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Steueieinrichtung für einen Elektromotor, insbesondere für einen Lüftermotor
in einem Kraftfahrzeug Die ErS'iLtiung betrifft eine Stetlereinrichtung fur einen
Elektromotor, insbesondere fiir einen I;üftermotor in einem Kraftfahrzeug, mit Schutzwirkung
beim tberlasten und/oder Blockieren des Elektromotors gegen thermische tberlastung.
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Der elektrische Strom kann insbesondere in Elektromotoren von Kraftfahrze%glüftern
bei bestimmten Strömungsverhältnissen.
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im I,'if'-ter, insbesondere bei völligem Blockieren des Lüfters, auf
unzulässig hohe Werte ansteigen, die eine Beschädigung des Elektromotors und der
Stromversorgungseinrichtung zur Folge haben können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine technisch einfache
und zuverlässig arbeitende Steuereinrichtung zu schaffen, die als Strombegrenzer
bei Überlastung oder gar beim Blockieren es Elektromotors wirksam ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist ane Steuereinrichtung der eingangs erwähnten
Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, da ein Relais mit einer dem Elektromotor
vorschaltbaren Erregerspule vorgesehen ist, die mit der Schaltstrecke eines einen
öffner darstell.enden, steuerbaDen und zeitverzögert ansprechenden Schaltelements
in Serie liegt, dessen Steuerstrecke in Steuerabhängigkeit von der Schaltstrecke
des Relais mit Erregerstrom versorgbar ist, und daß ein Vorschaltwiderstand für
den Elektromotor parallel zur Serienschaltung von Schaltstrecke des Schaltelements
und Erregerspule des Relais liegt.
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Wird der Elektromotor mechanisch und als Folge davon elek-.
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trisch Uberlastet, so spricht das Relais an, wodurch die
Steuerstrecke
des zeitverzögert ansprechenden Schaltelementes z.B. mit Ansprechstrom versorgt
wird. Dadurch wird zeitverzögert die Schaltstrecke dieses zeitverzögert ansprechenden
Schaltelementes geöffnet und der dem Elektromotor zugeführte Strom durch den Vorschaltwiderstand,
der parallel zur Serien-Schaltung von Schaltstrecke des Schalt elements und Erregerspule
des Relais liegt, begrenzt.
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Günstigerweise ist das Relais mit der dem Elektromotor vorschaltbaren
Erregerspule als Schließer ausgebildet und die Steuerstrecke des zeitverzögert ansprechenden
Schaltelementes über die Schaltstrecke dieses Relais mit dem Erregerstrom vers.orgbar
.
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Vorteilhafterweise ist das zeitverzögert ansprechende Schaltelement
so ausgebildet, daß es nicht nur in Steuerabhängigkeit von der Schaltstrecke des
Relais seine Schaltstrecke zeitverzögert öffnet, sondern auch zeitverzögert wieder
schließt. Ein Schaltelement mit derartigen Eigenschaften ist günstigerweise ein
thermisches Überstromrelais. Ein solches thermisches Überstromrelais öffnet bei
mechanischer und daraus resultierender elektrischer Überlastung des Elektromotors
seine Schaltstrecke zeitverzögert und prüft anschließend durch zeitverzögertes Schließen
dieser Schaltstrecke, ob die oberlastung des Elektromotors noch fortbesteht. Ist
die Überlastung noch vorhanden, so wird die Schaltstrecke des thermischen Überstromrelais
wieder zeitverzögert geöffnet, und dasselbe Spiel beginnt von neuem.
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Ist die Überlastung des Elektromotors jedoch nicht mehr vorhanden,
bleibt die Schaltstrecke des thermischen uberstromrelais weiterhin geschlossen,
und der Elektromotor wird wieder mit dem erforderlichen Nennstrom versorgt.
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Die Erfindung und ihre Vorteile seien anhand der Zeichnung an eine
Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Figur 1 zeigt das elektrische PrinzipschaLtbild einer erfindungsgemäßen
Steuereinrichtung.
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Figur 2 zeigt schematisch ein thermisches Überstromrelais für eine
Steuereinrichtung nach Figur 1.
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In der Einrichtung nach Figur 1 ist der Antriebsmotor M eines Kraftfahrzeuglüfters
an einer negativen Leitung 2 und an einem Anschluß 3 der Erregerspule 4 eines Stromrelais
ange.-schlossen. Dieses Stromrelais ist als Schließer ausgebildet und hat die Schaltstrecke
4a. Der andere Anschluß der Brregerspule 4 des Stromrelais liegt am ersten Anschluß
b einer Schaltstrecke 5a, die zu einem thermischen Überstromrelais mit der Steuerstrecke
') gehört. Der zweite Anschluß a der Schaltstrecke ¼a des tEIermischen Überstromrelain
führt zu einem Anschluß 6 fUr den Pluspol einer nicht dargestellterl Stromquelle
(Batterie), deren negativer Pol an Masse liegt.
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Die negative Leitung 2 hat einen Anschluß 7 für Masse.
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Ein Anschluß der Steuerstrecke 5 des thermischen tiberstromrelais
liegt an dem Anschluß a der Schaltstrecke 5a, während der andere Anschluß c der
Steuerstrecke 5 mit dem beweglichen Kontaktteil der Schaltstrecke 4a des Stromrelais
mit der Erregerspule 4 verbunden ist. Der andere, ortsfeste Kontaktteil der Schaltstrecke
4a liegt an der negativen Leitung 2.
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Ein ohmscher Vorschaltwiderstand 8 für den Lüftermotor M ist einerseits
am Anschluß a der Schaltstrecke 5a und andererseits am Anschluß 3 der Erregerspule
4 des Stromrelais angeschlossen. Er liegt damit parallel zur Serienschaltung der
Schaltstrecke 5a des Überstromrelais und der Erregerspule des Stromrelais.
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Wie Figur 2 zeigt, kann das thermiscshe Überstromrelais mit der Steuerstrecke
5 und der Schaltstrecke 5a elektrisch leitende, federnde Metallstreifen 21 und 22
aufweisen, die die Kontakte der Schaltstrecke 5a bilden. Beide Metallstreifen 21
und 22 sind L-förmig gebogen. Der Metallstreifen 21 ist mit seinem einen Schenkel
an einem Isolierstoffsockel 23 befestigt. Gegenüber diesem Isolierstoffsockel 23
befindet
sich ein weiterer Isolierstoffsockel 24 mit einem L-förmig
gebogenen Messingträger 25. Ein Schenkel dieses Messingträgers 25 ist am Isolierstoffsockel
24 befestigt, während am anderen Schenkel 25a der eine Schenkel des Metallstreifens
22 festgenietet ist. Der am Isolierstoffsockel 23 befestigte Schenkel des Metallstreifens
21 und der am Messingträger 25 befestigte Schenkel des Metallstreifens 22 sind zueinander
parallel. Ebenfalls wenigstens annähernd zueinander parallel sind die anderen freien
Schenkel der Metallstreifen 21 und 22. An ihren Enden tragen diese freien Schenkel
jeweils eine Kontaktniete 21a und 22a. Beide Kontaktnieten 21a und 22a liegen sich
gegenüber und bilden miteinander eine elektrische Schaltstrecke 5a zwiwchen den
Metallstreifen 21 und 22. Zusammen mit dem Metallstreifen 22 sind am Messingträger
25 noch der eine Schenkel eines L-förmig gebogenen metallenen Stützstreifens 26
und der eine Schenkel eines ebenfalls L-förmig gebogenen Bimetallstreifens 27 sandwichartig
übereinanderliegend festgenietet. Der Stützstreifen 26 befindet sich zwischen dem
Metallstreifen 22 und dem Bimetallstreifen 27. Alle Streifen 21, 22, 26 und 27 liegen
sich flächig gegenüber, ihre Biegekanten liegen in ihren sich gegenüber liegenden
Flächen. Das freie Ende des federnden Metallstreifens 22 ist U-förmig in Richtung
auf das freie Ende des Bimetallstreifens 27 abgebogen. Zwiwchen den zueinander parallelen
Endkanten an den freien Enden des Metallstreifens 22 und des Bimetallstreifens 27
ist ein quaderförmiger Isolierstoffkörper 28 freibeweglich angeordnet, der an zwei
zueinander parallelen Seitenflächen je eine Nut mit V-förmigem Querschnitt aufweist.
Diese Nuten sind zueinander und zu den Endkanten an den freien Schenkeln des Metallstreifens
22 und des Bimetallstreifens 27 parallel. Der Abstand der Sohlen der Nuten im Isolerstoffkörper
28 voneinander ist größer als der Abstand der Endkanten der freien Schenkel des
Metallstreifens 22 und des Bimetallstreifens 27 in einer Lage dieser beiden Streifen,
in der der freie Schenkel des Bimetallstreifens 27 und der U-Schenkel des freien
Endes des MetallstreiSns 22 mit der Endkante bei entferntem Isolierstoffkörper 28
miteinander
fluchten.
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Auf dem freien Schenkel des Bimetallstreifens 27 sit-zt eine elektrische
Heizwendel 29, deren zum Isolierstoffkörper 28 benachbarter Anschluß in der Nähe
dieses Isolierstoffkörpers 28 mit dem Binatallstreifen 27 elektrisch leitend verbunden
ist, während der andere Anschluß dieser Heizwendel 29 den Anschluß c entsprechend
Figur 1 der Steuerstrecke 5 des thermischen Überstromrelais bildet. Die Heizwendel
29 und der Bimetallstreifen 27 bilden zusammen die Steuerstrecke 5 des thermischen
Überstromrelais. Durch den freien Schenkel des Bismetallstreifens 27 ist eine Stellschraube
30 geführt, die sich auf dem metallenen Stützstreifen 26 abstützt.
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Während der Anschluß c in Figur 1 durch einen Anschluß der Heizwendel
29 in Figur 2 gebildet ist, sind der Anschluß a nach Figur 1 durch den Messingträger
25 und der Anschluß b durch den federnden Metallstreifen 21 gebildet. Im thermischen
ijberstromrelais nach Figur 2 ist der Anschluß a schon mit einem Anschluß der Steuerstrecke
5 nach Figur 1 elektrisch leitend verbunden.
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Wird der Lüftermotor M plötzlich mechanisch überlastet oder gar blockiert,
so steigt der über die geschlossene Schaltstrecke 5a und die Erregerspule 4 in Figur
1 fließende Strom an. Überschreitet die Stärke dieses Stromes einen Auslösewert,
so spricht das Stromrelais mit der Erreger-.
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spule 4 an, und die Schaltstrecke 4a wird geschlossen. Dadurch wird
die Steuerstrecke 5 des thermischen Uberstromrelais d.h. die Wendel 29 und der Bimetallstreifen
27 in Figur 2 von ihrem Ansprechstrom durchflossen. Der Bimetallstreifen 27 in Figur
2 wird erwärmt und sucht sich mit dem freien Schenkel in Richtung zum metallenen
Stützstreifen 26 zu neigen. Ist der Bimetallstreifen 27 nach Ablauf einer gewissen
Zeit genügend stark erwärmt, so kippt sein freier Schenkel aus der in Figur 2 dargestellten
ersten stabilen Lage, in der sich die Kontaktnieten 21a und 22a berühren, in eine
näher am freien Schenkel des metallenen Stützstreifens
26 gelegene
zweite stabile Lage. Hierbei wird der quaderförmige Isolierstoffkörper 28 um eine
zur Zeichenebene der Figur 2 senkrechte Achse gedreht und etwas in dieser Zeichenebene
verschoben. In der zweiten stabilen Lage hält der Bimetallstreifen 27 den freien
Schenkel des federnden Metallstreifens 22 über den Isolierstoffkörper 28 gegen den
zwischen dem Metallstreifen 22 und dem Bimetallstreifen 27 befindlichen metallenen
Stützstreifen 26 gepreßt, so daß der Berührungskontakt zwischen den Kontaktnieten
21a und 22a und damit die Schaltstrecke 5a des thermischen tberstromrelais geöffent
ist. Damit fließt kein Versorgungsstrom mehr über die Schaltstrecke 5a und die Erregerspule
4 zum Elektromotor M, sondern durch diesen Elektromotor M fließt nur ein Versorgungsstrom
reduzierter Stromstärke über den Vorschaltwiderstand 8. Die Schaltstrecke 4a in
Figur 1 wird daher geher geöffnet und die Stromzufuhr zur Steuerstrecke 5, dh.
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zur Heizwendel 29 und zum Bimetallstreifen 27 in Figur 2, wird unterbrochen.
Nach Ablauf einer bestimmten Zeit hat sich der Bimetallstreifen 27 genügend abgekühlt
und nimmt wieder die in Figur 2 dargestellte erste stabile Lage ein, in der sich
die Kontaktnieten 21a und 22a berühren und die Schaltstrecke 5a geschlossen ist.
Ist dann der Elektromotor M noch immer mechanisch überlastet oder gar blockiert,
so beginnt das Schaltspiel von neuem, ist jedoch die mechanische Überlastung bzw.
Blockierung des Elektromotors M beseitigt, so übersteigt der die Schaltstrecke 5a
und die Erregerspule 4 durchfließende Versorgungsstrom des Motors nicht den Ansprechwert
des Relais mit der Erregerspule 4 und der Schaltstrecke 4a, so daß diese Schaltstrecke
4a nicht geschlossen wird.
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2 Figuren 3 Patentansprüche