DE3041886A1 - Steuervorrichtung fuer einen gleichstrommotor - Google Patents

Description

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Steuervorrichtung für einen Gleichstrommotor

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Derartige bekannte Steuereinrichtungen dienen insbesondere zur Betätigung motorbetriebener Jalousien, Rolläden, Markisen, Garagentüren oder anderer Einrichtungen, welche im einen oder im anderen Sinne beliebig verstellbar sein müssen und nach Erreichen einer ihrer Endstellungen, in denen ein als Endschalter wirkender Stoppschalter die Motorspeisung unterbricht, bei Wiederbetätigung nur in der jeweils anderen Richtung bewegbar sein dürfen.

Eei einer bekannten Steuervorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art (US-PS 2 912 632) besteht die Schalteranordnung zur Steuerung der Drehrichtung aus einem einzigen Drehrichtungsumschalter, bei dessen Betätigung ungünstigerweise keine Bremsung des Motors bewirkt wird. Ausserdetn sind in Reihe mit den in den Bremsstromkreisen liegenden Dioden Widerstände geschaltet, was den Nachteil mit sich bringt, dass der Motor praktisch nicht schlagartig bzw. momentan stillsetzbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, dass sie bei einfachem Aufbau sowohl bei Betätigung eines der Stoppschalter als auch bei Betätigung der Drehrichtungsschalteranordnung zwecks Abschaltung des Motors eine praktisch momentane Stillsetzung des Motors garantiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

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Dadurch ergibt sich der Vorzug, dass der Motor in jeder beliebigen Stellung der von ihm angetriebenen Einrichtung durch Umschaltung des einen oder des anderen Steuerschalters sowie in den beiden Endstellungen der von ihm angetriebenen Einrichtung durch automatische Betätigung der als Endschalter fungierenden Stoppschalter in kürzester Zeit infolge der kombinierten Wirkung des induzierten Bremsstromes und der mechanischen Bremse, welche immer bei Nichterregung des Elektromagneten angezogen ist, gebremst wird. In der Tat wird durch die Schaltungsanordnung nach der Erfindung erreicht, dass auch beim Oeffnen eines Steuerschalters ein Bremsstromkreis gebildet wird. Ausserdem ist die Steuervorrichtung durch Fortfall von in den Bremsstromkreisen liegenden Widerständen vereinfacht und ferner besonders übersichtlich und leicht zu bedienen, weil für jede Drehrichtung ein besonderer, individuell zu bedienender Steuerschalter, vorzugsweise in Form eines federbelasteten Tasters, vorgesehen ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figuren 1 bis 4 Schaltbilder einer Ausführungsform der Erfindung in vier verschiedenen Schaltstellungen und

Figur 5 eine Variante der Schaltungsanordnung nach

den Figuren 1 bis 4.

Nach den Figuren 1 bis 5 weist die Steuervorrichtung für einen Gleichstrommotor 10 zwei getrennt betätigbare Steuerschalter 11 und 12 auf, mit denen der Motor 10 zwecks Drehung im einen Sinne 17 oder im anderen Sinne 18 einschaltbar ist. Diese Steuerschalter 11 und 12 können zwei Schaltstellungen einnehmen und weisen jeder einen Schaltkontakt auf, der über eine Mittelpunktsklemme 11a bzw. 12a an die zur einen bzw. zur

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anderen Motorklemme 10' bzw. 10" führende Speiseleitung 13 bzw. 14 angeschlossen ist. Die Klemme lib bzw. 12b jedes Steuerschalters 11 bzw. 12 ist an den Pluspol der Gleichspannungsquelle angeschlossen, während die Klemme lic bzw. 12c mit deren Minuspol verbunden ist. Im betrachteten Ausführungsbeispiel sind die Steuerschalter 11 und 12 als federbelastete Taster ausgebildet, die von Hand bedient werden und im Ruhezustand unter der Wirkung der Druckfedern 19 die in den Figuren 2 gezeigte Oeffnungsstellung einnehmen, in welcher der Schaltkontakt mit der Klemme lic bzw. 12c in Berührung steht. Die Steuerschalter 11 und 12 können aber auch durch eine automatische Vorrichtung betätigt werden, deren Punktion beispielsweise von einem äusseren Faktor wie der Aenderung der Windgeschwindigkeit, der Aenderung des Sonnenlichts oder dergleichen abhängt.

Zwischen dem Motor 10 und dem Steuerschalter 11 bzw. 12 liegt je ein Stoppschalter 15 bzw. 16 mit einem Unterbrecherkontakt, der über die Mittelpunktsklemme 15a bzw. 16a an die mit der einen bzw. anderen Motorklemme 10' bzw. 10" verbundene Leitung angeschlossen ist, sowie mit einer an die Klemme lla bzw. 12a des betreffenden Steuerschalters angeschlossenen Klemme 15b bzw. 16b und mit einer weiteren Klemme 15c bzw. 16c. Die Klemme 15c des Stopp schal te rs 15 ist über eine Diode 21, die die Anode 21a und die Kathode 21c aufweist, mit der Klemme 16a des anderen Stoppschalters 16 verbunden, während dessen Klemme 16c über eine Diode 22, die die Anode 22a und die Kathode 22c aufweist, an die Klemme 15a des Stoppschalters 15 angeschlossen ist. Ein Oeffnen des Stoppschalters 15, also die Anlage des Unterbrecherkontakts an die Klemme 15c, bewirkt die Abschaltung des Motors 10, wenn sich dieser beispielsweise im Sinne des Pfeils 17 dreht, während beim Oeffnen des Stoppschalters 16 der Motor abgeschaltet wird, wenn er sich im Sinne des Pfeils 18 dreht.

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Parallel zum Stoppschalter 15 bzw. 16 ist je eine Diode 23 bzw. 24 geschaltet, welche die Anode 23a bzw. 24a und die Kathode 23c bzw. 24c aufweist und dazu dient, nach der Oeffnung des betreffenden Stoppschalters 15 bzw. ' 16 einen Stromfluss entsprechend der bisherigen Motordrehrichtung zu verhindern.

Um den Motor 10 nach einer Unterbrechung der Speisung zu bremsen, ist eine Bremse mit einem Elektromagneten 3 0 vorgesehen, dessen Spule parallel zur Wicklung des Motors 10 geschaltet ist. Die Anschlussklemmen 30' und 30" dieser Spule sind an die jeweilige, den Motor 10 mit der Klemme 15a bzw. 16a des Stoppschalters 15 bzw. 16 verbindende Leitung angeschlossen. Dieser Elektromagnet 30 steuert die axiale Verschiebung eines Tauchkerns 31, dessen Ende eine erste Bremsscheibe 32 trägt, die mit einer zweiten Bremsscheibe 33 an der mit der Achse des Tauchkerns 31 ausgerichteten Welle 3 4 des Motors 10 zusammenwirkt. Das Querprofil des Tauchkerns 31 ist so gestaltet, dass er sich nicht drehen kann. Eine den Tauchkern 31 umgebende Druckfeder 35 drückt bei nicht erregtem Elektromagneten 3 0 die Bremsscheibe 32 im Sinne des Pfeils 36 nach den Figuren 2, 3 und 5 gegen die andere Bremsscheibe 33, so dass der Motor 10 gebremst wird. Bei Erregung des Elektromagneten 30 wird die Bremse im Sinne der Pfeile 37 nach Figur 1 und 4 gelöst.

Es sei angenommen, dass in der Ruhestellung die verschiedenen Schalter die in Figur 2 dargestellte Lage einnehmen. Die Stoppschalter 15 und 16 befinden sich in ihrer Schliessstellung, während sich die Steuerschalter 11 und 12 in ihrer Oeffnungsstellung befinden. Der Motor 10 und der Elektromagnet 30 sind abgeschaltet, so dass die Bremse angezogen ist und eine Drehung des Motors verhindert wird, selbst wenn ein Drehmoment auf ihn wirkt.

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Wenn der Steuerschalter 11 gegen die Wirkung der Feder 19 von Hand eingeschaltet, also der Schaltkontakt mit der Klemme 11b verbunden wird und dementsprechend dann die in Figur 1 gezeigte Stellung einnimmt, kann der Strom im Sinne des Pfeils 41 vom Pluspol der Spannungsquelle zum Minuspol fliessen, wodurch der Elektromagnet 30 erregt und damit die Bremse gelöst und der Motor im Sinne des Pfeils 17 in Drehung versetzt wird. Wenn der Steuerschalter 11 losgelassen wird, nimmt er unter der Wirkung der Feder 19 wieder die in Figur 2 gezeigte Oeffnungsstellung ein, in welcher die Speisung des Elektromagneten 30 und des Motors 10 unterbrochen sind und der Motor bzw. der Motor lauf er über die zum Minuspol der Spannungsquelle führende Leitung kurzgeschlossen ist, was eine elektrische Bremsung bewirkt, solange sich der Läufer noch dreht. Selbst wenn die Bremsfeder 35 verhältnismässig schwach ist, wird der Motor unter der kombinierten Wirkung der mechanischen Bremse und des Bremsstroms praktisch momentan stillgesetzt, auch dann, wenn seine Welle 34 in diesem Augenblick einem Drehmoment unterliegt, das den Motor im Sinne des Pfeils 17 weiter zu drehen sucht, wie es beispielsweise der Fall ist, wenn die Motorwelle 34 kinematisch mit der Aufwickelstange eines verhältnismässig schweren Rolladens verbunden ist.

Wenn der Steuerschalter 11 erneut betätigt wird, dann läuft der Motor 10 im Sinne des Pfeils 17 wieder an. Wird dagegen der Steuerschalter 12 gegen die Wirkung der Feder 19 betätigt, dann läuft der Motor 10 im entgegengesetzten Sinne 18 an. In beiden vorstehend betrachteten Fällen haben die Dioden 21, 22, 23 und 24 keine Funktion, weil lediglich einer der Steuerschalter 11 oder 12 betätigt wurde.

Figur 3 zeigt die Stellung der verschiedenen Schalter für den Fall, dass in der Schliessstellung des Steuerschalters 11, während also der Schaltkontakt an der Klemme 11b anliegt, der

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Stoppschalter 15 automatisch geöffnet worden ist, sein Unterbrecherkontakt also nunmehr an der Klemme 15c anliegt. Dieser Fall tritt beispielsweise dann ein, wenn das von der Motorwelle 34 angetriebene Element das Ende seines Weges erreicht, also zum Beispiel ein Rolladen vollständig aufgerollt ist und in dieser Endstellung den als Endschalter fungierenden Stoppschalter 15 betätigt. In dem Augenblick, in welchem sich der Stoppschalter 15 öffnet, werden der Motor 10 und der Elektromagnet 30 über diesen Schalter und die Diode 21 kurzgeschlossen, so dass der noch weiterlaufende Motor 10 als Generator wirken kann und einen im Sinne des Pfeils 43 fliessenden Strom erzeugt. Da die Impedanz der Diode 21 wesentlich geringer als die des Elektromagneten 30 ist, wird dieser kaum von einem Strom durchflossen und daher dessen Bremswirkung praktisch nicht geschwächt. Nachdem der Motor 10 stehengeblieben ist, kann der Steuerschalter 11 losgelassen werden, so dass er wieder seine in Figur 2 gezeigte Ruhestellung einnimmt. Der Motor 10 wird auch nicht in Bewegung gesetzt, wenn nunmehr erneut dieser Steuerschalter 11 betätigt wird, da eine Speisung über die in diesem Falle in Sperrichtung liegende Diode 23 nicht möglich ist.

Wenn dagegen nunmehr der Steuerschalter 12 geschlossen wird, wie in Figur 4 gezeigt, dann werden der Motor 10 und der Elektromagnet 30 der Bremse im Sinne der Pfeile 42 über diesen Steuerschalter 12 und die nunmehr in Flussrichtung liegende Diode 23 gespeist, während die in diesem Falle in Sperrichtung liegende Diode 21 ein Kurzschliessen des Stromkreises über den Stoppschalter 15 verhindert. Die Bremse ist gelöst, und der Motor 10 läuft im Sinne des Pfeils 18 an. Sobald sich das vom Motor 10 angetriebene Element um eine kleine Strecke bewegt hat, wird der automatische Stoppschalter 15 erneut geschlossen, also sein unterbrecherkontakt auf die Klemme 15b umgelegt, und damit die Diode 23 kurzgeschlossen.

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ORIGINAL INSPECTED

Wenn der Steuerschalter 12 so lange geschlossen gehalten wird, bis das vom Motor 10 angetriebene Element seine andere Endstellung erreicht, also zum Beispiel der angetriebene Rolladen in seine Schliessstellung abgerollt worden ist, dann wird der als Endschalter fungierende andere Stoppschalter 16 geöffnet, das heisst sein Unterbrecherkontakt auf die Klemme 16c umgelegt. Dadurch werden Motor 10 und Elektromagnet 30 über die Diode 22 kurzgeschlossen, wobei die in Sperrichtung wirkende Diode 24 eine Speisung verhindert. Anschliessend kann der Motor 10 nur durch Schliessen des Steuerschalters 11 im umgekehrten Drehsinn, nämlich in Richtung des Pfeils 17, in Betrieb gesetzt werden, wobei nunmehr die Diode 22 einen Kurzschluss über den Stoppschalter 16 verhindert.

Im Ausführungsbeispiel nach Figur 5 haben die Dioden 21 bis 24 die umgekehrte Orientierung wie in den vorangehenden Beispielen nach den Figuren 1 bis 4. Der Stoppschalter 16 und die Dioden 22 und 24, welche ihm zugeordnet sind, wirken zur Stillsetzung des Motors 10 zusammen, wenn dieser sich im Sinne des Pfeils 17 dreht, während der Stoppschalter 15 und die ihm zugeordneten Dioden 21 und 23 zusammenwirken, um den Motor während einer im Sinne des Pfeils 18 stattfindenden Drehung stillzusetzen. Wenn beispielsweise der Schalter 11, wie in Figur 5 dargestellt, in seiner Schliessstellung gehalten wird, was die Drehung des Motors 10 im Sinne des Pfeils 17 bewirkt, dann hat die Oeffnung des Stoppschalters 16, also die Anlage seines Unterbrecherkontakts an der Klemme 16c, zur Folge, dass Motor 10 und Elektromagnet 30 über die Diode 22 und diesen Stoppschalter 16 kurzgeschlossen werden, wodurch der in diesem Augenblick vom Motor 10 erzeugten Bremsstrom entgegengesetzt zur Richtung der Pfeile 41 fHessen kann. Gleichzeitig verhindert die Diode 24 in diesem Falle die Speisung des Motors 10, der stillgesetzt wird.

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ORIGINAL

Wenn der Steuerschalter 11 losgelassen und dann der Steuerschalter 12 gegen die Wirkung der Feder 19 geschlossen wird, fliesst der Strom im entgegengesetzten Sinne, und zwar über die nunmehr in Flussrichfcung liegende Diode 24. Dabei verhindert die Diode 22 einen Kurzschluss über den geschlossenen Stoppschalter 15. Elektromagnet 30 der Bremse und Motor 10 werden gespeist, so dass sich dieser im Sinne des Pfeils 18 dreht; nach einer kleinen Bewegung des vom Motor 10 angetriebenen Elements nimmt der als Endschalter fungierende Stoppschalter 16 automatisch wieder seine Schliessstellung ein, das heisst, er wird auf die Klemme 16b umgeschaltet. Wenn das angetriebene Element seine andere Endstellung erreicht, wird der andere Stoppschalter 15 betätigt.

Die Steuervorrichtung nach der Erfindung kann in allen Fällen verwendet werden, in denen es erforderlich ist, einen Gleichstrommotor praktisch momentan und in genauer Stellung still.-zusetzen. Bevorzugte Anwendungsfälle sind daher die Steuerung motorbetriebener Rolläden, Vorhänge, Garagentüren oder dergleichen oder auch der Antrieb einer Last.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Steuervorrichtung für einen Gleichstrommotor mit einer Drehrichtungsschalteranordnung, die zwei jeweils an die zur einen bzw. zur anderen Motorklemme führende Leitung angeschlossene Schaltkontakte sowie erste und zweite Schalterklemmen aufweist, welche an den Pluspol bzw. an den Minuspol einer Spannungsquelle angeschlossen sind, mit zwei jeweils zwischen dem Motor und dem einen bzw. dem anderen Schaltkontakt der Drehrichtungsschalteranordnung liegenden Stoppschaltern, die je einen an die eine bzw. die andere Motorklemme angeschlossenen Unterbrecherkontakt sowie eine erste, an den betreffenden Schaltkontakt angeschlossene Schalterklemme und eine zweite Schalterklemme aufweisen, welche über je eine in einem Bremsstromkreis liegende Diode jeweils mit dem Unterbrecherkontakt des anderen Stoppschalters verbunden ist, sowie mit zwei, zum einen bzw. zum anderen Stoppschalter parallel liegenden Dioden, deren Durchlassrichtung zur Spannungsquelle bzw. zum Motor weist, wenn die Durchlassrichtung der in den Bremsstromkreisen liegenden Dioden jeweils von der zweiten Schalterklemme des einen Stoppschalters zum Unterbrecherkontakt des anderen Stoppschalters bzw. umgekehrt verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtungsschalteranordnung aus zwei getrennt bedienbaren Steuerschaltern (11,12) besteht, die je zwei Schaltstellungen einnehmen können, in denen ihr Schaltkontakt die mit dem Pluspol oder mit dem Minuspol der Spannungsquelle verbundene erste oder zweite Schalterklemme (11b,12b bzw. lic,12c) berührt, dass die in den Bremsstromkreisen angeordneten Dioden (21,22) mit ihren Elektroden direkt an den erwähnten zweiten Klemmen (15c,16c) bzw. an den Unterbrecherkontakten der betreffenden Stoppschalter (16 bzw. 15) angeschlossen sind und dass eine Motorbremse (32,33) mit einem sie steuernden Elektromagneten (30) vorgesehen ist, dessen Spule der Motorwicklung parallel liegt und deren An-

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   lHAL IMSPECTED

   schlussklemmen (30',30") an die jeweils eine Motorklemme (10' bzw. 10") mit dem Unterbrecherkontakt des betreffenden Stoppschalters (15;16) verbindenden Leitungen angeschlossen sind.

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