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Beschreibung Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kugelmotor
mit sphärischem Luftspalt zwischen dem Rotor und einem ein Drehfeld erzeugenden
Stator und mit Klemmen zum Anschließen des Stators und/oder sonstiger elektrischer
Bauelemente des Kugelmotors an externe Geräte und/oder an die Stromversorgung.
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Kugelmotoren besitzen eine von einem Rotorträger getragene Lagerkugel
im Zentrum des sphärischem Luftspalts. Auf der Lagerkugel liegt eine sich relativ
zur Lagerkugel drehende, mit dem Rotor verbundene Lagerpfanne auf.
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Derartige Kugelmotoren eignen sich besonders gut zum Antrieb von
Fluidpumpen, weil dann der Rotor mit dem Pumpenlaufrad vereinigt werden kann und
die beiden rotierenden Teile in dem zu fördernden Fluid angeordnet werden können.
Die magnetischen Kraftlinien gehen durch den sphärischen Luftspalt und der sphärische
Luftspalt ist durch eine sphärische Haube unterteilt, die zugleich das Ausfließen
des Fluids verhindert.
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Auch andere Verwendungsmöglichkeiten sind für elektrische Kugelmotoren
bekannt.
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Wie bei anderen Elektromotoren ist es auch bei Kugelmotoren üblich,
auf einem Klemmbrett Klemmen zum Anschließen des Stators und/oder sonstiger elektrischer
Bauelemente des Kugelmotors an externe Geräte und/oder an die Stromvervorgung vorzusehen.
Das Herstellen der Schaltung erfolgt von Hand, wozu die elektrischen Schaltverbindungen
durch einzelne Brükken oder Drähte hergestellt werden.
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Die Herstellung der Schaltverbindungen ist verhältnismäßig zeit-
und kostenaufwendig. Zusätzlicher Zeitaufwand entsteht, wenn externe Geräte, wie
Regel- und Steuergeräte oder Zeitschaltuhren, richtig angeschlossen werden sollen.
Der Zeitaufwand resultiert nicht allein aus der für manuelle Tätigkeit erforderlichen
Arbeitszeit. Es müssen auch Überlegungen angestellt werden, wie die Schaltung zu
verwirklichen ist, wie beim Schalten Fehler vermieden werden können, und schließlich
muß die hergestellte Schaltung auch noch besonders überprüft werden. Da hierbei
Schaltungsfehler nicht ausgeschlossen sind, kann es sogar zu Unfällen, Störungen
oder gar Zerstörungen kommen.
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Die gleichen Schwierigkeiten treten auf, wenn eine vorhandene Schaltung
geändert werden soll.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das schaltungsmäßig richtige
Anschließen des Stators und/oder sonstiger elektrischer Bauelemente des Kugelmotors
automatisch zu gewährleisten, ohne daß es dazu besonderer Werkzeuge oder Fachkenntnisse
bedürfte. Zugleich soll das Herstellen der richtigen Schaltung auch beschleunigt
und es sollen Fehlschaltungen vermieden werden.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Klemmen
als Federklemmen ausgebildet und linear ausgerichtet sind und daß der Kugelmotor
zum Herstellen der Schaltverbindungen mindestens eine mit Leiterbahnen versehene
in die Federklemmen einsteckbare, auswechselbar Schaltungsplatine besitzt.
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Nunmehr ist es die Schaltungsplatine, deren Leiterbahnen die richtige
Schaltung verwirklichen, so daß diese Schaltungsplatine nur noch eingesteckt zu
werden braucht. An die Schaltungsplatine kann gleich das Anschlußkabel zum Anschluß
an die Stromversorgung angeschlossen sein.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung besitzt die Schaltungsplatine
Klemmen für den Anschluß an die Stromversorgung. Dies kann vorteilhaft sein, wenn
der Kugelmotor an festverlegte Leitungen und nicht an bewegliche Leitungen angeschlossen
werden soll.
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Der Kugelmotor kann außer den Statorwicklungen auch sonstige elektrische
Bauelemente, beispielsweise einen thermischen Schalter beziehungsweise Motorschutzschalter
besitzen. Von Fall zu Fall kann es zweckmäßig sein, ein deratiges Bauelement unwirksam
zu machen. Hierzu ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß
die Schaltungsplatine mindestens ein steckbares Überbrückungselement für die zu
mindestens einem Bauelement des Kugelmotors führenden Leiterbahnen besitzt.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß
die Schaltungsplatine mindestens eine Anschlußstelle zum Anschließen eines externen
Gerätes
besitzt. Als externe Geräte kommen beispielsweise die schon
erwähnten Regel- und Steuergeräte oder Zeitschaltuhren in Frage. Über eine Steckleiste
mit Federklemmen und ein Kabel können derartige Geräte schaltungsmäßig richtig an
die Schaltungsplatine angeschlossen werden. Die Schaltungsplatine kann aber auch
so tragfähig sein, daß nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung an der Anschlußsteile
der Schaltungsplatine ein externes, mit Federklemmen versehenes Gerät aufsteckbar
ist.
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Vorteilhaft besitzt die Schaltungsplatine eine Sicherung gegen seitenverkehrtes
Einstecken.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist hierzu vorgesehen,
daß die Schaltungsplatine zwischen zwei mit dem Kugelmotor verbundene Profilleisten
einsteckbar ist, die als Schutz gegen seitenverkehrtes Einstecken der Schaltungsplatine
unterschiedlich profilierte Riilen aufweisen, und daß die Schaltungsplatine zu den
unterschiedlich profilierten Rillen passende unterschiedlich profilierte Seitenkanten
besitzt.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.
Anhand dieser Ausführungsbeispiele wird die Erfindung noch näher erläutert und beschrieben.
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Fig. 1 zeigt die Ansicht eines mit einer Fluidpumpe vereinigten Kugelmotors.
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Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch den Kugelmotor längs der in Fig.
1 gezeichneten Linie ll-ll.
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Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch den Kugelmotor längs der in Fig.
2 gezeichneten Linie II 1-111.
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In den Fig. 4,5 und 6 ist eine Schaltungsplatine in drei Ansichten
dargestellt.
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Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch den in Fig. 1 dargestellten Kugelmotor
längs der dort gezeichneten Linie ll-ll, wobei die in Fig. 4 dargestellte Schaltungsplatine
bereits aufgesteckt ist.
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Fig. 8 zeigt eine andere Schaltungsplatine.
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Fig. 9 zeigt einen ausschnittsweisen Längsschnitt durch eine auf
die in Fig. 8 dargestellte Platine aufsteckbare Zeitschaltuhr.
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Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch die in Fig. 9 dargestellte Zeitschaltuhr
längs der dort gezeichneten Linie X-X.
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Fig. 11 zeigt im Schnitt den in Fig. 7 dargestellten Kugelmotor mit
aufgesteckter Schaltungsplatine gemäß Fig. 8 und mit auf die Schaltungsplatine aufgesteckter
Zeitschaltuhr nach Fig. 9.
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Gemäß Fig. ist der elektrische Kugelmotor 1 mittels einer Überwurfmutter
2 mit einem Pumpengehäuse 3 verbunden. Das Pumpengehäuse 3 beherbergt das mit dem
Rotor des Kugelmotors 1 vereinigte Pumpenlaufrad.
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Der Kugelmotor 1 besitzt einen Anschlußboden 4, der fünf Federklemmen
5 bis 9 besitzt. Die Federklemmen sind linear angeordnet. In der Fluchtlinie der
Federklemmen 5 bis 9 besitzt der Anschlußboden 4 an jeder Seite eine Profilleiste
10 beziehungsweise 11. Die Profilleisten besitzen Rillen, in die eine Schaltungsplatine
12 (Fig. 4) eingeschoben werden kann. Zum Schutz gegen seitenverkehrtes Einschieben
beziehungsweise Einstecken besitzen die Profilleisten 10, 11 unterschiedlich profillierte
Rillen. Die Profilleiste 10 hat eine im Querschnitt U-förmige Rille 14, die Profilleiste
11 eine im Querschnitt V-förmige Rille 15.
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Die Schaltungsplatine 12 hat zu den unterschiedlich profilierten
Rillen 14 beziehungsweise 15 passende unterschiedlich profilierte Seitenkanten 16
beziehungsweise 17. Die Seitenkante 16 hat ein U-förmiges Profil, die Seitenkante
17 ein V-förmiges Profil.
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Fig. 2 läßt erkennen, daß der nur symbolisch dargestellte Stator
18 die Statorwicklungen U, V, W und Z besitzt. Die Statorwicklungen U und V; W und
Z sind direkt miteinander verbunden. Auch die Statorwicklungen U und W sind direkt
miteinander verbunden. Die Statorwicklungen Vund Zsind über einen Kondensator 19,
der die Kondensatorbeläge C1 und C2 besitzt, miteinander verbunden. Die Statorwicklungen
U und W sind durch je eine Leitung mit der Federklemme 9 verbunden. Die Statorwicklung
Vund der Kondensatorbelag C 1 sind durch je eine Leitung mit der Federklemme 8 verbunden.
Die Statorwicklung Z und der Kondensatorbelag C2 sind durch je eine Leitung mit
der Federklemme 7 verbunden. Die Federklemme 6 ist mit dem einen und die Federklemme
5 mit dem anderen Kontakt eines Thermoschalters 20 verbunden.
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Der Stator, der Kondensator, der Thermoschalter und sämtliche zu
den Federklemmen 5 bis 9 führenden Leitungen sind mittels Vergußmasse im Gehäuse
des elektrischen Kugelmotors 1 fixiert.
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Gemäß Fig. 4 besitzt die Schaltungsplatine 12 die Leiterbahnen 21,
22, 23 und 24. Die Schaltungsplatine 12 besitzt außerdem eine Klemmleiste 31 mit
den Klemmen R und T. Die Leiterbahn 21 hat Verbindung mit der Klemme R, die Leiterbahn
24 mit der Klemme 7: An die Klemmen R und T wird ein der Stromversorgung dienendes,
hier nicht dargestelltes Kabel angeschlossen.
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Die Leiterbahn 23 ist mit einem Steckerstift 33, die Leiterbahn 24
mit einem Steckerstift 34 verbunden. Ein Überbrückungselement 37 ist auf die Steckerstifte
33 und 34 aufsteckbar. Nach dem Aufstecken des Überbrückungselements 37 sind die
beiden Federklemmen 5 und 6 überbrückt und der Thermoschalter 20 ist unwirksam.
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Nachdem die Schaltungsplatine 12 zwischen die Profilleisten 10 und
11 gemäß Fig. 7 eingeschoben und in die Federklemmen 5 bis 9 eingesteckt ist, sind
folgende Verbindungen hergestellt: Die Klemme R ist mit den Statorwicklungen Uund
W verbunden. Die Klemme Tist über die Leiterbahn 24, das Überbrückungselement 37
und die Leiterbahn 23 mit der Statorwicklung Z und mit dem Kondensatorbelag C2 verbunden.
Die Statorwicklung Vist allein über den Kondensator 19 mit der Statorwicklung Z
verbunden. Die Leiterbahn 22 ist inaktiv. Der Thermoschalter 20 ist außer Betrieb,
er kann aber durch Ziehen des Überbrückungselements 37 in Betrieb genommen werden.
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Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den Fig. 8 bis
11 unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 7 durch
folgendes: Gemäß Fig. 8 besitzt hier die Platine 13 die Leiterbahnen 25 bis 30.
Ein Steckerstift 35 ist mit der Leiterbahn 27, ein Steckerstift 36 mit der Leiterbahn
28 verbunden. Auf die beiden Steckerstifte kann das aus Fig. 6 bekannte Überbrückungselement
37 aufgesteckt werden. Die Schaltungsplatine 13 besitzt eine Klemmleiste 32 mit
den Klemmen Rund T. Die Klemme R ist mit den Leiterbahnen 25 und 29 verbunden. Die
Klemme T ist mit der Leiterbahn 30 verbunden.
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Gemäß Fig. 8 besitzt die Schaltungsplatine 13 eine insgesamt mit
38 bezeichnete Anschlußstelle zum Anschließen eines externen Gerätes 39, das in
den Fig. 9 und 10 dargestellt ist. Bei dem Gerät 39 handelt es sich um eine Zeitschaltuhr
mit einem Uhrwerk Mund einem Schalter 40. Das Gerät 39 besitzt eine Klemmleiste
41, bestückt mit drei Federklemmen 42, 43 und 44. Durch
eine Leitung
ist das Uhrwerk M mit dem Schalter 40 verbunden. Weitere Leitungen verbinden die
Federklemme 42 mit dem Motor des Uhrwerks M, die Klemme 43 mit dem Ausgang des Motors
und die Klemme 44 mit dem Schalter 40.
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Die Klemmleiste 41 paßt zu der Anschlußstelle 38, so daß das Gerät
39 auf die Schaltungsplatine 13 aufgesteckt werden kann, wie es Fig. 11 zeigt. Über
die Leiterbahnen 29 und 30 ist nun der Motor des Uhrwerks M an die Eingangsklemmen
R und 7: angeschlossen. Die Verbindung zwischen der Eingangsklemme Tund dem Thermoschalter
20 geht jetzt über den Schalter 40 der Zeitschaltuhr 39. Das Überbrückungselement
37 ist gezogen, so daß bei diesem Ausführungsbeispiel der Thermoschalter 20 in Betrieb
ist.
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Klar ersichtlich bereitet das Umrüsten von einem Betrieb ohne Zeitschaltuhr
auf einen Betrieb mit Zeitschaltuhr keinerlei Schwierigkeiten. Es sind keine Verdrahtungsarbeiten
erforderlich. Das Umrüsten kann durch ungeschulte Kräfte erfolgen.