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Anlage zur Patent anmeldung Sicherheitsschaltung für batteriegespeiste
elektrische Verbraucher in Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschaltung
für batteriegespeiste elektrische Verbraucher in Kraftfahrzeugen, mit einer chmelzsicherung
im Stromkreis des Verbrauchers und einem Schutzschalter, der bei unzulässig hoher
Stromaufnahme bzw. Erwärmung den Stromkreis des Verbrauchers unterbricht und diesen
dadurch vor Zerstörung schützt.
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Bei den bekannten ochaltungen dieser Art ist der Schutzschalter in
Serie mit der Schmelzsicherung in den hauptstromkreis des Verbrauchers gelegt. Der
Schutzschalter ist in der Regel ein kontinuierlich arbeitender Thermoschalter oder
ein Uberstromschalt er, dessen Schaltkontakt sich nach dem Öffnen infolge Abkühlung
selbsttätig wieder schließt. Derartige Schalter setzen also einen Verbraucher intermittierend
unter Strom, wenn sich der Verbraucher, z.B. ein blockierter Gebläsemotor, bei ununterbrochener
Stromzufuhr unzulässig hoch erwärmt.
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Die bekannten Schaltungen sind insofern von Nachteil, als die handelsüblichen
Schmelzsicherungen für Kraftfahrzeuge verhältnismäßig träge sind und in aller Regel
später als der Schutzschalter ansprechen, so daß sich die intermittierende Stromzufuhr
zu einem nicht mehr ordnungsgemäß arbeitenden Verbraucher über längere Zeit hinweg
vom Fahrer unbemerkt fortsetzen kann. Dabei kann die Batterie des Fahrzeugs erhebich
belastet und u.U.
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so stark geschwächt werden, daß ein anderer Verbraucher, z.B.
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eine elektrische Fahrzeugbremse, nicht mehr anzusprechen vermag.
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Dieser Nachteil könnte zwar dadurch behoben werden, daß dem Verbraucher
anstelle eines kontinuierlich arbeitenden Schutzschalters ein Schalter mit nicht
selbsttätiger Wiedereinschaltung zugeordnet wird. Derartige Schalter sind jedoch
so teuer, daß ihr Einbau den Preis der Anlage unverhältnismäßig stark erhöhen würde.
Außerdem könnten sie auch nicht unmittelbar in das Gehäuse des Verbrauchers eingebaut
sein und daher zumindest nicht einwandfrei die Temperatur des Verbrauchers erfassen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Sicherheitsschaltungen der
eingangs erwähnten Art mit einfach-en und billigen
Mitteln so weiterzubilden,
daß der Verbraucher vor Beschädigung bzw. Zerstörung und die Fahrzeugbatterie vor
unzulässig hoher Belastung sicher geschützt wird.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schutzschalter
einen über die Schmelzsicherung führenden Kurzschlußstromkreis überwacht und beim
Ansprechen den Verbraucher durch Auslösen eines über die Schmelzsicherung fließenden
Kurzschlußstromes von der Fahrzeugbatterie trennt.
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Dadurch ist erreicht, daß die an sich träge Schmelzsicherung im gegebenen
Falle sofort anspricht und den Stromkreis des Verbrauchers unterbricht. Die Schmelzsicherung
ist dadurch mit einfachsten Mitteln zu einer flink ansprechenden Sicherung geworden,
die es auch erlaubt, Verbraucher in nicht kurzschluB-fester Ausführung für den>Einbau
vorzusehen. Die ausgefallene Sicherung zeigt an, welcher Verbraucher nicht mehr
ordnungsgemäß arbeitet bzw. schadhaft geworden ist. Mit Rücksicht auf die erzielten
Vorteile kann der Umstand, daß die Schmelzsicherung nach einem Ansprechen des Schutzschalters
durch eine neue Sicherung ersetzt werden muß, in Kauf genommen werden.
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In der Zeichnung sind brei Ausführungsbeispiele des Gegenstands der
Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Sicherheitsschaltung für einen Gebläsemotor
mit offenem Gehäuse, Fig. 2 eine Abhandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1,
und Fig. 3 eine Sicherheitsschaltung für einen Motor mit geschlossenem Gehäuse.
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Die Schaltung nach Fig. l dient zum Schutze eines mit einem offenen
Gehäuse versehenen Gebläsemotors 10, der über einen willkürlich ein- und ausschaltbaren
Handschalter 11 an die Batterie 12 des Fahrzeugs anschließbar ist. Im Stromkreis
des Motors 10 liegt eine Schmelzsicherung 13 und ein Schutzschalter 14, der den
Stromkreis des Motors unterbricht, wenn die Stromstärke und Umgebungstemperatur
einen vorgegebenen Wert erreicht.
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Der Schutzschalter 14 hat ein vom Motorstrom durchflossenes Bimetallblättchen
16, das unmittelbar einen mit zwei feststehenden Gegenkontakten 17 und 18 zusammenarbeit
enden Umschaltkontakt bildet. Das eine Ende des Bimetallblättchens 16 ist ständig
an den einen Pol der Batterie 12 angeschlossen, während der Gegenkontakt 17 mit
dem einen Anschluß und der Gegenkontakt 18 über eine Leitung 19 mit dem anderen
Anschluß des Motors 10 verbunden ist.
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Bei nicht eingeschaltetem Motor liegt das Bimetallblättchen 16 des
Schutzschalters 14 unter Vorspannung am festen Gegenkontakt 17 an, so daß beim Einschalten
über den Handschalter 11 der Stromkreis des Motors geschlossen wird und der Motor
anläuft. Die Vorspannung des Bimetallblättchens 16 ist so bemessen, daß sie durch
den bei störungsfreiem Betrieb sich einstellenden Motorstrom nicht überwunden wird.
Der Motor bleibt in diesem Falle solange eingeschaltet, bis der Handschalter 11
geöffnet wird.
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Wenn jedoch der Anker des Motors aus irgendeinem Grunde blokkiert
oder der Motor aus einem anderen Grunde einen unzulässig hohen Strom aufnimmt, wird
die Vorspannung des Bimetallblättchens 16 durch die von der Stromwärme auf das Bimetallblättchen
ausgeübten Verformungskräfte überwunden und das Bimetallplättchen 16 auf den festen
Gegenkontakt 18 umgelegt.
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Danach fließt ein hoher Kurzschlußstrom unter Umgehung des Motors
10 über die Leitung 19 und die Schmelzsicherung 13, der die Schmelzsicherung sofort
zum Ansprechen bringt. Auf diese Weise wird der Motor 10 von der Batterie 12 des
Fahrzeugs getrennt und vor thermischer Überlastung wirkungsvoll geschützt.
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Die Schaltung nach Fig. 2 unterscheidet sich von jener nach Fig. 1
dadurch, daß dem stromdurchflossenen Schaltglied 16' des Schutzschalters 14' nur
ein feststehender Gegenkontakt 18 zugeordnet ist, während der andere Gegenkontakt
durch eine ständig mit dem Schaltglied l6' verbundene flexible Litzé 20 ersetzt
ist, deren vom Schaltglied 16' abgekehrtes Ende an einen festen Anschlußkontakt
21 des Schutzschalters angeschlossen ist, der ständig mit der einen Anschlußklemme
des Motors verbunden ist. Außerdem ist die Schmelzsicherung 13 in die von der Batterie
12 zum Handschalter 11 führende Leitung des Motorstromkreises eingeschaltet.
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Die Schaltung nach Fig. 2 arbeitet praktisch wie jene nach Fig. 1,
mit dem einzigen Unterschied, daß die eine Anschlußklemme des Motors 10 über den
Schalter 14' ständig mit dem Handschalter 11 verbunden bleibt. Das hat jedoch keinen
Einfluß auf den Motor, weil der Kurzschlußstrom nach wie vor über die den Motor
umgehende Leitung 19 fließt.
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Bei der beschriebenen Schaltung nach Fig. 2 läßt sich der Schutzschalter
14' dadurch vereinfachen, daß anstelle des Gegenkontaktes 18 unmittelbar das -mit
Masse verbundene Gestell des Motors verwendet wird.
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Die Schaltung nach Fig. 3 dient zum Schutze eines gekapselten Motors
24, dessen Schutzschalter 25 ein temperaturempfindliches Schaltglied 26 hat. Das
Schaltglied 26 ist mit der
einen Anschlußklemme des Motors 24 verbunden,
während ein mit dem Schaltglied 26 zusammenarbeitender feststehender Gegenkontakt
27 an die andere Klemme des Motors angeschlossen ist.
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Dadurch ergibt sich eine den Motor umgehende Leitung 28, die der Schutzschalter
25 normalerweise offen hält.
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-Wenn der Motor aus irgendeinem Grunde eine unzulässig hohe Temperatur
erreicht, schließt das Schaltglied 26 die Leitung 28 und stellt dadurch den zum
schnellen Auslösen der Sicherung 13 erforderlichen Kurzschlußstromkreis her.