DE957244C - Selbsttaetiger Umschalter - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 31. JANUAR 1957

Z 4₉33 VIII b /21 c

Selbsttätiger Umschalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen selbsttätigen Umschalter für im Reversierbetrieb arbeitende Dreh- und Wechselstrommotoren. Bei derartigen Motoren müssen bekanntlich zwei Phasen über Kreuz ausgetauscht werden, weil der Motor ständig eine andere Drehrichtung annehmen soll. So sind beispielsweise Antriebe für Waschflügel bekanntgeworden, bei denen der Motor zur Erzeugung einer hin- und hergehenden Bewegung periodisch seine Drehrichtung wechselt, beispielsweise 12 Sekunden lang rechtsherum läuft, dann 3 Sekunden still steht, um dann 12 Sekunden lang linksherum zu laufen. Um eine solche Bewegung zu erreichen, sind verschiedene Einrichtungen bekanntgeworden, die entweder auf elektrischem Wege oder mechanisch arbeiten. Daneben sind auch kombinierte Einrichtungen, beispielsweise elektromechanisch arbeitende bekanntgeworden.

Bei einer bekannten Ausführungsform einer Umschalteinrichtung wird z. B. mittels eines elektrischen Synchronmotors eine Welle, auf der sich Nockenscheiben befinden, angetrieben. Die Nockenscheiben bewirken ein Umschalten dadurch, daß die Schaltzungen in dem gewünschten Rhythmus betätigt werden. Diese Einrichtung ist insofern nachteilig, als ein besonderer Motor zum

Antrieb der Nockenscheibe verwendet werden muß, was zu einer Verteuerung des Gerätes führt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mit einfachen Mitteln herzustellenden selbsttätigen Umschalter zu schaffen, der sowohl für im Reversierbetrieb arbeitende Dreh- als auch Wechselstrommotoren benutzt werden kann. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß als Umschalter Bimetallstreifen verwendet ίο werden, welche mit einer mit dem umzuschaltenden Strom in Serie geschalteten Heizwicklung versehen sind. Vorzugsweise werden zwei sich nach entgegengesetzten Richtungen ausdehnende und als Kontaktzungen ausgebildete Bimetalle miteinander gekuppelt. Beim Einschalten des Stromes erfolgt bei einer solchen Einrichtung ein Erwärmen des Bimetallstreifens. Dieser dehnt sich in bekannter Weise aus, dadurch wird ein bisher geschlossener Kontakt unterbrochen. Da mehrere solcher Bimetallstreifen miteinander gekuppelt sind, wird bei der Bewegung des sich erwärmenden Bimetallstreifens der noch auf Normaltemperatur befindliche mitgenommen und in Einschaltstellung gebracht. In dem Augenblick, wo diese Einschaltstellung des zweiten Bimetallstreifens erreicht ist, liegt dessen Heizwicklung an zwei Phasen, erhält also Strom und wird. erhitzt. Da dieser zweite Bimetallstreifen sich erfindungsgemäß nach der entgegengesetzten Richtung ausdehnt, findet nunmehr der geschilderte Vorgang in der entgegengesetzten Richtung statt, das heißt, im ständigen Rhythmus werden zwei Phasen miteinander vertauscht und dabei jedesmal die Motordrehrichtung geändert. Weitere Einzelheiten der Wirkungsweise dieser Vorrichtung werden in der speziellen Beschreibung erläutert.

Die Dauer der Anlage der beiden Kontakte und

die Dauer des Leerlaufes innerhalb der keiner der Kontakte anliegt, kann in mannigfacher Weise beeinflußt werden, z. B. durch die Größe der Bimetallzunge selbst, durch Variation des Ohmschen Widerstandes der Heizwicklung oder durch eine Veränderung des gegenseitigen Abstandes der beiden Kontakte. Diese Maßnahmen können entweder einzeln angewandt oder aber auch mehrere gleichzeitig durchgeführt werden.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist in jeder Schaltstellung nur eine der Heizwicklungen der Bimetallzungen an zwei Netzphasen angeschlossen. Ferner ist es möglich, nicht nur mehrere, entweder neben- oder hintereinander angeordnete Bimetallzungen zu verwenden, sondern an deren Stelle kann ein einziger breiter Bimetallstreifen treten, der isoliert voneinander mehrere Schaltkontakte trägt.

Die Bimetallstreifen können beispielsweise an ihrem einen Ende eingespannt sein, während sich an dem anderen Ende die Schaltkontakte befinden. Es ist jedoch auch möglich, den Bimetallstreifen beiderends einzuspannen und die Ausknickung des mittleren Bereiches dieses Streifens bei Erwärmung zum Schalten von Kontakten auszunutzen.

In der Zeichnung ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι das Schaltbild des erfindungsgemäßen selbsttätigen Umschalters und

Fig. 2 eine andere Anordnungsmöglichkeit des B imetalls treifens.

Der eigentliche Motor ist mit 3 bezeichnet und weist eine an sich bekannte Ausbildung auf. Es können die handelsüblichen Wechsel- oder Drehstrommotoren verwendet werden. Ein solcher Motor, sofern es sich um einen Drehstrommotor handelt, ist an die Phasen R, S, T eines Netzes angeschlossen, jedoch unter Zwischenschaltung des nachfolgend zu beschreibenden erfmdungsgemäßen Umschalters. Die Phase T liegt im dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar am Motor, wird also nicht mit umgepolt.

In der dargestellten Schaltstellung (vgl. Fig. 1) fließt der Strom aus der Phase R des Netzes durch den Kontakt 4, durchfließt den Gegenkontakt 5 eines als Schältzunge ausgebildeten Bimetallstreifens 6 und von dort in die Phase V des Motors 3. Auf der Bimetallzunge 6 ist isoliert eine Heizwicklung 7 angeordnet, welche in Serie mit dem umzuschaltenden Strom liegt. In der dargestellten Schaltstellung erhält sie durch die Phase R Strom, der über einen Kontakt 8 zurück zur Phase 5" fließt.

In der Fig. 1 ist ein weiterer Kontakt 9 vorgesehen, der im Augenblick an der Phase S liegt. Über einen zweiten Bimetallstreifen 10 mit einem Kontaktstück π kann der Strom zur Phase U des Motors 3 gelangen. Auch dieser Bimetallstreifen 10 besitzt eine Heizwicklung 12. Diese liegt in der dargestellten Schaltstellung nur an der Phase S, der Durchgang zur Phase R ist unterbrochen.

Beide Bimetallstreifen 6 und 10 sind durch einen Isoliersteg 13 miteinander gekuppelt. Wenn nun mittels eines nicht dargestellten Schalters der Strom eingeschaltet wird, so fließt dieser u. a. durch die Heizwicklung 7. Dadurch wird die von dieser umgebene Bimetallzunge erwärmt. Infolge des größeren Ausdehnungskoeffizienten eines der beiden Metalle des Bimetallstreifens, im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies der in der Zeichnung dargestellte linke Metallstreifen, biegt sich der gesamte Streifen 6 nach rechts und. kommt n₀ schließlich in Wixkverbindung mit dem Gegenkontakt 8. Bei dieser Bewegung wird zugleich die Stromzufuhr zur Heizwicklung 7 unterbrochen, so daß sich diese allmählich abkühlen kann.

Da beide Bimetallstreifen miteinander gekuppelt n₅ sind, wird bei der Bewegung des ersten Bimetallstreifens 6 der zweite 10 mitgenommen und kommt in der Endstellung zur- Anlage an dem Gegenkontakt 14. In dieser Schaltstellung, in der auch die Schaltzunge 6 mit dem Gegenkontakt 8 in Wirkverbindung steht, liegt, wie ohne weiteres ersichtlich, die Phase R des Netzes an der Phase U des Motors, während die Phase 5" nunmehr Verbindung mit der Phase V des Motors besitzt, das heißt, es hat eine Umpolung gegenüber der ersten Schaltstellung stattgefunden.

In dem Augenblick, in dem sich der Gegenkontakt Ii des Bimetallstreifens io an dem Kontakt 14 anlegt, erhält die Heizwicklung 12 dieses Bimetallstreifens Strom, der von 5* nach R abfließen kann. Dadurch wird der zweite Bimetallstreifen 10 erwärmt und, da er einen den des ersten entgegengesetzten Aufbau besitzt, dehnt sich nach links aus. Unterstützt wird diese Bewegung durch die sich inzwischen abkühlende erste Schaltzunge 6, die wieder in ihre Normallage zurückstrebt. Infolge der zwischen beiden bestehenden Kupplung kehren sie in die in der in Fig. 1 dargestellte Schaltstellung zurück, und das Spiel kann von neuem beginnen. Es findet also in ständigem Rhythmus ein Austausch der beiden Phasen statt. Der Motor ändert im gleichen Rhythmus seine Drehrichtung. Diese Umpolung ist, wie ersichtlich, im Gegensatz zu den bisherigen Einrichtungen mit einfachen und doch wirkungsvollen Mitteln erreicht.

In der Fig. 2 der Zeichnung ist eine andere Anordnungsmöglichkeit des Bimetallstreifens 15 dargestellt. Dieser ist nämlich an beiden Enden fest eingespannt. Bei seiner Erwärmung, welche mittels einer Heizwicklung 16 vorgenommen werden kann, tritt eine Ausknickung des Streifens im mittleren Bereich ein, die zur Kontaktgabe ausgenutzt werden kann. Bei einer solchen Schaltzungenanordnung ist es auch nicht unbedingt erforderlich, Bimetalle zu deren Herstellung zu verwenden, weil bei ein- · setzender Erwärmung auch eine Ausknickung eines beiderends eingespannten Metallstreifens eintritt. Jedoch werden in diesem Falle zweckmäßig nur solche Metalle benutzt, die einen großen Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen. Hierdurch erhält man einen verhältnismäßig großen Ausschlag des Streifens aus der Normallage.

Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten Ausführungen nur beispielsweise Verwirklichungen der Erfindung und diese nicht darauf beschränkt, vielmehr sind noch mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen möglich. So können die Schaltzungen 6, 10 auch hintereinander statt nebeneinander liegen. Ferner können auch breite Bimetallstreifen Verwendung finden, die zwei oder mehr Kontakte isoliert voneinander tragen.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Selbsttätiger Umschalter für im Reversierbetrieb arbeitende Dreh- und Wechselstrommotoren, dadurch gekennzeichnet, daß als Umschalter Bimetallstreifen (6, 10, 15) verwendet werden, welche mit einer mit dem umzuschaltenden Strom in Serie geschalteten Heizwicklung (7, 12, 16) versehen sind.

2. Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei sich nach entgegengesetzten Richtungen ausdehnende und als Kontaktzungen ausgebildete Bimetalle (6, 10) miteinander gekuppelt sind.

3. Umschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Schaltstellung jeweils nur eine der Heizwicklungen (7, 12) der Bimetallzungen (6, 10) an zwei Netzphasen angeschlossen ist.

4. Umschalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Bimetallstreifen mehrere Schaltkontakte isoliert voneinander angeordnet sind.

5. Umschalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung von beiderends eingespannten Bimetallstreifen (15).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609S77/36S7.56 (609 777 1. 57)