HU184008B - Bimetal switch particularly for protecting compressor motors of refrigerators - Google Patents

Description

A találmány ikerfémes automatikus ki- és visszakapcsolóra vonatkozik, főleg a háztartási hűtőszekrényekbe szerelt hermetikus motorkompresszorok túlmelegedésének megakadályozására.

A hűtőszekrények automatikus és felügyelet nélküli üzeme miatt igen fontos, hogy az előforduló rendellenesség esetén gondoskodjunk a motor túlmelegedésének szabályozásáról.

Ilyen rendellenességek lehetnek például ha a hálózati feszültség rövid ideig kimarad, ezáltal a kompresszor szívó- és nyomóoldala között fennálló nagy nyomáskülönbség miatt a motor nem tud elindulni, vagy ha a hálózati feszültség túlzott lecsökkenése következtében a motor nyomatéke nem elegendő a kompresszor hajtásához, így a forgórész lefékeződik, reteszelődik.

Előbbi esetekben a védőkapcsolónak ki kell kapcsolnia, majd kb. 2 perc múlva visszakapcsolnia. Előző esetben a kompresszor szívó- és nyomóoldala között a nyomás-kiilönbség lecsökken, így a motorkompreszszor újra indul. Utóbbi esetben a ki- és visszakapcsolás mindaddig ismétlődik, amíg a hálózati feszültség eléri azt az értéket, amikor az indulás bekövetkezik.

A vonatkozó szabvány-előírások szerint, ha a motor forgórésze 360 órán keresztül reteszelődik, a védőkapcsolónak meg kell akadályoznia, hogy a motorkompresszor burkolata 150 °C fölé emelkedjen és a motor villamos szilárdsága az előírt érték alá csökkenjen.

Előbbi követelmények kielégítése miatt a védőkapcsoló ki- és visszakapcsolási karakterisztikájának a motor jellemzőihez jól szabálvozhatónak, illetve jól illeszthetőnek kell lennie.

Végül követelmény még, hogy a védőkapcsoló könnyen előállítható és minél kisebb legyen. Előbbinek gazdasági jelentősége van, míg az utóbbi azért fontos, mert a védőkapcsolót a motorkompresszor kapocsfedele alatt célszerű elhelyezni.

Azoknál a motorkompresszoroknál, amelyeknél a segédfázistekercs kapcsolására PTC nem-lineáris ellenállást alkalmaznak, igen fontos, hogy az esetleges sikertelen indításkor a visszakapcsolás csak néhány perc múlva történjen meg, abban az esetben is, ha a motorkompresszor burkolata hideg, illetve ha a védőkapcsoló környezeti hőmérséklete 300 K° körül van. Ha a védőkapcsoló a kikapcsolás után rövid idő múlva visszakapcsol, a PTC ellenállás nem tud lehűlni, ezért — az ismert okok miatt — a motorkompresszor nem képes indulni.

A felsorolt követelmények maradéktalan kielégítése, műszaki, gazdasági szempontból elengedhetetlenül szükséges.

A motorkompresszorok túlmelegedés védelmére, indítására már ismeretesek különféle ikerfémes kapcsolók, de ezek egy része már elavult, illetve előállításuk költséges, így ma már nem elégítik ki a megnövekedett műszaki, gazdasági követelményeket.

így például ismeretes a 156.502 számú magyar szabadalom, amely a motor főfázistekercse és segédfázistekercse védelmére egy-egy automatikus ikerfémes kapcsolót alkalmaz. Ezeknél az ikerfém egy V’ alakú tartólemezbe illesztett és célszerűen előfeszített érintkezőrugót mozgat.

Előbbi megoldás hátránya, hogy a szerkezetet viszonylag nagyméretű alkatrészekből lehet előállítani, továbbá az érintkezőrugó előfeszítése nagymértékben függ az alkatrészek szerelési pontosságától. Ebből adódik, hogy a kívánt kioldási- és visszakapcsolási karakterisztika nehezen szabályozható be. További hátrányt jelent, hogy a védőkapcsoló sok alkatrészből van felépítve.

Továbbá ismeretes az 1.197.955 számú NSZKszabadalom, amely ikerfémes csappanó kapcsolóra vonatkozik. A csappanó kapcsoló lényegében egy tárcsa alakú ikerfémből áll, amelynek a szimmetriatengelyében lévő egy-egy nyúlványra ezüst érintkezők vannak rögzítve. Ezekkel szemben egy-egy állóérintkező van elhelyezve. A tárcsa alakú ikerfém megfelelő domborításával érik el, hogy felmelegítésével a tárcsa domborulata ellenkező irányban átpattan, ezáltal az érintkezők elválnak egymástól és így a motor áramköre megszakad. A védőkapcsoló kioldási- és visszakapcsolási karakterisztikája az íkerfém-tárcsa közepén elhelyezett szabályozócsavarral változtatható.

A tapasztalat azt igazolja, hogy az ilyen rendszerű védőkapcsoló csak kiváló minőségű ikerfémből és igen szigorú gyártástechnológiával állítható elő. Emiatt nagy az előállítási költsége.

A találmány további hátránya, hogy a tárcsa alakú ikerfém gyorsan lehűl, ha a környezeti hőmérséklete 300 K° körül van, így a visszakapcsolás rövid idő múlva bekövetkezik. Ebből adódik, hogy ha a motorkompresszor burkolata még nem melegedett fel legalább 350 K° hőmérsékletre, akkor pk egy rövid ideig tartó feszültség kimaradás következtében az újraindulás — PTC nem lineáris ellenállás alkalmazása esetén — nem történik meg. Ugyanis, a ciklikus kies visszakapcsolások során, a rövid visszakapcsolási idő miatt a PTC ellenállás nem tud kellően lehűlni.

A találmány hátránya még, hogy a gyártásához 4 db ezüst érintkező szükséges, ami az előállítási költségeket tetemesen növeli.

Végül, az áramkörök kapcsolására az 1.256.329 számú NSZK szabadalmi közzétételi irat ikerfémes relét ismertet. Ennek lényege, hogy a mozgóérintkező elmozdítása az érintkezőrugó és az ikerfém végei közé — közvetlenül — illesztett omegarugó segítségével történik.

A megoldás hátránya, hogy mivel az ómega rugó egyik vége — közvetlenül — az ikerfémhez, míg a másik vége az érintkezőrugóhoz támaszkodik, ezért az ómega rugó előfeszítése nagymértékben függ az érintkezőrugó végének hajlításától, szerelési pontosságától. Ebből következik, hogy a sorozatgyártáskor az előírt ki- és visszakapcsolási idő (jelleggörbe) pontos beszabályozásához jelentős munkaidő szükséges.

A megoldás további hátránya, hogy az érintkező rugó hajlított alakja, továbbá az omegarugó elrendezése miatt a kapcsoló hosszirányú mérete nagy, ezáltal pl. a motorkompresszor kapocsfedele alatt történő elhelyezése nehézségekbe ütközik.

-2184008

A találmány célja, az egyfázisú motorkompresszorokhoz olyan ikerfémes automatikus ki- és visszakapcsoló megvalósítása, amely kis méretű, könnyen és gazdaságosan gyártható, továbbá a motor jellemzőihez jól illeszthető, vagyis a ki- és visszakapcsolási idő könnyen és viszonylag tág határok között beállítható.

A találmány célja még, hogy kevés és könnyen gyártható alkatrészekkel, továbbá közepes minőségű ikerfémmel megbízható működésű túláramvédőt tudjunk előállítani, amelynél a ki- és visszakapcsoláskor az érintkezők pattogása elkerülhető.

A találmány célja még, hogy viszonylag kis mennyiségű ezüst érintkezőanyag felhasználásával is hosszú élettartamú kapcsolót állítsunk elő.

A találmány további célja, hogy az érintkezők mozgatása, illetve az ikerfém kihajlása kis fűtőteljesítménnyel megvalósítható legyen és a biztos érintkezéshez — a kikapcsolás pillanatában is — megfelelő kontaktusnyomást biztosítsunk.

További cél, hogy a védőkapcsolóknál a kontaktusnyomás — az alkatrészeknél kiküszöbölhetetlen gyártási szórás ellenére — szűk tartományban tartható legyen.

Végül a találmány célja még, hogy olyan ikerfémes kapcsolót hozzunk létre, amely alkalmas egyrészt a motorkompresszor védelmére, másrészt — a PTC ellenállással történő indítás esetén — a kikapcsolás utáni megfelelő várakozási idő biztosítására.

Fentieknek, a találmány értelmében, olyan ikerfémes automatikus ki- és visszakapcsolóval teszünk eleget, amely álló- és mozgóérintkezőből, hosszúkás ikerfémből, ómega alakú rugóból, szabályozó csavarral ellátott tartólemezből, az ikerfémhez illesztett fűtőellenállásból és a mozgó érintkezőt hordozó rugalmas lemezből áll, amelyből hosszirányban elhelyezett U alakú kivágással, egyik végén rögzített nyúlvány van kiképezve,, amelynek szabad végéhez az ómega alakú rugó csuklósán támaszkodik.

Az ómega rugó másik vége — megfelelő előfeszítéssel — az érintkezőt hordozó rugalmas lemez — célszerűen kialakított — nyílásában ugyancsak csuklósán illeszkedik. Az ikerfém szabad vége a rugalmas nyúlvány végénél kialakított nyílásban kis játékkal illeszkedik.

A ta'álmány szerinti ikerfémes kapcsoló azzal jellemezhető, hogy a mozgó érintkezőt hordozó rugalmas lemezből hosszirányban egy U alakú kivágással, egyik végén rögzített rugalmas nyúlvány . van kiképezve, továbbá az ómega alakú rugó egyik szára az említett nyúlvány végéhez, míg a másik szára az érintkezőt hordozó rugalmas lemez — célszerűen kialakított — nyílásában csuklósán és megfelelően előfeszítve van illesztve. Az ikerfém vége, az ómega alakú rugót támasztó rugalmas nyúlvány nyílásában, kis játékkal illeszkedik.

Találmányunk szerinti műszaki megoldást részleteiben előnyös kiviteli alakok ismertetésével rajzniellékleteken mutatjuk be, ahol az — 1. ábra a találmány szerinti érintkezőt hordozó rugalmas lemez példaképpeni kiviteli alakját, a 4 — 2. ábra a találmány szerinti ikerfém axonometrikus képét, a — 3. ábra a találmány szerinti ikerfémes kapcsoló vázlatos összeállítási képét elölnézetben, a — 4. ábra a találmány szerinti ikerfémes kapcsoló vázlatos összeállítási képét az álló érintkező-tartó nélkül az — 5. ábra a találmány szerinti ikerfémes kapcsoló elölnézeti képét az érintkezők nyitott állapotában, a — 6. ábra a találmány szerinti ikerfémes kapcsoló bekötési vázlatát példaképpen szemlélteti.

Az 1. ábra szerint az 1 mozgóérintkezőt hordozó rugalmas áramvezető lemezt hosszirányban 2 U alakú kivágással látjuk el, ezáltal egyik végén rögzített 3 rugalmas nyúlványt' kapunk, ezenkívül 4 nyílást képezünk ki, továbbá az 5 keskeny nyelvet, végül 6, 7, 8 és 9 furatokat alakítunk ki. A 3 rugalmas nyúlványt 10 nyílással, továbbá a végét előnyösen 11, 12 fogakkal látjuk el.

’ A 2. ábra szerint a 20 ikerfém egyik végét 21, 22 furatokkal látjuk el, míg a másik 23 végét elkeskenyítjiik és a hossztengelyre merőleges irányban meghajlítjuk, és két oldalt 24, 25 hornyokat alakítunk ki, és ezek méreteit úgy határozzuk meg, hogy a 3 rugalmas nyúlvány 10 nyílásában kis játékkal illeszkedjenek.

A 3. és 4. ábrák szerint a 20 ikerfémre — közvetett fűtés esetén — célszerűen a 30 szigetelőt helyezünk és a 31 fűtőellenállást rátekercseljük, egyik 32 végét az ikerfémhez hegesztjük, míg a másik végét a 33 kapocshoz rögzítjük. Az 1 mozgóérintkezőt hordozó rugalmas áramvezető lemezt, valamint a 20 ikerfémet a 34 tartólernezre, előnyösen a 35, 36 szegecsekkel rögzítjük.

A 20 ikerfém kihajlásának szabályozására, illetve a kikapcsolási idő beállítására a 37 csavart szereljük be. Az áramkör kapcsolására az 1 mozgóérintkezőt hordozó rugalmas lemezre, valamint a 39 állóérintkező tartóra az ezüst 40, illetve 41 érintkezőket rögzítjük.

A kapcsoló működését, illetve a szükséges kontaktusnyomás biztosítását a 3 rugalmas nyelv 11, 12 fogai közé, valamint az 1 mozgóérintkezőt hordozó rugalmas áramvezető lemez 4 nyílásába illesztett 38 ómega alakú rugóval oldjuk meg.

Az 5. ábra szerint, az ikerfémes kapcsoló kikapcsolásakor az 5 keskeny nyelv ütköztetésére, a 42 tokozásban a 43 határoló felületet alakítjuk ki.

A 6. ábra szerint az áramkör az 51 hálózati kapocstól a 39 állóérintkező-tartón, a 41, 40 érintkezőkön az 1 mozgóérintkezőt hordozó rugalmas áramvezető lemezen, a 34 tartólemezen, a 20 ikerfémen a 31 fűtő ellenálláson, a 33 kapcson, az 50 tekercsen át az 52 hálózati kapocshoz záródik.

Az áram, illetve a 31 fűtőellenálláshevítő hatására a 20 ikerfém felmelegszik, majd felfelé hajlik, miközben a 3 rugalmas nyúlványt szintén felfelé hajlítja ezáltal a 38 ómega alakú rugó előfeszítése fokozatosan nő, majd a holt ponton átjutva az 1 mozgó érintkezőt hordozó rugalmas áramvezető lemezt gyors kihajlásra kényszerít', miközben a mozgó 40 érintkező az álló 41 érintkezőtől gyorsuló mozgással elválik, így az

-3184008 áramkör megszakad, majd az 5 keskeny nyelv a 43 határoló felülethez ütközik. Az áramkör megszakítása után a 20 ikerfém lehűl, ezáltal lefelé hajlik· így a 38 ómega alakú rugó előfeszítése, ismét fokozatosan nő, míg végül az 1 mozgó érintkezőt hordozó rugalmas áramvezető lemez visszapattan előbbi helyzetébe, miközben a mozgó 40 és álló 41 érintkezők zárják az áramkört.

A 31 fűtőellenállás méretezésével, továbbá a szabályozó 37 csavar állításával az ikerfémes kapcsoló kioldási karakterisztikája a kívánságnak megfelelően alakítható. Az 5 keskeny nyelv hajlításával a visszakapcsolási idő szabályozható. Ha ugyanis kikapcsolás után a 40, 41 érintkezők közötti távolságot nagyra választjuk, vagyis az 5 keskeny nyelvet egyenes helyzetben hagyjuk, akkor a visszakapcsolási idő hosszú lesz, az 5 keskeny nyelv lefelé hajlításával viszont a kikapcsolás után az álló 41 és mozgó 40 érintkezők közötti távolság csökken, ezáltal a visszakapcsolás előzőhöz képest rövidebb idő alatt következik be.

A visszakapcsolási idő kellő értékre történő nyújtását még azáltal értük el, hogy a 20 ikerfém szélességi méretét a szokásosnál nagyobbra, célszerűen az érintkezőt hordozó lemezzel közel azonosra választottuk, azáltal növeltük a hőkapacitását.

A 20 ikerfém szélességi méretének növelését a találmány szerint azáltal tettük lehetővé, hogy az 1 mozgó érintkezőt hordozó rugalmas áramvezető lemez síkjába csak a 23 vég, valamint a 3 rugalmas nyúlvány hajlik be. A 20 ikerfém szélességi méretének növelésével erőkifejtését is előnyösen tudtuk megnövelni.

A találmány szerinti megoldás előnye, hogy a kis geometriai méretek mellett a 20 ikerfém hőkapacitását , erőkifejtését kedvező értékre növelhetjük.

A találmány szerinti megoldásokkal elérjük azt, hogy a kis méretek ellenére egy jól szabályozható ikerfémes kapcsolót tudunk előállítani, amelynél egyrészt a kontaktus nyomás a kikapcsolás pillanatáig lényegében állandó marad, másrészt a ki- és visszakapcso’ás az érintkezők pattogása nélkül végbe megy.

A találmány további előnye, hogy az ikerfémes kapcsolót kevés és könnyen gyártható alkatrészekből tudjuk előállítani és nem szükséges kiváló minőségű ikerfémet felhasználni.

A találmány előnye még, hogy az ómega alakú rugó előfeszitése a szériagyártás során gyakorlatilag állandó lesz, mivel a befogási távolság pontosságát a szerszámmal kivágott alkatrész (érintkezőt hordozó rugalmas lemez) biztosítja.

A találmány további előnye, hogy az 1 mozgó érintkezőt hordozó rugalmas áramvezető lemez, illetve a 3 rugalmas nyúlvány azonos vékony, célszerűen 0,2 mm vastag bronz lemezből készül, ezáltal a 38 ómega alakú rugó V alakú fészekszerűen kiképzett 44, és 45 szárában a csukló mozgásnál csak kis súrlódás lép fel.

Az ismert megoldásoknál ugyanis ahol az ikerfém közvetlenül támaszkodik az ómega rugóhoz, a súrlódás csökkentése érdekében az ikerfém végét általában ék alakúra munkálják. Ez természetesen a gyártási költséget növeli.

A részletes laboratóriumi vizsgálatok egyértelműen igazolják, hogy a találmány szerinti ikerfémes kapcsoló megbízható védelmet nyújt a motor számára. A ki- és visszakapcsolási idők tág határok között jól szabályozhatók és a beállított értékek a motorkompresszorhoz előírt élettartamvizsgálat után is csak jelentéktelen eltérést mutatnak.

Claims (3)

1. Szabadtílm i igényponlok:

   1. Ikerfénies kapcsoló, főleg hűtőgép luotorkompresszorok védelmére, amely érintkezőt hordozó rugalmas áram vezető lemezből, álló- és mozgó érintkezőből, ómega alakú rugóból, ikerfémből, az ikerfémhez illesztett fűtőellenállásból van felépítve, amely fűtőellenállás egyik vége az ikerfémmel van villamosán összekapcsolva, azzal jellemezve, hogy a mozgó érintkezőt hordozó rugalmas áramvezető lemezből (1) hosszirányban egy U alakú kivágással (
2. 2), egyik végén rögített rugalmas nyúlvány (3) van kiképezve, továbbá az ómega alakú rugó (38) egyik szára (44) a rugalmas nyúlvány (3) végéhez, előnyösen határoló.fogak (11), (12) közé, míg a másik szára (45) az érintkezőt hordozó rugalmas áramvezető lemez (1) célszerűen kialakított nyílásában (4) csuklósán és előfeszítve van illesztve, továbbá az ikerfém (20) végén kialakított hornyok (24), (25) a rugalmas nyúlvány (3) nyílásában (10) játékkal illeszkednek.
3. 3 rajz, 6 ábra