DE2445948A1

DE2445948A1 - Optical thermal overload indicator for electric motor - using temperature sensitive detector to control a lamp uses reservoir capacitor

Info

Publication number: DE2445948A1
Application number: DE19742445948
Authority: DE
Inventors: Daniel Jurgensen; Guenter Schaal
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1974-09-26
Filing date: 1974-09-26
Publication date: 1976-04-15

Abstract

The application is typically to motor driven hand tools and gives the operator a visual indication of motor overload. A temperature sensitive element (14), typically a special resistor, is mounted on the motor winding and connected electrically across a neon lamp (13) in the tool housing. The mains supply, via a diode and limiting resistor, is connected across lamp, resistor, and reservoir capacitor. When the winding temperature becomes higher than a predetermined value the detector resistance suddenly increases allowing the voltage across the capacitor to rise to a value where the lamp strikes and gives an illuminated warning to the operator.

Description

Optische Uberlastanzeige für Elektromotoren Die Erfindung betrifft eine optische tberkstanzeige für vorzugsweise in Handwerkzeugmaschinen eingebaute Elektromotoren, insbesondere Universalmotoren.Optical overload indicator for electric motors The invention relates to an optical burst display for preferably built into hand machine tools Electric motors, in particular universal motors.

Bei bekannten Handwerkzeugmaschinen ist es üklich, im Motorstromkreis einen sogenannten Sberstromschalter anzuordnen.In known hand machine tools, it is ugly in the motor circuit to arrange a so-called Sbercurrent switch.

gei zu starker Bremsbelastung wird der Motor dieser IIandwerkzeugmaschinen infolge unzulässig hohen Stroms zu heiß, so daß seine Wicklung gefährdet ist. Ein im Überstromschalter angeordnetes Bimetall unterbricht direkt oder über eine Relaisspule sodann den Motorstromkreis. Auf diese Weise werden Schäden des Motors sicher verhindert. Nachteilig ist allerdings, daß der Uberstromschalter auch schon bei kurzzeitig hoher Gberlast, wenn die Wicklung ihre zulässige Grenztemperatur noch lange nicht.If the braking load is too high, the motor of these hand machine tools will become too hot as a result of inadmissibly high current, so that its winding is endangered. A Bimetal arranged in the overcurrent switch interrupts directly or via a relay coil then the motor circuit. In this way, damage to the engine is safely prevented. However, it is disadvantageous that the overcurrent switch even at short-term high Overload when the winding is far from reaching its permissible limit temperature.

erreicht hat, den Motorstromkreis unterbricht. Umgekehrt kann auch bei nur geringfügiger überlast die Wicklung über die zulässige Grenztemperatur erwärmt werden, ohne daß der Uberstromschalter anspricht.has reached, interrupts the motor circuit. The other way round can also if the overload is only slight, the winding is heated above the permissible limit temperature without the overcurrent switch responding.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Uberlastanzeige der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die einen kurzzeitigen Überlastbetrieb zulassen und ein Warnsignal erst dann abgeben wird, wenn die zulässige Grenztemperatur der Wicklung des Motors erreicht ist.It is therefore the object of the invention to provide an overload indicator of the initially mentioned to create described type, which allow a short-term overload operation and a warning signal is only emitted when the permissible limit temperature of the winding is reached of the motor is reached.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß in die Ständerwicklung des Elektromotors ein Temperaturfühler eingebaut ist, der eine Glimmlampe steuert.This is achieved according to the invention in that in the stator winding The electric motor has a built-in temperature sensor that controls a glow lamp.

Das hat den Vorteil, daß beim Überschreiten einer maximal zulässigen Temperatur in der Wicklung des El ektro motors ein deutlich sichtbares Blinklift ausgelöst wird, welches nach Absinken unter die Grenztemperatur wieder erlischt. Ein kurzzeitiger Überlastbetrieb wird so lange möglich, bis die maximal zulässige Grenztemperatur der Wicklung erreicht ist. Wird zum Beispiel eine Handwerkzeugmaschine mit einem Vorsatzgerät zum Sägen benutzt, so kann ein begonnener Sägeschnitt voll abgeschlossen werden, ohne daß die ganze Anlage beim Ansprechen des Temperaturfühlers stehenbleibt. Man kann dann anschliessend das Gerät im Leerlauf weiterbetreiben und sieht dann an der Anzeige, wann die zulässige Wicklungstemperatur wieder erreicht ist.This has the advantage that when a maximum permissible Temperature in the winding of the electric motor a clearly visible blinker lift is triggered, which goes out again after falling below the limit temperature. Short-term overload operation is possible until the maximum permissible The limit temperature of the winding has been reached. For example, it is a handheld power tool Used for sawing with an attachment, a saw cut that has been started can be full be completed without the entire system responding to the temperature sensor stop. You can then continue to operate the device in idle mode and then sees on the display when the permissible winding temperature has been reached again is.

Sehr vorteilhaft ist, daß in einer über einen Gleichrichter betriebenen, aus einer Glimmlampe mit parallel liegendem Kondensator und einem Serienwiderstand mit bestehender Blinkschaltung als Temperaturfühler ein Kaltleiter (PflC-Widerstand) enthalten ist.It is very advantageous that in a rectifier operated, from a glow lamp with a parallel capacitor and a series resistor with an existing flashing circuit as a temperature sensor, a PTC thermistor (PflC resistor) is included.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.Further advantageous refinements of the subject matter of the invention result from the claims, the description and the drawing.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in Figur 1 eine elektrische Handbohrmaschine mit optischer Überlastanzeige, Figur 2 das Schaltschema der Überlastanzeige und Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer optischen Blinküberlastanzeige.Two embodiments of the invention are shown in the drawing. This shows in Figure 1 an electric hand drill with optical Overload indicator, Figure 2 the circuit diagram of the overload indicator and Figure 3 a second Embodiment of an optical flashing overload indicator.

Die in Figur 1 der Zeichnung dargestellte elektrische Handbohrmaschine 1 hat ein Gehäuse 2, in dem ein elektrischer Universalmotor 3 eingebaut ist, welcher über ein nicht dargestelltes Getriebe ein Bohrfutter 4 antreibt. Der Universalmotor 3 besteht aus einem auf einer Welle 7 drehbar angeordneten Läufer 8 mit Kollektor 9, dem Schleifbürsten 10 anliegen. Der Läufer 8 liegt innerhalb eines Ständers 11 mit Ständerwicklungen 12.The electric hand drill shown in Figure 1 of the drawing 1 has a housing 2 in which a universal electric motor 3 is installed, which Drives a drill chuck 4 via a gear (not shown). The universal motor 3 consists of a rotor 8 rotatably arranged on a shaft 7 with a collector 9, the grinding brushes 10 rest. The rotor 8 lies within a stator 11 with stator windings 12.

Am hinteren Ende des Gehäuses 2 der Bohrmaschine 1 ist eine Glimmlampe 13 angeordnet, die von einem Temperaturfühler 14 gesteuert wird, welcher innerhalb der Ständerwicklung 12 angeordnet ist. So bald die Temperatur der Ständerwicklung 12 infolge Überlastung des Motors über eine maximal zulässige Grenztemperatur steigt, beginnt die Glimmlampe 13 zu blinken, so daß der Bedienungsmann den Universalmotor 3 über den am Handgriff 5 angeordneten Drückerschalter 6 ausschalten kann.At the rear end of the housing 2 of the drill 1 is a glow lamp 13 arranged, which is controlled by a temperature sensor 14, which within the stator winding 12 is arranged. So soon the temperature of the stator winding 12 rises above a maximum permissible limit temperature as a result of overloading the motor, the glow lamp 13 begins to flash, so that the operator activates the universal motor 3 can switch off via the trigger switch 6 arranged on the handle 5.

In den Figuren 2 und 3 der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele einer die Blinklampe 13 steuernden optischen Überlastanzeige dargestellt. Im ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 liegt an zwei Klemmen 15, 16 eine Netzwechselspannung an. Die Klemmen 15, 16 sind über einen Gleichrichter (Diode) 17, einen Serienwiderstand 18 und die Glimmlampe 13, der ein Kondensator 19 parallel geschaltet ist, miteinander verbunden. In dieser Blinkschaltung ist als Temperaturfühler 14, der in die Ständerwicklung 12 eingebaut ist, ein Kaltleiter (PTC-Widerstand) parallel zur Glimmlampe 13 geschaltet.In Figures 2 and 3 of the drawing are two exemplary embodiments an optical overload indicator controlling the flashing lamp 13 is shown. In the first The exemplary embodiment according to FIG. 2 is connected to two terminals 15, 16 by a mains alternating voltage at. The terminals 15, 16 are connected via a rectifier (diode) 17, a series resistor 18 and the glow lamp 13, to which a capacitor 19 is connected in parallel, with one another tied together. In this flashing circuit is a temperature sensor 14, which is in the stator winding 12 is installed, a PTC thermistor (PTC resistor) parallel to the glow lamp 13 switched.

Bei Betätigung des Drückerschalters 6 läuft der Universalmotor 3 an. Da die Ständerwicklung 12 eine unterhalb der maximal zulässigen Grenztemperatur liegende Temperatur aufweist, ist die Blinkschaltung über den bei niedriger Temperatur einen geringen Widerstand aufweisenden, als Kaltleiter ausgebildeten Temperaturfühler 14kurz geschlossen. Die.Glimmlampe 13 ist erloschen. Zieht der Universalmotor 3 infolge zu starker Bremsbelastung einen großen Strom, so erwärmt sich die Standerwicklung 12 und zugleich der darin eingebaute Temperaturfühler. Dieser wird dann so hochohmig, daß sich am Kondensator 19 die Schwellspannung der Glimmlampe 13 aufbauen kann, was schließlich zu einem Entladungsvorgang über die Glimmlampe 13, welche dabei aufblinkt, führt. Dieser Vorgang wiederholt sich nun so lange, bis der Demperaturfühler 14 bei Abkühlung der Ständerwicklung 12 wieder niederohmig geworden ist und die Blinkschaltung kurzschließt. Beim Ansprechen des Temperaturfühlers 14 wird dem Bedienungsmann angezeigt, daß die zulässige Grenztemperatur der Ständerwicklung 12 überschritten ist. Der'Universalmotor 3 bleibt aber nicht -wie bei bekannten Handwerkzeugmaschinen mit Überstromschalter -stehen, sondern der gerade begonnene Arbeitsgang kann voll abgeschlossen werden. Ein plötzliches Unterbrechen z. B. eines Sägeschnittes, das einen Absatz in der Sägekante hervorrufen würde, wird so verhindert. Der Bedienungsmann kann anschliessend das Gerät im Leerlauf weiterbetreiben, wobei es sich durch den von ihm erzeugten Kühlluftstrom abkühlt. Das Erlöschen der blinkenden Glimmlampe 13 zeigt dem Bedienungsmann an, wann der Betriebszustand der Handwerkzeugmaschine wieder erreicht ist.When the trigger switch 6 is actuated, the universal motor 3 starts up. Since the stator winding 12 is below the maximum permissible limit temperature If the temperature is low, the flashing circuit is above that at low temperature a low resistance temperature sensor designed as a PTC thermistor 14short closed. The glow lamp 13 has gone out. If the universal motor 3 If the braking load is too high, a large current is generated, the stator winding heats up 12 and at the same time the temperature sensor built into it. This then becomes so high-resistance that the threshold voltage of the glow lamp 13 can build up on the capacitor 19, which finally leads to a discharge process via the glow lamp 13, which in the process flashes, leads. This process is repeated until the temperature sensor 14 has become low resistance again when the stator winding 12 has cooled down and the Flashing circuit short-circuits. When the temperature sensor 14 responds, the operator indicated that the permissible limit temperature of the stator winding 12 has been exceeded is. However, the universal motor 3 does not remain - as is the case with known handheld power tools with overcurrent switch, but the operation that has just begun can be full be completed. A sudden interruption e.g. B. a saw cut that would cause a shoulder in the saw edge is prevented. The operator can then continue to operate the device in idle mode, whereby the cooling air flow generated by it cools. The extinguishing of the flashing glow lamp 13 shows the operator when the operating state of the handheld power tool is is reached again.

Das zweite Ausführungsbeispiel der Überlastanzeige geht von der gleichen Blinkschaltung aus wie das erste Ausführungsbeispiel: Die Klemmen 15, 16, an denen eine Netzwechselspannung un liegt, sind wiederum über einen als Diode 27 ausgebildeten Gleichrichter, einen Serienwiderstand 28 und eine Glimmlampe 23 mit parallel liegendem Kondnnsator 29 miteinander verbunden.The second embodiment of the overload indicator is based on the same Flashing circuit off like the first embodiment: The terminals 15, 16, on which an AC mains voltage is un, are in turn formed as a diode 27 via a Rectifier, a series resistor 28 and a glow lamp 23 with parallel condenser 29 connected to one another.

Parallel zum Serienwiderstand 28 ist ein ebenfalls als Kaltleiter ausgebildeter Temperaturfühler 24, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel noch mit einem Trimmwiderstand 30 in Reihe liegt, geschaltet.In parallel with the series resistor 28, there is also a PTC thermistor trained temperature sensor 24, which in the illustrated embodiment is still connected in series with a trimming resistor 30.

Die Funktion dieses zweiten Ausführungsbeispiels einer Überlastanzeige unterscheidet sich von der Funktion des ersten Ausführungsbeispiels dadurch, daß die Glimmlampe 23 bei Einschalten des Universalmotors 3 - wenn die Temperatur der Ständerwicklung 12 unterhalb der maximal zulässigen Temperatur liegt - dauernd brennt. Dies, weil an dem aus Serienwiderstand 18, Trimmwiderstand 30 und - bei niedriger Temperatur -niederohmigen Temperaturfühler 24 eine so geringe Spannung abfällt, daß die an der Glimmlampe 23 anliegende Spannung oberhalb von deren Scliellspannung liegt.* Wirct nun bei Überschreiten der maximal zulässigen Temperatur in der Ständerwicklung der Temperaturfühler 24 hochohmig, so wird wieder wie beim ersten Ausführungsbeispiel der Kondensator 29 über den Serienwiderstand 28 aufgeladen, bis die Schwellspannung der Glimmlampe 23 erreicht ist: Die Glimmlampe beginnt wiederum zu blinken. Das Blinken geht erst wieder in Dauerleuchten über, wenn der Temperaturfühler nach Abkühlen der Ständerwicklung 12 wieder niederohmig geworden ist.The function of this second embodiment of an overload indicator differs from the function of the first embodiment in that the glow lamp 23 when switching on the universal motor 3 - if the temperature of the Stator winding 12 is below the maximum permissible temperature - burns continuously. This is because the series resistor 18, trim resistor 30 and - at lower Temperature - low resistance temperature sensor 24 such a low voltage drops, that the voltage applied to the glow lamp 23 is above its initial voltage * Acts now when the maximum permissible temperature in the stator winding is exceeded the temperature sensor 24 is high-resistance, as in the first embodiment the capacitor 29 is charged via the series resistor 28 until the threshold voltage the glow lamp 23 is reached: The glow lamp begins to flash again. That The flashing does not change to a permanent light until the temperature sensor has cooled down the stator winding 12 has become low-resistance again.

Die Blinkfrequenz der Glimmlampe 13, 23 läßt sich durch die Dimensionierung des Serienwiderstands 18, 28 und des Kondensators 19, 29 bestimmen.The flashing frequency of the glow lamp 13, 23 can be determined by the dimensioning of the series resistor 18, 28 and the capacitor 19, 29 determine.

Die beschriebene optische t'berlastanzeige kann natürlich bei Motoren verwendet werden, die nicht in Handwerkzeugmaschinen eingebaut sind.The optical overload indicator described can of course be used with motors used that are not built into handheld power tools.

*Die Lampe blinkt dann mit einer so hohen Blinkfrequenz, daß dies vom menschlichen Auge als Dauerlicht angesehen wird.* The lamp then flashes with such a high flashing frequency that this is viewed as continuous light by the human eye.

Claims

Expectations

1. Optical overload shield for preferably in hand machine tools built-in electric motors, in particular universal motors, characterized in that that in the stator winding (12) of the electric motor (3) a temperature sensor (14, 24) is installed, which controls a glow lamp (13, 23).

2. overload indicator according to claim 1, characterized in that in one operated via a rectifier (17, 27), consisting of a glow lamp (13, 27) with a parallel capacitor (19, 2 ° 3 and a series resistor (18, 285) Flashing circuit as temperature sensor (14, 24) contain a PTC resistor is.

3. Overload indicator according to claim 2, characterized in that the The temperature sensor (14) is connected in parallel to the glow lamp (13).

4. overload indicator according to claim 2, characterized in that the Temperature sensor (24) in particular in series with a resistor (30) in parallel with the series resistor (28) is connected.

5. overload indicator according to claim 2, characterized in that the Rectifier is a diode (17, 27).

L e r s e i t e