DE2224110A1

DE2224110A1 - Starting and protection devices for electric motors

Info

Publication number: DE2224110A1
Application number: DE19722224110
Authority: DE
Inventors: Frederick Gay Norton Mass. Perry (V.StA.)
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1971-05-19
Filing date: 1972-05-17
Publication date: 1972-11-30
Also published as: AU473889B2; FR2138156B1; BR7203176D0; IT957926B; GB1385425A; AU4243072A; US3718879A; FR2138156A1; ES402895A1

Description

TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED, 13 500 North Central Expressway,TEXAS INSTRUMENTS INCORPORATED, 13 500 North Central Expressway,

Dallas, Texas / V.St.A.Dallas, Texas / V.St.A.

Unser Zeichen: T 1223Our reference: T 1223

Anlaß- und Schutzvorrichtung für ElektromotorenStarting and protection devices for electric motors

Die Erfindung bezieht sich auf Wärme ansprechende Schalter und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Anlassen und zum Schützen eines Motors, der eine Hauptwicklung und eine Anlaßwicklung aufweist. The invention relates to heat sensitive switches and, more particularly, to starting and protecting devices a motor having a main winding and a starting winding.

Derartige Motoren werden üblicherweise dadurch angelassen, daß ein Anlaßrelais verwendet wird, welches entweder elektromagnetisch oder thermisch betätigt wird. Ein elektromagnetisches Relais weist im wesentlichen eine Relaiswicklung auf, die mit einem beweglichen Anker und einer zugeordneten Kontaktbaugruppe zusammenarbeitet, so' daß bei einer Erregung sowohl die Anlaßwicklung als auch die Hauptwicklung mit einer Spannungsquelle verbunden sind. Wenn jedoch der Motor seine normale Laufdrehzahl erreicht, bewirkt das um die Spule aufgebaute elektromagnetische Feld, daß der Anker die Kontakte öffnet, wodurch die Anlaßschaltung abgeschaltet wird. Zusätzliche Einrichtungen sind normalerweise erforderlich, um einen Schutz gegen verschiedene Arten von überbelastungen sicherzustellen. Obwohl ein derartiges System sehr wirksam sein kann, ist es von Natur aus komplex, sperrig und teuer und zwar wegen der zahlreichen Teile. Bei Motoren geringer Leistung ist es insbesondere wünschenswert, eineSuch motors are usually started by using a starting relay which is either electromagnetic or is thermally actuated. An electromagnetic relay essentially has a relay winding with a movable armature and an associated contact assembly cooperates, so 'that when energized, both the starting winding and the main winding are connected to a voltage source. However, when the engine is running at its normal speed reaches, the electromagnetic field built up around the coil causes the armature to open the contacts, thereby starting the circuit is switched off. Additional facilities are usually required to provide protection against various Ensure types of overloads. While such a system can be very effective, it is inherently complex to bulky and expensive because of the numerous parts. In the case of low power engines, it is particularly desirable to have a

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kompakte, billige und dennoch zuverlässige Vorrichtung zur Verfügung zu haben, mit der sowohl das Anlassen als auch der Schutz durchgeführt wird.to have available a compact, inexpensive, yet reliable device capable of both starting and Protection is carried out.

Thermisch betätigte Relais sind an sich bekannt und einige führen die Motorschutzfunktion durch, wie z. B. diejenigen, die in den US-Patentschriften 3 112 384 und 3 1^6 378 dargestellt sind. Für zahlreiche Anwendungsfälle sind jedoch diese bekannten Relais noch relativ komplex und teuer "nd ferner ist es schwierig, diese an die Charakteristiken von kleinen Motoren anzupassen und ferner ist der Aufbau dieser Relais nicht für eine Massenproduktion geeignet.Thermally actuated relays are known per se and some perform the motor protection function, such as. B. those those shown in U.S. Patents 3,112,384 and 3,112,378 are. For numerous applications, however, these known relays are still relatively complex and expensive it is difficult to adapt them to the characteristics of small motors and, furthermore, the construction of these relays is not for suitable for mass production.

Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zum Anlassen und Schutz von Elektromotoren zu schaffen, die eine Anlaßwicklung und eine Hauptwicklung haben, wobei diese Vorrichtung die Nachteile der bekannten Vorrichtungen, die im Vorstehenden ausgeführt wurden, ausschaltet.It is therefore an object of the invention to provide an apparatus for starting and protecting electric motors which is a Starting winding and a main winding, this device having the disadvantages of the known devices mentioned in the above have been executed.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die einfach, zuverlässig und billig ist und die kompakt aufgebaut ist und ein Minimum an Bestandteilen aufweist.Another object of the invention is to provide a device which is simple, reliable, inexpensive and which is compact is constructed and has a minimum of components.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung für das Anlassen und zum Schutz von Motoren zu schaffen, die eine Anlaßwicklung und eine Hauptwicklung haben, wobei diese Vorrichtung insbesondere dafür geeignet ist, an die Charakteristiken dieser Motoren, insbesondere an die Charakteristiken kleiner Motoren angepaßt zu werden.Another object of the invention is to provide a device for starting and protecting engines which comprises a Starting winding and a main winding, this device being particularly suitable for the characteristics of these engines, in particular to be adapted to the characteristics of small engines.

Ferner ist es Ziel der Erfindung, ein Motoranlaßrelais zu schaffen, welches ebenfalls die Anlaßwicklung und die Hauptwicklung schützt.A further aim of the invention is to create an engine starter relay, which also protects the start winding and the main winding.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Motoranlaßrelais zu schaffen, welches gegen die fortgesetzte Erregung beider Wicklungen, der Anlaß- und der Hauptwicklung schützt.Another object of the invention is to provide an engine starter relay which can resist continued energization of both Windings that protect the starter and main windings.

Die Erfindung betrifft somit eine kombinierte Relais- und Schutzvorrichtung zum Anlassen und Schützen elektrischer Einrichtungen, die eine Hauptwicklung und eine Anlaßwicklung aufweisen, und diese Vorrichtung weist zwei auf Wärme ansprechende Elemente auf, die Seite an Seite montiert ist, wobei ein Erhitzer in Wärmeübertragungsbeziehung mit beiden Elementen vorgesehen ist.The invention thus relates to a combined relay and protection device for starting and protecting electrical equipment, which have a main winding and a starting winding, and this device has two thermally responsive ones Elements mounted side by side with a heater provided in heat transfer relationship with both elements is.

Bei einer bevorzugten Ausführuncsform ist eines der auf Wärme ansprechenden Elemente ein kriechender Kontakt, der mit der Anlaßwicklung verbunden werden kann und das andere auf Wärme; ansprechende Element ist eine Scheibe mit Schnappwirkung, die zum Abschalten des Motors vorgesehen ist. Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Nebenschlußerhitzer vorgesehen, der parallel zu dem Kriechkontakt geschaltet ist.In a preferred embodiment, one is based on heat responsive elements one creeping contact which can be connected to the starting winding and the other to heat; The appealing element is a washer with a snap action, which is provided to switch off the engine. With a second Embodiment, a shunt heater is provided, which is connected in parallel to the creeping contact.

Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung erläutert werden. Es zeigenThe invention is to be explained in the following description with reference to the figures of the drawing. Show it

Fig. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,Fig. 1 is a front view of the device according to the invention,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte,Vorrichtung, Fig. 2 is a plan view of the device shown in Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung,Fig. 3 is a side view of the device shown in Fig. 1,

Fig. k eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung mit abgenommenem Deckel,FIG. K is a plan view of the device shown in FIG. 1 with the cover removed,

Pig. 5 und 6 Schnittansichten, genommen längs der Linien 5~5 Und 6t6 der Fig. Ί,Pig. Figures 5 and 6 are sectional views taken along lines 5-5 And 6t6 of Fig. Ί,

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Pig. 6a eine Teilschnittansicht, genommen längs der Linie 6a-6a der Fig. 4,Pig. 6a is a partial sectional view taken along line 6a-6a of FIG. 4;

Fig. 7 eine ähnliche Draufsicht wie Fig. 4, bei der jedoch die auf Wärme ansprechenden Elemente teilweise fortgebrochen sind,FIG. 7 is a plan view similar to FIG. 4, but in which the elements sensitive to heat are partially broken away are,

Fig. 8 ein Schaltbild der elektrischen Anschlüsse der Vorrichtung, die in den Fig. 1 bis 7 dargestellt ist und die bei einem Motor verwendet wird,8 shows a circuit diagram of the electrical connections of the device, which is shown in Figs. 1 to 7 and which is used in an engine,

Fig. 9 eine ähnliche Draufsicht wie Fig. 4 auf ein zweites Ausführungsbeispiel der ErfindungFIG. 9 shows a plan view similar to FIG. 4 of a second exemplary embodiment of the invention

und
Fig.10 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 10-10 der Fig. 9.and
FIG. 10 is a sectional view taken along line 10-10 of FIG.

Es sei nun insbesondere auf die Fig. 4 bis 8 Bezug genommen. Das kombinierte Motor-Schutzrelais ist mit 10 gekennzeichnet und weist eine rechteckige Basis 12 auf, die aus einem Isolationsmaterial besteht, wie beispielsweise aus einem Phenolharz. In dieser Basis befindet sich eine Schaltkammer 14. Diese Basis weist einen Lippenabschnitt 16 auf, der um den Umfang herumläuft und der zur Aufnahme eines Deckels 18 (Fig. 1 bis 3) dient. In der Basis sind an zwei diagonal gegenüberliegenden Ecken erhabene Abschnitte 20, 22 vorgesehen, die sich über jeden der Bauteile hinweg erstrecken, der innerhalb der Kammer I¹I angeordnet ist, so daß diese Bauteile gegen eine Beschädigung geschützt sind und zwar insbesondere während der Herstellung und des Zusammenbaues der Vorrichtung. Eine Anzahl von Plattformen 24, 26, 28 ist am Boden 30 vorgesehen, und diese Plattformen dienen dazu, verschiedene Bauteile an gewünschten Stellen zu montieren. Wie Fig. 5 zeigt, ist an der Plattform 24 ein Element 32 montiert, welches aus einem auf Wärme ansprechenden Material besteht _i wie beispielsweise aus einem Bimetall. Das ElementReference is now made in particular to FIGS. The combined motor protection relay is identified by 10 and has a rectangular base 12 made of an insulating material, such as a phenolic resin. A switching chamber 14 is located in this base. This base has a lip section 16 which runs around the circumference and which serves to receive a cover 18 (FIGS. 1 to 3). In the base, raised portions 20, 22 are provided at two diagonally opposite corners which extend over each of the components which is ^{arranged within the chamber I 1} I, so that these components are protected against damage, in particular during manufacture and assembling the device. A number of platforms 24, 26, 28 are provided on the floor 30 and these platforms are used to mount various components in desired locations. As FIG. 5 shows, an element 32 is mounted on the platform 24 and consists of a material which is _sensitive to heat, for example a bimetal. The element

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ist freitragend montiert und zwar beispielsweise mittels eines Schweißansatzes J>k, der sich durch eine öffnung in dem Kontakt zu einem Schenkel 36 eines mehrschenkligen Anschlusses 38 hin erstreckt, dessen Anschluß sich durch die Bodenwandung 30 und die Plattform 24 hindurch erstreckt. Das Element 32 weist ein freies Ende auf, welches sich vom Anschlußstück 36 aus erstreckt. Dessen Form kann sich je nach den speziellen Motorcharakteristiken, an die eine Anpassung erforderlich ist, verändern. Wie Pig. 4 zeigt, weist das Element eine trapezoidale Form auf. Am freien Endabschnitt des Elementes 32 ist ein elektrischer Kontakt 40 montiert, der beispielsweise angesehweißt ist. Das Element 32 ist vorzugsweise als Kriechkontakt ausgebildet, wobei das Kontaktstück sich in Eingriff und außer Eingriff mit;, einem Abschnitt 42 eines Anschlusses 44 bewegen kann. Dieser Anschluß 44 erstreckt sich durch die Bodenwandung 30 und die Plattform 26 hindurch. Der Anschluß 44 kann aus einem elektrisch leitenden Material hergestellt sein, wie beispielsweise aus kalt gewalztem Stahl, wobei jedoch der Abschnitt 42 vorzugsweise mit einer Schicht eines Materials mit höherer elektrischer Leitfähigkeit bedeckt ist, wie beispielsweise Kupfer oder Silber, Diese Schicht kann auf plattiert oder eingelegt sein, wie es ge-? wünscht ist. Die trapezoidale Form des Kontaktes 32 führt dazu, daß der Endabschnitt des Kontaktes eine geringere Masse hat» Dadurch wird es der Kontaktklinge und dem beweglichen Kontakt ermöglicht, sich leichter in die ausgeschaltete Stellung zu bewegen, sowie in dieser Stellung für eine längere Zeitperiode zu verweilen.is cantilevered, for example by means of a welding attachment J> k, which extends through an opening in the contact to a leg 36 of a multi-leg connector 38, the connector of which extends through the bottom wall 30 and the platform 24. The element 32 has a free end which extends from the connection piece 36. Its shape can change depending on the particular engine characteristics to which adaptation is required. Like Pig. 4 shows the element has a trapezoidal shape. An electrical contact 40, which is welded on, for example, is mounted on the free end section of the element 32. The element 32 is preferably designed as a creeping contact, wherein the contact piece can move into and out of engagement with a section 42 of a connection 44. This connection 44 extends through the bottom wall 30 and the platform 26. Terminal 44 can be made of an electrically conductive material, such as cold rolled steel, but portion 42 is preferably covered with a layer of a material of higher electrical conductivity, such as copper or silver. This layer can be plated or inlaid on be how it got? wishes is. The trapezoidal shape of the contact 32 results in the end portion of the contact having less mass. This enables the contact blade and movable contact to move more easily to the off position and to remain in that position for a longer period of time.

Der Anschluß 38 weist eine Anzahl von Abschnitten auf, die sich von einem Körperteil 46 aus erstrecken. Eine quer sich erstreckende Nute in der Plattform 24 nimmt den Körperabschnitt 4.6 auf und ein nach unten erstreckender Anschlußabschnitt erstreckt sich durch eine öffnung in der Bodenwandung 30 hindurch. Der Anschlußabschnitt 36, der zwischen den Enden des Körperabschnittes 46 angeordnet ist, und der das auf Wärme ansprechende EIe-Terminal 38 has a number of sections that extend extend from a body part 46. A transversely extending one Grooves in the platform 24 receive the body section 4.6 and extend a downwardly extending connection section through an opening in the bottom wall 30. The terminal portion 36, which is between the ends of the body portion 46 is arranged, and the heat-sensitive egg

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ment 32 trägt, ist derart umgebogen, daß dieser Abschnitt auf der Plattform 24 liegt und sich vom Körperabschnitt 46 in einer Richtung von der Mitte der Basis 12 fort erstreckt, während ein Anschlußabschnitt 48 an einem Ende des Körperabschnittes 46 ausgebildet ist und in einer Richtung parallel zur Oberfläche der Plattform 24 umgebogen ist, sich in einer Richtung zur Mitte der Basis 12 hin erstreckt. Der Abschnitt 48 ist vorgesehen, um eine elektrische Verbindung zum Ende eines kombinierten Heizelementes 52 zu schaffen. Diese Verbindung kann in irgendeiner üblichen Weise hergestellt sein, beispielsweise durch eine Verschweißung. Das Heizelement 52 besteht aus einem Material mit relativ hohem elektrischen Widerstand, wie beispielsweise einer Nickel-Chromlegierung und ist so geformt,-daß es sich vom Abschnitt 48 bis zu einer Stelle unterhalb des auf Wärme ansprechenden Elementes 32 hin erstreckt, derart, daß ein Abschnitt 54 entlang der Längsachse des auf Wärme ansprechenden Elementes 32 über einen Teil der Länge hinweg verläuft, während der Rest des Heizers sich zu einem zweiten auf Wärme ansprechenden Element 72 hin erstreckt und über diesem Element 72 in enger wärmeübertragender Lage für wenigstens einen Teil seiner Länge sich erstreckt. Das Ende 56 des Heizers 52 ist mittels einer Verschweißung mit einem Schweißansatz 58 verbunden, der verwendet wird, um freitragend das auf Wärme ansprechende Element 72 an der Basis 12 zu montieren. Wie Fig. 6a zeigt, bildet der Schweißansatz 58 den Kopf eines Montagezapfens 60, der eine Anzahl von axial sich erstreckenden Nuten 62 aufweist. Der genutete Abschnitt des Zapfens sitzt mit Preßsitz in einem Auge 64. Das auf Wärme ansprechende Element 72 weist an einem Ende eine öffnung auf , und diese öffnung sitzt um den Abschnitt 66 des Zapfens 60 herum und ist mit dem Ansatz 58 verschweißt, wie es in der Zeichnung dargestellt ist. Die Plattform 28 bildet einen Wandabschnitt mit vergrößerter Dicke, so daß eine entsprechende Festigkeit zur Montage des auf Wärme ansprechenden Elementes 72 gegeben ist.ment 32 carries is bent so that this section lies on platform 24 and extends from body portion 46 in a direction away from the center of base 12, while a connector portion 48 at one end of the body portion 46 is formed and is bent in a direction parallel to the surface of the platform 24, in a Direction towards the center of the base 12 extends. The section 48 is provided to provide an electrical connection to the end a combined heating element 52 to create. This connection can be made in any conventional way, for example by welding. The heating element 52 consists of a material with a relatively high electrical resistance, such as a nickel-chromium alloy and is Shaped so that it extends from section 48 to a point extends below the heat-responsive element 32 out, such that a portion 54 along the longitudinal axis of the on Heat responsive element 32 runs part of its length while the remainder of the heater extends to a second to heat-responsive element 72 extends and over this element 72 in a close heat-transferring position for at least one Part of its length extends. The end 56 of the heater 52 is connected to a weld attachment 58 by means of a weld, which is used to cantilever heat responsive member 72 to base 12. Like Fig. 6a As shown in FIG. 14, the weld boss 58 forms the head of a mounting stud 60 which has a number of axially extending grooves 62. The grooved portion of the pin is an interference fit in an eye 64. The heat sensitive element 72 faces an opening at one end, and this opening sits around the Portion 66 of the pin 60 around and is with the shoulder 58 welded as shown in the drawing. The platform 28 forms a wall section with increased thickness, see above that a corresponding strength for the assembly of the heat-sensitive element 72 is given.

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Das auf Wärme ansprechende Element 72, welches im allgemeinen rechteckig ausgebildet ist, besteht aus einem auf Wärme ansprechenden Material, wie beispielsweise aus Bimetall wie das Element 32, ist jedoch als Element oder Scheibe mit Schnappwirkung ausgebildet.The thermally responsive element 72, which is generally rectangular in shape, is comprised of a thermally responsive one Material such as bimetal like element 32, however, is an element or disk with a snap action educated.

Das Element 72 ist mit einem nicht abwickelbaren oder schalenförmigen Abschnitt ausgebildet, und dieser Abschnitt bewirkt, daß sich das Element aus einer Konfiguration, beispielsweise der Konkaven, mit einer schnappartigen Bewegung in eine entgegengesetzte Konfiguration, beispielsweise der Konvexen, und zurück bei einer vorbestimmten Temperaturänderung bewegt. Wie in den Figuren dargestellt ist, ist es bevorzugt, daß der schalenförmige Abschnitt das gesamte Element enthält, um eine Kriechwirkung des Elementes vor der Schnappwirkung auf ein Minimum herabzusetzen. Ein elektrischer Kontakt 74 ist am freien Ende des Elementes 72 mittels Verschweißung befestigt, und bei einem Umschnappen des Elementes bewegt sich dieser Kontakt in Anlage gegen einen Abschnitt 76 des L-förmigen Anschlusses 78 und außer Anlage von diesem, wobei dieser Anschluß bezüglich des Materials und des Aufbaues ähnlich sein kann wie der Anschluß 44. Die Kalibrierung des Elementes 72 wird beim Zusammenbau durchgeführt und zwar durch das Einführen des mit Nuten versehenen Zapfens 60 in das Auge 64, bis der gewünschte Kontaktdruck und die Öffnungstemperatur zwischen dem Kontakt 74 und dem Kontakt 76 erzielt werden.The element 72 is non-developable or cup-shaped Section formed, and this section causes the element of a configuration, for example the concave, with a snap-like movement into an opposite configuration, e.g. the convex, and moved back at a predetermined temperature change. As shown in the figures, it is preferred that the cup-shaped section contains the entire element to make a Reduce the creep of the element to a minimum before the snap action. An electrical contact 74 is on the free End of element 72 attached by welding, and at when the element is snapped over, this contact moves into abutment against a section 76 of the L-shaped terminal 78 and apart from this, which connection may be similar in material and construction to the connection 44. The element 72 is calibrated during assembly by inserting the grooved provided pin 60 in the eye 64 until the desired contact pressure and the opening temperature between the contact 74 and contact 76 can be achieved.

Die Betriebsweise der Vorrichtung soll unter Bezugnahme auf Fig. 8 erläutert werden. Eine Hauptwicklung MW und eine Anlaßwicklung SW eines Motors sind dargestellt, wobei eine Seite einer jeden Wicklung mit der Spannungsleitung L verbunden ist. Die andere Seite der Anlaßwicklung ist mit einem Anschluß 44 verbunden. Die andere Seite der Hauptwicklung ist mit dem Anschluß 73 verbunden, während der Anschluß 78 mit der anderen Seite der Spannungsleitung verbunden ist. Mit der gestricheltenThe operation of the device will be explained with reference to FIG. A main winding MW and a start winding SW of a motor are shown with one side of each winding connected to the L voltage line. The other side of the starting winding is connected to a terminal 44. The other side of the main winding is with the terminal 73 connected, while the terminal 78 with the other Side of the power line is connected. With the dashed

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Linie 80 soll in Fig. 8 angedeutet werden, daß beide auf Wärme ansprechenden Elemente 32 und 72 sich in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit dem Heizer 52 befinden. Beide auf Wärme ansprechende Schaltelemente sind normalerweise in der Ruhelage und im nicht eingeschalteten Zustand geschlossen. Bei einer Einschaltung der Vorrichtung über die Spannungsquelle 78 L mittels eines nicht dargestellten Schalters fließt Strom aus der Leitung 78 durch die Kontakte 76, 74, die Scheibe 72, den Heizer 52, und es findet eine Unterteilung am Anschluß 38 statt und zwar zwischen dem Kriechschalter 32, den Kontakten 40 > 42 und durch die Startwicklung und der Hauptwicklung zur Leitung L. Beide Wicklungen v/erden gespeist. Wenn der Strom durch da e thermischen Elemente hindurchgeht, findet eine Eigenerhitzung dieser Elemente statt, die zusammen mit der Erhitzung erfolgt, die vom Heizer 52 übertragen wird, bis das Element 32 eine vorbestimmte Temperatur erreicht, zu welcher Zeit der Motor die normale Betriebsdrehzahl erreicht. Zu diesem Zeitpunkt verbiegt sich das Schaltelement 32, um die Kontakte 40, 42 zu öffnen. Dadurch wird die Anlaßwicklung abgeschaltet. Der Heizer 52 bleibt erregt und hält das Element 32 in der Lage, in der die Kontakte geöffnet sind, so lange bis die Vorrichtung 10 eingeschaltet ist. Wie dargelegt, wird die Scheibe 72 sowohl durch die in ihr erzeugte Wärme als auch durch den Heizer 52 erhitzt. Diese Erhitzung hält jedoch die Scheibe 52 auf einer vorbestimmten Temperatur, so daß, wenn eine überlast auftritt, die zusätzlich erzeugte Wärme, die entweder durch die erhöhte Erwärmung der Motorwicklungen erzeugt werden kann, die sich in Wärmeübertraguhgsbeziehung mit der Vorrichtung 10 befinden oder durch den erhöhten Strompegel bewirkt, daß die Scheibe mit einer Schnappwirkung die Kontakte 74, 76 trennt. Dadurch wird der Motor sowie der Heizer 52 abgeschaltet und die auf Wärme ansprechenden^Elemente können sich abkühlen und in eine zurückgestellte Lage zurückkehren. Die Schalterscheibe 72 schützt beide Motorwicklungen gegen übermäßige Stromgrößen und verhindert den Zu-. stand, in dem beide Wicklungen fortwährend eingeschaltet .sind,Line 80 is to be indicated in Fig. 8 that both are on heat responsive elements 32 and 72 are in heat transfer relationship with heater 52. Both responsive to heat Switching elements are normally closed in the rest position and when they are not switched on. At a The device is switched on via the voltage source 78 L by means of a switch, not shown, current flows from the line 78 through the contacts 76, 74, the disk 72, the Heater 52, and there is a subdivision at port 38 namely between the creep switch 32, the contacts 40> 42 and through the start winding and the main winding to line L. Both windings are fed to ground. When the current through da e thermal elements passes through it finds self-heating of these elements, which occurs along with the heating transmitted from heater 52 until element 32 has a reaches a predetermined temperature at which time the engine reaches normal operating speed. At this time The switching element 32 bends in order to close the contacts 40, 42 to open. This switches off the starting winding. The heater 52 remains energized and keeps the element 32 in the position the contacts are open until the device 10 is switched on. As stated, the disc 72 is both by the heat generated in it as well as by the heater 52 heated. However, this heating keeps the disc 52 at a predetermined temperature so that if an overload occurs, the additional heat generated, which can either be generated by the increased heating of the motor windings, which is in Heat transfer relationship with the device 10 or caused by the increased current level that the disc with a Snap action separates the contacts 74, 76. This turns the engine and the heater 52 is switched off and the heat-sensitive elements can cool down and revert to a deferred position. The switch disk 72 protects both motor windings against excessive currents and prevents the influx. in which both windings are continuously switched on,

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wobei dieser Zustand auftreten kann, wenn beispielsweise die Kontakte 40, 42 sich fest geschweißt haben. Die Anlaßwicklung besteht ganz allgemein aus einem feinen Draht mit hohem Widerstand und diese Wicklung kann einem kontinuierlichen Betrieb lediglich für eine kurze Zeitdauer widerstehen. Sollten die Kontakte 40, 42 zusammengeschweißt werden, so wird die Hitze, die in der Anlaßwicklung mit hohem Widerstand erzeugt wird, bewirken, daß die Scheibe 72 den Motor abschaltet, ehe die Anlaßwicklung beschädigt werden.<<kann. Der Kriechkontakt 32 ist so geschaltet, daß er einen engen Temperaturdifferenzbereich aufweist, wobei es sich hierbei um die Temperaturdifferenz handelt, bei der die Kontakte 40, 42 geöffnet werden, verglichen mit der Temperaturdifferenz, bei der diese geschlossen werden. Diese Tempe-raturdifferenz kann beispielsweise ein oder zwei Grad C ausmachen, um sicherzustellen, daß beim Anlassen des Motors zu jeder Zeit die Anlaßwicklung eingeschaltet ist. Die Scheibe 72 weist eine viel größere Temperaturdifferenz auf in der Größenordnung von 40°C oder mehr und diese Temperaturdifferenz ist so gewählt, daß sie die Temperaturdifferenz des Kriechelementes einschließt, so daß die Anlaßwicklung zu.dem Zeitpunkt eingeschaltet ist, zu dem die Scheibe 72 in eine Schließstellung schnappt, so daß der Motor nicht auf der Anlaßwicklung laufen kann. Wie die Fig. 2 und 8 zeigen, ist ein Ansatz 82 im Deckel 18 vorgesehen, um eine Bewegung des freien Endes der Scheibe 72 in der Öffnungsrichtung zu begrenzen, wodurch unzulässige mechanische Spannungen ausgeschaltet werden und Funken gelöscht werden, die beim öffnen der Scheibe auftreten können. Die Anordnung des Heizers unterhalb des Kontaktes verhindert eine überhitzung des Kontaktes mit der engen Temperaturdifferenz, wobei auch die nachteiligen Effekte ausgeschaltet werden, die bei Motoren auftreten können, bei denen ein beträchtlicher Strom durch die Hauptwieklung fließt, da sich nämlich dieser Kontakt von dem Heizer fortbewegt, wenn er in seine öffnungsstellung hineinkriecht. Die Schnappwirkung.this condition can occur if, for example, the contacts 40, 42 have welded together firmly. The event winding generally consists of a fine wire with high resistance and this winding can operate continuously withstand only for a short period of time. If the contacts 40, 42 are welded together, the heat, generated in the high resistance starting winding will cause the disc 72 to shut off the motor before the starting winding can be damaged. <<. The creep contact 32 is switched so that it has a narrow temperature difference range having, this being the temperature difference at which the contacts 40, 42 are opened, compared with the temperature difference at which these are closed. This temperature difference can, for example, be one or two Set degrees C to ensure that the starting winding is on at all times when the engine is started. the Disk 72 has a much larger temperature difference, on the order of 40 ° C or more, and this temperature difference is chosen so that it includes the temperature difference of the creep element, so that the starting winding zu.dem Time is switched on at which the disc 72 snaps into a closed position, so that the motor is not on the starting winding can run. As shown in FIGS. 2 and 8, a projection 82 is provided in the cover 18 to move the free Limit the end of the disc 72 in the opening direction, whereby Inadmissible mechanical tensions are switched off and sparks that occur when the window is opened are extinguished can. The arrangement of the heater below the contact prevents overheating of the contact with the narrow one Temperature difference, which also eliminates the adverse effects that can occur in engines where a considerable current flows through the main wave because this contact moves away from the heater when it crawls into its open position. The snap effect.

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der Scheibe ist diesem Problem nicht unterworfen, da nämlich die gesamte Vorrichtung beim öffnen der Scheibe abgeschaltet wird. the pane is not subject to this problem, since the entire device is switched off when the pane is opened.

Der Betrieb der auf Wärme ansprechenden Elemente 32 und 33 weist eine Wechselbeziehung auf und es ist von Bedeutung, daß sie miteinander zusammenwirken, um den Motor anzulassen und um den Motor zu schützen, ohne daß ein ungewolltes und nachteiliges Abschalten erfolgt u. dgl. Dies wird erfindungsgemäß hauptsächlich durch die Verwendung eines einzigen Heizers 52 sichergestellt, der sich in einer Wärmeübertragungsbeziehung mit beiden auf Wärme ansprechenden Elementen befindet. Der Kriechkontakt wird erhitzt durch eine Kombination der im Inneren durch den Strom, der durch die Anlaßwicklung fließt, erzeugten Wärme und zwar zusätzlich zur Wärme, die vom Erhitzer 52 durch den Strom erzeugt wird, der durch beide Wicklungen hindurch geht. Ein schnelles Ansprechen wird für den Kriechkontakt 32 dadurch erzielt und zwar auch bei Motoren, bei denen geringe Ströme durch die Anlaßwicklung fließen und zwar durch die Verwendung des durch die Hauptwicklung fließenden Stromes, der durch den gleichen Erhitzer 52 hindurchgeht, um sicherzustellen, daß der Kontakt 32 in seiner geöffneten Stellung gehalten wird. Die Vorrichtung kann genauer und schneller ansprechen als bisher bekannte Vorrichtungen, da beide auf Wärme ansprechenden Schaltelemente so eingestellt werden, daß sie durch die gleiche Hauptwärmequelle beeinflußt werden.The operation of the heat responsive elements 32 and 33 is interrelated and it is important that they cooperate with each other to start the engine and to protect the engine without causing an undesired and disadvantageous Shutdown takes place and the like. According to the invention, this is mainly ensured by the use of a single heater 52, which is in a heat transfer relationship with both heat sensitive elements. The creeping contact is heated by a combination of those generated inside by the current flowing through the starting winding Heat in addition to the heat generated by the heater 52 generating the current that passes through both windings. A quick response is required for the creep contact 32 thereby achieved, even with motors in which low currents flow through the starter winding and that through use the current flowing through the main winding which passes through the same heater 52 to ensure that the contact 32 is held in its open position. The device can respond more precisely and faster than before known devices, since both heat-sensitive switching elements are set so that they are through the same Main heat source are influenced.

In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, eine Scheibe mit Schnappwirkung statt eines Kriechkontaktes 32 zu verwenden, wenn eine Vorrichtung mit einer etwas kürzeren Lebensdauer zulässig ist. Wie im Fall des Kriechkontaktes wird die Scheibe derart gestaltet, daß sie ebenfalls einen sehr schmalen Schalttemperaturbereich hat.In some cases it may be desirable to use a snap action disc instead of a creep contact 32 when a device with a slightly shorter service life is permitted. As in the case of the creep contact, the disk becomes like this designed so that they also have a very narrow switching temperature range Has.

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Eine weitere Ausführungsform ist in den Fig. 9 und IO dargestellt. Für gewisse Anwendungen kann es, erwünscht sein, eine zusätzliche Erhitzung für das kriechende Schaltelement 32 vorzusehen, um nicht nur zu bewirken, daß das Element 32 beim öffnen schneller anspricht sondern um auch dem Element 32 eine größere Wärme zuzuführen, wenn die Anlaßwicklung abgeschaltet ist, um sicherzustellen, daß die Kontakte 40, 42 während des normalen Betriebes nicht wieder schließen. Dies gilt beispielsweise für einen Fall, in dem ein Motor, der einen sehr geringen Strompegel benötigt, großen Lastveränderungsbereichen ausgesetzt ist, wie beispielsweise bei einem Kompressor in einem Kühlschrank, bei dem der Motor mit schwerer und leichter Belastung laufen muß. Bei dem folgenden Ausführungsbeispiel wird eine erhöhte Wärmemenge zur Verfügung gestellt, um den kriechenden Kontakt im offenen Zustand zu halten und zwar auch im Betrieb mit geringer Belastung. Es kann in der Weise durchgeführt werden, daß ein Nebenschlußerhitzer 84 vorgesehen wird,der mit¹ dem Abschnitt 46 des Anschlusses 38 an einem Ende beispielsweise mittels Verschweißung verbunden ist und mit dem Anschluß 44 am anderen Ende. Der elektrische Widerstand des Heizers 84 ist so gewählt, daß der Strom, der durch diesen Heizer hindurch geht, ausreichend ist, um Wärme für das Element 32 zur Verfügung zu stellen, jedoch nicht ausreichend, um eine überhitzung der Anlaßwicklung zu bewirken. Wie Fig. 9 zeigt, ist der Heizer 52' oberhalb beider auf Wärme ansprechende Schaltelemente angeordnet, um Platz für den Nebenschlußheizer 84 zu schaffen. Der Heizer 52 ist am Schweißansatz 34 des Anschlusses 38 an einem Ende befestigt und wie beim vorhergehenden Ausführungsbeispiel am Schweißansatz 58 der Halterung der Scheibe 72. Die Form des Heizers 52' ist bei diesem Ausführungsbeispiel im allgemeinen U-förmig, wobei sich ein Stegabschnitt zwischen den beiden auf Wärme ansprechenden Schaltelementen erstreckt. Erhabene Abschnitte 20' und 22' erstrecken sich über die Bauteile hinaus, um diese wie beim vorhergehend beschriebenen Ausführunßsbeispiel zu schützen. Bei der Darstellung in Fig. 9 kann der Heizer ^32'Another embodiment is shown in FIGS. 9 and 10. For certain applications it may be desirable to provide additional heating for the creeping switching element 32, in order not only to cause the element 32 to respond more quickly when opened, but also to add more heat to the element 32 when the starting winding is switched off, to ensure that the contacts 40, 42 do not close again during normal operation. This is true, for example, in a case where a motor which requires a very low level of current is subjected to large areas of load variation, such as a compressor in a refrigerator, in which the motor is required to run with heavy and light loads. In the following exemplary embodiment, an increased amount of heat is made available in order to keep the creeping contact in the open state, even during operation with a low load. It can be carried out in such a manner that a Nebenschlußerhitzer is provided 84 of the terminal 38 is connected at one end, for example by means of welding to the portion ¹ 46 and with the terminal 44 at the other end. The electrical resistance of heater 84 is chosen so that the current which passes through that heater is sufficient to provide heat to element 32, but not sufficient to cause the starting winding to overheat. As shown in FIG. 9, the heater 52 'is positioned above both heat-responsive switching elements to make room for the bypass heater 84. The heater 52 is attached to the weld attachment 34 of the connection 38 at one end and, as in the previous exemplary embodiment, to the weld attachment 58 of the holder of the disc 72 extends both to heat-sensitive switching elements. Raised portions 20 'and 22' extend beyond the components to protect them as in the previously described embodiment. In the illustration in Fig. 9, the heater ^ 32 '

BAD ORIGINAL BATH ORIGINAL

mit oder ohne Nebenschlußheizer 84 verwendet werden, wenn es so gewünscht ist. Wenn beispielsweise die Vorrichtung mit Miniaturmotoren verwendet wird, die sehr geringe Strompegel haben, so macht die Anordnung des Heizers oberhalb des Schaltkontaktes diese empfindlicher gegenüber der erzeugten Wärme, insbesondere wenn der Schalter in die offene Stellung hineinkriecht und dadurch wird der Schalter auch bei geringeren Strompegeln geöffnet gehalten.with or without a bypass heater 84, if so desired. For example, if the device with miniature motors is used, which have a very low current level, so makes the arrangement of the heater above the switching contact this more sensitive to the heat generated, especially when the switch creeps into the open position and thereby the switch is kept open even at lower current levels.

Es können Abänderungen im Aufbau durchgeführt werden, die im Rahmen der Erfindung liegen.Changes in the structure can be made which are within the scope of the invention.

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Claims

- 13 claims

1. J Combined motor protection and switching relay device, characterized by
One Base,

a first stationary contact mounted on this base; a first thermally responsive switching element connected to this base is mounted and is in a contact position and out of this contact position with the first stationary contact can move

a second stationary contact that mounts on the base is, a second heat-responsive switching element which is mounted on the base and which is in a switching position and can move out of this switch position with the second stationary contact,

a heater that is in a heat transfer relationship at the base is mounted with the first and second heat responsive switching elements, and

an electrical circuit for those sensitive to heat Elements, the stationary contacts and the heater such that the second heat sensitive element is the starting winding of the motor can turn off and the first heat-sensitive switching element can turn off the entire device.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the heater has a single heating element.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the the first thermally responsive heating element is a snap action disk and the second thermally responsive element is a creeping contact.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the switching disk moves with a snap action towards the heater, if they get out of single contact with the first

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stationary contact moves out and that the creep contact moves away from the heater when it is out of contact moved out with the second stationary contact.

5. Apparatus according to claim 3 »characterized in that the disk with the snap action and the creep contact move towards the heater when both are out of contact with the first respectively move out the second stationary contact.

6. Apparatus according to claim 2, characterized in that the heating element in series between the 'first heat-responsive Switching element and the second heat-sensitive switching element is switched on.

7. The device according to claim 2, characterized by a shunt heater, which is electrically connected from the second stationary contact in parallel to the second heat-sensitive switching element is.

8. Device for starting and protecting an electrical system, which has a main winding and an auxiliary winding, characterized by

a base made of an insulating material with a switching chamber in this base, the base having at least three openings, which extend from the outside through the base into the switching chamber,

a first connector received in one of the openings is, a first stationary contact, which is provided on the first terminal and is located within the switching chamber, a disc with a snap action, which is cantilevered within the switching chamber and has a free end, a first movable Contact which is mounted on the free end of the disc and which is in and out of contact with the first stationary contact can move

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a second terminal located in another opening; a second stationary contact connected to the second terminal is arranged and lies within the switching chamber, one third terminal which is arranged in another opening and has a portion which is within the switching chamber lies, a creep contact, which is cantilevered on the portion of the third.n connection and has a free end, a second movable contact, which is mounted at the free end of the creep contact and which is in and out of a contact position "Move this contact layer out with the second stationary contact can, an electrical resistance heater electrically between the cantilevered bracket of the disc and the third port is provided, wherein the heater is arranged so that it is in a heat transfer relationship with both the disc as well as the creeping contact and a cover that closes the switching chamber.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the Switching element with a snap action and the creep switch side by side are arranged in parallel planes.

10. Apparatus according to claim 9 »characterized in that a first section of the heater is arranged between the cover and the snap disk and that a second section of the heater is arranged between the base and the creeping contact.

11. The device according to claim 8, characterized in that a raised platform is provided in the base on which the Creep contact is mounted that a groove in the platform is mounted in a direction transverse to the switch that corresponds to one of the Openings in the base, the third terminal defining a first portion extending through the opening which is connected to the groove and which extends downward from a contact portion that is in the groove is arranged, with a second section extending from the contact

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Section extends parallel to the platform surface, the creeping contact being mounted in a cantilevered manner on this section and wherein a third section is provided which extends from the contact section parallel to the platform surface, but in extending opposite directions to the second section and wherein one end of the heating element is attached to the third section is.

12. The device according to claim 8, characterized in that the base is substantially rectangular in plan view and according to has upper extending portions which extend from the base at at least two diametrically opposite corners extend to form a protection for the parts that are mounted in the switching chamber.

13. Apparatus according to claim 8, characterized in that oine fourth opening is provided in the base that an eye is arranged in this opening that a grooved Pin, which carries the disc, is arranged telescopically in this eye.

1 * 1. Device according to claim 8, characterized in that a the first section of the heater is arranged between the creeping contact and the cover and that a second section of the heater is located between the snap-action contact and the lid.

15. Apparatus according to claim 14, characterized in that a Shunt heater is on between the first port and the third port and the creep switch and the base runs.

16. The apparatus according to claim 8, characterized in that a projection extends from the cover downward and on one

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Place ends to the opening movement of the free end of the Limit switch with snap action.

17. The device according to claim 8, characterized in that the Creep switch is generally trapezoidal in shape and extends from a rectangular mounting post and that the snap switch is generally rectangular in shape and is a shaped disc.

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