DE1538506B2 - Schaltereinheit fuer elektromotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltereinheit für Elektromotoren mit wenigstens zwei Wicklungen, bestehend aus einem Schaltergehäuse, wenigstens zwei darin angeordneten beweglichen Kontaktarmen, einem zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung verschiebbaren Stößel zum Betätigen der beweglichen Kontaktarme, einer Kippfeder, die einen am Ende eines Auslegehebels befindlichen bogenförmigen Bereich aufweist und mit dem einen (ersten) der beweglichen Kontaktarme zur Übertragung einer Kipp- bzw. Schnappbewegung auf diesen verbunden ist, wobei der bogenförmige Bereich der Kippfeder auf das eine (innere) Ende des Stößels einwirkt und diesen in Richtung auf seine zweite Stellung mit Federkraft beaufschlagt, und wobei ferner mindestens ein weiterer (zweiter) der beweglichen Kontaktarme von dem Stößel entsprechend dessen Stellung hin- und herbewegbar ist.

Derartige Schalter finden unter anderem Verwendung bei größeren Elektromotoren, die z. B. als Antriebsmotore für Schreibmaschinen, Kühlanlagen, Wasch- und Spülmaschinen, und anderes mehr dienen. Da sie ein hohes Anlaßdrehmoment haben sollen, ist es üblich, den Stator mit mindestens einer Haupterreger- und einer Anlaßwicklung auszurüstsn. Üblicherweise wird die Anlaßwicklung, sobald der Motor eine vorbestimmte Betriebsdrehzahl erreicht, abgeschaltet. Üblicherweise erfolgt das Abschalten der Anlaßwicklung mittels eines bei einer vorbestimmten Motordrehzahl ansprechenden, fliehkraftbetätigten Mechanismus, der dann seinerseits den im Stromkreis der Anlaßwicklung liegenden Schalter betätigt und so den Stromkreis öffnet.

Bekannt sind Schnapp- oder Kippschalter mit einem oder mehreren Kontaktpaaren, wobei die jeweiligen Kontaktpaare aus je einem feststehenden und einem beweglichen, mit einer Kippfeder versehenen Kontaktarm bestehen. Zur Betätigung dient ein auf die Kippfeder einwirkender Stößel. Nachteilig ist bei den bekannten Schnappschaltern, die mehrere Kontaktpaare in einem Gehäuse enthalten, daß der Fertigungs- und Kostenaufwand etwa linear mit der Anzahl der einzubauenden Kontakte ansteigt. Der erforderliche Aufwand bei Verwendung entsprechend mehrerer Einzelschalter ist noch erheblich höher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrfach-Schnappschalter zu entwickeln, der wenigstens ebenso robust und universell verwendbar ist wie die bisher bekannten, jedoch einfacher aufgebaut und montierbar und damit erheblich billiger ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der zweite bewegliche Kontaktarm nicht kippend ausgebildet und so angeordnet ist, daß er auf den Stößel während wenigstens eines Teils der Bewegung des Stößels von dessen erster (Arbeits-) in dessen zweite (Ruhe-) Stellung eine Vorspannung ausübt, wobei die von der Kippfeder auf den Stößel ausgeübte gegengerichtete Vorspannung größer ist als die von dem zweiten beweglichen Kontaktarm übertragene Federkraft, wenn sich der Stößel in dessen erster (Arbeits-) Stellung befindet. Diese Anordnung weist gegenüber bekannten die Vorteile auf, daß nur eine einzige Kippfeder am einen der Kontaktarme erforderlich ist, während der andere Kontaktarm als einfacher Federarm ausgebildet ist und daß weiterhin die Rückwärtsbewegung des Stößels in seine Ruhestellung durch die entgegenwirkende Federkraft des zweiten Kontaktarms teilweise abgefangen wird, was sich positiv auf die Haltbarkeit des Schalters auswirkt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der zweite bewegliche Kontaktarm in Richtung auf die zweite (Ruhe-) Stellung des Stößels vorgespannt und sein freies Ende liegt in Ruhestellung des Stößels an dem ihm zugeordneten Ruhekontakt derart an, daß der Kontaktarm hierbei durchgebogen ist und auf den Stößel eine auf dessen erste (Arbeits-) Stellung ίο zu gerichtete Kraft ausübt. Hierdurch wird zweierlei erreicht: zum einen kann auf diese Weise der sich in seine zweite (Ruhe-) Stellung bewegende Stößel besonders wirksam abgefangen werden, zum anderen wird durch die in Ruhestellung gegebene Durchtisgung des zweiten beweglichen Kontaktarms dieser mit genügend großer Kraft gegen den feststehenden Kontaktpunkt gepreßt, so daß eine elektrisch gut leitende Verbindung sicher gestellt ist.

Alternativ hierzu ist es auch möglich, den zweiten Kontakt als Arbeitskontakt auszubilden, wobei vorteilhafterweise eine Vorspannung des zweiten beweglichen Kontaktarms in Richtung auf die erste (Arbeits-) Stellung des Stößels bzw. auf den feststehenden Kontaktpunkt zu vorgesehen wird; durch eine derartige Vorspannung des federnden zweiten Kontaktarms wird bei Rückbewegung des Stößels in dessen zweite (Ruhe-) Stellung wiederum eine Abfangwirkung erzielt. Es kann hierbei auch besonders zweckmäßig sein, daß nur ein elektrisch leitendes (Eingangs-) Element vorgesehen ist, welches beide bewegliche Kontaktarme trägt.

Vorteilhafterweise in bezug auf den besonderen

Verwendungszweck der Schaltereinheit besitzt der Stößel einen außen berührbaren Teil mit rechteckigern Querschnitt; in einer Außenwand des Gehäuses muß dann eine rechteckige Öffnung zur Aufnahme und Führung des von außen berührbaren Teils des Stößels vorgesehen sein, wobei zweckmäßigerweise gleichzeitig die Stellung des Stößels begrenzende Anschlage vorgesehen sind, die aus an dem Stößel und ,. dem Gehäuse ausgebildeten, ineinandergreifenden Ausnehmungen bzw. Vorsprüngen bestehen.

In den Fi g. 1 bis 17 der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Hand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele dargestellt, welche nachstehend im einzelnen näher erläutert werden.
Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Elektromotors mit ein- bzw. angebauter Schaltereinheit gemäß einer Ausführungsform gemäß der Erfindung,

F i g. 2 ein Schaltbild des Elektromotors nach Fig.l,

Fig. 3 eine stirnseitige Ansicht des die Schaltereinheit tragenden Teils des Lagerschildes des Elektromotors nach Fig. 1,

F i g. 4 eine Ansicht der Rückseite der Schaltereinheit,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht der Schaltereinheit nach F i g. 4,

F i g. 6 und 8 je eine Aufsicht auf das Innere des geöffneten Gehäuses der Schaltereinheit gemäß der ersten Ausführungsform, bei verschiedenen Lagen der Schaltelemente,

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht des Schalterstößeis,

F i g. 9 eine perspektivische Teilansicht der Kippschalterbauteile der Schaltereinheit, in ihrer in F i g. 8 gezeigten gegenseitigen Lage,

Fig. 10 einen horizontalen Längsschnitt durch die Schaltereinheit entlang der Linie 10-10 in Fig. 8,

Fig. 11 einen Längsschnitt durch die Schaltereinheit entlang der Linie 11-11 in Fig. 8,

Fig. 12 eine Kurvendarstellung der am Stößel der Schaitereinheit nach der ersten Ausführungsform wirksamen Kräfte,

Fig. 13 eine Kurvendarstellung der an der Ringscheibe der Fliehkraftsteuereinrichtung wirksamen Kräfte, ίο

Fig. 14 ein Schaltbild eines einphasigen Wechselstrommotors für zwei unterschiedliche Nenndrehzahlen mit der Schaltereinheit in einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 15 eine Aufsicht auf das Innere des Gehäuses der Schaltereinheit in der zweiten Ausführungsform, bei der eines der Gehäuseteile der Schaltereinheit zur Veranschaulichung von Einzelheiten des Schalters sowie ihrer gegenseitigen Lage abgenommen ist,

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht der Einzelteile bzw. der Schaltelemente der in Fig. 15 gezeigten Schaltereinheit,

Fig. 17 eine Kurvendarstellung der auf den Stößel der Schaltereinheit nach der zweiten Ausführungsform wirkenden Kräfte.

In den F i g. 1 bis 13 ist eine Ausführungsform der verbesserten Schaitereinheit in Verbindung mit der Steuerung eines Einphasen-Asynchronmotors 20 veranschaulicht. Bei dem in F i g. 1 dargestellten Motor sind zwei Lagerschilde 21, 22 in üblicher Weise an dem Stator 23 befestigt, welche die Welle 24 mit dem Asynchronläufer 26 mit Hilfe ihrer Lager so tragen, daß dieser in dem Stator 23 umlaufen kann. Wie aus dem Schaltbild nach F i g. 2 ersichtlich, erfolgt die Erregung des Motors 20 mit Hilfe der Einphasen-Hauptfeldwicklung 27 und der in Nuten im Magnetkern des Stators 23 angeordneten Hilfs- oder Anlaßwicklung 28. Diese Wicklungen sind im Statorkern um 90° gegeneinander versetzt und werden beide beim Anlassen des Motors mit Strom gespeist. Die Wicklungen werden also während der bestimmten Zeitspanne, die erforderlich ist, um den Kurzschluß-Läufer auf eine vorbestimmte oder auf die Abschaltdrehzahl zu bringen, von Strom durchflossen.

Bei dem dargestellten Beispiel ist die verbesserte Schaltereinheit 30 außen an dem Lagerschild 22, beispielsweise unter Verwendung von an dem Schaltergehäuseteil 32 sitzenden Paßstiften 31 mittels der Schrauben 34 befestigt. Diese Schaltereinheit 30 wirkt mit einem nachstehend noch näher beschriebenen, auf die Drehzahl ansprechenden Mechanismus 36 zusammen, um die Anlaßwicklung 28 abzuschalten, wenn der Motor die vorbestimmte Drehzahl erreicht hat. Die Gehäuseteile 32, 33 werden durch übliche Verschlußmittel zusammengehalten.

Im Inneren der Gehäuseteile 32, 33 sind zwei Schaltelemente 40 und 70 angeordnet, die mit den drei feststehenden elektrischen Kontaktzungen 44, 46 und 71 und den beweglichen Kontaktarmen 51, 72 zusammenwirken. Jede Kontaktzunge besitzt an ihrem äußeren Ende zwei voneinander getrennt angeordnete, in einer gemeinsamen Ebene liegende Lappen 93, 94 (vergleiche Fig. 9 bis 11). Die Lappen 93, 94 ragen aus der Stirnfläche 91 des Schaltergehäuses heraus, so daß an ihnen passende Schnellverbindungs-Anschlußstecker rasch ansetzbar sind. An den Kontaktzungen 44 und 46 befinden sich Teilstücke 96, die parallel zueinander liegen (F i g. 6 und 9) und die Kontakte 97 und 98 tragen, die einander zugekehrt sind. Die Kontakte 97, 98 bilden so einen Teil einer einpoligen Kippumschaltvorrichtung 40. An der Kontaktzunge 71 sitzt der Kontakt 99 (F i g. 6 und 8) und bildet so einen Teil einer einpoligen Hebelausschaltvorrichtung 70.

An dem Gehäuse der Schaltereinheit 30 ragen die Kontaktzungen 54, 66 und 73 durch Schlitze in der Stirnfläche 92 heraus, an denen ebenfalls Schnellverbindungsanschlußstecker anbringbar sind. Jede Kontaktzunge weist zwei Lappen 101, 102 auf, die in ihrer Form mit den Lappen 93, 94 der Kontaktzungen 44, 46 71 übereinstimmen. An den Teilstücken der Anschlußzungen 54 und 73 sind die beweglichen Kontaktarme Sl, 72 der beiden Schaltvorrichtungen 40 bzw. 70 angebracht. Die Kontaktzunge 66 ist ein Blindkontakt.

Wie insbesondere die F i g. 6 und 8 bis 10 zeigen, ist der bewegliche Kontaktarm 51 der Schaltvorrichtung 40, der aus elektrisch leitendem federndem Material besteht, mit seinem einen Ende mittels der Nieten 106 an dem Teilstück 103 der Kontaktzunge 54 befestigt; sein freies Ende trägt auf beiden Seiten je einen Kontakt 52, die, je nach der Lage des Armes 51, an einem der feststehenden Kontakte 97 oder 98 anliegen. Der Arm 51 ist, wie in Fig. 10 und 11 gezeigt, mit einem Schlitz 109 versehen, in den die Zunge 108 hineinragt.

Zum schnellen Umschalten wirkt auf den Kontaktarm 51 ein Kniehebel-Federmechanismus 112 (Fig. 9), der mit seinem Teil 113 ebenfalls mit Hilfe der Nieten 106 an der Kontaktzunge 54 befestigt ist. Der im wesentlichen U-förmig gebogene Teil 114 der Feder 112 ist an seinem freien Ende 115 mit einem Schlitz 116 versehen, in den die Zunge 108 eingreift. Der gebogene Teil 114 der Feder 112 steht unter Spannung, um durch Kippwirkung das schnelle Ein- und Aus- bzw. Umschalten in beiden Bewegungsrichtungen zu ermöglichen. Das Zusammenwirken zwischen der Schaltvorrichtung 70 und dem Betätigungsstößel 84 ist nach Beschreibung des Aufbaus der einpoligen Hebelschaltvorrichtung 70 näher erläutert.

Der bewegliche Kontaktarm 72 der Schaltvorrichtung 70 aus biegsamem elektrisch leitendem Material ist mit seinem Ende 121 mit Hilfe der Niete 122 an dem Teil 103 der Kontaktzunge 73 befestigt. Das freie Ende des Kontaktarms 72 trägt den Kontakt 123, der mit dem ihm zugeordneten feststehenden Kontakt 99 zusammenwirkt bzw. an diesem normalerweise infolge der Vorspannung des Arms 72 anliegt.

Um die Schaltvorrichtungen 40 und 70 zwecks Zusammenwirkens in der richtigen Lage zueinander zu verbinden, ist ein Stößel 84 vorgesehen, der zwischen zwei Endlagen (einer »unteren« und einer »oberen«) hin- und herbewegbar ist, wie F i g. 6 bzw. F i g. 8 erkennen läßt. Wie F i g. 7 zeigt, besitzt der aus Isoliermaterial bestehende Stößel 84 eine obere Stirnfläche 126, auf der. der gebogene Teil 114 der Feder 112 der Schaltvorrichtung 40 aufliegt. Im Mittelabschnitt 127 des Stößelkörpers befindet sich die keilförmige Nut 128, die den Kontaktarm 72 der Schaltvorrichtung 70 aufnimmt. Das untere Ende des Stößels 84 ragt durch die Öffnung 129 im Gehäuse nach unten bzw. außen heraus, so daß er mit dem Hebel 85 einer Betätigungsvorrichtung 77 zusammenwirken kann.

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Zur Führung des Stößels 84 bei seiner Bewegung der Schaltvorrichtung 40 seine Übermittenstellung

dienen die an den einander gegenüberliegenden erreicht, wird der bewegliche Kontakt 52 infolge

Seitenflächen 127 anliegenden Klötze 132, deren vor- einer Kippwirkung plötzlich gegen den Kontakt 98

ragende Nasen in Ausnehmungen 131 im Stößelkör- angedrückt. Die hierbei auf den Stößel 84 einwirken-

per eingreifen, um die Stößelbewegung nach oben 5 den Nettokräfte ergeben sich aus der unteren strich-

bzw. unten zu begrenzen. Der Stößel 84 ist weiterhin punktierten Kurve h in F i g. 12 für die Schaltvor-

in einer in der im Gehäuseteil 32 befindlichen Nut richtung 40 bzw. für die Kombination der Schaltvor-

137 (F i g. 6) geführt. richtungen 40 und 70 aus der unteren, voll ausge-

Bei der ersten Ausführungsform verwendet man zogenen Linie.

eine den Stößel 84 mit dem Steuermechanismus 36 io Aus dem Schaltplan nach F i g. 2 und der spezifi-

verbindende Betätigungsvorrichtung 77, um die Stel- sehen Anwendung der Schaltereinheit 30 zum Steu-

lung des Stößels 84 zu bestimmen bzw. zu steuern. em der Wicklungen 27 und 28 ergibt sich, daß nur

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Be- die Schaltvorrichtung 40 in deren Stromkreis liegt,

grenzung für die Bewegung des Stößels 84 nicht er- Die Kontaktzunge 44 der Schaltvorrichtung 40 ist

forderlich. 15 über einen ihrer Kontaktlappen 93 bzw. 94 mittels

Die Kurve g in F i g. 12 veranschaulicht die sich der Leitung 47, in der sich ein nicht dargestellter einam Stößel 84 der Schalteinheit 30 ergebende Netto- poliger Hauptein- bzw. -ausschalter befindet, an den Verschiebekraft-Kennlinie; diese Kurve ist auf Grund Leiter 48 einer äußeren Energieleitung angeschlosermittelter Durchschnittswerte erstellt. Mit der Ver- sen. Die andere feststehende Kontaktzunge 46 der Schiebung des Stößels 84 in Richtung des Pfeils 20 Schaltvorrichtung 40 ist über die Leitung 49 an die nimmt die durch die Feder 114 und 72 auf den Anlaßwicklung 28 angeschlossen. Die Kontaktzunge Stößel ausgeübte Anfangskraft allmählich ab, bis die 54 des beweglichen Kontaktarms 51 ist einerseits Zunge 108 und die beiderseits des Schlitzes 109 lie- mittels der Leitung 53 an die Hauptwicklung 27 und genden Schenkel 110, 111 des Kontaktarms 51 in andererseits über die Leitungen 56 und 57, zwischen gleicher Höhe liegen und der Kontakt 52 gegen den 25 welchen ein üblicher Anlaßschalter 58 liegt, an die feststehenden Kontakt 97 gekippt wird und sich an Leitung 48 angeschlossen. Die Wicklungen 27, 28 ihn anlegt. Im Verlaufe dieses Schaltvorgangs ist vor sind über die an die Wicklungen 27, 28 angeschlosallem die Feder 108 für die aus dem Kurventeil 140 sene Leitung 62, eine übliche Überlastungsschutzersichtliche schnelle und plötzliche Zunahme der auf sicherung 63, die Leitung 64 und die Kontaktzunge den Stößel ausgeübten Nettokraft verantwortlich. 30 66 parallel an den zweiten Leiter 61 der Energie-Der plötzliche Abfall der Nettokraft am Ende der leitung angeschlossen.

Bewegung des Stößels, wenn er nach außen ragt, be- Beim Anlassen befinden sich die Schalterelemente

ruht auf der Begrenzung der Stößelbewegung. in ihrer in F i g. 2 dargestellten gegenseitigen Lage,

Die strichpunktiert dargestellte Kurve Λ in Fig. 12 d. h., der Schalter 58 ist geschlossen und der bewegist eine Verschiebekraft-Kennlinie des Stößels, die 35 liehe Kontakt 52 am Kontaktarm 51 liegt an dem die auf den Stößel 84 einwirkende Kraft erkennen feststehenden Kontakt 98 der Kontaktzunge 98 der läßt, wenn aus der Schaltereinheit 30 die Schaltvor- Kontaktzunge 46 an. Folglich wird die Hauptwickrichtung 70 entfernt worden ist. Die Kurven g und h lung 27 aus den Leitern 48, 61 mit Strom versorgt, zeigen deutlich, daß die durch die Schaltvorrichtun- während die Anlaßwicklung 28 parallel zu der gen 40 und 70 auf den Stößel 84 ausgeübte Haupt- 40 Hauptwicklung liegt. Eine Lageänderung des Schaltkraft vornehmlich auf der Wirkung der Schaltvor- arms 51 in der Weise, daß sich sein Kontakt 52 richtung 40 beruht. Außerdem wirken die Kräfte in gegen den feststehenden, an die Hauptwicklung 28 der Richtung, um den Stößel nach außen zu schie- angeschlossenen Kontakt 97 an der Kontaktzunge 44 ben, in welcher Lage dieser normalerweise gehalten anlegt, bewirkt ein Unterbrechen und Öffnen des wird. 45 Stromkreises mit der Anlaßwicklung.

Sofern sich der Stößel 84 in seiner in F i g. 8 dar- Bei der ersten Ausführungsform steuert die Schaltgestellten, herausragenden bzw. äußeren Lage befin- vorrichtung 70 einen Hilfsstromkreis, der während det, ist der Kontaktarm 72 vorzugsweise in der dar- der Betätigung der ersten Vorrichtung betätigt wergestellten Weise gekrümmt, um zu gewährleisten, den kann. Dieser ist beim Anlassen des Motors gedaß die Kontakte 99 und 123 fest aneinander anlie- 50 öffnet und kann zur Steuerung von Teilen der elekgen, und weiterhin, daß die auf den Stößel ausgeübte irischen Anlage, beispielsweise der Heizkörper von Nettokraft am Ende seiner Bewegung geringfügig Geschirrspülautomaten, Relais u. dgl., in welcher der verringert wird, um so auf den Stößel dämpfend ein- Motor 20 Anwendung findet, benutzt werden. Die zuwirken. Leitungen 74, 76 schließen die Schaltvorrichtung 70

Wenn der Stößel 84 aus seiner äußeren in seine 55 an die nicht dargestellte Hilfseinrichtung an.
innere, in das Gehäuse hineingedrückte Lage (F i g. 6) Der auf die Drehzahl des Motors 20 ansprechende bewegt wird, ermöglicht der Abstand zwischen den Mechanismus besitzt eine Fliehgewichtseinrichtung beiden Begrenzungsflächen 141 und 142 der keilför- 36, die an dem Stirnring 25 des Läufers 26 befestigt migen Nut 128 im Stößel 84 zunächst einen Leer- ist und somit mit dem Läufer 26 und der Welle 24 gang des Stößels, bis die untere Fläche 141 an der 60 umläuft. Die Einrichtung 36 besteht aus einer in Unterseite des federnden Kontaktarms 72 anliegt axialer Richtung auf der Welle 24 verschiebbaren und danach erst diesen zurückdrückt. Dabei wird Ringscheibe 38 und aus zwei einander gegenübereine schnelle Trennung der Kontakte 99, 123 er- liegenden Fliehgewichten 39, die an der Halteplatte reicht, um die Gefahr des Verschmorens der Kon- 41 kippbar und radial verschiebbar gehalten werden, takte auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Der weite- 65 um beim Erreichen der Abschaltgeschwindigkeit eine ren Aufwärtsbewegung des Stößels 84 wirkt die zu- Verschiebung der Ringscheibe 38 zu bewirken. Zwei nehmend stärker werdende Federkraft des bewe?- Federn 42 wirken den Fliehkräften der Fliehgewichte liehen Kontaktarms 72 entgegen. Wenn der Arm 51 39 entgegen und verschieben die Ringscheibe 38 mit

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einer vorbestimmten Kraft in die Ruhe- bzw. Aus- Befindet sich der Stößel .84. in seiner niederge-

gangsstellung. drückten (in Fig. 15 voll, ausgezogen dargestellten)

Ein Hebelwerk überträgt die Axialbewegungen der Stellung, wird der Abschnitt 178 durch die untere Ringscheibe 38 auf den Stößel 84 der Schaltereinheit Fläche 141 der Nut 128 nach.oben und somit sein 30 nach der Erfindung. Der schwenkbar gelagerte 5 Kontakt 181 fest gegen den feststehenden Kontakt 99 Hebel 78 liegt mit seiner Gabel 79 an der Ring- angedrückt. , . .
scheibe 38 an. Der an den Hebel 78 rechtwinklig an- Der Stößel 84 wird.Jn.seine (in Fig. 15 strichschließende Hebelarm 81 greift durch die im Lager- punktiert dargestellte) herausstehende Stellung auf schild 22 befindliche Öffnung 83 hindurch und mit Grund der durch die.Schaltvprrjchtungen der Schalseiner mittleren Zunge 83 an dem Stößel 84 an. Der io tereinheit 150 auf ihn ausgeübten Kräfte zurückge-Hebel 78, 81 ist auf einem Schneidenlager 86 (F i g. 3) führt. Während eines ,verhältnismäßig kurzen Abgelagert, wobei die Feder 87 diesen in seiner Lage wärtshubes des Stößels 84 aus-^einer inneren Lage ist festhält. · zwischen dem Arm 171" und dem Stößel ein sich aus

In der Ruhelage üben die Zugfedern des Mecha- dem Abstand zwischen den'Kanten 141, 142 der Nut

nismus 36 auf die Ringscheibe 38 eine diesen zurück 15 128 des Stößels ergebender Leergang vorhanden;

gegen den Läufer ziehende Kraft aus; die Schaltvor- dann erst wirkt die obere Kante, 142 der Nut 128 auf

richtungen der Schaltereinheit 30 bewirken über das die Oberseite des federnden Abschnitts 178 zum Öff-

Hebelwerk das Anliegen der Gabel 79 des Hebels 78 nen der Kontakte 99 und Ι8ί_; der Schaltvorrichtung

an der radialen Lauffläche der Ringscheibe 38. Wenn 170. Da der Kontaktarm, 17J aus seiner normalen

die Motorwicklungen 27 und 28 gleichzeitig mit ?o Stellung heraus bewegt wird,,ijimmt die sich aus dem

Strom gespeist werden, nimmt die Drehzahl der Arm 171 ergebende Kraft andern Stößel in einer der

Welle 24 und des Läufers 26 ständig zu, bis die Bewegung des Stößels entgegengesetzten Richtung

Fliehkräfte der Fliehgewichte die Kraft der Federn allmählich zu. Diese Wechselwirkung erzeugt an dem

42 überwinden und dann die Ringscheibe 38 in die Stößel bei seiner Bewegung in seine äußere Lage eine

Abschaltstellung axial verschieben. 25 Dämpfungswirkung. Die, Wechselwirkung zwischen

Die Kurve α in Fig. 13 läßt die an der Schubring- der Schaltvorrichtung 40.und dem Stößel 84 wurde

scheibe angreifende Nettokraft, gegenüber der sich bereits an Hand des ersten, .^usführungsbeispiels be-

aus der Fliehkraft ableitenden Kraft über den Ver- schrieben. . -,'* . ·

schiebeweg der Ringscheibe erkennen. Die Kurve & Die Kurve / in Fig. 17 kennzeichnet die durch.die

kennzeichnet die durch die Schaltereinheit 30 und 30 Schaltereinheit 150 auf den Stößel 84 bei seiner Be-

ihr Hebelwerk auf die Ringscheibe 38 ausgeübte wegung zwischen seiner niedergedrückten und seiner

Kraft. Die Kurve d nach F i g. 13 zeigt die auf die herausstehenden Stellung . ausgeübte Nettokraft. In

Ringscheibe 38 wirkende resultierende Kraft. Fig. 17 ist der Bereich der Schaltwirkung der Vor-

Beim Anlassen des Motors 20 befinden sich die richtungen, mit 180 bezeichnet. Wie bei der ersten Elemente der beiden Schaltvorrichtungen 40 und 70 35 Ausführungsform entsteht auch hier der scharfe Abin einer Lage, bei welcher die Anlaßwicklung einge- fall der Nettokraft an dem ^Stößel in dem Bereich schaltet ist. Wenn die Drehzahl des Motors 20 aus- seiner herausstehenden Stellung dadurch, daß die Bereichend hoch ist und sie ihren Abschaltschwellwert wegung des Stößels mechanisch durch einen Anerreicht hat, wird die Ringscheibe 38 axial verscho- schlag begrenzt wird. Ein Vergleich der Kurve/, die ben und der Schaltstößel 84 über das Hebelgestänge 40 die Kennlinie der durch die Schaltereinheit 150 auf 79, 78, 81, 83 verstellt, um so den Stromkreis mit der den Stößel ausgeübten Nettokraft darstellt, mit der Anlaßwicklung 28 zu öffnen und diese abzuschalten. Kurve h bei aufgehobener Wirkung der Schaltvor-

In den Fig. 14 bis 17 ist eine zweite Ausführungs- richtung 170 zeigt die Kennlinie der in dem Nettoform einer Schaltereinheit 150 nach der Erfindung in kraft-Schema vorwiegenden, sich aus der Schaltvor-Verbindung mit einem mehrtourigen Motor darge- 45 richtung 40 ergebenden Kraft.auf den Stößel 84.
stellt, bei welchem der gleiche, auf die Drehzahl an- Die Schaltereinheit 150 nach der zweiten Aussprechende Mechanismus 36 und das mechanische führungsform wird in Zusammenhang mit einem in Hebelwerk vorhanden sind. Die Fig. 15 und 16 ver- Fig. 14 schematisch dargestellten einphasigen Asynanschaulichen die spezifischen· Einzelheiten der chronmotor mit zwei Nenndrehzahlen .verwendet. Schaltereinheit 150 in der zweiten Ausführungsform, 50 Der Motor besitzt eine erste Hauptfeldwicklung 151 die sich von der Schaltereinheit 30 der ersten Aus- zur Schaffung einer ebenen Anzahl von Statorpolen, führungsform hauptsächlich im Aufbau und in der beispielsweise vier, für einen·.hochtourigen Betrieb. Arbeitsweise der unteren Schaltvorrichtung 170 Die zweite Hauptfeldwicklurtg 152 ist so gewickelt, unterscheidet. Folglich sind bei der zweiten Ausfüh- daß für einen niedertourigen Betrieb eine größere rungsform für die übereinstimmenden, vorher be- 55 Anzahl Pole als bei der Wicklung 151, beispielsweise schriebenen Teile die gleichen Bezugszeichen ver- sechs Pole, entstehen, wobei die Anlaßwicklung 153 wendet. . ■■·.-. ■. . ■ ' über die gleiche Anzahl Pole verfügt wie die erste

Der bewegliche Kontaktarm 171 der Schaltvor- Hauptfeldwicklung. Die feststehende Kontaktzunge richtung 170 ist in etwa Z-förmig ausgebildet und be- 44 der Schaltvorrichtung 40 ist über die Leitung 156 steht aus einem Stück mit den drei. Abschnitten 176, 60 an eine Seite der zweiten Hauptwicklung 152 ange-177 und 178. Der Abschnitt 176 ist mittels der Nie- schlossen. Ihre andere feststehende Kontaktzunge 46 ten 179 an der Unterseite des Teils 103 der oberen ist über die Leitung 157 an die eine Seite der Haupt-Kontaktzunge 54 angebracht. Das freie Ende des wicklung 151 angeschlossen und über die Leitung Abschnitts 178 trägt den nach oben gekehrten Kon- 158 mit dem Kontakt 159 eines üblichen, von Hand takt 181, der normalerweise an dem nach unten ge- 65 betätigten einpoligen Umschalt-Drehzahlwählschalkehrten Kontakt 99 der unteren feststehenden Kon- ters 160 verbunden. Der Schaltarm des Schalters 160 taktzunge 71 anliegt. Der federnd nachgiebige Ab- ist seinerseits an den Leiter 173 einer Wechselstromschnitt 178 liegt in der Nut 128 des Stößels 84. quelle angeschlossen. Die in dem Stromkreis des ver-

stellbaren Kippkontaktarms 51 der Schaltvorrichtung 40 liegende Kontaktzunge 54 ist über die Leitung 162 mit dem Kontakt 161 für den niedertourigen Betrieb des Drehzahlwählschalters 160 verbunden.

Die zweite Schaltvorrichtung 170 ist über die Kontaktzunge 54 und die Leitung 162 mit ihrem Kontaktarm 171 in Reihe an den Kontakt 161 des Drehzahlwählschalters 160 angeschlossen. Ihre einzige feststehende Kontaktzunge 71 ist über die Leitung 164 mit der Anlaßwicklung 153 verbunden. Die anderen Seiten jeder der drei Wicklungen sind gemeinsam an den Verbindungspunkt 167 angeschlossen und liegen über die Leitungen 169, 172 und der Kontaktzunge 66 am zweiten Leiter 168 der Wechselstromleitung an.

In Fig. 14 ist die gegenseitige Lage bestimmter Bauteile des auf die Drehzahl ansprechenden Systems bei dem als Beispiel dienenden zweitourigen Motors bei Anhalte- oder Anlaßbedingungen und auf niedertourigen Betrieb eingestelltem Drehzahlwählschalter 160 veranschaulicht. Die Hauptwicklung 151 und die Anlaßwicklung 153 werden anfänglich aus den Leitern 173, 168 des Wechselstromnetzes mit Strom versorgt. Im einzelnen wird die Hauptfeldwicklung 151 über die niedertourige Seite 161 des Schalters 160, die Kontaktzunge 54, den Kipparm 51, die feststehende Kontaktzunge 46, die Leitung 157 und dann über die Kontaktzunge 66 mit Strom versorgt. Die Anlaßwicklung 153 wird parallel zur Wicklung 151 mit Strom gespeist, und zwar über die Kontaktzunge 54, den Kontaktarm 171 des Schalters 170, die feststehende Kontaktzunge 71, die Leitung 164 und schließlich über die Kontaktzunge 66.

Sobald die Drehzahl des Läufers 26 und des Fliehkraftmechanismus 36 die Abschaltdrehzahl erreicht, wird die Ringscheibe 38 verstellt. Beim Schalten bewegt sich der Stößel 84 in Richtung auf seine herausstehende Stellung (d. h. in Fig. 14 nach unten), wobei er die Kontakte des Schalters 170 öffnet, während der bewegliche Teil 52 der Schaltvorrichtung 40 infolge seiner Kippwirkung mit dem feststehenden Kontakt 44 rasch in Berührung gebracht wird. Somit wird die Anlaßwicklung 153 bei geöffnetem Schalter 170 stromlos. Außerdem wird auf Grund des an der feststehenden Kontaktzunge 46 offenen Stromkreises die Hauptwicklung 151 stromlos und die zweite Hauptwicklung 152 durch das Anliegen des Kontaktes 52 am beweglichen Arm 51 an dem Kontakt 97 der oberen feststehenden Kontaktzunge 44 in den Stromkreis eingeschaltet, so daß der Motor niedertourig läuft, z. B. mit etwa 1200 U/min.

Für einen hochtourigen Betrieb, d. h. nach Umlegen des (in F i g. 14 gestrichelt dargestellten) Wählschalters 160, werden die Hauptwicklung 151 und die Anlaßwicklung 153 während des Anlassens wiederum parallel mit Strom versorgt, wenn die Schaltvorrichtungen 40 und 170 die in Fig. 14 dargestellte Lage einnehmen. Die Hauptfeldwicklung 151 erhält über die Leitung 158, die feststehende Kontaktzunge 46, und die Leitung 157 Strom direkt aus dem Netz. Die Anlaßwicklung wird über die feststehende Kontaktzunge 46 und den Kontakt 52 des Kipparms 51, über die geschlossenen Kontakte des Schalters 170 und die Leitung 164 mit Strom versorgt. Die andere Hauptwicklung 152 ist stromlos.

Nachdem der bewegliche Kontakt 52 des Schalters 40 an den feststehenden Kontakt 97 der Kontaktzunge 44 angelegt worden ist, bleibt die Hauptfeldwicklung 152 auf Grund der Stellung des Wählschalters 160 weiterhin stromlos. Jedoch bleibt die Hauptfeldwicklung 151, obwohl der Kontakt 52 gegen den oberen feststehenden Kontakt 97 der Kontaktzunge 44 anliegt, über die Leitungen 157 und 158 weiter unter Strom für einen hochtourigen Betrieb des Motors.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltereinheit für Elektromotoren mit wenigstens zwei Wicklungen, bestehend aus einem Schaltergehäuse, mindestens zwei darin angeordneten beweglichen Kontaktarmen, einem zwischen einer ersten und zweiten Stellung verschiebbaren Stößel zum Betätigen der beweglichen Kontaktarme, einer Kippfeder, die einen am Ende eines Auslegehebels befindlichen bogenförmigen Bereich aufweist und mit dem einen (ersten) der beweglichen Kontaktarme zur Übertragung einer Kipp- bzw. Schnappbewegung auf diesen verbunden ist, wobei der bogenförmige Bereich der Kippfeder auf das eine (innere) Ende des Stößels einwirkt und diesen in Richtung auf dessen zweite Stellung mit Federkraft beaufschlagt, und wobei ferner ein mindestens weiterer (zweiter) der beweglichen Kontaktarme von dem Stößel entsprechend dessen Stellung hin- und herbewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite in nicht kippender Weise bewegliche Kontaktarm (72) so angeordnet ist, daß er auf den Stößel (84) während wenigstens eines Teils der Bewegung des Stößels (84), von dessen erster in dessen zweite Stellung eine Vorspannung ausübt, wobei die von der Kippfeder (114) auf den Stößel (84) ausgeübte Vorspannung größer ist als die von dem zweiten beweglichen Kontaktarm (72) übertragene Federkraft, wenn sich der Stößel in dessen erster Stellung befindet.

2. Schaltereinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der'Stößel (84) einen von außen berührbaren Teil mit rechteckigem Quer-

-· schnitt besitzt und in einer Außenwand (32) des Gehäuses eine rechteckige öffnung (129) zur Aufnahme und Führung des von außen berührbaren Teils des Stößels (84) vorgesehen ist, wobei die Stellung des Stößels (84) begrenzende Anschläge vorgesehen sind, die aus an dem Stößel (84) und dem Gehäuse (32, 33) ausgebildeten, ineinandergreifenden Ausnehmungen (131) bzw. Vorsprüngen (132) bestehen.

3. Schaltereinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der biegsame zweite Kontaktarm (72) normalerweise in Richtung auf die zweite Stellung des Stößels (84) beaufschlagt ist und bei dieser zweiten Stellung des Stößels (84) gegen den zugeordneten feststehenden Kontakt (99) anliegt, wobei der Stößel auf das freie Ende (123) des biegsamen zweiten Kontaktarms (72) mit dem Erreichen seiner zweiten Stellung so einwirkt, daß die durch den biegsamen zweiten Kontaktarm (72) auf den Stößel (84) ausgeübte Gegenkraft die Bewegung des Stößels in seine zweite Stellung bremst bzw. abfängt und hierbei zwischen den Kontakten (99, 123) der durch den zweiten beweglichen Kontaktarm (72) und dem zugeordneten feststehenden Kontakt (99) gebil-

deten Schaltvorrichtung (70) eine feste Berührung zustande kommt.

4. Schaltereinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisch leitendes Element (54) vorgesehen ist, das beide beweglichen Kontaktarme (51, 171) trägt, wobei der zweite bewegliche Kontaktarm (171) nor-

malerweise in Richtung auf die erste Stellung des Stößels (84) beaufschlagt und bei der zweiten Stellung (siehe F i g. 15) des Stößels (84) von dem ihm zugeordneten feststehenden Kontakt (99) entfernt gehalten wird, so daß die Bewegung des Stößels (84) auf dessen Weg in die zweite Stellung gebremst bzw. abgefangen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen