DE19651298C2 - Reihenschlußmotor mit Kommutator und Bremswicklung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Reihenschlußmotor mit Kommutator und Bremswicklung, insbesondere für ein gebremstes Elektrowerk­ zeug mit Universalmotor, umfassend mindestens eine mit einer Ankerwicklung in Reihe geschaltete Feldwicklung, sowie mindestens eine Bremswicklung zur Bremsung des Motors im Bremsbetrieb, sowie eine Schalteinrichtung zur Umschaltung des Motors zwischen Bremsbetrieb und Motorbetrieb, wobei die mindestens eine Bremswicklung in einem separaten Strompfad angeordnet ist, über den die Ankerwicklung nur im Bremsbetrieb kurzgeschlossen ist.

Ein derartiger Reihenschlußmotor ist aus der US 5 294 874 bekannt.

Aus der EP 0 471 038 B1 ist ein Stromwendermotor im Reihenschluß mit Wendepolen sowie mit Schalteinrichtungen zur Umschaltung zwischen Motor- und Bremsbetrieb bekannt, wobei im Bremsbetrieb der Motor mittels der Schalteinrichtung kurzge­ schlossen und die Feldwicklung umgepolt wird und mit Mitteln zur Begrenzung des Bremsstroms durch die Feldwicklung, mit denen bei Wechselstrombetrieb eine sanfte und schnelle Kurzschluß­ bremsung durch eigenständige Selbsterregung durchgeführt werden kann. Hierzu ist der Anker in der Motorbetriebsphase zwischen der Feldwicklung und der Wendepolwicklung geschaltet, während in der Bremsphase zur Begrenzung des Bremsstroms durch die Feldwicklung ein Strompfad zwischen dem Anker und der Wendepol­ wicklung geschaltet wird, der die Mittel zur Begrenzung des Bremsstromes enthält, so daß nur ein vorbestimmter Anteil des Bremsstroms über die Feldwicklung fließt. Zur Begrenzung des Bremsstromes sind zueinander antiparallel geschaltete Zenerdioden vorgesehen.

Ein derartiger Motor nach dem Stand der Technik ist in Fig. 1 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 1 bezeichnet.

Der Strompfad, der sich ergibt, wenn sich der Schalter S in Motorbetriebsstellung befindet, ist in Fig. 1 strichpunktiert gezeichnet. Im Motorbetrieb sind also die beiden Bremswicklungen 6, 7 in Reihe mit der Ankerwicklung 2 und über die Anschlüsse 14 und 15 des Schalters S mit den Feldwicklungen 3, 4 in Reihe geschaltet, die wiederum über die Anschlüsse 11, 12 und 17, 18 des Schalters S mit dem anderen Pol der Speisespannung U in Verbindung stehen.

Während des Motorbetriebs ist also die Diodenstrecke 5 mit den antiparallel geschalteten Dioden außer Funktion.

Wird nun der Schalter S in die Bremsstellung bewegt, so ergibt sich der in Fig. 2 strichpunktiert dargestellte Strompfad.

Hierbei ist also die Ankerwicklung 2 über die beiden Brems­ wicklungen 6, 7, die Kontakte 14, 16 des Schalters S und die Diodenstrecke 5 bzw. die beiden parallel dazu angeordneten Feldwicklungen 3, 4 und die Kontakte 12, 13 des Schalters S kurzgeschlossen.

Grundsätzlich läßt sich mit einer derartigen Schaltung eine zuverlässige Bremse für einen Stromwendermotor aufbauen. Als problematisch haben sich jedoch die hohen Anforderungen erwiesen, die hierbei an den Schalter S gestellt werden müssen: Während des Motorbetriebes müssen die Kontakte 14, 16 offen sein, bevor der Schalter S die Kontakte 11 und 12 schließt, da es andernfalls eine niederohmige Verbindung über die Kontakte 14, 16 des Schalters 5, die beiden Feldspulen 3, 4 und die Kontakte 11, 12 und den Anlaßstrombegrenzer 19 gibt. Ferner müssen die Kontakte 14, 15 des Schalters S geschlossen sein, bevor die Kontakte 11, 12 des Schalters S geschlossen werden, da andern­ falls der Anlaufstrom bei geschlossenen Kontakten 17, 18, d. h. bei überbrücktem Anlaufstrombegrenzer 19, über die Kontakte 11, 12 des Schalters S, die Feldwicklungen 3, 4, die Dioden­ strecke 5, die Ankerwicklung 2 und die Bremswicklungen 6, 7 fließt, was zur Zerstörung der Diodenstrecke 5 führen kann.

Im Bremsbetrieb wird die durch den rotierenden Anker induzierte Spannung durch die Diodenstrecke 5 begrenzt. Dabei kann durch die Anzahl der Dioden die Bremszeit beeinflußt werden.

Wiederum ergeben sich für den Bremsbetrieb besondere Anfor­ derungen an den Schalter: Die Kontakte 11, 12 müssen geöffnet sein, bevor die Kontakte 14, 16 geschlossen werden, da es andernfalls eine niederohmige Verbindung über 17, 18, 11, 12, die Feldwicklungen 3, 4 und die Kontakte 14, 16 gibt. Damit ein eventuell auftretender Lichtbogen über den Kontakten 11, 12, 13 abgebaut werden kann, müssen die Kontakte 14, 16 mit einer Zeitverzögerung von mindestens 10 ms schließen. Ferner muß ein Wiedereinschalten während der Bremszeit auf mechanischem Weg verhindert werden, damit zumindest der hohe Bremsstrom zu Beginn nicht geschaltet werden muß.

Es ist offensichtlich, daß die Anforderungen an den mehrpoligen Schalter nach dem Stand der Technik außerordentlich hoch sind und daß sich ein derartiger Schalter nur mit hohem Aufwand zuverlässig realisieren läßt.

Ein weiterer Nachteil bei der bekannten Anordnung besteht darin, daß die Diodenstrecke, die den Strom im Bremsbetrieb begrenzt, für eine sehr hohe Leistung ausgelegt sein muß, da sie typischer­ weise zum Bremsen eines Universalmotors von 2000 W etwa 40 Ampere bei 4 Volt kurzzeitig aushalten muß. Derartige Bauelemente stehen nur begrenzt zur Verfügung bzw. sind relativ teuer, sofern sie im Langzeitbetrieb zuverlässig arbeiten. Darüber hinaus kann nicht ausgeschlossen werden, daß der Motor mehrfach kurzzeitig hintereinander abgebremst wird, was zu einer unzulässigen Erwärmung der Diodenstrecke führen kann, was wiederum nur durch eine entsprechend großzügige Dimensionierung der Diodenstrecke berücksichtigt werden kann.

Aus diesem Grunde sind die Bremswicklungen gemäß der eingangs genannten US 5 294 874 derart angeordnet, daß diese nur im Bremsbetrieb von Strom durchflossen sind. Während des normalen Betriebs sind die Bremswicklungen dagegen nicht aktiviert. Gemäß der US 5 294 874 ist zur Einleitung des Bremsvorganges eine Steuerschaltung vorgesehen, die im wesentlichen einen Kondensator umfaßt, der im Normalbetrieb über eine Diodenschaltung aufgeladen wird. Bei der Umschaltung in den Bremsbetrieb entlädt sich der Kondensator über die Bremswicklungen und leitet somit die Erregung der Kurzschlußbremsung ein.

Auf diese Weise läßt sich zwar eine recht zuverlässige Bremsung des Motors bei der Umschaltung in den Bremsbetrieb erreichen, jedoch ist die korrekte Funktion von der Zuverlässigkeit von der Aufladung des Kondensators abhängig. Außerdem ist nicht in jedem Falle ein optimales Abklingverhalten während des Bremsvorgangs gewährleistet.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen Reihen­ schlußmotor gemäß der eingangs genannten Art derart zu verbes­ sern, daß eine selbsterregte Bremsung ermöglicht wird und daß eine möglichst optimale Anpassung des Bremsverhaltens des Motors an ein gewünschtes Abklingverhalten ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vier Bremswicklungen vorgesehen sind, und daß eine Strombegrenzungs­ einrichtung zur Begrenzung des Bremsstroms vorgesehen ist.

Im Gegensatz zum Stand der Technik wird der Bremsvorgang nicht durch einen aufgeladenen Kondensator eingeleitet, sondern es wird statt dessen eine selbsterregte Bremsung ermöglicht.

Durch die Verwendung von vier Bremswicklungen wird hierbei erfindungsgemäß auch für die unterschiedlichsten Betriebs­ bedingungen eine zuverlässige selbsterregte Einleitung der Bremsung bei der Umschaltung in den Bremsbetrieb gewährleistet. Durch die Verwendung von vier Bremswicklungen in Kombination mit einer Strombegrenzungseinrichtung läßt sich außerdem erfindungsgemäß eine optimale Abstimmung des Bremsverhaltens auf eine gewünschte Abklingcharakteristik erreichen und eine äußerst zuverlässige Bremsung gewährleisten.

Zwar ist es aus der DE 42 27 719 C2 grundsätzlich bekannt, bei einer selbsterregten Kurzschlußbremsung zur Begrenzung des Bremsstroms eine Strombegrenzungseinrichtung etwa in Form von zwei antiparallel geschalteten Dioden parallel zur Ankerwicklung vorzusehen, jedoch ist hierdurch die Erfindung nicht nahegelegt, da gemäß dieser Anordnung keine separaten Bremswicklungen vorgesehen sind, sondern lediglich die Feldwicklungen im Bremsbetrieb über die Ankerwicklung kurzgeschlossen werden und hierbei zur Begrenzung des Bremsstroms antiparallel geschaltete Dioden vorgesehen sind.

Erfindungsgemäß ist dagegen für die Bremswicklungen ein separater Strompfad vorgesehen, der im Normalbetrieb nicht von Strom durchflossen ist.

Erfindungsgemäß läßt sich somit eine gänzlich andere Auslegung des Bremsverhaltens erreichen, das durch die Abstimmung der Bremswicklungen und der verwendeten Strombegrenzungseinrichtung eine optimale Anpassung des Bremsverhaltens an ein gewünschtes Abklingverhalten ermöglicht und auch bei den unterschiedlichsten Betriebsbedingungen eine äußerst zuverlässige selbsterregte Bremsung ohne eine Fremdzündung ermöglicht.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung weist die Schalt­ einrichtung einen ersten mit den Bremswicklungen in Reihe angeordneten Schalter zum Schließen des separaten Strompfades im Bremsbetrieb, sowie einen zweiten Schalter zum Unterbrechen des Hauptstrompfades über die Ankerwicklung und die Feldwicklungen auf.

Somit läßt sich eine einfache Umschaltung zwischen Bremsbetrieb und Motorbetrieb erreichen.

Der hierzu notwendige Schalter kann gleichzeitig zur Ein- und Ausschaltung des Motors verwendet werden.

Die vier Bremswicklungen können gemäß einer ersten Variante der Erfindung in Reihe geschaltet sein.

Gemäß einer anderen Variante der Erfindung sind die vier Bremswicklungen parallel zur Ankerwicklung vorgesehen. Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung sind jeweils zwei in Reihe geschaltete Bremswicklungen parallel zur Ankerwicklung geschal­ tet.

Mit sämtlichen der zuvor erwähnten Varianten der vier Brems­ wicklungen läßt sich eine zuverlässige Erregung und eine sichere Bremsung erreichen.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die Strombegrenzungseinrichtung parallel zu den Bremswicklungen angeordnet und vorzugsweise als Varistor oder als Transildiode ausgebildet.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Strombegrenzungseinrichtung in Reihe mit der mindestens einen Bremswicklung geschaltet.

Hierbei kann es sich entweder um eine Strombegrenzungseinrichtung handeln, die einen mittels eines Schalters überbrückbaren Widerstand aufweist.

In alternativer Weise kann die Strombegrenzungseinrichtung auch einen Heißleiter umfassen.

Im ersten Fall wird der Strom anfangs durch den Widerstand begrenzt. Nach einer gewissen Bremszeit kann dann der Schalter geschlossen werden, um den Widerstand zu überbrücken, um die Bremswirkung trotz der bereits abgefallenen Spannung nochmals zu verbessern. Hierzu wird vorzugsweise ein Zeitschaltglied oder dgl. eingesetzt.

Im zweiten Fall werden unzulässig hohe Ströme infolge des anfangs im kalten Zustand hohen Widerstandes des Heißleiters vermieden. Erwärmt sich der Heißleiter infolge des Bremsstromes, so nimmt der Widerstand des Heißleiters im Laufe der Zeit ab, so daß auch in einer noch späteren Phase des Bremsvorgangs eine wirkungsvolle Bremsung erreicht wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Reihenschlußmotor kann die Bremswirkung unabhängig von der Dimensionierung der Feldwicklungen so gewählt werden, daß sich eine ausreichende Bremswirkung und eine schnelle Abbremsung des Motors ergibt. Ein bei zu hohem Bremsstrom auftretendes Kommutatorfeuer wird hierbei vorzugsweise, wie zuvor erwähnt, in der Anfangsphase der Bremsung entweder über einen parallel zu den Bremswicklungen geschalteten Varistor oder durch einen in Serie mit den Bremswicklungen geschalteten Heißleiter vermieden.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Reihenschlußmotor nach dem Stand der Technik im Motorbetrieb;

Fig. 2 den Reihenschlußmotor gemäß Fig. 1 im Bremsbetrieb;

Fig. 3 eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen Motors mit vier in Reihe geschalteten Bremswicklungen, die im Bremsbetrieb parallel zur Ankerwicklung geschaltet sind;

Fig. 4 eine zweite Ausführung eines erfindungsgemäßen Motors mit vier Bremswicklungen, von denen je zwei in Serie geschaltet sind und im Bremsbetrieb parallel zur Ankerwicklung liegen;

Fig. 5 eine weitere Abwandlung der Ausführung gemäß Fig. 4, wobei im Bremsbetrieb vier Bremswicklungen parallel zur Ankerwicklung geschaltet sind und

Fig. 6 Kennlinien verschiedener Motoren während des Brems­ vorgangs, wobei die Drehzahl des Ankers über der Zeit aufgetragen ist.

In Fig. 1 und 2 sind die Schaltbilder eines Reihenschlußmotors gemäß der EP 0 471 038 B1 dargestellt. Hierbei ist der Strompfad, der sich während des Motorbetriebes ergibt, in Fig. 1 mit einer strichpunktierten Linie dargestellt, während der Strompfad, der sich während des Bremsbetriebes ergibt, in Fig. 2 wiederum mit einer strichpunktierten Linie verdeutlicht ist.

Der Motor 1 umfaßt eine Ankerwicklung 2, die über zwei in Serie geschaltete Bremswicklungen 6, 7 mit einem Pol der Speisespannung U verbunden ist. Der andere Pol der Ankerwicklung 2 ist gemäß Fig. 1 über Kontakte 14, 15 des Schalters S mit zwei in Serie liegenden Feldwicklungen 3, 4 und über weitere Kontakte 11, 12 des Schalters S und 17, 18 zur Überbrückung einer Anlaß­ strombegrenzung 19 mit dem anderen Pol der Speisespannung U verbunden.

Während des Motorbetriebes werden also die Bremswicklungen 6, 7 vom gleichen Strom wie die Feldwicklungen 3, 4 durchflossen.

Im Bremsbetrieb sind dagegen gemäß Fig. 2 die Kontakte 11, 12 des Schalters S voneinander getrennt und die beiden Feldwick­ lungen 3, 4 über Kontakte 14, 16 des Schalters S mit dem einen Pol der Speisespannung und damit mit den Bremswicklungen 6, 7 verbunden. Zusätzlich ist eine Diodenstrecke 5 vorgesehen, durch die im Bremsbetrieb die beiden Feldwicklungen 3, 4 überbrückt werden.

Im Bremsbetrieb ergibt sich somit eine selbsterregte Bremsung des Motors, wobei sich die Bremswirkung und die Kennlinie der Bremsung durch die Dimensionierung der Diodenstrecke 5 beein­ flussen läßt. Eine typische Dimensionierung für einen Universal­ motor mit 2000 Watt ist eine Auslegung auf einen Bremsstrom von 40 Ampere und eine Schwellenspannung von 4 Volt, was sich durch entsprechend dimensionierte antiparallel geschaltete Dioden erreichen läßt.

Die speziellen Anforderungen, die an den Schalter S gestellt werden müssen, um eine sichere Bremsung zu erreichen und einen Kurzschluß bei verschiedenen Betriebzuständen des Motors zu verhindern, wurden eingangs im einzelnen erläutert. Ein weiterer Nachteil der bekannten Schaltung gemäß Fig. 1 und 2 besteht darin, daß die Bremswicklungen 6, 7 auf die volle Nennlast des Motors ausgelegt werden müssen, da sie im Motorbetrieb vom gleichen Strom wie die Feldwicklungen 3, 4 durchflossen sind.

Darüber hinaus muß die Diodenstrecke 5 außerordentlich großzügig dimensioniert werden, um auch bei einer Vielzahl von aufeinander­ folgenden Bremsungen im Langzeitbetrieb eine ausreichende Betriebssicherheit zu gewährleisten.

Die zuvor erwähnten Nachteile werden durch den erfindungsgemäßen Reihenschlußmotor vermieden.

Eine erste Ausführung eines erfindungsgemäßen Reihenschlußmotors ist in Fig. 3 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 20 bezeichnet.

Eine Ankerwicklung 22 ist über eine Feldwicklung 24 mit einem Pol der Speisespannung U verbunden und über eine weitere Feldwicklung 26 und zwei Schaltkontakte 34, 35 eines Schalters S₁ mit dem anderen Pol der Speisespannung verbindbar.

Ein separater Strompfad mit vier hintereinander geschalteten Bremswicklungen 28, 29, 30, 31 ist über einen Heißleiter (NTC) 37 mit der einen Seite der Ankerwicklung 22 verbunden und über zwei weitere Schaltkontakte 32, 33 des Schalters S₁ mit der anderen Seite der Ankerwicklung 22 und der Feldwicklung 26 verbindbar.

In der in Fig. 3 gezeigten Stellung sind die Schaltkontakte 34, 35 des Schalters S₁ geöffnet, während die Schaltkontakte 32, 33 des Schalters S₁ geschlossen sind, so daß es sich um die Bremsstellung handelt, in der der Hauptstrompfad 38 über die Ankerwicklung 22 und die beiden Feldwicklungen 24, 26 unter­ brochen ist, während der separate Strompfad 21 mit den vier in Serie liegenden Bremswicklungen 28-31 und dem in Serie liegenden Heißleiter 37 mit den beiden Enden der Ankerwicklung 22 verbunden ist, um so eine selbsterregte Bremsung des Motors 20 zu bewirken.

Da sich die Bremswicklungen 28-31 in dem separaten Strompfad 21 befinden, der während des Motorbetriebes nicht vom Strom durch die Feldspulen 24, 26 durchflossen wird, können die Bremswicklungen 28-31 unabhängig von den Feldspulen 24, 26 dimensioniert werden und auf eine optimale Bremswirkung und eine optimale Abklingzeit der Bremse abgestimmt werden, wie dies noch im folgenden anhand von Fig. 6 erläutert wird.

Die optimale Dimensionierung der Bremswicklungen ist von der gewünschten Bremskennlinie und von Art und Größe des Motors abhängig.

Ein bevorzugter Einsatzfall des erfindungsgemäßen Motors besteht in der Verwendung als gebremster Universalmotor für den Antrieb eines Elektrowerkzeugs. Insbesondere bei Winkelschleifern ist eine automatische Bremsung zum Zwecke der Unfallverhütung bei Ausschalten des Motors vorteilhaft.

Während sich bei ungebremsten Winkelschleifern eine Auslaufzeit des Motors vom Zeitpunkt der Abschaltung bis zum Stillstand in der Größenordnung von etwa 17 bis 20 Sekunden ergibt (vgl. Kurve 72 gemäß Fig. 6), liegt die bevorzugte Auslaufzeit des Motors bei der aktiven Bremsung in der Größenordnung von etwa 2 bis 4 Sekunden.

Die gewünschten Bremszeiten sind wiederum von der Größe des Winkelschleifers abhängig (z. B. 2000 Watt für einen großen Winkelschleifer oder 1000 Watt für eine kleinere Maschine) und werden von derartigen Überlegungen beeinflußt, wie etwa der Frage, wie lange es dauert, bis der Winkelschleifer aus einer normalen Arbeitshöhe zu Boden fällt, wenn er losgelassen wird.

In Fig. 6, in der die Abklingzeit der Drehzahl des Motors in 1000 Umdrehungen pro Minute über der Zeit in Sekunden beginnend mit dem Abschaltzeitpunkt aufgetragen ist, ist die Kennlinie 76 für den Motor nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 1, 2 dargestellt. Infolge der Begrenzung des Bremsstromes über die Diodenstrecke 5 ergibt sich hierbei ein relativ gleichmäßiges Abklingverhalten, was in knapp 2 Sekunden zum Stillstand der Maschine führt.

Bei der Schaltung des erfindungsgemäßen Motors 20 gemäß Fig. 3 wurde an einem Motor von 2000 Watt die Bremskurve 73 gemäß Fig. 6 ermittelt. Bei der gewählten Dimensionierung der Brems­ wicklungen 28-31 ergibt sich hierbei anfangs eine relativ starke Bremswirkung, was an dem steilen Abklingen der Kurve 73 zu sehen ist, die dann zu einem relativ langsamen Auslauf des Motors führt, so daß etwa erst nach ca. 4 Sekunden ein vollständiger Stillstand erreicht ist.

Bei der Messung wurde die Schaltung des Motors 20 gemäß Fig. 3 verwendet, wobei jedoch die vier in Reihe geschalteten Bremswicklungen 28-31 über den Schalter S₁ unmittelbar an die Ankerwicklung 22 gekoppelt waren, ohne daß der in Fig. 3 einge­ zeichnete Heißleiter 37 vorgesehen wurde.

Soll nun eine noch kürzere Auslaufzeit der Bremse erreicht werden, so kann dies beim Motor 20 gemäß Fig. 3 dadurch erreicht werden, daß die Bremswicklungen 28-31 für einen höheren Strom ausgelegt werden, d. h. also einen größeren Querschnitt aufweisen und gleichzeitig zur Vermeidung von stärkerem Kommutatorfeuer der Heißleiter 37 in Serie mit den Bremswicklungen 28-31 vorgesehen wird. Dies hat zur Folge, daß bei Beginn der Bremsung der Widerstand des Heißleiters 37 groß ist, so daß der Bremsstrom begrenzt wird. Während der Bremsung erwärmt sich der Heiß­ leiter 37, so daß dessen Widerstand abnimmt, um so die Bremswir­ kung zu verstärken. Insgesamt läßt sich so eine langsamere Bremsung am Anfang mit einer schnelleren Abklingzeit am Ende der Bremsung kombinieren.

In alternativer Weise kann statt eines mit den Bremswicklungen 28-31 in Serie geschalteten Heißleiters 37 ein parallel zu den Bremswicklungen 28-31 geschalteter Varistor 39 oder eine Transildiode (z. B. Zenerdiode) vorgesehen werden. Hierdurch wird im wesentlichen eine zu schnelle Bremsung beim Beginn der Bremsung vermieden, da bei der anfangs hohen Spannung der Varistor einen geringen Widerstand aufweist und somit den durch die Bremswicklungen 28-31 fließenden Strom verringert. Fällt die von der Ankerspule 22 erzeugte Spannung im Verlaufe der Bremsung ab, so nimmt der Widerstand des Varistors 39 zu, so daß nach kurzer Zeit der Bremsstrom ausschließlich über die Bremswicklungen 28-31 fließt.

Bei entsprechender Dimensionierung der Bremswicklungen 28-31 läßt sich auch hierdurch eine langsamere Bremsung beim Beginn des Bremsvorgangs und eine stärkere Bremsung am Ende des Bremsvorgangs erreichen.

Es hat sich gezeigt, daß bei einer Verwendung von vier Bremswick­ lungen eine besonders günstige Erregung erreicht wird, weshalb erfindungsgemäß jeweils vier Bremsspulen 28-31 vorgesehen sind.

Zwei Abwandlungen der Ausführung gemäß Fig. 3 sind in den Fig. 4 und 5 dargestellt und insgesamt mit den Ziffern 40 und 50 bezeichnet.

Hierbei werden für entsprechende Teile entsprechende Bezugs­ ziffern verwendet.

Die Ausführung des Motors 40 gemäß Fig. 4 entspricht weitgehend der Ausführung des Motors 20 gemäß Fig. 3 mit dem einen Unter­ schied, daß in dem separaten Strompfad 21a, in dem die vier Bremsspulen 28-31 vorgesehen sind, jeweils zwei Bremsspulen 28, 29 und 30, 31 in Serie geschaltet sind und diese beiden Stromzweige zueinander parallel angeschlossen sind. Ein weiterer Unterschied zu der Ausführung gemäß Fig. 3 besteht darin, daß anstelle des mit den Bremswicklungen 28-31 in Serie geschalteten Heißleiters 37 ein Widerstand 42 vorgesehen ist, der mittels eines Schalters S₂ durch Schließen der Kontakte 44, 45 überbrück­ bar ist.

Es versteht sich, daß der Schalter S₂ im dargestellten Fall gemäß Fig. 4 lediglich zum Zwecke der Erläuterung des Prinzips dargestellt ist und in der Praxis vorzugsweise durch ein Zeitschaltglied ersetzt wird, das nach einer vorbestimmten Zeit, z. B. nach 0,8 Sekunden, eine Überbrückung des Widerstandes 42 bewirkt.

Mit der Schaltung gemäß Fig. 4 wurde die Kennlinie 74 gemäß Fig. 6 aufgenommen. Infolge des Widerstandes 42 ergibt sich zunächst eine langsamere Bremsung im ersten Teil der Kurve 74. Mit Überbrückung des Schalters S₂ ergibt sich dann ein schnelleres Abklingen der Drehzahl beginnend mit der Unstetigkeitsstelle in der Kurve 74. Da sich durch die Verwendung der parallel geschalteten Bremswicklungen 28, 29 bzw. 30, 31 insgesamt eine etwas stärkere Bremswirkung ergibt, kann somit nach Überbrückung des Widerstandes 42 eine schnellere Abbremsung erreicht werden, so daß sich im gezeigten Beispiel ein Stillstand der Maschine schon nach etwa 2,5 Sekunden ergibt.

Eine nochmalige Abwandlung der Ausführung gemäß Fig. 4 ist in Fig. 5 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 50 bezeichnet.

Der einzige Unterschied zu der zuvor anhand von Fig. 4 beschrie­ benen Ausführung besteht darin, daß in dem separaten Strompfad 21b die vier Bremswicklungen 28-31 sämtlich parallel zueinander geschaltet sind.

Mit der selbsterregten Bremse gemäß den Fig. 3 bis 5 können die Bremswicklungen erheblich günstiger dimensioniert werden als nach dem Stand der Technik, da sie nur für den Bremsstrom ausgelegt werden müssen, nicht jedoch für den Nennstrom durch die Feldspulen 24, 26, der im Dauerbetrieb auftritt. Vorzugsweise wird bei den Bremswicklungen die gleiche Windungszahl wie bei den Feldwicklungen verwendet, jedoch ist ein ungefähr sechsmal geringerer Querschnitt ausreichend.

Darüber hinaus ist ein einfach aufgebauter Schalter für die Umschaltung zwischen Motorbetrieb und Bremsbetrieb ausreichend.

Claims (9)

1. Reihenschlußmotor mit Kommutator und Bremswicklung, insbesondere für ein gebremstes Elektrowerkzeug mit Universalmotor, umfassend mindestens eine mit einer Ankerwicklung in Reihe geschaltete Feldwicklung (24, 26), sowie mindestens eine Bremswicklung (28, 29, 30, 31) zur Bremsung des Motors im Bremsbetrieb, sowie eine Schaltein­ richtung (S₁) zur Umschaltung des Motors zwischen Brems­ betrieb und Motorbetrieb, wobei die mindestens eine Bremseinrichtung (28-31) in einem separaten Strompfad (21, 21a, 21b) angeordnet ist, über den die Ankerwicklung (22) nur im Bremsbetrieb kurzgeschlossen ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vier Bremswicklungen (28-31) vorgesehen sind, und daß eine Strombegrenzungseinrichtung (37; 39; 42, 44) zur Begrenzung des Bremsstroms vorgesehen ist.

2. Reihenschlußmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (S₁) einen ersten mit den Bremswicklungen (28-31) in Reihe angeordneten Schalter (32, 33) zum Schließen des separaten Strompfades im Bremsbetrieb, sowie einen zweiten Schalter (34, 35) zum Unterbrechen des Hauptstrompfades (38) über die Anker­ wicklung (22) und die Feldwicklungen (24, 26) umfaßt.

3. Reihenschlußmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremswicklungen (28-31) in Reihe geschaltet sind und im Bremsbetrieb parallel zur Ankerwicklung (22) liegen.

4. Reihenschlußmotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei in Reihe geschaltete Bremswicklungen (28, 29; 30, 31) parallel zur Ankerwicklung (22) geschaltet sind.

5. Reihenschlußmotor nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremswicklungen (28-31) parallel zur Ankerwicklung (22) geschaltet sind.

6. Reihenschlußmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungseinrichtung parallel zu den Bremswicklungen (28-31) geschaltet ist und vorzugs­ weise als Varistor (39) ausgebildet ist.

7. Reihenschlußmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungseinrichtung in Reihe mit den Bremswicklungen (28-31) geschaltet ist.

8. Reihenschlußmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungseinrichtung einen mittels eines Schalters (S₂) überbrückbaren Widerstand (42) umfaßt.

9. Reihenschlußmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombegrenzungseinrichtung einen Heißleiter (37) umfaßt.