DE2256134A1

DE2256134A1 - Sicherheitsschaltung fuer einen elektrischen antriebsmotor

Info

Publication number: DE2256134A1
Application number: DE19722256134
Authority: DE
Inventors: Hans Bertsch; Guenther Doll; Adolf Dr Ing Mohr; Roland Ohnemus
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-11-16
Filing date: 1972-11-16
Publication date: 1974-05-30
Also published as: FR2213610B1; FR2213610A1; IT999384B

Description

2.11.1972 Sa/Kb

Anlage zur
Patentanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, 7 Stuttgart 1

Sicherlieitsschaltung; für einen elektrischen Antriebsmotor

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschaltung für einen elektrischen Antriebsmotor mit einem im Motorstromkreis angeordneten Schalter zum Unterbrechen des Motorstromkreises bei unzulässig hoher Temperatur und einem Hauptschalter für den Motorstromkreis.

Bei einer bekannten Sicherheitsschaltung ist ein als Bimetallschalter ausgebildeter Schutzschalter vorgesehen, der bei überhöhter Motortemperatur den Mot-orstromkreis selbsttätig unterbricht. Weiter sieht diese bekannte Schaltung eine den Motor umgehende Nebenleitung vor, an der das Schaltglied des Schutzschalters nach Unterbrechung des Motorstromkreises leitend zur Anlage kommt. In diesem so gebildeten Kurzschlußstromkreis liegt Weiter eine Schmelzsicherung, die bei geschlossenem Kurzschlußstromkreis sofort

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anspricht. Auf diese Weise wird das unkontrollierbare, selbsttätige Wiedereinschalten des Motors nach dessen Abkühlung verhindert. Nachteilig ist jedoch bei dieser Sicherheitsschaltung, daß nach jeder wärmebedingten Abschaltung die Schmelzsicherung erneuert werden muß, damit die gesamte Schaltung wieder betriebsbereit ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsschaltung der eingangs erwähnten Art so weiterzubilden, daß der bei unzulässiger Erwärmung des Motors ansprechende Schutzschalter auch nach dem Abkühlen des Motors den Motorstromkreis so lange unterbrochen hält, bis das Wiedereinschalten des Motors von einer Bedienungsperson als einfache und bewußte Handlung vorgenommen wird.

Gemäß der Erfindung ist dies dadurch erreicht, daß der Schalter als elektromagnetischer Schalter ausgebildet und im Steuerstromkreis der Erregerwicklung des Schalters ein diesen Stromkreis beim überschreiten der maximal zulässigen Motortemperatur schließendes temperaturabhängiges Schaltglied vorgesehen ist, wobei parallel zu dem temperaturabhängigen Schaltglied eine Hilfsleitung angeordnet ist, die einen von der Erregerwicklung gesteuerten Schaltarm enthält und die bei erregter Wicklung stromdurchflossen ist.

Dadurch ist sichergestellt, daß einmal der Motorstromkreis durch die erfindungsgemäße Halteschaltung so lange unterbrochen bleibt, bis ein den Motorstromkreis beeinflussender Hauptschalter geöffnet wird, so daß das Steuerrelais stromlos wird und in seine Ruhelage gelangt. Erst durch erneutes Einschalten des Hauptschalters kann der Motor wieder betrieben werden, wobei die Motortemperatur jedoch unter die zulässige Maximaltemperatur gesunken sein muß. Es kann also nicht vorkommen, daß die Bedienungsperson an dem von dem Antriebsmotor zu betreibenden Gerät einen Fehler sucht, weil der

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Motor momentan wegen überlastung abgeschaltet hat und dann bei dem unangekündigten Wiedereinschalten des abgekühlten Antriebsmotors durch das Gerät verletzt wird. Diese Gefahr ist zum Beispiel gegeben bei Antriebsvorrichtungen für Lüfter oder Scheibenwischer, insbesondere jedoch bei elektrisch betriebenen Rasenmähern.

Mit Vorteil zweigt zwischen dem Schaltglied und der Erregerwicklung von dem Stromkreis der Erregerwicklung eine Hilfsleitung ab, die mit einem Festkontakt verbunden ist, mit dem der bewegliche Schaltarm des Schalters bei stromdurchflossener Erregerwicklung kontaktiert und diesen Festkontakt mit dem motorseitigen Kontakt des Schalters verbindet.

Da beim permanentmagnetisch erregten Motor durch den nach dem Abschalten erfolgenden Ankernachlauf eine sich nachteilig auf das temperaturabhängige Schaltglied und auf die Schaltkontakte auswirkende Generatorwirkung des Motors gegeben ist, liegt in Weiterbildung der Erfindung in der Hilfsleitung ein Widerstand zum Begrenzen des Generatorstroms.

Um die Unterbrechung des Motorstromkreises optisch oder akustisch anzuzeigen, ist mit dem Steuerstromkreis ein Signalgeber leitend verbunden.

Im Hinblick auf eine exakte Festlegung einer maximalen Grenztemperatur des Motors hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das temperaturabhängige Schaltglied mit einer Kohlenbürste des Motors wärmeleitend verbunden ist.

Diese Forderung kann auch erreicht werden, indem das„ temperaturabhängig wirkende Schaltglied in der Kohlenbürste angeordnet ist.

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Um eine als Spannungsquelle dienende Batterie nicht unnötig zu belasten, ist weiter vorgesehen, daß der Hauptschalter des Motorstromkreises mit einem Betätigungsglied versehen ist, das den geschlossenen Hauptschalter mit Verzögerung nach dem Umschalten des elektromagnetischen Schalters öffnet, 30 daß nach Ablauf der Verzögerungszeitspanne alle Verbraucher automatisch von der Batterie getrennt werden.

Die Erfindung ist im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung mit einem an einer Kohlenbürste angeordneten Bimetallschalter und

Fig. 2 die Schaltung nach Fig. 1 mit einem in der Hilfsleitung angeordneten Widerstand, einem verzögert auf den Hauptschalter einwirkenden Betätigungsglied und einem wahlweise anstelle des Bimetallschalters vorgesehenen Heißleiter.

Ein Motorstromkreis 11 eines permanentmagnetisch erregten Gleichstrommotors 12 hat als Spannungsquelle eine Batterie In dem Stromkreis 11 ist ein Hauptschalter 1*1 angeordnet und zwischen dem Hauptschalter 14 und der einen Kohlenbürste des Motors 12 liegt im Stromkreis^ 11 ein elektromagnetisch betätigbarer Wechselschalter 15 (Fig. 1). Der Schaltarm 16 des Wechselschalters I5 schließt den Stromkreis 11 in Ruhestellung des aus einer Erregerwicklung 22 und Schaltarm 16 bestehenden elektromagnetischen Schalters 15. Er liegt dabei an einem Festkontakt 17 des Wechselschalters 15 an. Mit der anderen Kohlenbürste 18 des Motors 12 ist ein von der Temperatur beeinflußtes, als Bimetallschalter I9 ausgebildetes Schaltglied verbunden, das bei zu hoher Motortemperatur einen Festkontakt 20 eines Steuerstromkreises 21 mit der Kohlenbürste 18 leitend verbindet. In dem Steuerstromkreis 21 liegt die Erregerwicklung 22 des Wechselsehalters 15

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und zwischen dem Bimetallsehalter 19 und der Erregerwicklung 22 zweigt' von einem Verbindungspunkt 27 des Steuerstromkreises 21 eine Hilfsleitung 23 ab, die den anderen Festkontakt 24 des Wechselschalters 15 mit dem Steuerstromkreis verbindet. Weiter ist in dem Steuerstromkreis 21 eine als Signalgeber wirkende Warnlampe 25 vorgesehen. Anstelle der Warnlampe 25 kann jedoch auch ein akustischer Signalgeber angeordnet sein.

Durch Schließen des Hauptschalters I¹I. wird auch der Motorstromkreis 11 geschlossen und der Motor 12 läuft. Steigt die Motortemperatur über die noch zulässige Grenze an schließt der temperaturabhängig arbeitende Bimetallschalter 19 den Steuerstromkreis 21, wodurch die Wicklung 22 des Elektromagneten erregt, der Schaltarm 16 des Umschalters in seine gestrichelt dargestellte Lage überführt und an dem Pestkontakt 24 der Hilfsleitung 23 angelegt wird. Der Schaltarm 16 wird in dieser Lage durch einen Haltestrom gehalten, der von einer Anschlußstelle 26 des Steuerstromkreises 21. am Arbeitsstromkreis 11 über die Erregerwicklung 22, die Warnlampe 25 und den Bimetallschalter 19 zur Kohlenbürste fließt. Wenn der Motor wieder abgekühlt ist und der Bimetallschalter 20 den Kontakt zwischen Steuerstromkreis 21 und Kohlenbürste 18 unterbrochen hat, fließt ein Strom von dem Anschlußpunkt 27 der Hilfsleitung 23 am Steuerstromkreis 21 über die Hilfsleitung 23, den Umschalter

15 und den als Widerstand wirkenden Elektromotor 12. Dieser geringe Strom reicht zum Halten des Schaltarms

16 am Pestkontakt 24 der Hilfsleitung 23 aus. Der Motor 12 kann also erst dann wieder eingeschaltet werden, wenn der Steuerstromkreis 21 von der Kohlenbürste 18 getrennt ist und der Hauptschalter 14 geöffnet und danach wieder geschlossen wird. Das Wiedereinschalten des Motors 12 ist also nur durch eine ganz bewußt vorgenommene Handlung möglich.

Die Schaltung gemäß Fig. 2 entspricht im wesentlichen

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der Schaltung nach Pig. 1, jedoch liegt in der Hilfsleitung 23 ein Widerstand 30, der den vom abgeschalteten Motor 12 während dessen Auslaufs bis zu seinem Stillstand erzeugte Generatorstrom so begrenzt, daß eine Beschädigung des Bimetallschalters 19 oder der Schaltkontakte 20, 24 vermieden wird. Weiter liegt parallel zur Erregerwicklung 22 des Wechselschalters 15 in einer Hilfsleitung 4l ein verzögert ansprechendes Betätigungsglied 40, das auf den Hauptschalter 11 des Motorstromkreises 11 einwirkt. Diese Hilfsleitung ¹U führt von einem Anschlußpunkt 42 im Motorstromkreis Il zu einem Anschlußpunkt 28 im Steuerstromkreis 21, der zwischen der Warnlampe 25 und der Erregerwicklung 22 liegt.

Wenn also nun die Wicklung 22 erregt wird, fließt bei der Schaltung gemäß Fig. 2 gleichzeitig ein Strom vom Anschlußpunkt 42 über die Hilfsleitung 4l und das Betätigungsglied 40 zum Anschlußpunkt 28, so daß nach dem Ablauf der Verzögerungszeitspanne das Betätigungsglied 40 anspricht. Dadurch wird der Hauptschalter 14 geöffnet und jeder weitere Stromfluß unterbrochen. Nach dem Abkühlen des Motors 12 ist die Schaltung bereit zum Wiedereinschalten.

An Stelle des Bimetallschalters 19 kann bei beiden Schaltungen als Schaltglied auch ein von der Temperatur der Kohlenbürste l8 beeinflußbarer Heißleiter 45 Verwendung finden, der - wie in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnet einerseits mit dem Anschlußpunkt 20 und andererseits mit dem Motorstromkreis 11 verbunden, also Teil des Steuerstromkreises 21 ist.

Beide beschriebenen Sicherheitsschaltungen sind so aufgebaut, daß der aus der Batterie 13 zu entnehmende Haltestrom für den Umschalter 15 nach dem Abkühlen des Motors

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12 durch den im Haltestromkreis liegenden und als Widerstand wirkenden Motor 12 gering gehalten wird. Selbst bei der Schaltung nach Fig. 1 tritt.auch dann keine wesentliche Belastung für die Batterie auf, wenn die Unterbrechung des Arbeitsstromkreises Il durch den Hauptschalter I¹I er3t nach geraumer Zeit manuell erfolgt.

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Claims

Ansprüche

.) Sicherheit3schaltung für einen elektrischen Antriebsmotor mit einem im Motorstromkreis angeordneten Schalter zum Unterbrechen des Motorstromkreise3 bei unzulässig hoher Motortemperatur und einem Hauptschalter für den Motorstromkreis, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter als elektromagnetischer Schalter (15) ausgebildet und im Steuerstromkreis (21) der Erregerwicklung (22) des Schalters (15) ein diesen Stromkreis (21) beim überschreiten der maximal zulässigen Motortemperatur schließenden, temperaturabhängiges Schaltglied (19) vorgesehen ist, und daß parallel zu dem temperaturabhängigen Schaltglied (19) eine Hilfsleitung (23) vorgesehen ist, die einen von der Erregerwicklung (22) gesteuerten Schaltarm (16) enthält und die bei erregter Wicklung (22) stromdurchflossen ist.
2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schaltglied (19) und der Erregerwicklung (22) von dem Stromkreis (21) der Erreger-

• wicklung (22) eine Hilfsleitung (23) abzweigt, die mit einem Pestkontakt (2¹I) verbunden ist, mit dem der bewegliche Schaltarm (16) des Schalters (15) bei stromdruurchflossener Erregerwicklung (22) kontaktiert und diesen Pestkontakt (2¹I) mit dem motorseitigen Kontakt des Schalters (15) verbindet.

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3. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder

2, dadurch gekennzeichnet, daß der in Ruhestellung befindliche Umschalter (15) den Motorstromkreis geschlossen hält.
4. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hilfsleitung (23) .ein Widerstand (30) liegt.
5. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß" mit dem Steuerstromkreis (21) ein Signalgeber (25) leitend verbunden ist.
6. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (25) zwischen dem Verbindungspunkt (27) der Hilfsleitung (23) am Steuerstromkreis (21) und der Erregerwicklung (22) vorgesehen ist.
7. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängige Schaltglied (19) mit einer Kohlenbürste (18) des Motors (12) wärmeleitend verbunden ist.
8. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (19) in der Kohlenbürste

(18) angeordnet ist.

. . -10-.409822/0490'
9. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängige Schaltglied ein Bimetallschalter (19) ist.
10. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis

8, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturabhängige Schaltglied ein Heißleiter (45) ist.
11. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptschalter (I¹O des Motorstromkreises (11) mit einem Betätigungsglied

(¹10) vorsehen ist, das den geschlossenen Hauptschalter

(1¹1) mit Verzögerung nach dem Umschalten des elektromagnetischen Schalters (15) öffnet.
12. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (¹IO) parallel zur Erregerwicklung (22) liegt.

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