobei der Thermostat (12) und die flache Schicht (71) miteinander durch Klebemittel (73) mit höher thermischer Leitfähigkeit verbunden sind.
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.
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.
Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach einem der Ansprüche 1–7, 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.
Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach einem der Ansprüche 1–8, 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.
Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 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.
Anlasser mit einer Überhitzungsschutzeinrichtung einschließlich einer Bürsteneinrichtung nach Anspruch 10, wobei das Befestigungsmittel eine Niet (70) ist.