DE69203646T2

DE69203646T2 - Thermisch geschützter elektrischer Motor.

Info

Publication number: DE69203646T2
Application number: DE69203646T
Authority: DE
Inventors: Gary Flat Straker
Original assignee: Johnson Electric SA
Current assignee: Johnson Electric SA
Priority date: 1991-04-29
Filing date: 1992-04-23
Publication date: 1996-02-22
Anticipated expiration: 2012-04-24
Also published as: ES2076681T3; DE69203646D1; EP0511776A2; EP0511776B1; CN2119044U; US5294852A; EP0511776A3; GB9109194D0; JPH05219689A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft einen Elektromotor, der gegen eine Überlastung mittels eines Laminat-PTC-Widerstandes geschützt wird, der eine starke Zunahme des Widerstandes im Ergebnis des Anstiegs der Temperatur über einen vorgegebenen Wert zeigt, der durch den Fluß des Überlaststromes durch den Widerstand hervorgerufen wird.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Das GB 2222730 A offenbart einen thermisch geschützten Elektromotor, wie beispielsweise den, der aufweist: ein Gehäuse mit einem Abschlußdeckel an einem Ende; einen Rotor, der einen Kommutator einschließt, der innerhalb des Gehäuses montiert ist; Bürsten, die den Kommutator berühren, und Klemmen für den Anschluß der Bürsten an eine externe Stromversorgung, innerhalb des Abschlußdeckels montiert; einen Laminat-PTC-Widerstand, der innerhalb des Abschlußdeckels montiert ist, und der zwei Stirnflächen aufweist; und zwei elektrisch leitfähige Kontaktstücke, die entsprechend mit einer der Bürsten und einer der Klemmen verbunden sind, und die entsprechend die zwei Stirnflächen berühren.
Obgleich diese Form der Konstruktion eine kompakte Aufnahme für den Laminat-PTC-Widerstand vorsieht, weisen die meisten PTC-Widerstände einen bedeutenden inneren Widerstand auf, der die Erfolgsaussichten dieser Form des Schutzes herabsetzt. Außerdem ist es bei der bisherigen Form der Konstruktion schwierig, diesen Mangel zu überwinden, indem ein Laminat-PTC- Widerstand mit niedrigem Widerstand in der Form eines laminierten Metall- Polymer-Metall-PTC-Widerstandes eingesetzt wird, wie beispielsweise der, der in den Schaltungsschutzgeräten eingesetzt wird, die von der Raychem Corporation of Menlo Park, California, USA, unter dem Markennamen "POLYSWITCH" verkauft und in den US-Patenten Nr. 4237441, 4238812, 4255698 und 4315237 offenbart werden.
Das ist der Fall, weil die Funktionsweise eines laminierten Metall- Polymer-Metall-PTC-Widerstandes kritisch durch einen übermäßigen lokalisierten Kontaktdruck, der die Schichten verformt und die regelbare Leitfähigkeit der Polymerschicht nachteilig beeinflußt, und durch die
Leitung der Wärme zwischen dem PTC-Widerstand und seiner Umgebung beeinträchtigt wird. Bei der bisherigen Konstruktion müssen die zwei Kontaktstücke den PTC-Widerstand an Ort und Stelle festklemmen, und sie müssen sich somit mit den wesentlichen Flächen der Stirnflächen des PTC- Widerstandes gemeinsam erstrecken. Da diese Kontaktstücke thermisch leitfähig sind, bilden sie entweder beliebige Wärmeableiter, die die Wärme absorbieren, die im PTC-Widerstand durch den Stromfluß durch den PTC- Widerstand erzeugt wird, oder beliebige Wärmequellen, die die anderswo erzeugte Wärme zum PTC-Widerstand übertragen. Wo ein laminierter Metall- Polymer-Metall-PTC-Widerstand eingesetzt wird, beeinflußt dieser Wärmefluß in den PTC-Widerstand oder aus diesem heraus eindeutig in nachteiliger Weise die Schutzfunktion des PTC-Widerstandes. Wenn die Kontaktflächen jedoch verkleinert werden, besteht die Gefahr, daß der Kontaktdruck übermäßig wird.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten thermisch geschützten Elektromotors, bei dem der Fluß der Fremdwärme in den PTC-Widerstand und aus diesem heraus in Übereinstimmung mit der Charakteristik des PTC-Widerstandes behindert werden kann. Das wird erreicht, indem ein Laminat-PTC-Widerstand eingesetzt wird, bei dem es sich um einen laminierten Metall-Polymer-Metall-PTC-Widerstand handelt, und indem der Abschlußdeckel mit einer isolierenden Halterung versehen wird, die mit dem Laminat-PTC-Widerstand in Eingriff kommt und diesen dadurch direkt gegen eine Bewegung senkrecht zu den Stirnflächen in mindestens einer Richtung hält.
Bei dieser Form der Konstruktion ist es möglich, die Kontaktstücke mit Kontaktabschnitten zu versehen, die einen ausreichend kleinen Kontakt mit den zwei Stirnflächen des Laminat-PTC-Widerstandes aufweisen, um eine sehr nachteilige Funktionsweise des PTC-Widerstandes zu vermeiden, und um einen besser vorhersagbaren thermischen Schutz für den Motor zu erreichen. Selbst wo der PTC-Widerstand zwischen der isolierenden Halterung, die sich gemeinsam mit einem wesentlichen Teil der einen der Stirnflächen des PTC- Widerstandes erstreckt, und einem Kontaktstück, das die andere Stirnfläche berührt, festgeklemmt ist, sichert tatsächlich das Halten, das durch die
Halterung bewirkt wird, daß die Fläche und der Kontaktdruck des Kontaktstückes beide in bedeutendem Maße verringert werden können.
Auf diese Weise wird entsprechend der Erfindung ein thermisch geschützter Elektromotor zur Verfügung gestellt, bei dem ein Abschlußdeckel mit der thermisch isolierenden Halterung ausgebildet ist, die mit dem laminierten Metall-Polymer-Metall-PTC-Widerstand in Eingriff kommt und diesen dadurch direkt gegen eine Bewegung senkrecht zu den Stirnflächen des PTC-Widerstandes in mindestens einer Richtung hält, und wobei zwei elektrisch leitfähige Kontaktstücke entsprechend die Stirnflächen des PTC- Widerstandes berühren und entsprechend mit einer der Bürsten des Motors und mit einer der zwei Klemmen für das Verbinden der Bürsten mit einer externen Stromversorgung verbunden sind.
Mindestens eines der Kontaktstücke kann mit einem Kontaktabschnitt versehen sein, das einen Punktkontakt oder einen Linienkontakt mit einer der zwei Stirnflächen des Laminat-PTC-Widerstandes zeigt, und bei einer bevorzugten Ausführung sind beide Kontaktstücke mit Kontaktabschnitten versehen, die einen Punktkontakt oder bzw. einen Linienkontakt mit den zwei Stirnflächen des Laminat-PTC-Widerstandes zeigen.
Eine weitere Möglichkeit zur Verringerung des Wärmeflusses zu einem Kontaktabschnitt hin und von diesem weg ist die Ausbildung des Kontaktstückes mit einer Einschnürung zwischen dem Kontaktabschnitt und dem restlichen Kontaktstück.
Bei einer einfachen Form der Erfindung klemmt die thermisch isolierende Halterung den Laminat-PTC-Widerstand beispielsweise an den gegenüberliegenden Rändern so fest, daß der Laminat-PTC-Widerstand gegen eine Bewegung senkrecht zu den Stirnflächen des PTC-Widerstandes in beiden Richtungen gehalten wird. In diesem Fall spielen die zwei Kontaktstücke keine Rolle beim Halten des PTC-Widerstandes, und um den Druck auf den laminierten Metall-Polymer-Metall-PTC-Widerstand zu verringern, der ebenfalls nachteilig die Funktionsweise des PTC-Widerstandes beeinflußt, werden die zwei Kontaktabschnitte angeordnet, um die Stirnflächen an den gegenüberliegenden Seiten des PTC-Widerstandes an Punkten zu berühren, die in Querrichtung einen Abstand voneinander aufweisen. Alternativ dazu kann, wo die thermisch isolierende Halterung ein Widerlager aufweist, das mit einer der Stirnflächen in Eingriff kommt, der PTC-Widerstand fest zwischen dem Widerlager und einem der zwei Kontaktstücke eingeklemmt werden. In diesem Fall berührt das andere Kontaktstück nur den PTC-Widerstand und spielt keine Rolle beim Halten des PTC-Widerstandes.
In einer komplizierteren Ausführung der Erfindung weist die thermisch isolierende Halterung zwei Widerlager auf, die entsprechend mit den zwei elektrisch leitfähigen Kontaktstücken zusammenwirken, und der Laminat-PTC- Widerstand besitzt zwei Teile, die durch die zwei Kontaktstücke entsprechend gegen die zwei Widerlager festgeklemmt werden.
Ein thermisch geschützter Elektromotor entsprechend der Erfindung wird hierin nachfolgend mittels des Beispiels und mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die zeigen:

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 eine Seitenansicht in Schnittdarstellung von einem thermisch geschützten Elektromotor entsprechend der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Stirnseitenansicht in Schnittdarstellung von einem Abschlußdeckel, der einen Teil des Motors bildet, der in Fig. 1 gezeigt wird;
Fig. 3 und 4 isometrische Ansichten der Kontaktstücke, die Teile des Motors bilden, der in Fig. 1 und 2 gezeigt wird;
Fig. 5 eine Stirnseitenansicht in Schnittdarstellung, wie bei Fig. 2, die einen modifizierten Motor entsprechend der Erfindung zeigt;
Fig. 6 eine isometrische Ansicht eines Kontaktstückes, das einen Teil des Motors bildet, der in Fig. 5 gezeigt wird; und
Fig. 7 eine Stirnseitenansicht in Schnittdarstellung, wie bei Fig. 2, die einen weiter modifizierten Motor entsprechend der Erfindung zeigt.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG

Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt wird, umfaßt ein Gehäuse 1 mit einem Abschlußdeckel 2 an einem Ende einen Rotor 3, der einen Kommutator 4 einschließt. Die Bürsten 5, die den Kommutator 4 berühren, und zwei Klemmen 6 und 7 für den Anschluß der Bürsten 5 an eine externe Stromversorgung werden innerhalb des Abschlußdeckels 2 montiert. Ein laminierter Metall- Polymer-Metall-PTC-Widerstand 8 mit zwei Stirnflächen 9 und 10 wird ebenfalls innerhalb des Abschlußdeckels 2 montiert, und die zwei elektrisch leitfähige Kontaktstücke 11 und 12, die entsprechend mit einer der Bürsten 5 und mit einer der Klemmen 6 verbunden sind, berühren entsprechend die zwei Stirnflächen 9 und 10 des PTC-Widerstandes 8.
Der Abschlußdeckel 2 ist aus Kunststoff geformt, und er ist, wie in Fig. 2 gezeigt wird, mit einer thermisch isolierenden Halterung in der Form von zwei geschlitzten Befestigungsringen 13 versehen, die die gegenüberliegenden Ränder des PTC-Widerstandes 8 aufnehmen, um mit dem PTC- Widerstand 8 in Eingriff zu kommen, und um diesen dadurch direkt gegen eine Bewegung senkrecht zu den Stirnflächen 9 und 10 in beiden Richtungen zu halten. Die Bürsten 5 sind an den Bürstenblättern 21 montiert, die an der linken Seite mit dem Kontaktstück 11 und an der rechten Seite mit dem Steg 22 der anderen Klemme 7 vernietet sind. Die Klemme 6 ist mit dem Kontaktstück 12 mittels eines eingebauten Querstückes 23 verbunden, und die zwei Klemmen 6 und 7 sind für einen Eingriff in die Stifte 24 (nur teilweise gezeigt) eines Steckers angeordnet, der mit einer externen Stromversorgung verbunden ist.
Wie in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt wird, weisen die Kontaktstücke 11 und 12 gebogene Enden auf, die die Kontaktabschnitte 14 bilden, die einen Linienkontakt mit den Stirnflächen 9 und 10 des PTC-Widerstandes 8 zeigen. Wie ebenfalls gezeigt wird, wird jedes der Kontaktstücke 11 und 12 mit einer Einschnürung 15 zwischen dem Kontaktabschnitt 14 und dem restlichen Kontaktstück ausgebildet, um den Wärmefluß zwischen dem Kontaktabschnitt 14 und dem restlichen Kontaktstück zu behindern.
Ebenso wie sie in Querrichtung gebogen oder geknickt werden, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt wird, können die Kontaktstücke 11 und 12 bei alternativen Konstruktionen, die nicht gezeigt werden, in der Längsrichtung gebogen oder geknickt werden, um Kontaktabschnitte längs der Biegungen oder Knickbereiche zu bilden, die einen Linienkontakt mit den Stirnflächen 9 und 10 des PTC-Widerstandes 8 zeigen, oder jeder Kontaktabschnitt kann in der Form eines Vorsprunges vorhanden sein, wie beispielsweise einer kegelförmigen Spitze oder einer teilkugelförmigen Ausbildung, die aus dem Kontaktstück 11 oder 12 herausgepreßt sind, der einen Punktkontakt mit einer der Stirnflächen 9 und 10 zeigt.
Bei der Ausführung, die in Fig. 5 gezeigt wird, bildet die thermisch isolierende Halterung ein Widerlager 13 (in Schnittdarstellung gezeigt), und der Laminat-PTC-Widerstand 8 wird sicher zwischen dem Widerlager 13 und dem Kontaktstück 11 festgeklemmt, die entsprechend die Stirnflächen 10 und 9 des PTC-Widerstandes 8 berühren. Das andere Kontaktstück 12 erstreckt sich durch eine Öffnung 25 im Widerlager 13, um die Stirnfläche 10 des PTC- Widerstandes 8 zu berühren.
Wie in Fig. 6 gezeigt wird, ist der Kontaktabschnitt 14 des Kontaktstückes 11 eine kegelförmige Spitze, die aus dem Kontaktstück 11 herausgepreßt ist, um einen Punktkontakt mit der Stirnfläche 9 des PTC- Widerstandes 8 zu zeigen. Ein ähnlicher Vorsprung am anderen Kontaktstück 12 bewirkt einen Kontaktabschnitt 14, der einen Punktkontakt mit der Stirnfläche 10 des PTC-Widerstandes 8 zeigt.
Bei einer komplizierteren Ausführung, die in Fig. 7 gezeigt wird, wird ein laminierter Metall-Polymer-Metall-PTC-Widerstand 8 in einen Schlitz 26 zwischen zwei Widerlagern 13A und 13B eingesetzt, die in Eingriff kommen und dadurch direkt die gegenüberliegenden Seiten des PTC- Widerstandes 8 halten. Die Bürsten 5 sind an den Bürstenblättern 21 montiert, die an der linken Seite mit einem Kontaktstück 11 und an der rechten Seite mit einem Bügel 27 vernietet sind, der wiederum selbst mit einem Steg 22 der Klemme 7 vernietet ist. Der Steg 22 und das befestigte Ende des Bügels 27 werden in den Schlitz 28 wie beim Schlitz 26 eingesetzt. Wie bei den anderen veranschaulichten Ausführungen sind die Klemmen 6 und 7 im Abschlußdeckel 2 montiert, um mit den Stiften 24 (nur teilweise gezeigt) eines Steckers in Eingriff zu kommen, der mit einer externen Stromversorgung verbunden ist. Die Klemme 6 ist in einem Stück mit dem Kontaktstück 12 ausgebildet, und, wie gezeigt wird, ist der Schlitz 26 so geformt, daß er die Kontaktstücke 11 und 12 aufnimmt, so daß die Kontaktabschnitte 14, die den Kontaktabschnitten 14 gleichen, die mit Bezugnahme auf Fig. 5 und 6 beschrieben werden, die Teile 16 und 17 des Laminat-PTC-Widerstandes 8, die einen Abstand aufweisen, gegen die zwei Widerlager 13A und 13B festklemmen.

Claims

1. Thermisch geschützter Elektromotor, der aufweist:

ein Gehäuse (1) mit einem Abschlußdeckel (2) an einem Ende; einen Rotor (3), der einen Kommutator (4) einschließt, innerhalb des Gehäuses (1) montiert;

Bürsten (5), die den Kommutator (4) berühren, und zwei Klemmen (6 und 7) für den Anschluß der Bürsten (5) an eine externe Stromversorgung, innerhalb des Abschlußdeckels montiert;

einen Laminat-PTC-Widerstand (8), der innerhalb des Abschlußdeckels (2) montiert ist, und der zwei Stirnflächen (9 und 10) aufweist; und

zwei elektrisch leitfähige Kontaktstücke (11 und 12), die entsprechend mit einer der Bürsten (5) und einer der Klemmen (6) verbunden sind, und die entsprechend die zwei Stirnflächen (9 und 10) berühren;

dadurch gekennzeichnet, daß:

der Laminat-PTC-Widerstand (8) ein laminierter Metall-Polymer-Metall- PTC-Widerstand ist; und daß

der Abschlußdeckel (2) mit einer thermisch isolierenden Halterung (13) versehen ist, die mit dem Laminat-PTC-Widerstand (8) in Eingriff kommt und diesen dadurch direkt gegen eine Bewegung senkrecht zu den Stirnflächen (9 und 10) in mindestens einer Richtung hält.

2. Motor nach Anspruch 1, bei dem die Kontaktstücke (11 und 12) die Kontaktabschnitte (14) aufweisen, die einen Punktkontakt mit den zwei Stirnflächen (9 und 10) des Laminat-PTC-Widerstandes (8) zeigen.

3. Motor nach Anspruch 2, bei dem die zwei Stirnflächen (9 und 10) auf den gegenüberliegenden Seiten des Laminat-PTC-Widerstandes angeordnet sind und die zwei Kontaktabschnitte (14) einen Kontakt mit den zwei Stirnflächen (9 und 10) an Punkten aufweisen, die in Querrichtung einen Abstand vonei nander zeigen.

4. Motor nach Anspruch 1, bei dem die Kontaktstücke (11 und 12) die Kontaktabschnitte (14) aufweisen, die einen Linienkontakt mit den zwei Stirnflächen (9 und 10) des Laminat-PTC-Widerstandes (8) zeigen.

5. Motor nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem jedes Kontaktstück (11 und 12) mit einer Einschnürung (15) zwischen dem Kontaktabschnitt (14) und dem restlichen Kontaktstück (11,12) ausgebildet ist.

6. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die thermisch isolierende Halterung (13) den Laminat-PTC-Widerstand (8) gegen eine Bewegung senkrecht zu den Stirnflächen (9 und 10) in beiden Richtungen hält.

7. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die thermisch isolierende Halterung (13) ein Widerlager aufweist, das mit einer der Stirnflächen (9 und 10) in Eingriff kommt, und bei dem der Laminat-PTC- Widerstand (8) zwischen dem Widerlager (13) und einem der zwei elektrisch leitfähigen Kontaktstücke (11 und 12) festgeklemmt wird.

8. Motor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die thermisch isolierende Halterung (13) zwei Widerlager (13A und 13B) aufweist, die entsprechend mit den zwei elektrisch leitfähigen Kontaktstücken (11 und 12) zusammenwirken, und bei dem der Laminat-PTC-Widerstand (8) zwei Teile (16 und 17) aufweist, die durch die zwei Kontaktstücke (11 und 12) entsprechend gegen die zwei Widerlager (13A und 13B) festgeklemmt werden.