DE3900125A1 - Drehzahlsteller-widerstand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehzahlsteller-Widerstand für einen Laststromkreis eines Lüfter-Elektromotors, ins­ besondere einer Dunstabzugshaube, mit wenigstens einer An­ zapfung.

Für derartige, beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 32 07 262 bekannte Widerstände hat man bislang Festkörper­ widerstände verwendet, bei denen ein wärmebeständiger Grund­ körper, beispielsweise Keramikgrundkörper, mit der Wider­ standsschicht versehen ist. Am Widerstand sind mehrere An­ zapfungen vorgesehen, über welche je nach der gewünschten Drehzahl des Elektromotors der Laststrom geführt wird. Je nach eingestellter Drehzahl verbraucht der als Leistungs­ steller verwendete Vorwiderstand Verlustleistung, die zur Erwärmung des Widerstandskörpers führt. Da für diese Vor­ widerstände wegen geringen Platzbedarfs möglichst kleine Bauformen zur Anwendung kommen, führt diese umgesetzte Ver­ lustleistung zu einer örtlich hohen Erwärmung an dem Ort, an welchem der Drehzahlsteller-Widerstand angeordnet ist. Dies kann sich nachteilig auf die in der Nachbarschaft angeordne­ ten Bauteile auswirken.

Eine Anordnung des bekannten Vorwiderstands im Luftstrom, der vom Lüfter erzeugt wird, verbietet sich aus verschiedenen Gründen. In aller Regel ist es erwünscht, daß dieser Luft­ strom nicht durch zusätzliche im Luftstrom vorhandene Bau­ teile gestört wird, weil dann Verwirbelungen auftreten, die den Widerstand im Strömungskanal erhöhen. Außerdem werden in vielen Anwendungsfällen, insbesondere bei Dunstabzugshauben, vom Luftstrom Substanzen, beispielsweise Fetteilchen, mit­ geführt die sich am Widerstandskörper niederschlagen können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Drehzahlsteller- Widerstand der eingangs genannten Art zu schaffen, der ohne Beeinträchtigung des vom Lüfter erzeugten Luftstroms ein­ wandfrei gekühlt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Widerstandskörper als biegsame Widerstandsfolie ausgebildet ist und zur Ableitung der im Widerstandsmaterial erzeugten Verlustwärme in an den Umfang eines Strömungskanals eines vom Lüfter erzeugten Luftstroms angepaßter Form den Lüfter­ luftstrom umfaßt.

Auf diese Weise wird gewährleistet, daß durch den Lüfter­ luftstrom, der großflächig auf das Widerstandsmaterial wirkt, die Verlustwärme ständig wegtransportiert wird, so daß eine fortlaufende Kühlung des Widerstandsmaterials der biegsamen Widerstandsfolie erreicht wird. Man gewinnt auf diese Weise einen Niedrigtemperaturvorwiderstand als Leistungssteller zur Drehzahlsteuerung von Lüfter-Elektromotoren, bei denen eine örtliche Überhitzung am Einsatzort vermieden wird. Bevor­ zugt eignet sich der erfindungsgemäße Drehzahlsteller-Wider­ stand bei Lüfter-Elektromotoren für Dunstabzugshauben.

Er kann jedoch überall dort zum Einsatz kommen, wo ein Luft­ strom erzeugt wird, wobei dieser Luftstrom zusätzlich zu seinem primären Einsatzzweck auch die Funktion der fort­ laufenden Kühlung des biegsamen Widerstandskörpers, welcher an den gewünschten Umfang des den Luftstrom umfassenden Strömungskanals angepaßt ist, erfüllt. Da die Widerstands­ folie 1 flexibel ausgebildet ist, kann sie an eine beliebi­ ge (kreisrunde, ovale, auch eckige), Querschnittsform des Strömungskanals angepaßt werden.

Dieser Strömungskanal für den Lüfterstrom kann durch eine metallische Wand oder auch durch eine aus Kunststoff beste­ hende Wand begrenzt sein, in welche die biegsame Widerstands­ folie integriert ist. Hierzu kann die Widerstandsfolie be­ vorzugt an der Innenfläche der Wand angebracht sein. Da die Widerstandsfolie bevorzugt aus einer Trägerfolie und einer Deckschicht besteht, zwischen denen in Schichtform bei­ spielsweise als Paste ausgebildetes Widerstandsmaterial vorhanden ist, kann die Widerstandsfolie auch an der Innen­ fläche der Begrenzungswand vorgesehen sein. Von dem Luft­ strom mitgerissene Teilchen, insbesondere Fetteilchen oder Fettsäureartikel, wirken sich auf das Widerstandsmaterial nicht beeinträchtigend aus, da dieses, wie schon erläutert, beidseitig abgedeckt ist. Die Widerstandsfolie kann jedoch auch auf der Außenseite der Wand, mit der sie in gutem wärmeleitenden Kontakt ist, angeordnet werden.

Für die Widerstandsfolie können herkömmliche Widerstands­ folien verwendet werden, wie sie als elektrische Fußboden- oder Wand- oder Deckenheizungsfolien bekannt sind. Bei der Erfindung sind zur Gewinnung von Anzapfungen jedoch noch zu­ sätzlich Leitungsbahnen vorgesehen, die auf dem schichtförmi­ gen Widerstandsmaterial aufgebracht sind. Hierbei kann es sich um Leitungsbänder oder aufgedampfte Leitungsbahnen, be­ vorzugt aus Kupfer oder einem anderen gut leitfähigen Material, handeln.

In bevorzugter Weise ist die Widerstandsfolie entlang einer ihrer Folienbegrenzungskanten an der Begrenzungswand, welche den Lüfterluftstrom umfaßt, fixiert. Insbesondere bei einer rechteckig ausgebildeten, länglichen Widerstandsfolie ist diese in ihrer Längsrichtung beweglich gelagert. Auf diese Weise ist die Möglichkeit für einen Bewegungsausgleich über die gesamte Folienfläche hin geschaffen, wenn im Einsatz eine Erwärmung in zulässigem Umfang, beispielsweise auf etwa 40° erfolgen sollte.

In bevorzugter Weise wird eine zugentlastete und verdrehungs­ sichere Fixierung der Widerstandsfolie verwendet. Diese kann gewährleistet werden durch ein Gehäuse, das sich entlang der zu fixierenden Folienbegrenzungskante erstreckt bzw. diese Folienbegrenzungskante aufnimmt. Das als Widerstandsschicht über eine große Fläche hin aufgebrachte Widerstandsmaterial besitzt in einem thermisch sicheren Abstand zur zu fixieren­ den Folienbegrenzungskante eine parallel verlaufende Wider­ standsbegrenzungskante. Die den Anzapfungen zugeordneten Lei­ terbahnen erstrecken sich in bevorzugter Weise über die Widerstandsbegrenzungskante in ein Folienanfangstück hinaus und werden hier beidseitig von der Trägerfolie und der Deck­ schicht begrenzt. Zwischen der zu fixierenden Folienbegren­ zungskante und Widerstandsbegrenzungskante ist die Wider­ standsfolie im Gehäuse verdrehungssicher fixiert. Hierzu kön­ nen Fixierungsstifte vorgesehen sein, die durch das zwischen zu fixierender Folienbegrenzungskante und Widerstandsbegren­ zungskante vorhandene Folienanfangstück, welches aus der Trä­ gerfolie und der Deckschicht besteht, hindurchragen. In die­ sem Bereich erfolgt auch in bevorzugter Weise die Kontaktie­ rung der über die Widerstandsbegrenzungskante überstehenden Leiterbahnenden in jeweils zwei Kontaktpunkten mit Anschluß­ fahnen. Die Kontaktpunkte können gebildet sein durch Kontakt­ nieten, durch deren Bohrung die Fixierungsstifte ragen, mit denen entlang der Folienbegrenzungskante die Widerstandsfolie verdrehungssicher im Gehäuse gelagert ist.

Zur Zugentlastung der Verbindungsstellen, an denen äußere An­ schlußleiter mit den Anschlußfahnen verbunden sind, können die Anschlußleiter um im Gehäuse vorgesehene Stifte geschlun­ gen sein.

Anhand der beiliegenden Figuren wird an einem Ausführungs­ beispiel die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1(a) und (b) eine Draufsicht und eine schnittbildliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Widerstandsfolie;

Fig. 2(a) und (b) eine schnittbildliche Darstellung und eine Draufsicht der in der Fig. 1 darge­ stellten Widerstandsfolie mit einem Gehäuse am zu fixierenden Folienende; und

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung die An­ wendung des Ausführungsbeispiels im Luft­ strömungskanal einer Dunstabzugshaube.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Drehzahlsteller-Widerstands besitzt als Widerstandskör­ per eine biegsame Widerstandsfolie 1, die im wesentlichen aus einer Trägerfolie 4, einem schichtförmig auf die Trägerfolie aufgebrachten Widerstandsmaterial 5, welches aus einer im Handel erhältlichen Widerstandspaste bestehen kann, mehreren Leiterbahnen 10, 11, 12, 13, welche Anzapfungen des Wider­ stands zugeordnet sind, und einer Deckschicht 14, die als Deckfolie ausgebildet sein kann, besteht. Die Leiterbahnen 10, 11, 12, 13 stehen in leitfähiger Verbindung mit dem Wi­ derstandsmaterial 5 und unterteilen das schichtförmige Wider­ standsmaterial 5 in drei verschiedene Widerstandswerte R 1, R 2 und R 3. Die Widerstandsfolie 1 des Ausführungsbeispiels be­ sitzt die Form eines länglichen, rechteckigen Bandes, und die Leiterbahnen 10, 11, 12, 13 erstrecken sich in Längsrich­ tung dieses Bandes. Durch entsprechende Abstandsbemessung der Leiterbahnen 10, 11, 12, 13 voneinander kann eine ent­ sprechende Aufteilung des Gesamtwiderstandswertes des schichtförmigen Widerstandsmaterials 5 in mehrere unter­ teilte Widerstandswerte R 1, R 2 und R 3 gewonnen werden. Durch entsprechende Bemessung der Anzahl der parallelen Leiter­ bahnen auf der Widerstandsschicht 5 kann man eine gewünschte Anzahl an unterteilten Widerstandswerten gewinnen. Die Lei­ terbahnen 10 bis 13 sind entsprechenden Anzapfungen zugeord­ net, und man gewinnt auf diese Weise Schaltstufen für die Drehung des Lüftermotors.

Die die Form eines länglichen, rechteckigen Bandes aufwei­ sende Widerstandsfolie 1 besitzt Begrenzungskanten 15, 37, 38 und 39. Die Widerstandsschicht 5, welche auf die Träger­ folie 4 aufgebracht ist, erstreckt sich von der hinteren Folienkante 38 bis zu einer vorderen Widerstandsbegrenzungs­ kante 40. Diese vordere Widerstandsbegrenzungskante 40 en­ det in einem bestimmten Abstand von der vorderen Folien­ begrenzungskante 15, welche an einer einen Strömungskanal 2 begrenzenden Wand 3 mit Hilfe eines Gehäuses 7 fixiert wird.

Um die hintere Folienbegrenzungskante 38 ist ein bevorzugt als Isolierband ausgebildetes Isolierband 41 gelegt, so daß ein isolierender Abschluß an der hinteren Folienbegrenzungs­ kante 38 gewonnen wird. In dem Bereich eines Folienanfang­ stückes 9 zwischen der vorderen Folienbegrenzungskante 15 und der vorderen Widerstandsbegrenzungskante 40 besteht die Widerstandsfolie 1 aus der Trägerfolie 4 und der beispiels­ weise als Deckfolie ausgebildeten Deckschicht 14. Zwischen der Deckschicht 14 und der Trägerfolie 4 erstrecken sich im Bereich des Folienanfangstückes 9 die Leiterbahnen mit ihren Leiterbahnenden 21, 22, 23 und 24 über die vordere Widerstandsbegrenzungskante 40 hinaus. Der Abstand zwischen der vorderen Folienbegrenzungskante 15 und der vorderen Widerstandsbegrenzungskante 40 ist so bemessen, daß zur Widerstandsschicht 5 thermisch abgesetzte Anschlußfahnen 25, 26, 27, 28 mit den Leiterbahnenden 21 bis 24 kontaktiert werden können.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Widerstands­ folie 1 gebildet werden aus einer Widerstandsfolie, wie sie bei der Heizungsinstallation zur Fußboden-, Wand- oder Deckenheizung bekannt ist. Beim Ausführungsbeispiel sind je­ doch, wie schon erläutert, auf der Widerstandsbahn 5 zusätz­ liche Leiterbahnen 10 bis 13 vorgesehen, welche den Anzapfun­ gen des Drehzahlsteller-Widerstands zugeordnet sind. Diese Leiterbahnen 10 bis 13 können Kupferleiterbahnen sein, wel­ che aus dünnen Kupferfolien oder durch Aufdampfen oder sonst­ wie aufgebrachten Kupferschichten bestehen.

Die Kontaktierung der jeweiligen Kontaktbahnen 10 bis 13 erfolgt an den Leiterbahnenden 21 bis 24 in thermisch abge­ setztem Abstand von der vorderen Widerstandsbegrenzungskante 40. Die Leiterbahnenden 21 bis 24 werden hierzu mit Anschlußfahnen 25, 26, 27 und 28 an Kontaktstellen 17, 18, 19 und 20 kontaktiert. Jede Kontaktstelle 17 bis 20 weist zwei Kontaktpunkte 33, 34 auf. Beim dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel sind die Kontaktpunkte 33 und 34 in vorteil­ hafter Weise durch Hohlnieten gebildet. Durch die beiden Kontaktpunkte 33 und 34 gewinnt man eine verdrehungssichere Kontaktierung der Anschlußfahnen 25 bis 28 mit den Leiter­ bahnenden 21 bis 24.

Dadurch, daß an den Kontaktpunkten 33 und 34 Hohlnieten zur Kontaktierung verwendet werden, gewinnt man in dem Bereich des zu fixierenden Anfangstückes 9 der Widerstandsfolie 1 zwischen der vorderen Folienbegrenzungskante 15 und der parallel dazu verlaufenden Widerstandsbegrenzungskante 40 Fixierungsstellen für eine verdrehungssichere Fixierung des Widerstandsfolienanfangs im Gehäuse 7. Im Gehäuse 7 sind hierzu Fixierungsstifte 35 und 36 vorgesehen, welche durch die Hohlnieten, welche die Kontaktpunkte 33 und 34 bilden, ragen. Die Kontaktpunkte 33 und 34 sind in Längsrichtung der Widerstandsfolie 1 auf den jeweiligen Leiterbahnenden 21 bis 24 vorhanden. Damit ist eine verdrehungssichere Lage am Folienanfangstück 9 der Widerstandsfolie 1 im Gehäuse 7 gewährleistet.

Die vorderen über die Folienbegrenzungskante 15 überstehen­ den Anschlußenden der Anschlußfahnen 25 bis 28 werden mit äußeren Anschlußleitern 8, beispielsweise durch Verlöten, elektrisch verbunden. Um eine zugfreie Verbindung dieser Kontaktstellen zwischen den äußeren Anschlußleitern 8 und den Anschlußfahnen 25 bis 28 zu erhalten, sind die im Gehäu­ se 7 vorhandenen Teile der Anschlußleiter 8 in Schleifen um Stifte 29, 30, 31 und 32 geschlungen. Sowohl die Fixierungs­ stifte 35, 36 als auch die Stifte 29 bis 32 können an einem Bodenteil des Gehäuses 7 angeformt sein.

Am Bodenteil des Gehäuses 7 ist ferner eine schräge Fläche 6 angeformt. Diese schräge Fläche 6 steigt von der Gehäuse­ seite, von welcher die Widerstandsfolie 1 sich nach außen weg erstreckt, aus an und endet in einem Abstand vor einer gegen­ überliegenden Gehäuseinnenwand 44. Die schräge Fläche 6 be­ findet sich auf einer am Bodenstück des Gehäuses 7 angeform­ ten Rampe 42, und das Folienanfangstück zwischen der vorderen Folienbegrenzungskante 15 und der Widerstandsbegrenzungskante 40 liegt auf dieser schrägen Fläche 6 auf. Auch die Kontakt­ stellen 17 bis 20 und die entsprechenden Teile der Anschluß­ fahnen 25 bis 28, welche an den Kontaktpunkten 33, 34 mit den Leiterbahnenden 21 bis 24 kontaktiert sind, liegen auf dieser schrägen Fläche 6 auf. Die mit den äußeren Anschluß­ leitern 8 kontaktierten vorderen Enden der Anschlußfahnen 25 bis 28 ragen über die vordere Kante der Rampe 42 und die mit dieser bündig verlaufenden vorderen Folienbegren­ zungskante 15 hinaus. Die kontaktierten Enden der Anschluß­ fahnen 25 bis 28 ragen über einen Zwischenraum 43 zwischen der Rampe 42 und der gegenüberliegenden Gehäuseinnenwand 44. In diesem Zwischenraum 43 werden die um die Stifte 29 bis 32 geschlungenen äußeren Anschlußleitungen 8 zu einem Bündel gesammelt und als Bündel oder Kabel 16 nach außen vom Gehäu­ se 7 weg geführt. Diese äußeren Anschlußleitungen 8 können dann zur Bildung einer Drehzahlstellerschaltung beispiels­ weise so verschaltet sein, wie es in der deutschen Patent­ schrift 32 07 262 gezeigt ist.

Zur Befestigung des Gehäuses 7 an der Wand 3 des Strömungs­ kanals 2, welcher den Lüfterluftstrom umfaßt, besitzt das Gehäuse 7 eine Befestigungsöse 45. Die Befestigung des Gehäuses 7 und die Lagerung der Widerstandsfolie 1 am Strö­ mungskanal 2 kann in der in der Fig. 3 dargestellten Weise erfolgen.

Das Gehäuse 7 besitzt die Form einer flachen Leiste und besteht bevorzugt aus Kunststoff. Das Gehäuse 7 kann aus zwei Teilen bestehen, nämlich einem Bodenteil und einem Deckelteil, die beim Zusammenbau fest miteinander verbunden sind. Die Fixierungsstifte 35 und 36 sowie die Stifte 29 bis 32 können aus dem gleichen Kunststoffmaterial wie der Bodenteil bestehen und aus einem Stück mit diesem geformt sein. Das Gehäuse kann natürlich auch aus mehr als zwei Teilen bestehen, die fest miteinander verbunden sind. Es dient, wie es auch die Fig. 3 zeigt, als Anschlußkasten, von dem das Anschlußkabel 16 weggeführt ist.

In der Fig. 3 ist die Anordnung der Widerstandsfolie 1 an der Außenseite des als Lüftergehäuse für ein Dunsthauben­ gebläse ausgebildeten Strömungskanal 2 vorgesehen. Zum Schutz der Widerstandsfolie 1 kann diese noch zusätzlich durch ein Aluminiumblech abgedeckt sein.

Claims (10)

1. Drehzahlsteller-Widerstand für einen Laststromkreis eines Lüfter-Elektromotors, insbesondere einer Dunstabzugs­ haube, mit wenigstens einer Anzapfung, dadurch gekennzeich­ net, daß der Widerstandskörper als biegsame Widerstandsfolie (1) ausgebildet ist und zur Ableitung der im Widerstands­ material (5) erzeugten Verlustwärme in an den Umfang eines Strömungskanals (2) des vom Lüfter erzeugten Luftstroms an­ gepaßter Form den Lüfterluftstrom umfaßt.

2. Drehzahlsteller-Widerstand nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Widerstandsfolie (1) in eine den Strö­ mungskanal (2) begrenzende Wand (3) integriert ist, und mit ihrer im wesentlichen gesamten Widerstandsmaterialfläche den Strömungskanal (2) umfaßt.

3. Drehzahlsteller-Widerstand nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Widerstandsfolie (1) eine Trägerfolie (4) aufweist, auf die in Schichtform das Wider­ standsmaterial (5) aufgebracht ist, und auf dem Widerstands­ material sich den Anzapfungen zugeordnete Leiterbahnen (10-13) erstrecken, und daß das Widerstandsmaterial (5) und die Leiterbahnen (10-13) durch eine Deckschicht (14) abge­ deckt sind.

4. Drehzahlsteller-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsfolie (1) nur entlang einer (15) ihrer Folienbegrenzungskanten an der Wand (3) des Strömungskanals (2) fixiert ist und an den an­ deren Folienbegrenzungskanten (37, 38, 39) frei beweglich gelagert ist.

5. Drehzahlsteller-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (10-13) über eine im wesentlichen parallel zur fixierten Folien­ begrenzungskante (15) verlaufenden Widerstandsbegrenzungs­ kante (40) mit Leiterbahnenden (21-24), die von der Träger­ folie (4) und der Deckschicht (14) in einem zwischen der Widerstandsbegrenzungskante (40) und der fixierten Folien­ begrenzungskante (15) sich erstreckenden Folienanfangstück (9) beidseitig bedeckt sind, hinausragen, und daß die überstehenden Leiterbahnenden (21-24) zugentlastet mit äußeren Anschlußleitern (8) über Kontaktstellen (17-20) kontaktiert sind.

6. Drehzahlsteller-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen (17-20) in einem Gehäuse (7), welches an der Wand (3) des Stromkanals (2) befestigt wird, angeordnet sind.

7. Drehzahlsteller-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnenden (21-24) an jeweils zwei Kontaktpunkten (33, 34) in jeder Kontaktstelle (17-20) mit Anschlußfahnen (25-28) kon­ taktiert sind.

8. Drehzahlsteller-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Folienanfangstück (9) im Gehäuse (7) an mehreren Stellen (Fixierungsstifte 35, 36) verdrehungssicher fixiert ist.

9. Drehzahlsteller-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (7) Stifte (29-32) vorgesehen sind, um welche mit den Anschlußfahnen (25-28) verbundene äußere Anschlußleiter (8) geschlungen sind.

10. Drehzahlsteller-Widerstand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Folienanfangstück (9) im Gehäuse (7) auf einer am Gehäuseboden vorgesehenen schrägen Fläche (6) aufliegt.