DE1588946C - Mit Fliehkraftkontaktregler gesteuerter Gleichstrommotor mit drei Nenndrehzahlen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichstrom- den U-förmigen Ansatz aufweisen, in dessen Quermotor mit drei Nenndrehzahlen, mit drei Fliehkraft- stück das eine Lager für die Motorwelle angeordnet schaltern und einem dazu in Reihe liegenden Kollek- ist und dessen beide Schenkel in nutenförmige Austor sowie mehreren Schleifringen. Bei einem be- sparungen zweier parallel gegenüberliegender Wände kannten Gleichstrommotor dieser Art (USA.-Patent- 5 des gehäuseartigen Bürstenträgers formschlüssig einschrift 2 246 803) sind außer dem Kollektor vier greifen. Infolge dieser Ausbildung werden besondere Schleifringe auf der Motorwelle vorgesehen. Ein sol- Verbindungsmittel, ζ. B. Schrauben, Niete od. dgl. zui eher Motor ist wegen seiner Länge für viele Ver- Verbindung des Bürstenträgers mit dem Lagerschild wendungszwecke ungeeignet, außerdem ist die Ferti- nicht benötigt. Die beiden parallel gegenüberliegengung und die Montage schwierig und teuer. io den Wände des Bürstenträgers können an den gegen-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die überliegenden Enden Nuten aufweisen, in die ein Länge der bekannten Gleichstrommotoren der oben- Abstandschieber und ein mit einem Deckel verseheerwähnten Art zu verkürzen und ihre Fertigung und ner Bürstenhalter in Richtung der Motorwelle einge-Montage zu vereinfachen sowie zu verbilligen. Die schoben sind. Der Abstandschieber und der mit dem Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung 15 Deckel versehene Bürstenhalter stützen sich mit ihrem dadurch, daß zwei Schleifringe einander parallel ge- einen Ende am Lagerschild ab. Am anderen Ende schaltet sind, die jeweils aus zwei voneinander isolier- werden sie durch einen U-förmigen Sperrschieber ten, durch einen Fliehkraftschalter miteinander ver- in ihrer Lage gesichert. Die Bürsten sind hierbei in bundenen Halbringen bestehen, daß den Schleifrin- Aussparung des Bürstenhalters eingesetzt. Sie stützen - gen jeweils ein Schalter vorgeschaltet ist und daß ein 20 sich mit Schultern an den Rändern der Aussparungen Halbring des einen Schleifringes mit einem Halbring ab und sind durch an dem Deckel vorgesehene Keile des anderen Schleifringes durch einen die niedrigste verklemmt. Um den U-förmigen Sperrschieber in Nenndrehzahl einregelnden dritten Fliehkraftschalter seiner Lage zu sichern, weist dieser einen angeformelektrisch verbunden ist. Sind diese beiden Schalter ten Vorsprung auf, der mit einer Kante des Abstandgeöffnet, dann erfolgt bei der niedrigsten Nenndreh- 35 Schiebers verrastet.

zahl ein öffnen des dritten Fliekraftschalters, so daß Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist mit den

damit die niedrigste Nenndrehzahl eingeregelt wird. erfindungswesentlichen Merkmalen in den Figuren

Soll eine der beiden höheren Nenndrehzahlen einge- dargestellt. Es zeigt

regelt werden, dann muß einer der beiden anderen F i g. 1 eine Seitenansicht eines Gleichstrommotors

Schalter geschlossen werden. Der erfindungsgemäße 30 gemäß der Erfindung,

Gleichstrommotor hat den Vorteil, daß er nur zwei F i g. 2 eine gleiche Seitenansicht wie F i g. 1 ohne

Schleifringe aufweist, so daß sich eine relativ geringe Motorgehäuse, Lagerschilde und Bürstenträger,

Länge des erfindungsgemäßen Gleichstrommotors er- F i g. 3 eine Draufsicht auf eine Kreisscheibe mit

gibt und außerdem die Fertigung und die Montage daran befestigten Fliehkraftschaltern,

vereinfacht und verbilligt werden. 35 F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der

Es ist bereits ein Gleichstrommotor bekannt F i g. 1,

(britische Patentschrift 870 547), bei dem in Reihe F i g. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der

mit einem Kollektor ein aus zwei voneinander iso- F i g. 4 und

lierten Halbringen bestehender Schleifring liegt, des- F i g. 6 eine Schaltung des erfindungsgemäßen

sen beide Lamellen durch einen Fliehkraftschalter mit- 40 Gleichstrommotors.

einander verbunden sind. Da bei diesem bekannten Auf der Motorwelle 1 ist ein lamellierter Läufer

GleichstrommotornureinFliehkraftschaltervorgesehen starr befestigt, der aus kreisförmigen, nutenlosen

ist, weist er nur eine einzige Nenndrehzahl auf. Eisenblechen besteht. An den beiden Stirnseiten des

Die drei Fliehkraftschalter sind gleich ausgebildet Läufers ist je eine Isolierscheibe auf die Motorwelle 1 und auf einer Kreisscheibe um 120° gegeneinander 45 selbsthaftend aufgezogen. Die Isolierscheiben weisen versetzt angeordnet. Die Kreisscheibe kann aus einem den gleichen Durchmesser auf wie der Läufer und bethermoplastischen Kunststoff bestehen und Vor- sitzen fingerförmige Vorsprünge 2, zwischen denen sprünge bzw. Aussparungen zur Aufnahme der Flieh- die drei Spulen der Läuferwicklung 3 aufgewickelt kraftschalterteile aufweisen. Die Schleifringe können sind. Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, befindet sich auf der Motorwelle unmittelbar neben dem Kollektor 50 neben dem Läufer mit der Läuferwicklung 3 auf der angeordnet sein. Die Lamellen des Kollektors und die Motorwelle 1 eine starr befestigte, aus thermoplastibeiden Halbringe der Schleifringe sind jeweils auf schem Kunststoff bestehende Kreisscheibe 4, an der aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Buchsen drei Fliehkraftschalter 5 a, Sb, Sc befestigt sind. Für befestigt, die für die Motorwelle ein quadratisches jeden Fliehkraftschalter sind an die Kreisscheibe 4 Loch aufweisen, dessen an den Ecken freibleibender 55 fünf Vorsprünge 6,7, 8 und 9 angeformt. Die VorRaum zur Durchführung der Zuleitungen dient. sprünge 6 und 7 weisen Aussparungen 10 auf, in die

Ebenso wie bei den bekannten Gleichstrommoto- in Richtung der Motorwelle 1 eine Metallscheibe 11,

ren ist auch beim erfindungsgemäßen Gleichstrom- z. B. aus Messing, selbsthaftend eingeschoben ist. In

motor an dem einen Lagerschild ein Bürstenträger der Metallscheibe 11 ist ein Kontaktträger 12

angeordnet, in dem die Bürsten für den Kollektor 60 schwenkbar gelagert, der einen beweglichen Kontakt

und die Schleifringe verklemmt sind. Der Bürsten- 13 trägt, der mit einem festen Gegenkontakt 14 zu-

träger des erfindungsgemäßen Gleichstrommotors sammenarbeitet. Der feste Gegenkontakt 14 ist an

kann aus zusammensteckbaren Teilen aus Kunst- einem U-förmigen Kontaktträger 15 befestigt, der

stoff, ζ. B. thermoplastischem Kunststoff, bestehen, zwischen die Vorsprünge 8, 9 selbsthaftend eingelegt

die mit dem Lagerschild durch dieses Zusammen- 65 ist. In den Vorsprung 6 ist eine Justierschraube 16

stecken formschlüssig verbunden sind. Der Lager- eingeschraubt, an der sich eine Druckfeder 17 ab-

schild kann aus Metallspritzguß bestehen und einen stützt, die auf den Kontaktträger 12 einwirkt und

einstückig angeformten, den Bürstenträger umfassen- den Kontaktdruck erzeugt. Bei den Fliehkraftschal-

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tern 5 a, 5 c für die beiden unteren Nenndrehzahlen ab. An ihrem linken Ende gemäß F i g. 5 werden die ist die Druckfeder 17 aus Bronzedraht hergestellt, genannten Teile in ihrer Lage durch einen U-förmigen während die Druckfeder 17 für den Fliehkraftschal- Sperrschieber 49 gesichert, der beim Einschieben mit ter 5 b mit der höchsten Nenndrehzahl aus Stahl be- einem angeformten Vorsprung 50 hinter die Kante steht. Zur Aufnahme der Motorwelle 1 weist die 5 51 des Abstandschiebers 47 einrastet.
Kreisscheibe 4 eine Bohrung 18 auf. Ferner ist die Bei der Montage werden zunächst die Bürsten 34 Kreisscheibe 4 mit drei Bohrungen 19 versehen, durch in die Aussparungen 33 eingelegt. Hierbei stützen die die Zuleitungen von der Läuferwicklung 3 zu sich mit zwei seitlichen Schultern 34' die Bürsten 34 einem Kollektor 20 und zu zwei gleichartig ausge- an den Rändern der Aussparungen 33 ab. Dann erbildeten Schleifringen 21 a, 21 b durchgeführt sind. io folgt das Aufsetzen des Deckels 35 auf den Bürsten-Sowohl der Kollektor 20 als auch die Schleifringe halter 32, wobei die Keile 36 in die Aussparungen 21a, 21b weisen eine gleichartig ausgebildete, aus 33 eingedrückt und damit die Bürsten 34 verklemmt thermoplastischem Kunststoff bestehende Buchse 22 werden. Darauf erfolgt das Einschieben des Bürstenauf, die ein quadratisches Loch besitzt, mit dem halters 32 und des Deckels 35 mit ihren flanschartigen sie auf die Motorwelle 1 selbsthaftend aufgezogen ist. 15 Ansätzen 37 und 38 in die Nuten 39 und die nuten-Da das Loch quadratisch ausgebildet ist, bleibt zwi- förmigen Aussparungen 43 der Wände 41. Danach sehen der Motorwelle 1 und den Ecken des Loches werden die U-förmigen Schienen 42 in die nutenein freier Raum bestehen, der zur Durchführung der förmigen Aussparungen 43 der Wände 41 eingescho-Zuleitungen von der Läuferwicklung 3 zu den Schleif- ben, wodurch der Deckel 35 in der in F i g. 4 dargeringen 21a, 21 b dient. Der Kollektor 20 weist drei 20 stellten Lage gesichert ist. Nun werden die Wände isolierte Lamellen 23 und die Schleifringe 21a, 21 & 41 in den Raum zwischen den Schenkeln 45 des Anzwei voneinander isolierte Halbringe 24 α, 24 & auf. satzes29 des Lagerschildes 27 so eingeschoben, daß

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist der Läufer von diese Schenkel 45 in dienutenförmigen Aussparungen

einem zylindrischen Gehäuse 25 aus Stahl umgeben. 44 der Wände 41 formschlüssig eingreifen. Darauf

Im Gehäuse 25 sind innen zwei dimetral gegenüber- 25 erfolgt das Einschieben des Abstandschiebers 47 mit

liegende segmentartige Dauermagnete mit radialer seinen flanschartigen Ansätzen 48 in die Nuten 46

Magnetisierung befestigt. An den Stirnseiten des Ge- der Wände 41. Danach wird der U-förmige Sperr-

häuses 25 sind Lagerschilde 26 und 27 eingesetzt und schieber 49 so zwischen dem Querstück 30 und dem

befestigt. Der Lagerschild 26 besitzt eine Nabe 28, Bürstenträger 31 eingeschoben, daß sein Vorsprung

in der das eine Lager für die Motorwelle 1 angeord- 30 50 hinter die Kante 51 des Abstandschiebers 47 ein-

net ist. Beide Lagerschilde 26 und 27 bestehen aus rastet.

Metallspritzguß. Wie aus F i g. 6 hervorgeht, liegen die beiden

Der Lagerschild 27 weist einen einstückig ange- parallelgeschalteten Schleifringe 21 α, 21 & in Reihe formten U-förmigen Ansatz 29 auf, in dessen Quer- mit dem Kollektor 20. Die beiden Lamellen 24 a, 246 stück 30 das andere Lager für die Motorwelle 1 35 eines jeden Schleifringes 21 a, 21b sind durch einen angeordnet ist. Im Lagerschild 27 ist ein Bürsten- Fliehkraftschalter 5 a, 5 b miteinander verbunden, träger 31 befestigt, der aus mehreren zusammen- Außerdem steht die eine Lamelle 24 α des Schleifsteckbaren Teilen besteht, die aus thermoplastischem ringes 21 α mit der einen Lamelle 24 b des anderen Kunststoff hergestellt sind. Wie insbesondere aus den Schleifringes 21 & über einen dritten Fliehkraftschal-Fig.4 und 5 hervorgeht, weist der Bürstenträger31 40 ter 5c in elektrischer Verbindung. Dieser Fliehkrafteinen Bürstenhalter 32 auf, der drei Aussparungen schalter 5 c dient zur Einregelung der niedrigsten 33 besitzt, in die jeweils zwei Bürsten 34 eingesetzt Nenndrehzahl. Außer dem Hauptschalter 52 sind sind, die sich an den gegenüberliegenden schrägen noch zwei weitere Schalter 53 und 54 vorgesehen, Wänden der Aussparung33 abstützen, wie Fig.4 die den beiden Schleifringen21 α,21 & vorgeschaltet zeigt. Auf diesen Bürstenhalter 32 ist ein Deckel 35 45 sind.

aufgesetzt, der einstückig angeformte Keile 36 auf- Im Betrieb ist in jedem Fall der Hauptschalter 52 weist, die so in die Aussparung 33 eingreifen, daß geschlossen. Soll die niedrigste Drehzahl eingeregelt die Bürsten 34 gegen die gegenüberliegenden schrä- werden, dann bleiben die Schalter 53 und 54 geöffgen Wände der Aussparung 33 gepreßt werden. So- net. Der Strom fließt dann von dem Pluspol 55 einer wohl der Bürstenhalter 32 als auch der Deckel 35 50 Gleichstromquelle über den Schalter 52, durch die weisen seitlich flanschartige Ansätze 37 und 38 auf, durch den Fliehkraftschalter 5 α kurzgeschlossenen die in Nuten 39 und 40 von parallel gegenüberliegen- Lamellen 24 α des linken Schleifringes 21a gemäß den Wänden 41 des Bürstenträgers 31 und U-förmi- F i g. 6, durch den geschlossenen unteren Fliehkraftgen Schienen 42 eingreifen. Die U-förmigen Schienen schalter 5 c und die durch den Fliehkraftschalter 5 &

42 sind wiederum in nutenförmige Aussparungen 55 kurzgeschlossenen Halbringe 24 b des rechten Schleif-

43 der gegenüberliegenden Wände 41 in Richtung ringes 21 b gemäß F i g. 6 sowie durch den Kollektor der Motorwelle 1 eingeschoben. Die gegenüberliegen- 20 und den Motor hindurch zum Minuspol 56 der den Wände 41 besitzen nutenförmige Aussparungen Gleichstromquelle.

44, in die die beiden Schenkel 45 des U-förmigen Soll die nächsthöhere Nenndrehzahl eingeregelt

Ansatzes 29 des Lagerschildes 27 formschlüssig ein- 60 werden, dann wird außer dem Hauptschalter 52 der greifen. In Nuten 46 der beiden Wände 41 ist in Schalter 53 geschlossen. Der Schalter 54 bleibt ge-Richtung der Motorwelle 1 ein Abstandschieber 47 öffnet. Der Strom fließt dann ebenfalls vom Pluspol mit seinen flanschartigen Ansätzen 48 eingeschoben. 55 der Gleichstromquelle über den Hauptschalter 52, Wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht, stützen den durch den Fliehkraftschalter 5a kurzgeschlossesich in der dargestellten Lage der Bürstenhalter 32 65 nen linken Schleifring 21 α gemäß F i g. 6, durch den mit dem Deckel 35, die beiden Wände 41, der Ab- Schalter 53 und den Kollektor 20 sowie den Motor Standschieber 47 und die beiden U-förmigen Schienen zum Minuspol 56 der Gleichstromquelle.
42 mit ihrem rechten Ende an dem Lagerschild 27 Soll die Höchstnenndrehzahl eingeregelt werden,

dann wird außer dem Hauptschalter 52 der Schalter geschlossen. Der Schalter 53 bleibt geöffnet. Der Strom fließt dann vom Pluspol 55 der Gleichstromquelle über den Hauptschalter 52, den Schalter 54, den durch den Fliehkraftschalter 5 b kurzgeschlossenen rechten Schleifring 21 b gemäß F i g. 6 und durch den Kollektor 20 sowie den Motor zum Minuspol der Gleichstromquelle.

Bei Einregelung aller drei Nenndrehzahlen wird jeweils beim Erreichen der gewünschten Nenndrehzahl durch die vom am Kontaktträger 12 angebrachten Gewichte 57 erzeugte Zentrifugalkraft der Kontakt 13 vom Gegenkontakt 14 abgehoben und damit der Motorstrom unterbrochen. Um die Funkenbildung an den Kontakten der Fliehkraftschalter 5a, 5b, c zu reduzieren bzw. zu beseitigen, ist ein Kondensator 58 vorgesehen.

Das Gehäuse 25 weist eine Aussparung 59 auf, durch die hindurch die Justierschrauben 16 mittels eines Schraubenziehers betätigt werden können.

Um das Abheben der Kontakte 13 von den Gegenkontakten 14 zu erleichtern, dreht sich die Kreisscheibe 4 gemäß F i g. 3 in Richtung des Pfeiles 60.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Gleichstrommotor mit drei Nenndrehzahlen, mit drei Fiiehkraftschaltern und einem dazu in Reihe_ liegenden Kollektor sowie mehreren Schleifringen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei" Schleifringe (21 α, 21 ö) einander parallel geschältet sind, die jeweils aus zwei voneinander isolierten, durch einen Fliehkraftschalter (5 a, 5 b) miteinander verbundenen Halbringen (24 λ, 246) bestehen, daß den Schleifringen (21 a, 21 b) jeweils ein Schalter (53,54) vorgeschaltet ist und daß ein Halbring (24 a) des einen Schleifringes (21a) mit einem Halbring (24 b) des anderen Schleifringes (21 b) durch einen die niedrigste Nenndrehzahl einregelnden dritten Fliehkraftschalters (5 c) elektrisch verbunden ist.

2. Gleichstrommotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Fliehkraftschalter (5 a, 5 b, 5 c) gleich ausgebildet und auf einer Kreisscheibe (4) um 120° gegeneinander versetzt angeordnet sind.

" 3. Gleichstrommotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreisscheibe (4) aus thermoplastischem Kunststoff besteht und Vorsprünge (6 bis 9) bzw. Aussparungen (10) zur Aufnahme der Fliehkraftschalterteile aufweist.

4. Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (23) des Kollektors (20) und die beiden Halbringe (24 a, 24 ö) der Schleifringe (21 a, 21 b) jeweils auf aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Buchsen (22) befestigt sind, die für die Motorwelle (1) ein quadratisches Loch aufweisen, dessen an den Ecken freibleibender Raum zur Durchführung der Zuleitungen dient.

5. Gleichstrommotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem an dem einen Lagerschild angeordneten Bürstenträger, in dem die Bürsten für den Kollektor und die Schleifringe verklemmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Bürstenträger (31) aus zusammensteckbaren Teilen aus Kunststoff besteht, die mit dem Lagerschild (27) durch dieses Zusammenstecken formschlüssig verbunden sind.

6. Gleichstrommotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der aus Metallspritzguß bestehende Lagerschild (27) einen einstückig angeformten, den Bürstenträger (31) umfassenden U-förmigen Ansatz (29) aufweist, in dessen Querstück (30) das eine Lager für die Motorwelle (1) angeordnet ist und dessen beide Schenkel (45) in nutenförmige Aussparungen (44) zweier parallel gegenüberliegender Wände (41) des gehäuseartigen Bürstenträgers (31) formschlüssig eingreifen.

7. Gleichstrommotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in an den gegenüberliegenden Enden der Wände (41) des Bürstenträgers (31) angeordneten Nuten (46,39) ein Abstandschieber (47) und ein mit einem Deckel (35) versehener Bürstenhalter (32) axial zur Motorwelle (1) eingeschoben sind, die sich mit ihrem einen Ende am Lagerschild (27) abstützen und am anderen Ende durch einen U-förmigen Sperrschieber (49) in ihrer Lage gesichert sind.

8. Gleichstrommotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bürsten (34) in Aussparungen (33) des Bürstenhalters (32) eingesetzt sind, sich mit Schultern (34') an den Rändern der Aussparungen (33) abstützen und durch an dem Deckel (35) vorgesehene Keile (36) verklemmt sind.

9. Gleichstrommotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der U-förmige Sperrschieber (49) einen angeformten Vorsprung (50) aufweist, der mit einer Kante (51) des Abstandschiebers (47) verrastet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen