DE8804812U1

DE8804812U1 - Gleitstrommotor

Info

Publication number: DE8804812U1
Application number: DE8804812U
Authority: DE
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1989-08-10

Description

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R.

21787

29.2.1988

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Gleichstrommotor

Stand der Techni'.

Die Erfindung betrifft einen Gleichstrommotor, insbesondere Kleinmotor, zum Antrieb von Scheibenwischern von Fahrzeugen in mehreren Drehzahlstufen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.

Solche Gleichstrommotoren mit zwei Kommutatoren zur Erzielung von zwei oder mehreren Drehzahlstufen sind beispielsweise aus der DE-OS 29 04 904 oder DE-OS 21 01 459 oder DE-OS 28 55 987 bekannt. Die unterschiedlichen Drehzahlstufen werden dabei durch wahlweises Hintereinanderschalten, Parallelschalten oder Einzelschalten der beiden vorzugsweise identisch ausgebildeten Ankerwicklungen gewonnen, was über die Kommutatorbürsten bewerkstelligt wird. Solche Gleichstrommotoren haben ein Drehzahl" und Drehmomentverhalten gemäß den Kennlinien in Fig. 1, die für den Fall dargestellt sind, daß in der

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untersten Drehzahlstufe I die beiden Ankerwicklungen in Reihe geschaltet sind, in der mittleren Drehzahlstufe II nur eine Ankerwicklung angeschlossen ist und in der höchsten Drehzahlstufe III die beiden Ankerwicklungen parallel geschaltet sind. Aufgrund dieser Kennlinien sind die Gleichstrommotoren speziell für den Einsatz bei Scheibewischern in Fahrzeugen nicht geeignet, und zwar aus folgenden Gründen: Die Drehzahldifferenz zwischen den beiden obersten Drehzahlstufen ist bei nasser Scheibe sehr gering.

Das Blockiermoment (n = 0) ist in der höchsten Dr^hzahlstufe doppelt so hoch wie in den anderen Drehzahlstufen. Der Blockierstrom ist in der höchsten Drehzahlstufe viermal so hoch wie in der kleinsten Drehzahlstufe. Führt man die beiden Ankerwicklungen nicht identisch aus sondern verschieden, so können die vorstehend genannten Nachteile zwar abgemildert werden, jedoch die Verluste durch Querströme und andere Faktoren werden derart hoch, daß die Motoren mit Doppelkommutatoren aufgrund ihres schlechten Wirkungsgrades nicht mehr interessant sind*

Aus der GB-PS 1 052 338 ist bereits ein Gleichstrommotor zum Antrieb von Scheibenwischern bekannt, der in herkömmlicher Weise nur mit einen» einzigen Kommutator und einer einzigen Ankerwicklung ausgerüstet ist. Zur Erzielung einer zwoiten Dreh-zahlstufe *.st am Kommutator eine dritte Kommutatorbürste vorgesehen, die gegenüber der einen von zwei am Kommutatorumfang etwa diametral gegenüberliegenden Kommutatorbürsten um weniger als 180° am Kommutatorumfang verschoben angeordnet ist. In der unteren Drehzahlstufe werden die beiden am Kommutator diametral gegenüberliegenden Kommutatorbürsten an das Gleichspannungsnetz gelegt, während in der oberen Drehzahlstufe die dritte Kommutatorbürste und die von dieser am weitesten entfernt liegende Kommutatorbürste von dem Gleichspannungsnetz gespeist werden.

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Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Gleichstrommotor mit den

kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil,

daß er als Gleichstrommotor mit Doppelkommutator ohne &Ggr;

nennenswerte konstruktive Änderungen für den Wischerantrieb t

in Fahrzeugen geeignet ist und dabei zugleich einen Antrieb |

mit drei Wischgeschwindigkeiten in gut staffelbaren |

Intervallen bei nasser Scheibe dargestellt Die |

Drehzahldifferenzen zwischen den drei Drehzahlstufen lassen |

sich im Betriebspunkt des Gleichstrommotors nach Wunsch ||

festlegen. Wie aus den in Fig. 2 dargestellten Kennlinien a

für das Drehzahlverhalten und das Drehmomentverhalten des 1

erfindungsgemäßen Gleichstrommotors £u erkennen ist, f

i differieren dabei die Blockiermomente (n = O) in den drei * Drehsahlstufen in nur geringem Umfang. Das Blockierrmoment

der langsamsten Stufe kann weitgehend in beliebiger Relation
zu den beiden anderen Stufen festgelegt werden. In der
Praxis werden diese drei Blockiermomente jedoch dicht
zusammenzulegen sein, da der Wischermotor in jeder Stufe den

Wischbetrieb auch unter schwierigen Bedingungen
aufrechterhalten soll.

Bei dem erfindungsgemäßen Gleichstrommotor für
Wischerantrieb können herkömmliche Doppelkommutatormotoren,
wie sie als Kühlgebläseantriebe in Kraftfahrzeugen bereits

vielfach Anwendung gefunden haben, nahezu unverändert
verwendet werden. Lediglich ein Bürstenhalter an einem
Kommutator ist gegen ein Bürstenhalter mit drei
Kommutatorbürsten auszutauschen. Im übrigen bleibt der
Gleichstrommotor, wie er als Gebläseantrieb eingesetzt wird,

unverändert. Dadurch eröffnet sich für den

Doppe!kommutatormotor noch ein weiteres breites {

Anwendungsgebiet, so daß durch die dadurch mögliche hohe f Stückzahl in der Serienfertigung eine Kostenreduzierung I

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erzieibär ist.

Duiißh die in den weiteren Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildung Und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Gleichstrommotors möglich.

Zeichnung

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dargestellten AusfUhrungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 jeweils die Kennlinien eines an sich bekannten Doppelkommutatormotors (Fig. 1) und des

erfindungsgemäßen Gleichstrommotors (Fig. 2) für jeweils drei Drehzahlstufen,

Fig. 3 ein Schaltbild des erfindungsgemäßen Gleichstrommotors,

Fig. 4 eine tabellarische Übersicht der

Schalterstellungen im Schaltbild gemäß Fig* ( &igr; bei drei unterschiedlichen Drehzahlstufen,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Seitenansicht einer konstruktiven Ausführung des erfindungsgemäSen Gleichstrommotors.

Beschreibung des Äusführungsbexspiexs

Der in Fig. 5 schematisch dargestellte zweipolige Gleichstrommotor zum Antrieb eines Fahrzeug-Scheibenwischers in mehreren Drehzahlstufen weist einen in einem Gehäuse befestigten Stator 11 und einen auf einer im Gehäuse 10 gelagerten Rotorwelle 12 drehfest sitzenden Rotor 13 auf,

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der unter Belässunig eines Luftspaltes 14 im Stator 11 Umläuft. Wie in Fig. 3 symbolisch angedeutet ist, trägt der Stator 11 awei Permanentmagnetpole 15, die in Üblicher Weise als Halbschalensegmente ausgeführt sind. Der Rotor 13 trägt zwei galvanisch Voneinander getrennte Ankerwicklungen 16,17, die in Fig. 5 durch zwei Leiterstränge angedeutet sind. Die Ankerwicklungen 16,17 sind über den Rotorumfang gleichmäßig verteilt und liegen üblicherweise in Radialnuten ein. Sie können identisch ausgebildet sein, d.h. gleiche riiuklunyauautMi aufweisen« Am einfäciisten lassen sich die beiden Ankerwicklungen 16,17 durch eine Bifilarwicklung realisieren.

Der Rotor 13 trägt entsprechend seiner beiden Ankerwicklungen 16,17 zwei Kommutatoren 18,19, an denen jeweils eine der beiden Ankerwicklungen 16,17 angeschlossen sind. An dem in Fig. 5 rechten Kommutator 18 sind zwei am Kommutator 18 etwa diametral gegenüberliegende Kommutatorbürsten 19 angeordnet, die - wie hier nicht weiter gezeigt ist - in einem am Gehäuse 10 befestigten Bürstenhalter aufgenommen sind* Auf dem in Fig. 5 linken Kommutator sitzen insgesamt drei Kommutatorbürsten 22,23,24 auf, von denen die Kommutatorbürsten 22 und 23 am Kommutator 19 einander diametral gegenüberliegen, während die dritte Kommutatorbürste 24 gegenüber der Kommutatorbürste 22 um weniger als 180° am Kommutatorumfang verschoben ist. Die Bürstenanschlüsse 25 - 29 sind auf eine Klemmenplatte 30 gelegt, die auf dem Getriebedeckel 31 eines Untersetzungsgetriebes 32 angeordnet ist. Von den Bürstenanschiüssen 25 - 29 führen Anschiußieitungen zu Schaltmitteln 33, die in Fig. 3 durch zwei getrennte Schalter 35,36 repräsentiert sind. Mittels dieser Schaltmittel 33 wird der Gleichstrommotor an ein Gleichspannungsnetz angeschlossen, wie es in Fig. 3 durch eine Fahrzeugbatterie 34 realisiert ist. Je nach Stellung der Schalter 35,36 läuft der Gleichstrommotor in drei

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Drehzahlstufen I,II lind III mit deutlichen Drehzahldifferenzen zwischen den Drehzahlstufen. Der Schalter 35 weist drei Schaltstufen O, 1 und 2 äü£, während der Schalter 36 zwischen den Schaltstufen 1 und 2 umschaltbar ist. In der Tabelle in Fig. 4 sind die

Schaltstufen oder Schalterstellungen der Schalter 35,36 angegeben, welche die Schalter einnehmen müssen, um die gewünschte Drehzahlstufe 1,11 und III zu realisieren, wobei die Drehzahlstufe I die kleinste Drehzahl und die Io Dvehzahlstufe III die größte Drehzahl aufweist. Wie aus Fig. I) 3 in Verbindung mit Fig. 4 zu ersehen ist, sind in der höchsten Drehzahlstufe III die dritte Kommutatorbürste 24 und die Kommutatorbürste 22 des Kommutators 19 an der Fahrzeugbatterie &Ggr;&iacgr;4 angeschlossen. In der mittleren Drehzahlstufe II liegen hingegen die beiden einander

diametral gegenüberliegenden Kommutatorbürsten 22,23 des Kommutators 19 an der Fahrzeugbatterie 34, was dadurch bewirkt wird, daß der Schalter 35 von seiner Schaltstufe 1 , in die Schaltstufe 2 überführt wird. In der kleinsten 2O Drehzahlstufe sind die Kommutatorbürsten 21 - 24

hintereinander geschaltet und an die Fahrzeugbatterie 34 angeschlossen. Dies wird bewirkt durch überführen des Schalters 36 aus seiner Schaltstufe 1 in seine Schaltstufe

2 bei Verbleib des Schalters 35 in seiner Schaltstufe 2. Bei dieser niedrigsten Drehzahlstufe I sind die beiden &idigr; Ankerwicklungen 16,17 des Gleichstrommotors in Reihe geschaltet.

In dem Diagramm in Fig. 2 sind die Kennlinien &eegr; = f (M) und I = f tM) des Gleichstrommotors in den Drehsahlstufen I,II und III dargestellt. Der Betrieb des Gleichstrommotors bei nasser Scheibe ist durch einen strichlinierten Drehzahlbereich angedeutet. Deutlich zu sehen ist* c,, ·" _xe Drehzahlen in den einzelnen Drehzahl- oder % Wischergeschwindigkeitsstufen I - III gut gestuft sind. Das

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Blockiermoment (&eegr; = 0) differiert in den drei Drehzahlstufen I - III in nur geringem Umfang.

An der Klemmenplatte 30 sind noch drei weitere Anschlüsse 37,38 und 39 für die mechanische Abschaltung des Gleichstrommotors in seiner Endlage nach Überführen des Schalters 35 in seine Abschaltstufe 0 vorgesehen. Auf eine Beschreibung dieser an sich bekannten Endabschaltung ist hier verzichtet.

Zur Erzielung der mittleren Drehzahlstufe II können bei identisch ausgebildeten Ankerwicklungen 16,17 anstelle der Konunutatorbürsten 22,23 des Kommutators 19 auch die Konunutatorbürsten 20,21 des Kommutators 18 an die Fahrzeugbatterie 34 angeschlossen werden.

Wird eine weitere Drehzahlst, fe gewünscht, so kann noch eine Kombination der Schalterstellung so vorgesehen werden, daß der Schalter 35 seine Schaltstufe 1 und der Schalter 36 seine Schaltstufe 2 einnimmt. Dadurch sind die Kommutatorbürsten 24,23,21 und 20 hintereinander geschaltet (Fig. 4). Die Drehzahl dieser Drehzahistufe "übermittel" IV liegt zwischen der der dritten und zweiten Drehzahlstufe III bzw. II. Entsprechend würde die Kennlinie in Fig. 2 zwischen den Kennlinien II und &Igr;&Idigr;&Igr; verlaufen.

In einer nicht dargestellten Modifikation des beschriebenen Doppelkommutatormotors kann auch der Kommutator 18 mit einer dritten KommutatorbUrste versehen sein, die an einen herausgeführten sechsten Bürstenanschluß gelegt ist. Durch entsprechende Ausgestaltung der Schaltmittel 33 für die nunmehr sechs Bürstenanschlüsse können die sechs KommutatorbUrsten so miteinander gekoppelt werden, daß durch Einzel- oder Hintereinanderschalfcen der¹ durch die Kommutätorbüifsten abgegriffenen Ankerwicklungen 16,17 eine

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Vielzahl von Kennlinien gemäß Fig. 2 in verschiedenen Drehzahlstufen erreicht wird.

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Claims

- 21787 29.2.1988 ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1 Ansprüche

1. Gleichstrommotor, insbesondere Kleinmotor, zum Antrieb von Scheibenwischern von Fahrzeugen in mehreren Drehzahlstufen, mit einem Magnetpole, insbesondere Permanentmagnetpole, tragenden Stator, mit einem Rotor, der zwei Kommutatoren mit jeweils zwei am Kommutator etwa diametral gegenüberliegende KommutatorbUrsten und zwei galvanisch voneinander getrennte Ankerwicklungen aufweist, die an je einem der Kommutatoren angeschlossen sind, und mit an den KommutatorbUrsten angeschlossenen Schaltmitteln zum Anschließen der KommutatorbUrsten an ein Gleichspannungsnetz bei wahlweisem Einzelschalten oder Hintereinanderschalten der Ankerwicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem einen der Kommutatoren (19) eine dritte KommutatorbUrste (24) vorgesehen ist, die zu einer der beiden Kommutatorbürsten (22) um einen Winkel kleiner 18Ö° am Kommutatorumfang verschoben angeordnet ist* und daß die Sdhaltmifctel (33) in einer dritten Drehzahlstufe (III) mit größter Drehzahl die dritte

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4. Motor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem anderen der Kommutatoren (18) ebenfalls eine dritte Kommutatorbürste vorgesehen ist, die an den Schaltmitteln (33) angeschlossen ist und durch diese zur Erzielung weiterer Drehzahlstufen mit

Kommutatorbürste (24) und die von ihr⁵ am Kommutatorumfang am weitesten entfernt liegende Kommutatorbürste (23) und in einer zweiten brehzahlstüfe (II) mit mittlerer Drehzahl die beiden etwa diametral gegenüberliegenden Kommutatorbürsten (22,23) eines der beiden Kommutatoren (19) an das Gleichspannurigsnetis (34) legen und in einer ersten Drehzahlstufe (&Idigr;) mit

kleinster Drehzahl zur Reihenschaltuna der I

SI Ankerwicklungen (16,17) die vier jeweils paarwaise an je |J

einem Kommutator (18*19) etwa diametral ||

gegenüberliegenden Kommutatorbürsten (20-24) &

hintereinander schalten. |

2. Motor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ^s in der zweiten Drehzahlstufe (II) an das Öleichspannungsnetz (34) angeschlossenen Kommutatorbürsten (22,23) diejenigen des mit der dritten Kommutatorbürste (24) versehenen Kommutators (19) sind.

3. Motor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmittel (33) in einer vierten Drehzahlstufe (IV) mit einer zwischen den Drehzahlen von dritter und f zweiter Drehzahlstufe (III,II) liegenden Drehzahl die

dritte Kommutatorbürste (24) und die von ihr am Kommutatorumfang am weitesten entfernt liegende Kommutatorbürste (23) des einen Kommutators (19) sowie die beiden Kommutatorbürsten (20,21) des anderen Kommutators (18) hintereinander schalten.

den änderen Kommutatorbürsten (20 = 24) zur Reihen- oder Einzelschaitung der Ankerwicklungen (16*17) koppelbar ist.

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