DE3230561C2 - Elektromagnetisches Schaltgerät zur Steuerung von drehrichtungsumkehrbaren elektrischen Antrieben - Google Patents

Abstract

Eine Schaltung zur Steuerung von drehrichtungsumkehrbaren elektrischen Gleich- oder Wechselstromantrieben besteht aus einem elektromagnetischen Schaltgerät zur Betätigung von im Hauptstromkreis liegenden Kontakten, von denen zwei Kontaktpaare zur Polumkehr als Umschalter geschaltet sind und aus zwei in einem Steuerkreis liegenden Spulen, deren Erregung über die Drehrichtung des Antriebes bestimmende Steuerkontakte geschaltet wird. Während bislang ein derartiges Schaltgerät zwei sogenannte Wendeschütze umfaßte, die gegenseitig verriegelt sein mußten, kann ein Schütz eingespart werden, wenn für die beweglichen Kontakte zumindest der beiden für die Drehrichtungsumkehr erforderlichen Kontaktpaare ein gemeinsamer Kontaktbetätiger vorgesehen ist, der mit einem im Magnetkreis beider Spulen liegender Anker verbunden ist, der eine mittlere Ruhelage hat und von der einen Spule in die eine Endlage, von der anderen Spule in die andere Endlage bewegbar ist. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, für die beweglichen Kontakte wiederum einen gemeinsamen Kontaktbetätiger vorzusehen, der mit einem Anker verbunden ist, der in einem beiden Spulen gemeinsamen, mittels eines Dauermagneten vormagnetisierten Magnetkreises liegt. In diesem Fall werden zur Erreichung der einen Endlage des Ankers in beiden Spulen gleichsinnige Durchflutungen in der einen Richtung, zur Erreichung der anderen Endlage gleichsinnige Durchflutungen in der entgegengesetzten Richtung und zur Erreichung der Mittellage jeweils

Description

Fig.3 ein Diagramm der Durchflutungsrichtungen und der hierdurch erreichten Ankerbewegungsrichtungen bzw. Ankerstellungen der zweiten Ausführungsform,

F i g. 4 einen Schnitt durch ein für die erste Ausführungsform der Schaltung verwendbares Schaltgerät,

F i g. 5 einen Schnitt durch das Schaltgerät der F i g. 4 längs der Linie A-A,

F i g. 6 einen Schnitt durch ein für die zweite Ausführungsformdcr Schaltung verwendbares Schaltgerät,

Fig.7 einen Schnitt durch das Schaltgerät nach F i g. 6 längs der Linie B-B,

F i g. 8 einen Schnitt durch das Schaltgerät der F i g. 6 längs der Linie D-D und

F i g. 9 einen Teilschnitt durch das Schaltgerät nach F i g. 6 längs der Linie C-C

In F i g. 1 ist eine erste Ausführungsform einer Schaltung zur Steuerung eines drehrichtungsumkehrbaren, aus einem Drehstromnetz R, S, T, Mp gespeisten Drehstrommotors M dargestellt. Die Phasen R bzw. 5 bzw. T des Drehstromnetzes sind über Kontaktpaare 1,2 bzw. 3, 4 bzw. 5,6 mit den entsprechenden Anschlüssen des Motors verbunden. Jedes Kon taktpaar besteht aus vier Festkontakten und einer beweglichen Kontaktbrücke mit mittlerer Ruhelage, bildet also einen Umschalter mit den drei Stellungen »Ein«, »Aus«, »Ein«. Die motorseitigen Festkontakte 4 und 6 der Kontaktpaare 3,4 und 5,6 sind durch Drahtbrücken derart kreuzweise miteinander verbunden, daß in der einen Endlage die Phasen 5 und T im Bezug auf die andere Endlage vertauscht an den entsprechenden Motoranschlüssen anliegen. Die Festkontaktanschlüsse der Kontakte 1, 2, 3 und 5 sind über Drahtbrücken parallel geschaltet, wobei das Kontaktpaar 1, 2 lediglich dazu dient, den Motor M bei Stillstand alipolig vom Netz zu trennen.

Die Kontaktbrücken der Kontaktpaare 1,2 bzw. 3,4 bzw. 5,6 sitzen auf einem gemeinsamen Kontaktbetätiger 10. der außerdem die Kontaktbrücke eines weiteren Umschaltkontaktpaares 7, 8 trägt Der Kontaktbetätiger 10 ist mit dem Anker eines Schaltgerätes verbunden, das zwei getrennte Spulen MCi und MC2 umfaßt. Während die einen Anschlüsse der Spulen im Punkt A 3 zusammengeführt und mit dem einen Pol einer Speisespannungsquelle verbunden sind, bei der es sich beispielshalber um eine Gleichspannungsquelle zwischen 6 und 24 V handeln kann, sind die anderen Anschlüsse A 1 der Spule MCl und A 2 der Spule MC 2 über je einen Arbeitskontakt-Taster Ti bzw. T2 im Schaitungspunkt B zusammengeführt, der über einen Ruhekontakt-Taster T3 mit dem anderen Anschluß der Gleichspannungsquelle verbunden ist. Wegen der hier vorgesehenen und allgemein üblichen Steuerung des Motors M über Tastkontakte ist in ebenfalls bekannter Weise eine Selbsthaltung in jeder der beiden Endstellungen erforderlich, die mittels des bereits erwähnten Kontaktpaares 7, 8 und unter zusätzlicher Verwendung eines Stromsparwiderstandes R verwirklicht ist. Ausgehend von einer mittleren Ruhelage wird der Kontaktbetätiger 10 beim Schließen des Tasters TX beispielsweise in die dem Linkslauf des Motors M entsprechende linke Endstellung bezogen, bei Betätigung des Tasters Γ2 über die mittlere Ruhelage hinweg in die dann dem Rechtslauf des Motors M entsprechende rechte Endstellung gezogen und gelangt bei Betätigung des Tasters Γ3 aus jeder der beiden Endstellungen in die dem Motorstillstand entsprechend mittlere Ruhelage.

In F i g. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schaltung zur Steuerung des Motors M dargestellt. Bei gleicher Anordnung und Verschaltung der Kontaktpaare 1,2 bzw, 3,4 bzw. 5,6 wie im Fall der F i g. 1 ist hier der gemeinsame Kontaktbetätiger 10 mit dem Anker eines polarisierten Schaltgerätes mit den beiden Spulen AfCl und MC 2 verbunden. Das Wicklungsende der einen Spule MC 1 und der Wicklungsanfang der anderen Spule MC2 sind im Punkt A 3 zusammengeführt und über einen Arbeitskontakt-Taster T4 mit dem einen Anschluß einer Gleichspannungsquelle verbunden. Der Wicklungsanfang A 1 der Spule MC 1 ist über einen Umschaltkontakt-Taster T5 mit beiden Anschlüssen dieser Gleichspannungsquelle verbunden, ebenso das Wicklungsende A 2 über einen weiteren Umschaltkontakt-Taster TS. Wie später noch erläutert werden wird, ist das Schaltgerät so ausgebildet, daß es drei stabile Stellungen hat, so daß also zur Erreichung der rechten und der linken Endlage wie auch der mittleren Ruhelage des Kontaktbetätigers 10 jeweils nur ein kurzer Stromimpuls erforderlich ist Ausgehend von der gezeichneten mittleren Ruhelage durchfließt also bei Betätigung des beispielsweise den Linkslauf des Motors Mauslösenden Tasters T5 der Steuerstrom die Spulen MC 1 und MC 2 in der einen Richtung, bei Betätigung des dann den Rechtslauf des Motors M auslösenden Tasters Γ6 hingegen in der anderen Richtung. Wird jedoch der Taster Γ4 betätigt so durchfließt der Steuerstrom die beiden Spulen MCl und MC2 in entgegengesetzter Richtung und bringt damit den Kontaktbetätiger 10 in seine mittlere Ruhelage, entsprechend dem Stillstand des Motors M. Infolge dieser besonders einfachen Ansteuerung des Schaltgerätes verbunden mit dem polarisierten Magnetantrieb erübrigen sich Selbsthaltekontakte.

Das Diagramm der Fig.3 erläutert nochmals die beim Schließen der einzelnen Taster sich in den Spulen MCl und MC 2 ergebenden Stromflußrichtungen und die dadurch ausgelösten Bewegungen des Kontaktbetätigers 10.

Fig.4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines für die Schaltung nach F i g. 1 verwendbaren Schaltgerätes im Schnitt, Fig.5 einen weiteren Schnitt des gleichen Schaltgerätes längs der Linie A-A in Fig.4. Innerhalb eines Kunststoffgehäuses 20 befinden sich zwei Spulenkörper 21 und 22 für die Spulen MCl und MC2. Die Spulenkörper 21 und 22 sind an zwei gegenüberliegenden Seiten (vgl. F i g. 5) von einem weichmagnetischen Joch 23 umschlossen, das mit einem Mittelschenkel 23a zwischen den beiden Spulenkörpern 21 und 22 liegt. An seinen beiden Stirnflächen geht das Joch 23 in in die Bohrung der Spulenkörper 21 und 22 hineinreichende Kernstücke 24 und 25 über. In den Kernstücken 24 und 25 ist eine Führungsstange 26 für einen weichmagnetischen Anker 27 verschieblich gelagert. An die Führungsstange 26 ist ein um eine gehäuseleste Achse 28 drehbarer Hebel 29 angelenkt. Mit dem anderen Ende greift der Hebel 29 in einen Schieber 30 ein, der den Kontaktbetätiger 10 bildet Der Schieber 30 trägt die Kontaktbrücken der in F i g. 1 dargestellten Kontaktpaare 1, 2 bzw. 3,4 bzw. 5,6. Jede dieser Kontaktbrükken besteht aus zwei gleichartigen, gegeneinander gefederten Brückenteilen 31a und 316.

Die stabile Mittelstellung des Schiebers 30 und damit des Ankers 27 gewährleistet eine Mittelstellungsfeder, die aus zwei vorgespannten Schraubendruckfedern 32a und 32b in einer Ausnehmung des Gehäuses 20 besteht. Die einander abgewandten Enden der Schraubenfedern 32a, 32b stützen sich ständig gegen entsprechende Flächen des Gehäuses 20 ab. Die einander zugewandten Enden der Schraubenfedern 32a, 32b stützen sich in der

5

gezeichneten mittleren Ruhelage sowohl an zwei in die Ausnehmung des Gehäuses 20 hineinreichende Nasen

(vgl. auch Fig.9) als auch an einem Fortsatz 33 des ,

Schiebers 30 ab. Diese Anordnung ist so getroffen, daß bei Bewegung des Schiebers 30 aus seiner Ruhelage

infolge Erregung einer der beiden Spulen MCl oder J

MC 2 der Schieberfortsatz 33 jeweils nur die in seiner jj

Bewegungsrichtung liegende Schraubenfeder kompri- S

miert, während die andere Schraubenfeder unter Erhal- ,;■;

tung ihrer Vorspannung sich dann nur gegen die Gehäu- 10 :^1;;

senasen abstützt.

In den F i g. 6 bis 9 ist ein Ausführungsbeispiel eines j*

für die Schaltung nach F i g. 2 verwendbaren, polarisier- '

ten Schaltgerätes dargestellt. Dessen Kontaktapparat ι

stimmt bezüglich der Motorstromkontakte mit demjeni-

gen des Schaltgerätes nach den F i g. 4 und 5 überein. i

Hingegen besteht der Magnetantrieb aus einem einzigen Spulenkörper 40, der in zwei Kammern unterteilt ist, von denen die eine die Spule MC 1 die andere die Spule MCI enthält. In der Bohrung des Spulenkörpers 40 ist ein Anker 41 verschiebbar gelagert, der beidseits über die Stirnflächen des Spulenkörpers 40 hinausreicht und dort je eine Polplatte 42 bzw. 43 trägt. An zwei gegenüberliegenden, L-förmigen Jochen 44a und 446, sowie von zwei davon beabstandeten, außenliegenden Jochen 45a und 456 umschlossen. Zwischen den Jochen 44a, 446 und den Jochen 45a und 456 befinden sich quaderförmige Dauermagnete 46a und 466. Die Polplatten 42 und 43 des Ankers 41 wirken mit den ihnen zugewandten Stirnflächen der Joche 44a, 446 und 45a, 456

zusammen. Die verschiedenen wirksamen Magnet- und )

Federkräfte sind hierbei so aufeinander abgestimmt, '

daß das Schaltgerät tristabiles Verhalten hat, also jeweils ein kurzer Stromimpuls genügt, um den Anker in

seine linke Endlage, seiner rechte Endlage oder seine 35 ;

mittlere Ruhelage zu bringen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

40

45

50

55

60

65

Claims (3)

1 2 gleichartige Schütze, deren Anker jeweils mindestens Patentansprüche: zwei, bei vorgeschriebener allpoliger Abschaltung jedoch drei Arbeitskontakte betätigen. Die Drehrich-

1. Elektromagnetisches Schaltgerät zur Steuerung tungsumkehr erfolgt durch Phasen vertauschung, wozu von drehrichtungsumkehrbaren elektrischen Gleich- 5 zwei Arbeitskontakte des einen Schützes mit zwei Ar- oder Wechselstromantrieben, mit zwei in einem beitskontakten des anderen Schützes so verdrahtet sind, Steuerkreis liegenen Spulen, deren Erregung über daß sich zwei als Umschalter wirkende Kontaktpaare die Drehrichtung des Antriebes bestimmende Steu- ergeben. Die beiden Schütze sind entweder durch meerkontakte geschaltet wird und die im Hauptstrom- chanische Verbindung ihrer Anker oder elektrisch über kreis liegende Kontakte betätigen, von denen zwei 10 Hilfskontakte gegeneinander verriegelt, so daß ein Kontaktpaare zur Polumkehr als Umschalter ge- gleichzeitiges Ansprechen beider Schütze und damit ein schaltet sind, dadurch gekennzeichnet, Kurzschluß zwischen zwei Phasen verhindert wird.

daß für die beweglichen Kontakte zumindest der Aus der DE-OS 23 14 597 ist zwar ein Schütz mit zwei beiden Kontaktpaare (3, 4; 5, 6) für die Polumkehr Spulen und gemeinsamem Anker, der in zwei Richtunein gemeinsamer Kontaktbetätiger (10) vorgesehen 15 gen beweglich ist, bekannt. Mangels weitergehender Erist, der mit dem im Magnetkreis der beiden Spulen läuterungen muß angenommen werden, daß der Anker (MCi und MC 2) liegenden Anker (27) verbunden unter der Voraussetzung einer entsprechenden Konist, der aus einer stabilen mittleren Ruhelage jeweils taktbestückung in der einen Endlage über einen Kongegen die Kraft einer vorgespannten Mittelste!- taktbetätiger einen ersten Kontaktsatz, in der anderen Iungsfeder (32a, 32bJ von der einen Spule (MCi) in 20 Endlage über einen zweiten Kontaktbetätiger einen die eine Endlage, von der anderen Spule (MC 2) in zweiten Kontaktsatz schalten würde. Zur Steuerung eidie andere Endlage bewegbar ist nes drehrichtungsumkehrbaren elektrischen Antriebes

2. Elektromagnetisches Schaltgerät zur Steuerung wären mithin auch bei dieser Bauart zwei derartige von drehrichtungsumkehrbaren elektrischen Gleich- Schütze erforderlich.

oder Wechselstromantrieben, mit zwei in einem 25 Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Steuerkreis liegenden Spulen, deren Erregung über Schaltgerät der einleitend angegebenen Gattung so ausdie Drehrichtung des Antriebes bestimmende Steu- zugestalten. daß es ohne Hinzunahme eines weiteren, erkontakte geschaltet wird und die im Hauptstrom- gleichartigen Schaltgerätes zur Steuerung drehrichkreis liegende Kontakte betätigen, von denen zwei tungsumkehrbarer Antriebe benutzbar ist.
Kontaktpaare zur Polumkehr als Umschalter ge- 30 Eine erste Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß für die spruch 1 angegeben.

beweglichen Kontakte zumindest der beiden Kon- Durch die Zusammenfassung und gemeinsame Betätitaktpaare (3,4; 5,6) für die Polumkehr ein gemeinsa- gung zumindest der für die Drehrichtungsumkehr benömer Kontaktbetätiger (10) vorgesehen ist, der mit tigten beiden Kontaktpaare gegebenenfalls aber auch dem im Magnetkreis beider Spulen (MCi und 35 eines dritten Kontaktpaares bei einem Drehstroman-MC 2) liegenden Anker (41) verbunden ist, der aus trieb mit geforderter allpoliger Abschaltung im Stilleiner stabilen mittleren Ruhelage jeweils gegen die stand, wird nicht nur eines der beiden bisher notwendi-Kraft einer vorgespannten Mitttlstellungsfeder (32a, gen Schütze eingespart, sondern es vermindert sich 32b) in die eine oder die andere Endlage bewegbar auch der Verdrahtungsaufwand für die Kontaktpaare, ist, daß der Magnetkreis mindestens einen Dauerma- 40 Desweiteren ist auch eine zusätzliche mechanische oder gneten (46a, 46b) enthält, daß zur Erreichung der elektrische Verriegelung nicht mehr notwendig, da der einen Endlage des Ankers (41) beide Spulen (MC 1, Kontaktbetätiger selbst bei infolge eines Fehlers auftre-MC2) eine gleichsinnige Durchflutung in der einen tender Erregung beider Spulen im ungünstigsten Fall Richtung, zur Erreichung der anderen Endlage eine nur eine seiner beiden Endlagen einnehmen kann,
gleichsinnige Durchflutung in der entgegengesetz- 45 Eine zweite Lösung der der Erfindung zugrundelieten Richtung und zur Erreichung der Mittellage je- genden Aufgabe ist im Patentanspruch 2 angegeben,
weils gleichgroße, jedoch gegeneinander gerichtete Zusätzlich zu den mit der ersten Lösung erzielten Durchflutungen erzeugen. Vorteilen wird mit dieser zweiten Lösung der Steuerlei-

3. Schaltung für ein Schaltgerät nach Anspruch 2, stungsbedarf der Schaltung erheblich vermindert. Allerdadurch gekennzeichnet, daß das Wicklungsende 50 dings ist aus der DE-AS 10 78 477 ein elektromagnetider einen Spule (MCi) und der Wicklungsanfang scher Signalgeber bekannt, dessen stabförmiger Anker der anderen Spule (MC2) über einen gemeinsamen aus einer mittleren Ruhelage sich je nach Stromflußrich-Taster (T4) mit einem Arbeitskontakt mit dem einen tung durch eine Erregerspule in die eine oder die andere Pol einer Gleichspannungsquelle verbunden sind, Endlage bringen läßt, wobei die Spule in zwei Kammern und daß der Wicklungsanfang (A 1) der einen Spule 55 aufgeteilt ist, zwischen denen Permanentmagnete ange- (MC 1) und das Wicklungsende (A 2) der anderen ordnet sind, die im stromlosen Zustand die mittlere Ru-Spule (MC2) über je einen Taster (T5, T6) mit ei- helage des stabförmigen Ankers gewährleisten. Im übrinem Umschaltkontakt mit beiden Polen der Gleich- gen ist der bekannte Signalgeber weder von seinem Spannungsquelle verbunden sind. Verwendungszweck her noch hinsichtlich seiner weite-

60 ren konstruktiven Merkmale mit dem vorliegend vorge-

schlagenen Schaltgerät vergleichbar.

Eine vorteilhafte Schaltung zur Betätigung eines Schaltgeräts nach dem Anspruch 2 ist im Anspruch 3

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches angegeben.

Schaltgerät der in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 65 In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der

und 2 angegebenen Art. Schaltungen nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Beispielsweise zur Steuerung eines Drehstrommotors F i g. 1 eine erste Ausführungsform der Schaltung,

erfordert die bisher allgemein übliche Schaltung zwei Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Schallung,