DE4227719A1 - Circuit layout and changeover switch for braking AC commutator motor - has top-dead-centre toggle action switch with intermediate dwell position to prevent mains short-circuit by arcing at contacts during braking - Google Patents
Circuit layout and changeover switch for braking AC commutator motor - has top-dead-centre toggle action switch with intermediate dwell position to prevent mains short-circuit by arcing at contacts during brakingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungsanordnungen zum Bremsen eines Stromwendermotors, gemäß dem Oberbegriff der nebengeordneten Ansprüche 1 und 7.The invention relates to circuit arrangements for Braking a commutator motor, according to the preamble of the independent claims 1 and 7.
Schaltungsanordnungen zum Abbremsen eines Stromwendermotors sind in unterschiedlicher Auslegung bekannt.Circuit arrangements for braking a commutator motor are known in different designs.
In der DE 24 39 068 wird eine Schaltungsanordnung zum Bremsen eines Universalmotors aufgezeigt, die insbesondere über einen Druckknopfschalter 19 (Tastschalter) betrieben wird. Nachteilig ist hierbei, daß der Bremsvorgang von Hand beeinflußbar ist. Wo hingegen die DE 35 46 719 eine Bremsschaltung für Universalmotoren zeigt, bei der ein spezieller Umschalter ein sicheres Umschalten von der Betriebsschaltstellung in die Bremsschaltstellung gewähr leisten soll, indem ein Zeitversatz der Schaltvorgänge durch zeitlich aufeinanderfolgendes Betätigen der beiden Umschalter S1, S2 besteht.DE 24 39 068 shows a circuit arrangement for braking a universal motor, which is operated in particular via a push button switch 19 (push button switch). The disadvantage here is that the braking process can be influenced by hand. Where, on the other hand, DE 35 46 719 shows a brake circuit for universal motors, in which a special changeover switch is supposed to ensure a safe changeover from the operating switch position to the brake switch position by a time offset of the switching operations by actuating the two changeover switches S1, S2 in succession.
Die Schriften DE 36 36 555, DE 38 02 419, DE 40 25 713 zeigen unterschiedliche Lösungen zum Bremsen eines Uni versalmotors.The documents DE 36 36 555, DE 38 02 419, DE 40 25 713 show different solutions for braking a university versal motor.
Ein erheblicher Nachteil der bekannten Schaltungsanord nungen ist der, daß bei einer schnellen Betätigung der Schaltglieder dem Umschalters das Netz im Umschalter kurzgeschlossen wird. Die Netzkurzschließung erfolgt durch die Lichtbogenbildung von den einen Kontaktpunkten über die Schaltglieder zu den anderen Kontaktpunkten, und insbesondere bei Umschaltern mit Übertotpunktcharakteristik. A significant disadvantage of the known circuit arrangement tion is that with a quick actuation of the Switching elements the switch the network in the switch is short-circuited. The network is short-circuited by arcing from one contact point over the switching elements to the other contact points, and especially in the case of switches with dead center characteristics.
Umschalter mit Übertotpunktcharakteristik sind aber bei Elektrowerkzeugen erwünscht, da der Schaltvorgang nicht beeinflußbar sein soll.Changeover switches with over-center characteristics are included Power tools desirable since the switching process is not should be able to be influenced.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine konstruktiv sichere Schaltungsanordnung des Umschalters mit Übertotpunkt charakteristik zu schaffen, womit ein kurzschlußsicheres Schalten von der Betriebsschaltstellung in die Bremsschalt stellung möglich ist.The object of the invention is a structurally safe Circuit arrangement of the switch with dead center to create characteristics with which a short-circuit proof Switch from the operating switch position to the brake switch position is possible.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestal tungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is carried out in a generic facility by the characteristic features of the siblings Claims 1 and 7 solved. Advantageous design cations result from the subclaims.
Die erfindungsgemäßen Lösungen haben die Vorteile, daß durch die Schaltungsanordnung der Schaltglieder des Um schalters selbst bei extremen Anforderungen das Netz nicht im Umschalter kurzgeschlossen wird, und wobei gleichzeitig auch noch die Kommutierung in der Abbrems phase verbessert wird.The solutions according to the invention have the advantages that by the circuit arrangement of the switching elements of the order switches the network even with extreme requirements is not short-circuited in the changeover switch, and whereby at the same time also the commutation in the braking phase is improved.
Außerdem kommen bei den Schaltungsanordnungen Umschalter mit Übertotpunktcharakteristik zur Anwendung, welche besondere für abzubremsende leistungsstarke Elektrowerk zeuge Verwendung finden.In addition, changeover switches come with the circuit arrangements with top dead center characteristics to use which especially for powerful electrical works to be braked find use.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is based on the drawing Exemplary embodiments explained in more detail.
Dabei zeigen:Show:
Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zum Bremsen eines Stromwendermotors mit der Anordnung eines zweigliedrigen Umschalters, Fig. 1 shows a circuit arrangement for braking a commutator motor having the arrangement of a two-membered switch,
Fig. 2 eine Schaltungsanordnung nach der Fig. 1 mit der Anordnung eines viergliedrigen Umschalters. Fig. 2 shows a circuit arrangement according to FIG. 1 with the arrangement of a four-part switch.
Fig. 1 und 2 zeigt eine Schaltungsanordnung zum Bremsen eines Stromwendermotors mit einer Strompfadregulierung, bei der der Bremsstrom über einen im Strompfad 1 ange ordneten Baustein 2 reguliert wird. In Fig. 2 stellt der Baustein 2 eine Gleichrichterbrückenschaltung 3 dar. Fig. 1 and 2 shows a circuit arrangement for braking a commutator motor with a current path control, in which the braking current is regulated by an integrally arranged in the current path 1 block 2. In FIG. 2, Figure 2 illustrates the block is a rectifier bridge circuit 3.
Der Baustein 2 soll bezwecken, daß ein Spannungsrückstand von 1 bis 3 Volt am Strompfad 1 vorhanden ist, der für die Felderregung in der Bremsphase benötigt wird. Der Baustein 2 kann zum Beispiel eine antiparallel geschal tete Diodenanordnung beinhalten.The purpose of module 2 is to provide a voltage residue of 1 to 3 volts on current path 1, which is required for field excitation in the braking phase. The module 2 can include, for example, an anti-parallel switched diode arrangement.
Zum Ein- und Umschalten in die Betriebsphase und zurück in die Bremsphase sind mindestens vier Kontaktpunkte am Umschalter erforderlich.For switching on and switching over to the operating phase and back at least four contact points are in the braking phase Switch required.
In Fig. 1 ist ein Umschalter 4 mit zwei Schaltgliedern S1, S2 und vier Kontaktpunkten angeordnet.In Fig. 1, a changeover switch 4 with two switching elements S1, S2 and four contact points is arranged.
Um zu verhindern, daß sich das Netz nicht im Umschalter, durch ein schnelles Hinbewegen der Schaltglieder S1, S2 von dem einen Kontaktpunkt zu dem anderen Kontaktpunkt, kurzschließt, ist es erforderlich, daß der Zeitwert der Wegstrecke der Schaltglieder größer ist, als der Zeit wert der Lichtbogen an den frontaktpunkten und der Schalt glieder. Ist der Zeitwert für die Wegstrecke der Schalt glieder kleiner als der der Lichtbogen, so wird das Netz im Umschalter über die Kurzschlußbrücke 5, oder über den Anker 6, als auch über die Feldwicklung 7 kurzgeschlossen, je nachdem, an welchem Kontaktpunkt der Lichtbogen die stärkste Intensität aufweist.In order to prevent the network from short-circuiting in the changeover switch due to a rapid movement of the switching elements S1, S2 from one contact point to the other contact point, it is necessary that the time value of the distance of the switching elements is greater than the time value the arc at the front contact points and the switching elements. If the time value for the distance of the switching elements is smaller than that of the arc, the network is short-circuited in the changeover switch via the short-circuit bridge 5 , or via the armature 6 , and also via the field winding 7 , depending on which contact point the arc is the strongest Intensity.
Ein Umschalter, mit der Bestimmung für Kurzschlußbrem sungen, ist deshalb besonders kurzschlußanfällig, weil an jedem der den Schaltgliedern S1, S2 zugeordneten Kontaktpunkten I, II im Motorbetrieb die Netzspannung anliegt. A changeover switch intended for short-circuit braking is particularly susceptible to short circuits because on each of the switching elements S1, S2 assigned Contact points I, II the mains voltage in motor operation is present.
Wird nun das Netz durch Betätigen der Schaltglieder getrennt, so ist der Strom bestrebt nachzueilen, was sich durch die Induktivität des Motors als sehr hohe Abschaltspannung auswirkt. Im Moment der Netztrennung entsteht somit eine hohe Felderregung, wodurch eine hohe Gegeninduktion am Anker erfolgt.Now the network becomes by operating the switching elements separated, so the current strives to lag behind what through the inductance of the motor as very high Cutoff voltage affects. At the moment of disconnection This creates a high field excitation, resulting in a high mutual induction occurs at anchor.
Diese Ströme prallen am Kontaktpunkt II des Schalt glieds S1 aufeinander, mit den Folgen der Verschmel zung des Schaltglieds mit dem Kontaktpunkt, wenn die Schaltglieder sich schneller vom Kontaktpunkt I zum Kontaktpunkt II bewegen, als der Zeitwert der Licht bogen.These currents bounce at contact point II of the switch links S1 to one another, with the consequences of the merger tongue of the switching element with the contact point when the Switching elements move faster from contact point I to Move contact point II as the time value of the light arc.
Die nacheilende Abschaltspannung kann weit über 1000 Volt betragen.The lagging cutoff voltage can far exceed Amount to 1000 volts.
Außerdem wird das Netz durch die Lichtbogen vom Kontakt punkt I über die Schaltglieder zum Kontaktpunkt II ge zogen, und dieser Vorgang führt zum Netzkurzschluß. Der Lichtbogen an den Kontaktpunkten der Schaltglieder setzt sich auch über die Bürsten am Kollektor des Ankers 6 fort, was eine der Ursachen des starken Feuerns der Bürsten bei einer Kurzschlußbremsung ist.In addition, the network is drawn by the arcs from contact point I via the switching elements to contact point II, and this process leads to a network short circuit. The arc at the contact points of the switching elements also continues via the brushes on the collector of armature 6 , which is one of the causes of the brushes firing strongly in the event of short-circuit braking.
Um zu verhindern, daß das Netz nicht über den Umschalter kurzgeschlossen wird, und soll das zusätzliche Feuern der Bürsten verhindert werden, so ist es erforderlich, den Zeitwert der Wegstrecke der Schaltglieder von dem einen Kontaktpunkt zu dem anderen Kontaktpunkt hoher festzulegen, als den Zeitwert der Lichtbogen. Eine der artige Maßnahme wird zum Beispiel durch einen Umschalter, der als Taster ausgelegt ist, erreicht, da die Schalt glieder bei einem Taster in Abhängigkeit mit dem Bedie nungselement des Schalters stehen, und somit ist der Zeitwert der Wegstrecke der Schaltglieder im allgemeinen größer, als der Zeitwert der Lichtbogen. To prevent the network from not using the switch is short-circuited, and that is the additional firing of the brushes are prevented, so it is necessary the current value of the distance of the switching elements from the one contact point to the other contact point higher set as the time value of the arc. One of the like measure is for example by a switch, which is designed as a button, achieved because the switching links with a button depending on the operator Stand element of the switch, and thus the Time value of the distance of the switching elements in general greater than the time value of the arcs.
Betriebssicher ist ein Umschalter als Taster aber nicht, denn wenn man das Bedienungselement zurückzuschnellen läßt, wird das Netz unweigerlich im Umschalter kurzgeschlossen, außerdem kann der Anwender über das Bedienungselement ent scheiden, ob eine Bremsung eingeleitet wird oder nicht, diese Möglichkeit ist aus Betriebssicherheitsgründen bei Elektrowerkzeugen nicht akzeptabel.A switch as a button is not reliable, because if you let the control snap back, the network is inevitably short-circuited in the switch, the user can also use the control element decide whether braking is initiated or not, this option is included for operational safety reasons Power tools not acceptable.
Da Stromwendermotoren für Elektrowerkzeuge üblicherweise mit Wechselstrom betrieben werden, und eine Kurzschluß bremsung durch Gleichstrom erfolgt, ist es vorteilhaft, daß die Schaltglieder zu und von den Kontaktpunkten I langsam, und zu und von den Kontaktpunkten II schnell bewegt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schaltglieder in der Mittelstellung 8 des Schaltvorgangs kurzzeitig verharren, bzw. sich annähernd bewegen. Durch eine derartige Maßnahme wird erreicht, daß der Licht bogen an den Kontaktpunkten völlig erloschen ist, sowie die Netzerregung im Motor, bevor die Kurzschlußbremsung eingeleitet wird. Die Schaltglieder S1, S2 bewegen sich vorteilhaft synchron von dem einen Kontaktpunkt zu dem anderen Kontaktpunkt, hierbei Können die Schaltglieder eine derartige Mechanik aufweisen, womit sie bis zur Mittelstellung 8 vom Kontaktpunkt I langsam und von u-er Mittelstellung zum Kontaktpunkt II schnell bewegt werden, und in der Mittelstellung 8 kurzfristig verharren, bzw. sich annähernd verharrend bewegen. Durch eine solche Mechanik der Schaltglieder wird einerseits erreicht, daß sich das Netz nicht im Umschalter kurzschließt, und andererseits wird das Bürstenfeuer bei einer Kurzschluß bremsung erheblich reduziert.Since commutator motors for power tools are usually operated with alternating current, and short-circuit braking is carried out by direct current, it is advantageous that the switching elements are moved slowly to and from the contact points I and to and from the contact points II quickly. It is particularly advantageous if the switching elements remain briefly in the central position 8 of the switching process or move approximately. By such a measure it is achieved that the light arc is completely extinguished at the contact points, and the network excitation in the motor before the short-circuit braking is initiated. The switching elements S1, S2 advantageously move synchronously from one contact point to the other contact point, here the switching elements can have such a mechanism that they are moved slowly from the contact point I to the central position 8 and quickly from the central position to the contact point II, and remain in the middle position 8 for a short time, or move approximately stationary. Such a mechanism of the switching elements ensures on the one hand that the network does not short-circuit in the changeover switch, and on the other hand that the brush fire is considerably reduced in the event of a short circuit.
Der Baustein 2 zur Bremsstromregulierung kann vorteilhaft am Umschalter integriert sein.Module 2 for braking current regulation can advantageously be integrated on the changeover switch.
Zur Anlaufstrombegrenzung kann das Schaltglied S2 zusätz lich als Schaltverzögerungsglied ausgelegt sein, wo hierbei dann der Anlaufstrom über ein Strombegrenzungsbaustein 9 fließt. Oder es ist für die Anlaufstrombegrenzung ein entsprechendes weiteres Schaltglied am Umschalter ange ordnet.To limit the starting current, the switching element S2 can additionally be designed as a switching delay element, where the starting current then flows via a current limiting module 9 . Or there is a corresponding additional switching element on the changeover switch for the starting current limitation.
Die Schaltglieder können auch in ihrer Funktion vorteil haft so ausgelegt sein, daß das Schaltglied S1 in der Mittelstellung 8 solange verharrt, bis das Schaltglied S2 voll durchgeschaltet ist.The switching elements can also advantageously be designed in their function so that the switching element S1 remains in the central position 8 until the switching element S2 is fully connected.
Der Umschalter kann auch derart aufgebaut sein, daß jeweils einem Schaltglied lediglich nur ein Kontaktpunkt zugeordnet ist.The switch can also be constructed such that only one contact point is assigned to a switching element is.
Fig. 2 zeigt eine derartige Anordnung und die Schaltung ist folgendermaßen: Fig. 2 shows such an arrangement and the circuit is as follows:
Am Kontaktpunkt a des Schaltglieds P1 ist einseitig das Netz angeschlossen. Das Schaltglied P1 ist durch eine Brücke 10 mit dem Schaltglied P3, und der Kontaktpunkt c des Schaltglieds P3 ist durch eine Brücke 11 mit dem Kontaktpunkt b des Schaltglieds P2, und das Schaltglied P2 ist durch eine Brücke 12 mit dem Schaltglied P4 ver bunden.The network is connected on one side at contact point a of switching element P1. The switching element P1 is connected by a bridge 10 to the switching element P3, and the contact point c of the switching element P3 is connected by a bridge 11 to the contact point b of the switching element P2, and the switching element P2 is connected by a bridge 12 to the switching element P4.
Die Feldwicklung 7 ist an die Brücke 10 und 12 und der Anker einseitig an die Brücke 11 angeschlossen. Der andere Netzanschluß führt zur anderen Seite des Ankers, und über eine Kurzschlußbrücke 13 zum Kontaktpunkt d des Schalt glieds P4.The field winding 7 is connected to the bridge 10 and 12 and the armature on one side to the bridge 11 . The other mains connection leads to the other side of the armature, and via a shorting bridge 13 to the contact point d of the switching element P4.
Die Schaltglieder werden synchron über ein Bedienungsele ment betätigt. In der Einschaltstellung (Motorbetrieb) sind die Schaltglieder P1 und P2 geschlossen und die Schaltglieder P3 und P4 geöffnet. In der Ausschalt stellung (Bremsbetrieb) sind die Schaltglieder P3 und P4 geschlossen und die Schaltglieder P1 und P2 ge öffnet. Mit einer derartigen Anordnung ist jeweils ein geöffnetes und ein geschlossenes Schaltglied durch eine Brücke miteinander verbunden, und diese Schaltglieder stellen zusammen ein Umschaltglied dar.The switching elements are synchronized via a control panel ment operated. In the switch-on position (engine operation) the switching elements P1 and P2 are closed and the Switching elements P3 and P4 open. In the off position (braking operation) are the switching elements P3 and P4 closed and the switching elements P1 and P2 ge opens. With such an arrangement is one open and a closed switching element by a Bridge connected together, and these switching elements together represent a switching element.
Zur Anlaufstrombegrenzung kann das Schaltglied P2 als Schaltverzögerungsglied ausgelegt sein, wobei der Anlauf strom über einen Strombegrenzungsbaustein fließt, der zwischen der Brücke 11 und der Brücke 12 angeordnet ist. Vorteilhaft kann es sein, daß das Netz durch das Schalt glied P1 getrennt wird, bevor die Schaltglieder P2, P3, P4 betätigt werden.To limit the starting current, the switching element P2 can be designed as a switching delay element, the starting current flowing via a current limiting module which is arranged between the bridge 11 and the bridge 12 . It can be advantageous that the network is separated by the switching element P1 before the switching elements P2, P3, P4 are actuated.
Durch die Brückenverbindungen der Schaltglieder sind bei einem zweipoligen Umschalter, der mit vier Schaltgliedern versehen ist, nur fünf Klemmenanschlüsse erforderlich.Through the bridge connections of the switching elements are at a two-pole changeover switch with four switching elements only five terminal connections are required.
Durch die Maßnahme, daß bei dem Umschalter den Schalt gliedern lediglich nur ein Kontaktpunkt zugeordnet ist, wird hierdurch ein Kurzschließen des Netzes im Umschalter verhindert.By the measure that the switch at the switch only one contact point is assigned, this will short-circuit the network in the changeover switch prevented.
Claims (9)
daß der Umschalter derart ausgebildet ist, indem die Umschaltglieder aus jeweils zwei Schaltgliedern bestehen, wobei jedem Schaltglied ein Kontaktpunkt zugeordnet ist,
daß jeweils ein geöffnetes und ein geschlossenes Schalt glied durch eine Brücke miteinander verbunden ist, und ein Umschaltglied bildet,
daß die Schaltglieder annähernd synchron über ein Bedienungselement betätigt werden, (Fig. 2).7. Circuit arrangement for braking a commutator motor with a changeover switch with over-center characteristic that switches between motor and braking operation, characterized in that
that the changeover switch is designed in such a way that the changeover elements each consist of two switching elements, each switching element being assigned a contact point,
that in each case an open and a closed switching element is connected to one another by a bridge, and forms a switching element,
that the switching elements are operated approximately synchronously via an operating element ( Fig. 2).
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: MARQUARDT GMBH, 7207 RIETHEIM-WEILHEIM, DE |
|
| 8181 | Inventor (new situation) |
Free format text: ROTTMERHUSEN, HANS HERMANN, 2245 TELLINGSTEDT, DE |
|
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8365 | Fully valid after opposition proceedings | ||
| R071 | Expiry of right | ||
| R071 | Expiry of right |