DE1538506C - Schaltereinheit fur 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 linden 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 auszurüsten. Üblicherweise wird die Anlaßwicklung, sobald der Motor eine vorbestimmle 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 Einzelschaltcr 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.

Eriindungsgcmäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der /weite 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 (Arheits-) in dessen /weile (Ruhe-) Stellung eine Vorspannung ausübt, wobei die von der Kippfeder auf den Stößel ausgeübte gegenguriehtete Vorspannung größer ist als die von dem zweiten beweglichen Kontaktarm übertrai.'cne I''ederkraft, wenn sich der Stößel in dessen crMer (Arbeits-) Stellung befindet. Diese Anordnung weist ;',ei.'uniil)jr bekannten die Vorteile auf, daß nur eine einzige Kippleder am einen der Kontaktarme erforderlich ist, während der andere Kontaktarm als einfacher Federann ausgebildet ist und daß weiterhin die Rückwärtsbewegung des Stößels in seine Ruhestellung durch die entgegenwirkende Federkraft des zweiten Konlaklarms 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 Stößeis 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 erreiclvt: 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 Kontaklpunkt 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. E:; 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 Fig. 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 Schaltcreinheit gemäß einer Ausführungsforni gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltbild des Elektromotors nach Fig. 1,

Fig. 3 eine stirnseitige Ansicht des die Schaltcreinheit tragenden Teils des Lagerschildes des Elek-

tromotors nach F i g. 1, -

F i g. 4 eine Ansicht der Rückseite der Schaltereinhcit, . *

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

Fig. 6 und 8 je eine Aufsicht auf das Innere des geöffneten Gehäuses der Schaltereinheit gemäß der ersten Ausfühiungsform, bei verschiedenen Lagen der Schaltelemente,

F ig. 7 eine perspektivische Ansicht des Schalter-

fif, stößeis,

F i g. ° eine perspektivische Teilansicht der Kippschalterbauteile der Schallereinheit, in ihrer in Fig. 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 Schaltereinheit 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 51, 72 der beiden Schaltvorrichtungen 40 bzw. 70 angebracht. Die Kontaktzunge 66 ist ein Blindkontakt.

Wie insbesondere die Fig. 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 (F i g. 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.

Zur Führung des Stößels 84 bei seiner Bewegung dienen die an den einander gegenüberliegenden Seitenflächen 127 anliegenden Klötze 132, deren vorragende Nasen in Ausnehmungen 131 im Stößelkörper eingreifen, um die Stößelbewegung nach oben bzw. unten zu begrenzen. Der Stößel 84 ist weiterhin in einer in der im Gehäuseteil 32 befindlichen Nut 137 (Fig. 6) geführt.

Bei der ersten Ausführungsform verwendet man eine den Stößel 84 mit dem Steuermechänismus 36 verbindende Betätigungsvorrichtung 77, um die Stellung des Stößels 84 zu bestimmen bzw. zu steuern. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Begrenzung für die Bewegung des Stößels 84 nicht erforderlich.

Die Kurve g in F i g. 12 veranschaulicht die sich am Stößel 84 der Schalteinheit 30 ergebende Netto-Verschiebekraft-Kennlinie; diese Kurve ist auf Grund ermittelter Durchschnittswerte erstellt. Mit der Verschiebung des Stößels 84 in Richtung des Pfeils nimmt die durch die Feder 114 und 72 auf den Stößel ausgeübte Anfangskraft allmählich ab, bis die Zunge 108 und die beiderseits des Schlitzes 109 liegenden Schenkel 110, 111 des Kontaktarms 51 in gleicher Höhe liegen und der Kontakt 52 gegen den feststehenden Kontakt 97 gekippt wird und sich an ihn anlegt. Im Verlaufe dieses Schaltvorgangs ist vor allem die Feder 108 für die aus dem Kurventeil 140 ersichtliche schnelle und plötzliche Zunahme der auf den Stößel ausgeübten Nettokraft verantwortlich. Der plötzliche Abfall der Nettokraft am Ende der Bewegung des Stößels, wenn er nach außen ragt, beruht auf der Begrenzung der Stößelbewegung.

Die strichpunktiert dargestellte Kurve h in F i g. 12 ist eine Verschiebekraft-Kennlinie des Stößels, die die auf den Stößel 84 einwirkende Kraft erkennen läßt, wenn aus der Schaltereinheit 30 die Schaltvorrichtung 70 entfernt worden ist. Die Kurven g und h zeigen deutlich, daß die durch die Schaltvorrichtungen 40 und 70 auf den Stößel 84 ausgeübte Hauptkraft vornehmlich auf der Wirkung der Schaltvorrichtung 40 beruht. Außerdem wirken die Kräfte in der Richtung, um den Stößel nach außen zu schieben, in welcher Lage dieser normalerweise gehalten wird.

Sofern sich der Stößel 84 in seiner in F i g. 8 dargestellten, herausragenden bzw. äußeren Lage befindet, ist der Kontaktarm 72 vorzugsweise in der dargestellten Weise gekrümmt, um zu gewährleisten, daß die Kontakte 99 und 123 fest aneinander anliegen, und weiterhin, daß die auf den Stößel ausgeübte Nettokraft am Ende seiner Bewegung geringfügig verringert wird, um so auf den Stößel dämpfend einzuwirken.

Wenn der Stößel 84 aus seiner äußeren in seine innere, in das Gehäuse hineingedrückte Lage (F i g. 6) bewegt wird, ermöglicht der Abstand zwischen den beiden Begrenzungsflächen 141 und 142 der keilförmigen Nut 128 im Stößel 84 zunächst einen Leergang des Stößels, bis die untere Fläche 141 an der Unterseite des federnden Kontaktarms 72 anliegt und danach erst diesen zurückdrückt. Dabei wird eine schnelle Trennung der Kontakte 99, 123 erreicht, um die Gefahr des Verschmorens der Kontakte auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Der weiteren Aufwärtsbewegung des Stößels 84 wirkt die zunehmend stärker werdende Federkraft des beweglichen Kontaktarms 72 entgegen. Wenn der Arm 51 der Schaltvorrichtung 40 seine Übermittenstellung erreicht, wird der bewegliche Kontakt 52 infolge einer Kippwirkung plötzlich gegen den Kontakt 98 angedrückt. Die hierbei auf den Stößel 84 einwirkenden Nettokräfte ergeben sich aus der unteren strichpunktierten Kurve h in Fig. 12 für die Schaltvorrichtung 40 bzw. für die Kombination der Schaltvorrichtungen 40 und 70 aus der unteren, voll ausgezogenen Linie.

ίο Aus dem Schaltplan nach Fig. 2 und der spezifischen Anwendung der Schaltereinheit 30 zum Steuern der Wicklungen 27 und 28 ergibt sich, daß nur die Schaltvorrichtung 40 in deren Stromkreis liegt. Die Kontaktzunge 44 der Schaltvorrichtung 40 ist über einen ihrer Kontaktlappen 93 bzw. 94 mittels der Leitung 47, in der sich ein nicht dargestellter einpoliger Hauptein- bzw. -ausschalter befindet, an den Leiter 48 einer äußeren Energieleitung angeschlossen. Die andere feststehende Kontaktzunge 46 der Schaltvorrichtung 40 ist über die Leitung 49 an die Anlaßwicklung 28 angeschlossen. Die Kontaktzunge 54 des beweglichen Kontaktarms 51 ist einerseits mittels der Leitung 53 an die Hauptwicklung 27 und andererseits über die Leitungen 56 und 57, zwischen welchen ein üblicher Anlaßschalter 58 liegt, an die Leitung 48 angeschlossen. Die Wicklungen 27, 28 sind über die an die Wicklungen 27, 28 angeschlossene Leitung 62, eine übliche Überlastungsschutzsicherung 63, die Leitung 64 und die Kontaktzunge 66 parallel an den zweiten Leiter 61 der Energieleitung angeschlossen.

Beim Anlassen befinden sich die Schalterelemente in ihrer in F i g. 2 dargestellten gegenseitigen Lage, d. h., der Schalter 58 ist geschlossen und der bewegliehe Kontakt 52 am Kontaktarm 51 liegt an dem feststehenden Kontakt 98 der Kontaktzunge 98 der Kontaktzunge 46 an. Folglich wird die Hauptwicklung 27 aus den Leitern 48, 61 mit Strom versorgt, während die Anlaßwicklung 28 parallel zu der Hauptwicklung liegt. Eine Lageänderung des Schaltarms 51 in der Weise, daß sich sein Kontakt 52 gegen den feststehenden, an die Hauptwicklung 28 angeschlossenen Kontakt 97 an der Kontaktzunge 44 anlegt, bewirkt ein Unterbrechen und Öffnen des Stromkreises mit der Anlaßwicklung.

Bei der ersten Ausführungsform steuert die Schaltvorrichtung 70 einen Hilfsstromkreis, der während der Betätigung der ersten Vorrichtung betätigt werden kann. Dieser ist beim Anlassen des Motors geöffnet und kann zur Steuerung von Teilen der elektrischen Anlage, beispielsweise der Heizkörper von Geschirrspülautomaten, Relais u. dgl., in welcher der Motor 20 Anwendung findet, benutzt werden. Die Leitungen 74, 76 schließen die Schaltvorrichtung 70 an die nicht dargestellte Hilfseinrichtung an.

Der auf die Drehzahl des Motors 20 ansprechende Mechanismus besitzt eine Fliehgewichtseinrichtung 36, die an dem Stirnring 25 des Läufers 26 befestigt ist und somit mit dem Läufer 26 und der Welle 24 umläuft. Die Einrichtung 36 besteht aus einer in axialer Richtung auf der Welle 24 verschiebbaren Ringscheibe 38 und aus zwei einander gegenüberliegenden Fliehgewichten 39, die an der Halteplatte 41 kippbar und radial verschiebbar gehalten werden, um beim Erreichen der Abschaltgeschwindigkeit eine Verschiebung der Ringscheibe 38 zu bewirken. Zwei Federn 42 wirken den Fliehkräften der Fliehgewichte 39 entgegen und verschieben die Ringscheibe 38 mit

einer vorbestimmten Kraft in die Ruhe- bzw. Ausgangsstellung.

Ein Hebelwerk überträgt die Axialbewegungen der Ringscheibe 38 auf den Stößel 84 der Schaltereinheit 30 nach der Erfindung. Der schwenkbar gelagerte Hebel 78 liegt mit seiner Gabel 79 an der Ringscheibe 38 an. Der an den Hebel 78 rechtwinklig anschließende Hebelarm 81 greift durch die im Lagerschild 22 befindliche Öffnung 83 hindurch und mit seiner mittleren Zunge 83 an dem Stößel 84 an. Der Hebel 78, 81 ist auf einem Schneidenlager 86 (F i g. 3) gelagert, wobei die Feder 87 diesen in seiner Lage festhält. ■■■■■

In der Ruhelage üben die Zugfedern des Mechanismus 36 auf die Ringscheibe 38 eine diesen zurück gegen den Läufer ziehende Kraft aus; die Schaltvorrichtungen der Schaltereinheit 30 bewirken über das Hebelwerk das Anliegen der Gabel 79 des Hebels 78 an der radialen Lauffläche der Ringscheibe 38. Wenn die Motorwicklungen 27 und 28 gleichzeitig mit Strom gespeist werden, nimmt die Drehzahl der Welle 24 und des Läufers 26 ständig zu, bis die Fliehkräfte der Fliehgewichte die Kraft der Federn 42 überwinden und dann die Ringscheibe 38 in die Abschaltstellung axial verschieben.

Die Kurve α in F i g. 13 läßt die an der Schubringscheibe angreifende Nettokraft gegenüber der sich aus der Fliehkraft ableitenden Kraft über den Verschiebeweg der Ringscheibe erkennen. Die Kurve b kennzeichnet die durch die Schaltereinheit 30 und ihr Hebelwerk auf die Ringscheibe 38 ausgeübte Kraft. Die Kurve d nach Fig. 13 zeigt die auf die Ringscheibe 38 wirkende resultierende Kraft.

Beim Anlassen des Motors 20 befinden sich die Elemente der beiden Schaltvorrichtungen 40 und 70 in einer Lage, bei welcher die Anlaßwicklung eingeschaltet ist. Wenn die Drehzahl des Motors 20 ausreichend hoch ist und sie ihren Abschaltschwellwert erreicht hat, wird die Ringscheibe 38 axial verschoben und der Schaltstößel 84 über das Hebelgestänge 79, 78, 81, 83 verstellt, um so den Stromkreis mit der Anlaßwicklung 28 zu öffnen und diese abzuschalten.

In den Fig. 14 bis 17 ist eine zweite Ausführungsform einer Schaltereinheit 150 nach der Erfindung in Verbindung mit einem mehrtourigen Motor dargestellt, bei welchem der gleiche, auf die Drehzahl ansprechende Mechanismus 36 und das mechanische Hebelwerk vorhanden sind. Die Fig. 15 und 16 veranschaulichen die spezifischen- Einzelheiten der Schaltereinheit 150 in der zweiten Ausführungsform, die sich von der Schaltereinheit 30 der ersten Ausführungsform hauptsächlich im Aufbau und in der Arbeitsweise der unteren Schaltvorrichtung 170 unterscheidet. Folglich sind bei der zweiten Ausführungsform für die übereinstimmenden, vorher beschriebenen Teile die gleichen Bezugszeichen verwendet. . ... . · . . ■

Der bewegliche Kontaktarm 171 der Schaltvorrichtung 170 ist in etwa Z-förmig ausgebildet und besteht aus einem Stück mit den drei Abschnitten 176, 177 und 178. Der Abschnitt Γ76 ist mittels der Nieten 179 an der Unterseite des Teils 103 der oberen Kontaktzunge 54 angebracht. Das freie Ende des Abschnitts 178 trägt den nach oben gekehrten Kontakt 181, der normalerweise an dem nach unten gekehrten Kontakt 99 der unteren feststehenden Kontaktzunge 71 anliegt. Der federnd nachgiebige Abschnitt 178 liegt in der Nut 128 des Stößels 84.

Befindet sich der Stößel .84. in seiner niedergedrückten (in Fig. 15 voll, ausgezogen dargestellten) Stellung, wird der Abschnitt' 178 durch die untere Fläche 141. der Nut 128 nach oben und somit sein Kontakt 181 fest gegen de'n feststehenden Kontakt 99 angedrückt. "..'-..

Der Stößel 84 wird.Jn.seine (in Fig. 15 strichpunktiert dargestellte) herausstellende Stellung auf Grund der durch die ,Schaltypr^chtungen der Schal-

tereinheit 150 auf ihn ausgeübten Kräfte zurückgeführt. Während eines ,verhältnismäßig kurzen Abwärtshubes des Stößels 84 aus\seiner inneren Lage ist zwischen dem Arm 171 und dem Stößel ein sich aus dem Abstand zwischen den Xanten 141,142 der Nut 128 des Stößels ergebender Leergang vorhanden; dann erst wirkt die obere Kante, 142 der Nut 128 auf die Oberseite des federnden Abschnitts 178 zum Öffnen der Kontakte 99 und 181; der .Schaltvorrichtung 170. Da der Kontaktarm, 171 aus seiner normalen

so Stellung heraus bewegt wird,.p|mmt die sich aus dem Arm 171 ergebende Kraft an. dem Stößel in einer der Bewegung des Stößels entgegengesetzten Richtung allmählich zu. Diese Wechselwirkung erzeugt an dem Stößel bei seiner Bewegung in seine äußere Lage eine

Dämpfungswirkung. Die Wechselwirkung zwischen der Schaltvorrichtung 40 und dem Stößel 84 wurde bereits an Hand des ersten, ^usführungsbeispiels beschrieben. , ■ ■ .' .. -,,J''. ■ ....··

Die Kurve / in Fig. 17 kennzeichnet die durch.die Schaltereinheit 150 auf den Stößel 84 bei seiner Bewegung zwischen seiner· niedergedrückten und seiner herausstehenden Stellung . ausgeübte Nettokraft. In Fig. 17 ist der Bereich der Schaltwirkung der Vorrichtungen mit 180 bezeichnet. Wie bei der ersten Ausführungsform entsteht auch hier der scharfe Abfall der Nettokraft an dem ^Stößel in dem Bereich seiner herausstehenden Stellung dadurch, daß die Bewegung des Stößels mechanisch durch einen Anschlag begrenzt wird. Ein.Vergleich der Kurve/, die die Kennlinie der durch die Schaltereinheit 150 auf den Stößel ausgeübten Nettokraft darstellt, mit der Kurve h bei aufgehobener Wirkung der Schaltvorrichtung 170 zeigt die Kennlinie der in dem Nettokraft-Schema vorwiegenden, .sich aus der Schaltvorrichtung 40 ergebende^ Kraft.auf den Stößel 84.

Die Schaltereinheit 150 nach der zweiten Ausführungsform wird in Zusammenhang mit einem in Fig. 14 schematisch dargestellten einphasigen Asynchronmotor mit zwei Nenndrehzahlen .verwendet.

Der Motor besitzt eine erste Hauptfeldwicklung 151 zur Schaffung einer ebenen Anzahl von Statorpolen, beispielsweise vier, für einen hoch tourigen Betrieb. Die zweite Hauptfeldwicklürig 152 ist so gewickelt^ daß für einen niedertourigen Betrieb eine größere Anzahl Pole als bei der Wicklung 151, beispielsweise sechs Pole, entstehen, wobei 'die Anlaßwicklung 153 über die gleiche Anzahl Pole verfügt, wie die erste Hauptfeldwicklung. Die feststehende Kontaktzunge 44 der Schaltvorrichtung 40 ist über die Leitung 156 an eine Seite der zweiten Hauptwicklung 152 angeschlossen. Ihre andere feststehende Kontaktzunge 46 ist über die Leitung 157 an die eine Seite der Hauptwicklung 151 angeschlossen und über die Leitung 158 mit dem Kontakt 159 eines üblichen, von Hand betätigten einpoligen Umschalt-Drehzahlwählschalters 160 verbunden. Der Schaltarm des Schalters 160 ist seinerseits an den Leiter 173 einer Wechselstromquelle angeschlossen. Die in dem Stromkreis des ver-

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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 Fig. 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 Querschnitt 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 Fig. 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.

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