DE3100436A1

DE3100436A1 - Elektrisches geraet mit motorantrieb regelbarer drehzahl, insbesondere handmixer

Info

Publication number: DE3100436A1
Application number: DE19813100436
Authority: DE
Inventors: Edward J. 60641 Chicago Ill. Grant jun.; William H. 60148 Lombard Ill. Scott; John M. 60137 Glen Ellyn Ill. Stipanuk
Original assignee: Sunbeam Corp
Current assignee: Sunbeam Corp
Priority date: 1980-01-11
Filing date: 1981-01-09
Publication date: 1982-01-07
Also published as: GB2069770B; FR2473805B1; CA1143821A; US4349758A; GB2069770A; FR2473805A1; JPS56102221A

Description

Dl PL.-1 NG. J. R IC HTE R Γ PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. F. WERDERMANN " ZÜGEL. VERTRETER BEIM EPA · PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE EPO ■ MANDATAIRES AGREES PRES LOEB

2OOO HAMBURG

NEUER WALL

S (O4O) 34 0045/34 00

TELEGRAMME: INVENTIUS HAMBURG

TELEX 2163 551 INTU D

8. 1. SI

UNSER ZEICHEN/OUR FILE

S. 4465-1-80664 Wdm/le

PATENTANMELDUNG

PRIORITÄT:

11. Januar 198O (entspr. U.S. Serial No. Ill 412)

BEZEICHNUNG:

Elektrisches Gerät mit Motorantrieb regelbarer Drehzahl, insbesondere Handmixer.

ANMELDER; SUNBEAM CORPORATION 5400 West Roosevelt Road Chicago, 111. 6O65O

V.St.A.

ERFINDER:

Edward J. Grant, Jr. William H. Scott John M. Stipanuk

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Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Gerät mit einem Motorantrieb, dessen Drehzahl regelbar ist, insbesondere einen Handmixer oder Schaumschläger, ein elektrisches Messer oder eine Bohrmaschine.

Bei kleinen elektrischen Geräten dieser Art wird vielfach ein Universalmotor (Reihenschlussmotor) dazu verwendet, ein oder mehrere auswechselbare Werkzeuge anzutreiben, deren Bewegung eine spezielle Aufgabe bezweckt. Bei vielen Geräten dieser Art ist es wichtig, die Abtriebsgeschwindigkeit für das Werkzeug verändern zu können. Das geschieht in der Regel durch Ändern der Motordrehzahl mittels Änderung der wirksamen Teile der Feldwicklung.

Der übliche Universalmotor weist eine Feldwicklung und einen bewickelten mit einem Kommutator versehenen Anker auf, wobei Feld- und Ankerwicklung über den Kommutator in Reihe geschaltet sind (Einphasen-Reihenschlussmotor). An der Feldwicklung sind einzelne Abgriffe vorgesehen und durch Leitungsdrähte mit einer Schaltvorrichtung verbunden, mittels deren Teile der Feldwicklung umgegangen werden können. Auf diese Weise wird die wirksame Windungszahl der Feldwicklung und damit die I'lotorstromstärke verändert. Die kleinste wirksame V/indungszahl der Feldwicklung ergibt die grösste Motordrehzahl und die grösste wirksame V/indungszahl der Feldwicklung die niedrigste

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Notordrehzahl. Dazu ist jedoch eine elektrische Schaltvorrichtung mit vielen Kontakten erforderlich und es wird ausserdem nur eine stufenweise Änderung der Motorgeschwindigkeit je nach der Zahl getrennter Abgriffe und verfügbarer Schalter-Stellungen erreicht. Ausserdem sind die Kosten einer solchen Schaltvorrichtung sowie der erforderlichen Verbindungsdrähte und ihrer Isolation sowie die Fertigungskosten zur Herstellung der teilweise abisolierten Verbindungsdrähte,ihrer Verschweißung und der Anbringung neuer Isolation auf den Verbindungen nicht unerheblich.

Ferner ist es von Wichtigkeit, mit möglichst einfachen Mitteln die Bürsten des Kommutators eines solchen Universalmotors vorzuspannen, so dass sie gegen den Kommutator gedruckt werden, aber nach Verbrauch des Bürstenmaterials die zum Vorspannen dienenden Hilfsmittel weder mit dem Kommutator in Berührung gelangen noch aus ihrer Führung herausgeraten. Dies ist um so mehr wichtig als die zur Vorspannung dienenden Mittel aus hartem elektrisch leitendem Material bestehen, durch das die Kommutatorkontakte bei direkter Berührung beschädigt werden könnten.

Schliesslich ist es von Wichtigkeit, eine einheitliche Antriebsbaugruppe für verschiedene Ausführungsformen elektrischer Kleingeräte zu schaffen, für welche verschiedene Zahl einstellbarer Arbeitsgeschviindigkeiten durch baukastenartiges Austauschen lediglich eines Rastenelementes vorgesehen werden kennen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Gerät der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das unter Verwendung einer Antriebsbaugruppe als einheitliches Bauteil und zusätzlicher einheitlicher Bauteile sowie möglichst v;enig wahlweise verwendbaren unterschiedlichen Bauteilen in verschiedenen Ausführungsformen herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die in dem Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 angegeben.

Wesentlich für die Erfindung sind eine als Baumodul verwendbare Antriebsbaugruppe, eine verbesserte Drehzahlsteuerung des Antriebsmotor, eine verbesserte Vorspannvorrichtung zum Andrücken der Kommutatorbürsten gegen die Kommutatorkontakte und eine Verbesserung der Montage des Geräts.

Die Feldwicklung des Motors besteht aus mehreren getrennten, in Reihe geschalteten Wicklungen, wobei fortlaufend ein Schleifenabschnitt von den Enden einer jeden Teilwicklung abgenommen ist. Die Schleifenabgriffe sind nebeneinander um eine Spindel gelegt und ein Schleifkontakt kann wahlweise und gleitend mit jeweils einer oder zwei nebeneinander liegenden Schleifenabgriffen in Beilhrung gebracht werden. Eine elektrische Reihenschaltung wird durch den Kommutator, den

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Schleifkontakt und die Feldwicklung von deren Ende aus hergestellt, so dass der Schleifkontakt in einer beliebigen Stellung keine oder einige Wicklungen umgeht, um die I'otordrehzahl v.'irksam zu variieren.

Die Vorspannfeder zum Andrücken der Kommutatorbürsten an die Kommutatorkontakte hat die Form einer Torsionsfeder, welche zwei abgebogene Enden und ein diese verbindendes gewundenes Zwischenstück aufweist. Das eine Federende reicht durch eine öffnung in Wandungen der Bürstenführung hindurch und kann sich in Querrichtung bewegen, um die Kommutatorbürste gegen die Kommutatorkontakte anzudrücken. Die an die Öffnung angrenzenden Bürstenführungswandungen können das eine Ende der Feder abfangen und, auch bei NichtVorhandensein der Kommutatorbürste, an einer Betihrung der Kommutatorkontakte hindern.

Die nach Art eines Baumoduls verwendbare Antriebsbaugruppe wird zwischen zwei zusammenpassenden Gehäusehälften mit Abstützungen oder Führungen gehalten; die beiden Gehäusehälften werden durch ein Klebemittel miteinander verbunden, ohne dass es sonstiger Verbindungsmittel üblicher Art bedarf.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines elektrischen Handmixers mit den Merkmalen der Erfindung;

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Fig. 2 die Ansicht eines Senkrechtschnittes in vergrössertem Maßstab entlang der Linie 2-2 von Fig. 1, wobei jedoch (mit wenig Ausnahmen) im wesentlichen nur das Gehäuse selbst und nicht die darin eingebauten Teile als Schnittansicht dargestellt sind;

Fig. 3 einen Senkrechtschnitt etwa längs der Linie 3-3 von Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht der Antriebsbaugruppe von oben mit Blick auf die Ebene H-k von Fig. 2;

Fig. 5 eine Teilansicht von Fig. 4 in einem grösseren Maßstab, betreffend vor allem die Bürstenhaltevorrichtung und die Vorspannfeder für die Bürsten zum Andrücken an den Kommutator, jedoch unter Weglassung der Bürsten selbst;

Fig. 6 eine Seitenansicht der Geschwindigkeitssteuervorrichtung mit Blick auf die Ebene 6-6 von Fig. 4;

Fig. 7 und 8 vergrösserte Teilschnittansichten mit Blick auf die Ebenen 7-7 und 8-8 von Fig. 6; und

Fig. 9 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zur Geschwindigkeitssteuerung.

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Der in Fig. 1 dargestellte Handmixer 10 weist ein Gehäuse 11 mit einer Handhabe 12 und einem Hebel 13 zur Geschwindigkeitssteuerung auf, der für den Daumen der das Gerät haltenden Hand des Benutzers zugänglich ist. Der Kixer 10 un.fasst eine baumodulartig verwendoare Einheit einer Antriebsbaugruppe lh (Fig. 2 und ^), die zwei parallele drehbare Schlagwerkzeuge 15 trägt, welche von in Drehung versetzten Zangen oder Sockeln 16 am vorderen Ende des Gehäuses 11 nach unten reichen. Die Schlagwerkzeuge 15 werden in Gegenrichtung zueinander umlaufend angetrieben; ihre Schlagflügel 15a überlappen sich, wie üblich, gestaffelt zueinander. Ein für den Daumen des Benutzers zugänglicher Auswerfer 17 ist zum axialen Entkuppeln der Schlagwerkzeuge 15 von den Sockeln 16 vorgesehen (Fig. 2 und 3). Der Auswerfer 17 hat Seitenflügel 17a, die zwischen Gehäusewandungsteilen 17b geführt sind und eine Rückstellfeder 17c, die den Auswerfer 17 nach oben, von den Schlagwerkzeugen 15 weg zu drücken sucht; ein waagerechter Wandungsteil 17d am Gehäuse reicht zwischen die Wände 17b und wird von den Flügeln 17a abgefangen, um die Aufwärtsbewegung des Aus- . werfers 17 zu begrenzen. In einem Abstand befindliche Auswerferarme 17e, die mit den oberen Enden 15b der Schlagwerkzeuge 15 ausgerichtet sind, können mit den oberen Enden 15b zur Berührung gelangen, um die Schlagwerkzeuge 15 von den Sockeln 16 beim Abwärtsdrücken des Auswerfers 17 zu lösen und auszuwerfen.

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Das Gehäuse 11 des dargestellten Gerätes besteht aus zwei Schalen lla und 11b, deren Ränder längs einer Teilungslinie 19 am Umfang des Gehäuses aufeinander treffen; die Ränder der Gehäuseschalen sind abgesetzt, so dass sich überlappende Zungen 19a gebildet werden wie in Fig. 3 dargestellt. Die Teilungslinie 19 verläuft längs des ganzen Umfangs beider Gehäuseschalen lla und 11b in einer vertikalen Ebene mit Ausnahme derjenigen Flächen, wo das Verbleiben von Öffnungen beabsichtigt ist. So ist die längliche Öffnung 20a (Fig. 2) £ir den Hebel 13 der Geschwindigkeitssteuerung vorgesehen, die Öffnung 20b ist für den Schlagwerkzeugauswerfer 17 vorgesehen und die öffnung 20c dient zum Durchführen einer elektrischen Anschlussleitung 21. Die Anschlussleitung 21 ist mechanisch mit dem Gehäuse 11 durch ein verdicktes einstückig geformtes nachgiebiges Preßstück 21a verbunden, das zwischen innen an der Gehäuseschale lla ausgebildeten Wänden 21b und 21c festgehalten wird.

Die Antriebsbaugruppe lH weist einen einstückigen als Traggerüst dienenden Rahmen 22 (Fig. Ί) auf, an dem vier seitlich angeordnete Vorsprünge 23» mit ihm aus einem Stück bestehend, an seinen vier seitlichen Ecken ausgebildet sind. Die Antriebsbaugruppe 1*J passt in die Gehäuseschalen lla und 11b und wird darin an vier in Abständen voneinander befindlichen Stellen, zweien an jeder Gehäusehälfte, gebildet durch Führungsrippen oder Vertiefungen 2¹I (Fig. 3) festgehalten, welche die vier

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'-Ai-

Vorsprünge 23 an der Baugruppeneinheit I^ aufzunehmen geeignet sind. Vorzugsweise ist ein elastischer Schuh oder ein Kissen 25 zwischen jedem Vorsprung 23 und der ihm zugeordneten Vertiefung 2k vorgesehen, so dass die Baugruppeneinheit I¹I gegen das Gehäuse 11 für mechanische Schwingungen
isoliert ist.

An den Gehäuseschalen lib und 11a sind in einem Stück mit diesen ausgebildete zusammenpassende Zapfen 26a und Bohrungen 26b (Fig. 2), und zwar insgesamt sieben Sätze, an in Abständen voneinander befindlichen Stellen längs der Teilungslinie vorgesehen, so dass die Gehäuseschalen Ha und Hb genau passend zusammengesetzt werden können. Vorzugsweise wird ein
Klebemittel zwischen die zusammenwirkenden Zapfen und Bohrungen sowie ggf. auch zwischen die zusammenstossenden Umfangsränder der Schalen an bestimmten Stellen längs der
Teilungslinie 19 eingebracht, um die Schalen Ha und Hb aneinander zu befestigen. Ausserdem ist die Gehäuseschale 11a mit einem Paar angeformter, axial durchbohrter seitlich angeordneter Anschläge 27a und die Gehäuseschale Hb mit einem Paar dazu ausgerichteter seitlich vorstehender gerändelter Metallstifte 27b versehen, die in die durchbohrten Anschläge 27a mit Preßsitz hineinpassen. Die Metallstifte 27b dienen zunächst als Führung für die mit Klebemittel versehenen Zapfen 26a und erfüllen die Funktion eines Zusammenklammerns der Gehäusehälften Ha und Hb während der Härtungszeit des Klebemittels

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sov;ie zur Erhöhung der Scherfestigkeit der Gesamtanordnung in der Endlage. Dann befinden sich die modulartige Antriebsbaugruppe I^, der Auswerfer 17 und die Zuleitungsschnur 21 in der einen Gehäuseschale 11a, und die andere Gehäuseschale 11b, deren Zapfen 26a und deren Umfangsrandkanten mit Klebemittel bedeckt sind, wird dann über diese Bauteile und in ausgerichtetem Eingriff mit der Gehäuseschale 11a zusammengesteckt.

Das rahmenartige Traggerüst 22 der modulartigen Antriebsbaugruppe weist parallele Öffnungen 28 (Fig. 3) zur Aufnahme der bereits erwähnten drehbaren Schlagwerkzeugsockel 16 auf, die an ihren oberen Enden mit daran angeformten Getriebezahnrädern 30 versehen sind. Ferner weist das Traggerüst 22 der Antriebsbaugruppe in einem Abstand voneinander befindliche Seitenschienen 32 (Fig. H) auf, zwischen denen ein Raum 32a freibleibt, in dem die Feldwicklung 3^ und der Anker 35 des Motors l*)a angeordnet sind. Die Feldwicklung J>k hat vorzugsweise die Gestalt eines U-förmigen Bauelements 36 (schematisch dargestellt in Fig. 9), das aus einem Jochstück 36a zwischen zwei Seitenschenkeln 36b besteht. In die Schenkel 36b sind zwei einander gegenüberstehende konkave Flächen 36c eingeschnitten, die mit den in einem Abstand davon befindlichen äusseren Polflächen 35a (Fig. 9) des Ankers 35 zusammenwirken; die Teilwicklungen der Feldwicklung sind auf das Jochstück 36a gewickelt.

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• AS-

Der Anker 35 ist auf einer Welle 42 (Fig. 4) befestigt, die von Drehlagern 43 an zwei Stellen mit Abstand voneinander umfasst und an dem Traggerüst 22 der Antriebsbaugruppe in Ausnehmungen der Wände 4 4 des Traggerüstes 22 festgehalten ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind C-förmig gestaltete federnde Halter 45 vorgesehen, die mit ihren mittleren Flächenteilen 45a auf den Lagern 43 liegen und sich mit ihren Endausläufern 45c in öffnungen 45b des Traggerüsts 22 abstützen, in die sie eingreifen und in denen sie gehalten werden. Die Ankerwicklungen 46 sind auf eine Isolierhülse 47 auf der Welle 42 zwischen den Ankerpolflächen 35a gewickelt und mit den Kontaktsegmenten 49 des ebenfalls auf der Welle 42 angeordneten Kommutators elektrisch verbunden; die Kontaktsegmente 49 sind Teile des Kommutators 48. Die Wicklungen 46 des Ankers 35 und ihre Verbindungen mit den Kommutatorsegmenten 49 sind, da kein Bestandteil dieser Erfindung, nur schematisch in Fig. gezeigt. Die Ankerwicklungen 46 und Polflächen 35a. sind somit innerhalb der konkaven Feldpolflächen 36c mit Abstand von diesen angeordnet; die Welle 42 ermöglicht in bekannter Weise die Drehung des Ankers 35 zwischen den Feldpolflächen 36c.

Ein auf dem hinteren Ende der Welle 42 befestigtes Flügelgebläse 50 dient zum Ansaugen von Luft durch Einlassöffnungen 51a (Fig. 1, 2 und 3) vorn am Gehäuse, die öffnung 20a des Drehzahleinstellers und etwaige andere öffnungen an dem Gehäuse 11, so dass die Luft über den Motor 14a und durch die Luftauslass-

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öffnungen 51b hinten an dem Gehäuse 11 strömt. Um für einen raschen Luftstrom axial zu dem Motor I¹Ia über die Feldwicklung 3²! und den Anker 35 zu sorgen, sind Querrippen 51c (Fig. 2) an den Gehäuseschalen 11a und 11b angeßrmt, welche dicht neben aber mit Abstand von diesen Bauteilen verlaufen. Die Welle ^fi2 trägt eine Getriebeschnecke 52 (Fig. H) an ihrem vorderen Ende, die mit den Schneckenzahnrädern 30 an den Sockeln 16 zusammenarbeitet und diese sowie die Schlagwerkzeuge 15 gegenläufig antreibt.

Der 'Kommutator Ί8 enthält ferner zwei Kommutatorbürsten 53 (Fig. H und S)₃ die zwischen an dem Traggerüst 22 ausgebildeten Führungswänden 5^ (Fig. 5) gelagert sind und gegen die Kommutatorsegmente ^9 gedrückt werden. Jeder der beiden Kommutatorbürsten 53 ist eine besondere Torsionsfeder 55 zugeordnet, die sie gegen die Kommutatorsegmente k9 drückt und zugleich als elektrische Zuleitung dient. Die beiden Enden 56 und 57 jeder Torsionsfeder 55 sind von dem wendelförmig gestalteten Mittelstück der Feder radial abgebogen. Die Mittelstücke 58 der beiden Federn sind über je einen an dem Traggerüst 22 der Antriebsbaugruppe angeformten Zapfen 59 gesteckt. Das abgebogene Ende 56 ist mit einer Abbiegung 56a versehen, die in eine seitlich am Traggerüst 22 ausgebildete Kerbe 60 eingreift, darin gehalten wird und mit einem Leiter der Zuleitungsschnur 21 verbunden ist. Das Ende 56a der anderen Bürstenfeder 55 ist mit einem Schleifkontakt 76, einer Geschwindigkeitssteuervorrichtung verbunden, Das andere abgebogene Ende

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der Feder 55 greift durch eine Öffnung 54a in der seitlichen Führungswand 54, die zu der zugeordneten Kommutatorbürste gehört und quer zur linearen Bewegung der Eürste 53 angeordnet ist. Ihr freies Ende 57a ist se geformt, dass es auf dem hinteren Ende der Bürste 55 aufliegt. Das abgebogene Federende 57 dient also zum Vorspannen der ihm zugeordneten Kommutatorbürste 53 in Richtung auf die Kommutatorsegmente 4 Die Öffnung 54a in der seitlichen Führungswand 54 endigt bei kurz vor den Kommutatorsegmenten 49, so dass das freie Ende 57a des abgebogenen Federendes 57 daran verhindert wird, die Kommutatorsegmente 49 zu berühren (Fig. 5), selbst wenn das relativ weiche Material der Bürste 53, im allgemeinen eine Kohlenstoff enthaltende Zusammensetzung, verbraucht ist. Dies ist von erheblicher Bedeutung, da die Feder 55 aus einem härteren und in höherem Maße widerstandsfähigen elastischen Material, wie z.B. einer Kupferlegierung besteht, so dass, wenn die Feder die umlaufenden Kommutatorsegmente 49 unter Druck berühren würde, die letzteren leicht beschädigt werden könnten.

Ferner ist es von Wichtigkeit, dass die Feldwicklung 34 eine Vielzahl von Teilwicklungen 64 auf dem Jochstück 36a des Feldwicklungsbauelementes 36 aufweist und ein aus isolierendem Kunststoff bestehender Spulenkörper 65 auf das Jochstück 36a des U-förmig gestalteten Elements 36 gesteckt ist, auf den die Wicklungsteile 64 gewickelt sind, um diese gegen das Bauelement 36 der Feldwicklung elektrisch zu isolieren. Dabei

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besteht die Feldwicklung 3k aus zahlreichen Teilwicklungen 64a, 64b, 64c, 64d, 64y und 6¹Iz, wie in Fig. 9 schematisch veranschaulicht. Es können eine grössere Zahl von Teilwicklungen vorgesehen sein, beispielsweise zwanzig Teilwicklungen 64. Jede Teilwicklung 64 besteht aus einer Kehrzahl getrennter Windungen 66, wobei die letzte Windung 66z jeder Teilwicklung von der Hauptfeldwicklung 34 weggeführt ist, um eine Schleife mit einem Abgriff 68 zu bilden. Die zahlreichen angedeuteten sehleifenförm.igen Abgriffe 68a, 68b, 68c, 68y und 68z entsprechen also den Endwindungen der dargestellten Teilwicklun- gen 64a, 64b, 6¹Ic, 64y und 64z.

Die Teilwicklungen 6k und die Schleifenabgriffe 68 bestehen c.iis einem fortlaufenden Stück Draht, das in Fig. 9 symbolisch dargestellt ist. Der Draht ist mit einer Isolierschicht 70 bedeckt (Fig. 8). Somit sind die aneinander angrenzenden Windungen 6.6 der Teilwicklungen 6k der Feldwicklung und die angrenzenden Schleifenabgriffe 68 elektrisch gegenseitig isoliert. Die Schleifenabgriffe 68 sind fortschreitend nebeneinander auf einer langgestreckten Spindel od.dgl. 71, die aus einem Stück mit dem Spulenkörper 65 bestehen kann, aufgelegt, wie dies aus den Fig. 2, 6 und 8 zu ersehen ist. Dies ist symbolisch in Fig. 9 dargestellt, wenngleich dort nicht zu sehen ist, dass die Schleifenabgriffe 68a, 68b, 68c, 68y und 68z tatsächlich dicht nebeneinander angeordnet sind.

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Ein elektrisch leitender elastischer Schleifkörper in Forrr, einer Blattfeder od.dgl. 75 ist relativ zu den Schleifenabgriffen 68 beweglich angeordnet. Er trägt einen kegelst ump·fförnigen Kontakt 76, der entweder mit einen*, einzelnen Schleifenabgriff 68 in Eerührung kommen kann oder eine sehr kleine Zahl einander benachbarter Schleifenabgriffe 68 in jeder seiner möglichen Stellungen, mit Ausnahme der Aus-Stellung, berühren kann. Der Schleifkörper 75 und die Schleifenabgriffe 68 bilden eine sehr wirksame aber nicht aufwendige Geschwindigkeitssteuervorrichtung 73· Bei einer kontinuierlich veränderbaren Schleifkontakt-Steuervorrichtung, wie sie hier vorgesehen ist, muss der Schleifkontaktkörper 75 zu jeder Zeit mit mindestens einem Schleifenabgriff 68 in Berührung stehen, um einen Kontakt aufrechtzuerhalten, der einer Ausgangsgeschwindigkeit entspricht. Indem also der Schleifkontaktkörper vom Schleifenabgriff 68a zum Schleifenabgriff 68b beispielsweise gleitet, hat der Schleifkontaktkörper 75 zu irgendeinem Zeitpunkt die beiden Schleifenabgriffe 68a und 68b zu überbrücken, so dass die Feldwicklungsteilwicklung 6¹Jb wirksam kurzgeschlossen oder umgangen ist und einen Umlaufstrom entwickelt, der Wärme erzeugt und den Wirkungsgrad des Motors I¹Ia herabsetzt. Um derartige Energieverlust- und Erhitzungsprobleme möglichst kleinzuhalten, ist es erwünscht, eine möglichst grosse Zahl von Schleifenabgriffen 68 in Verbindung mit relativ wenig Windungen der Wicklungsteile 6¹J der FeIdwic&ung dazwischen zu haben und den Überbrückungskontakt des

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Sehleifkontaktkörpers 75 auf höchstens zwei benachbarte Schleifenabgriffe 68 zu begrenzen. Die Anzahl der Schleifenabgriffe 68 insgesamt ist bei einer Ausführungsform_/wie hier beschrieben, auf zwanzig begrenzt.

Der Schleifkontakt 75 ist an das untere Ende eines Winkelhebels 77 angenietet, der schwenkbar um einen an dem Traggerüst 22 vorgesehenen Zapfen 78 angebracht ist, wobei das obere Ende des Hebels 77 den bereits erwähnten Geschwindigkeitssteuerhebel 33 bildet. Der elastische Schleifkontaktkörper 75, der quer zu seiner Bewegungsrichtung vorgespannt ist, um den Kontakt 76 im Eingriff mit den Schleifenabgriffen 68 zu halten, ist so ausgebildet, dass er einen bestimmten Kontaktdruck zwischen dem Kontakt 76 und den Schleifenabgriffen 68 aufrechterhält, jedoch so, dass noch eine genügend leichte Bewegbarkeit und angemessene Lebensdauer der Geschwindigkeitssteuervorrichtung 73 gewährleistet ist. Es wurde gefunden, dass eine gleichzeitige Berührung des Kontakts 76 mit mindestens zwei benachbarten Schleifenabgriffen 68 vorzuziehen ist und dass das Kontaktstück 76 relativ zu seiner Laufbahn leicht abgeschrägt sein sollte, um zu gewährleisten, dass der Kontakt 76 zu jeder Zeit mindestens zwei Schleifenabgriffe 68 überbrückt, ausgenommen in seiner Aus-Stellung. Die Aus-Stellung wird bestimmt durch ein Endstück 71a der Spindel 71, das keine Bewicklung mit Schleifenabgriffen 68 aufweist. Wie am besten die Fig. 6 und 8 zeigen, ist die Isolation 70 an den Schleifenabgriffen 68 längs

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der Bev.'egungsbahn 8l des Kontakts 76 stellenweise beseitigt, so dass der Schleifkontakt 76 einen stetigen Stromübergang mit den Schleifenabgriffen 68 herstellen kann. Durch eine Drehung des Hebels 77 v;ird der Schleifkontakt 76 wahlweise auf bestimmte einander benachbarte Schleifenabgriffe 68 eingestellt, die bestimmten Wicklungsteilen 64 der Feldwicklung J>' entsprechen, wodurch eine beträchtliche Zahl möglicher Kotorgeschwindigkeiten einstellbar ist.

Der Kraftstromkreis des Motors 14a ist aus Fig. 9 zu ersehen. An den Leitungen 82 und 83 liegt eine Wechselstromquelle. Von der Leitung 82 führt eine Reihenschaltung über die Bürsten 53, die Kommutatorkontakte 49 des Kommutators 48 und die Ankerwicklung 46 mit dem Schleifkontakt 76 zu der Leitung 84 und dem Schleifkontakt 75- Wenn der Kontakt 76 mit mindestens zwei Schleifenabgriffen 68 in Berührung steht, verläuft der Stromkreis über den Weg des geringsten Widerstandes, beispielsweise wie in Fig. 9 dargestellt, über den Schleifenabgriff 68b, die Teü/icklung 64b des Feldes, den Schleifenabgriff 68a und die Teilwicklung 64a des Feldes zu der Leitung 83. Der Motor 14a läuft dann mit einer bestimmten Geschwindigkeit bzw. Drehzahl. Bei dieser Stellung des Schleifkontakts 75 sind die Teilwicklungen 64c, 64d, 64y und 64z des Feldes bis zu dem nicht angeschlossenen Ende der Feldwicklung an dem Abgriff 68z umgangen. Die Motordtehzahl wird durch eine Verschiebebewegung des Schleifkontakts 75 längs der Kontaktbahn 8l verändert,

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wobei verschiedene Echleifenabgriffe 68 von dem Schleifkontakt. 76 berührt, werden. Je weniger Feldwicklungen 64 in den Stromkreis eingeschaltet sind, um so schneller läuft der Motor um« Wenn also der Gleitkontakt 76 mit den Schleifen 6 8a unc« 68b in Berührung steht, ist nur die Teilwicklung 6¹Ja des Feldes in den Stromkreis eingeschaltet und der Motor 14a läuft mit seines· Hoch;.--^geschwindigkeit^. Wenn umgekehrt der Schleifkontakt 76 in Berührung mit den Schleifenabgriffen 68y und 68z steht, sind sämtliche Feldwicklungsteile 64a bis 64y in den Stroiiikr'tie eingeschaltet und der Motor 14a läuft mit seiner lano;säiiisten Geschwind! gkei t.

Bei -'1er 'lesehwindigkeitssteuervorrichtung 73 kann eine grosse Zahl getrennter Feldwicklungsteile 64 mit je einem Schleifen- aJoßz'i?£ tip auf wirtschaftliche Weise vorgesehen werden. Der Motoj⁵ i'^:!a mit seinen nur geringe Kosten verursachenden Feldabgriffen unterscheidet sich in vorteilhafter Weise von den sonst bekannten Motoren mit Feldwicklungsanzapfungen, bei denen Leitungsdrähte zwischen verschiedenen Feldwicklungsschleifen und einer Schaltvorrichtung mit vielen Kontakten angeschlossen sind. Der Unterschied liegt in dem Wegfall der sonst üblichen Arbeitsvorgänge des Beseitigens der Isolation von beiden Enden der- isolierten Verbindungsdrähte des elektrischen Verbindens der Verbindungsdräht an verschiedenen Schleifen der Feldwicklung und den Kontakten des Schalters sowie des Isolierens dieser Verbindungen; dazu kommt der Wegfall des kostspieligen Schalters

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der Verbindungsdrähte und der Isolation. Wegen der grossen Zahl möglicher Schleifenabgriffe 68 wird auch eine grosse Zahl einzelner Motorgeschwindigkeiten verfügbar, so dass eine nahezu kontinuierliche Geschwindigkeit bzw. Drehzahlsteuerung erracht wird. Da kein Schalter mit vielen Kontakten in der Geschwindigkeitssteuervorrichtung 73 erforderlich ist, ist die Zahl der Geschwindigkeitsstufen nicht auf die Zahl eines bestimmten Schalters begrenzt.

In der schematischen Darstellung von Fig. 9 sind die Feldwicklungsteile 6¹J miteinander und mit den Schleifenabgriffen in Reihe geschaltet. Sie sind kontinuierlich fortschreitend über die Länge des Feldwicklungsträgerjoches 36a verteilt. In der Praxis ist es jedoch möglich, dass jeder Feldwicklungsteil 6*4 nach vorn oder hinten verlagert wird, wenn der Draht auf den Spulenkörper 65 durch eine automatische Wickelvorrichtung gewickelt wird. Dann sind die Schleifenabgriffe aus den verschiedenen Feldwicklungsteilen 6¹I von Stellen oder Wicklungslagen mit fortschreitend grosser werdendem Radius auf dem Spulenkörper 65 abgenommen, wie dies in Fig. 6 angedeutet ist. Die Schleifenabgriffe 68 sind fortschreitend nebeneinander auf der an dem Spulenkörper 65 angeformten Spindel angeordnet und jeweils zu der nächsten Wicklung auf dem Spulenkörper 65 zurückgeführt.

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Zur Einfachheit des Aufbaues und der Montage trägt es ferner bei, dass der Zapfen 78, um welchen der Geschvfindigkeitssteuerhebel 13 schwenkbar ist, seitlich angeformte Ohren 87 (Fig. 7) aufvjeist, die durch eine dazugehörende ohrförmige Öffnung 88 in dem Hebel 77> an dem der Steuergriff 13 angebracht ist, hindurchpassen, wenn der Hebel 77 in die in Fig. 6 strichpunktiert angedeutete Stellung gedreht wird, so dass Montage und Demontage des Hebels 77 auf dem Zapfen 78 erleichtert werden. Ansonsten überlagern die Ohren 87 an dem Zapfen 78 einen mit einer Ausnehmung versehenen Teil des Körpers 88a des Hebels neben der öffnung 88, wenn der Hebel 77 über seine verschiedenen Arbeitsstellungen (Fig. 6) gedreht wird, wobei der Schleifkontakt 76 mit den Schleifenabgriffen 68 in Berührung steht und den Hebel 77 auf dem Zapfen 78 festhält. Der Hebel 77 kann also ganz leicht mit der Antriebsbaugruppe lh zusammengesetzt werden, ohne dass es besonderer Verbindungsmittel und eines besonderen Aufwandes an Mühe bedarf. Die Leitung 84 ist elektrisch mit dem die Blattfeder 75 auf dem Hebel 77 befestigenden Niet bei 8^a verbunden.

Sine Rastvorrichtung 90, die am besten in Fig. 2 und 3 zu sehen ist, dient zum Halten des Hebels 77 in jeweils einer der Stellungen des Schleifkontakts 76 auf den Schleifenabgriffen Diese Rastvorrichtung 90 besteht aus einer Blattfeder 91, die an ihrem einen Ende durch ein Niet 91a an einer Seite 77a des Hebels 77 befestigt ist und eine senkrecht hochstehende Rippe 91b

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aufweist, die gegen einen Rand 92a eines Rastenelements 92 vorgespannt ist, das lösbar in leicht gebogenem Zustand zwischen drei Gruppen geschlitzter Rippen 93 gehalten wird, die an der Gehäuseschale 11a (Fig. 2) angeformt sind. Die andere Seite 77b des Hebels 77 berührt gleitend eine Endfläche 9*J einer waagerecht verlaufenden Querwand 9^a an der Gehäuseschale 11b (Fig. 3). Die Kante 92a des Rastenelements ist mit einem Muster von Zähnen 92b versehen; dadurch wird eine erwünschte Zahl unterschiedlicher Geschwindigkeiten des Motors I¹Ja bei Vorwärtsbewegung des Steuerhebels 13a aus seiner hinten gelegenen Aus-Stellung festgelegt. Eine rechtwinklige Abbbiegung am oberen Ende 91c der Blattfeder 91 reicht frei durch eine öffnung 77c in dem Hebel 77 hindurch, so dass die Biegebewegung der Blattfeder 91 in die Rasten 92b und aus ihnen heraus während der Bewegung des Steuerhebels 13 gegenüber dem Rastenelement 92 erleichtert wird.

Die modulartige Einheit der Antriebsbaugruppe in Verbindung mit der äusserst einfachen Geschwindigkeitssteuervorrichtung erleichtert die Herstellung einer grossen Zahl unterschiedlicher Ausfuhrungsformen elektrischer Geräte wie z.B. Handmixer, die verschiedene Zahlen von Werkzeuggeschwindigkeitsstufen, z.B. 5, 7, 10, 12 Geschwindigkeiten, unter Verwendung der gleichen Antriebsbaugruppe und ggf. verschiedener Gehäuseformen erhalten sollen, solange die modulartige Innenausrüstung die gleiche ist, wobei nur verschiedene Rastenelemente

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mit unterschiedlichen Geschwindigkeitsmustern darauf und entsprechende Geschwindigkeitsstufen-Beschriftungen längs der Bewegungsbahn des Steuerhebels vorgesehen zu werden brauchen. Elektrische Geräte geir.äss der Erfindung eignen sich daher besonders gut für eine wirtschaftliche Kassenproduktion.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass das Gerät 10 einfach und wirtschaftlich herstellbar ist, wobei die Antriebsbaugruppe I^ dauerhaft zwischen den beiden das Gehäuse bildenden Schalen lia und 11b eingeschlossen ist, die hauptsächlich durch Klebemittel und ohne Verwendung mechanischer Befestigungsmittel zusammengehalten werden. Ferner ist die Geschwindigkeitssteuervorrichtung 73, auch wenn sie von der Art ist, die eine stufenlose Regelung der Geschwindigkeit gestattet, wirtschaftlich herstellbar ist, da sie keine besonderen mechanischen Schaltvorrichtungen erfordert und nur auf der Anwendung eines Schleifkontakts 75 beruht, der selektiv Kontakte einzelner von einer Vielzahl von Schleifenabgriffen 68 berührt. Weiterhin ist die Vorspannfeder 55 für die Kommutatorbürsten zwangsläufig durch die Schulter 5^b an einer Berührung der umlaufenden Kommutatorsegmente H9 gehindert, wodurch eine Beschädigung oder gar ein Versagen der modulartigen Einheit verhütet wird.

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Claims

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2OOO HAMBURG 36 Ö. 1. Ul

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'S (O 4C) 34 00 45/34 00 56

TELEGRAMME: INVENTIUS HAMBURG

TELEX 2163 551 INTU D

UNSER 2EICMENi-OUR FILE , , j / -,

Patentansprüche

/l. !Elektrisches Gerät mit Motorantrieb regelbarer Drehzahl, gekennzeichnet durch

eine Antriebsbaugruppe mit einem den Motor tragenden Gerüst und einem dazugehörigen Gehäuse, die beide mit ineinandergreifenden Halterungen versehen sind, einer Drehzahlregelvorrichtung, einer auf einen Spulenkörper gewickelten Feldwicklung und einer beträchtlichen Zahl von über eine Spindel geschlungenen Schleifenabgriffen, die von dem Spulenkörper aus seitlich nebeneinander vorstehen, wobei Feldwicklung und Schleifenabgriffe aus einem fortlaufenden Stück Isolierdraht gebildet sind,

einem beweglichen Schleifkontakt, der an dem einen Ende eines an dem tragenden Gerüst schwenkbar gelagerten Steuerhebels, dessen entgegengesetztes Ende als Handgriff ausgebildet ist und der sich durch einen Schlitz an dem Gehäuse erstreckt,

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angebracht ist und über die nebeneinander angeordneten Schleifenabgriffe längs einer durch teilweise Entfernung der Isolation von diesen gebildeten Kontaktbahn bewegbar ist, so dass von ihr;, durch Berührung verschiedener Schleifenabgriffe die Motordrehzahl verändert werden kann, und einem an dem Gehäuse angebrachten, mit dem Steuerhebel zusammenwirkenden Rastenelement mit einer Gruppe von Rasten für die jeweils ausgewählten Motordrehzahlen.

2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Motor einen Kommutator und zwei damit in Kontakt stehende Bürsten aus einem sich verbrauchenden Material aufweist, für welche Führungen an dem Traggerüst der Antriebsbaugruppe ausgebildet sind und die unter Einwirkung je einer die gegen den Kommutator drückenden Torsionsfeder mit zwei abgebogenen Enden als Vorspannungsfeder stehen, deren eines abgebogene Ende durch eine Führungswandöffnung hindurchgreift, sich gegen das hintere Ende der dazugehörigen Bürste anlegt und nach Verbrauch des Bürstenmaterials durch eine Wand der Führung abgefangen und an einer Berührung des Kommutators verhindert wird.

3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das den Motor tragende Gerüst der Antriebsbaugruppe zwei parallele, durch Getriebe mit dem Motor verbundene Antriebsspindeln für ein Paar rotierender Schlagwerkzeuge trägt.

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¹I. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das die Antriebsbaugruppe umschliessende Gehäuse aus zwei annähernd symmetrischen, in der Lärigsmittenebene des Gerätes zusammengesetzten Schalen nit auf der Innenseite ausgebildeten teleskopartig ineinander steckbaren Zapfen und Löchern besteht, die durch eine auf die Zapfen und Löcher sowie auf die einander grenzenden Stoßfugenflächen am Umfangsrand der Schalen zusammengehalten sind.

5. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis ^, dadurch gekennzeichnet, dass an dem einstückigen, den Motor tragenden Gerüst in einem Abstand voneinander angeordnete Schienen, die einen Raum zwischen sich begrenzen, und ferner seitliche, zum Tragen der Antriebsbaugruppe dienende Vorsprünge an vier Ecken des Gerüsts angeordnet sind, die mit vier ergänzenden Tragvorrichtungen an dem Gehäuse, und zwar jeweils zwei auf der Innenseite jeder Gehäuseschale, zusammenwirken.

6. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die als Vorspannfeder für jeweils eine Kommutatorbürste dienende Torsionsfeder auf einem an dem Traggerüst der Antriebsbaugruppe ausgebildeten Zapfen gelagert ist und mit einem ihrer abgebogenen Enden die Bürste gegen den Kommutator drückt, als elektrische Zuleitung dient und durch eine als Führung dienende V/andöffnung in ihrer Bewegung auf den Kommutator hin begrenzt ist, um ihre Berührung

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mit dem Kommutator nach Verbrauch des Bürstenmaterials zu
verhindern.

7. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldviicklung aus einer
Vielzahl getrennter, von ihrem einen bis zu ihrem anderen
Ende reichenden, in Reihe geschalteten getrennten Teilwicklungen besteht, wobei jeder Wicklungsteil aus mehreren Windungen besteht und von der Endwindung jedes Wicklungsteiles eine Schleife weggeführt ist, an der sich ein gegenüber den übrigen Schleifen der anderen Wicklungsteile isolierter Abgriff befindet.

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