DE1011967B - Einrichtung zum Schalten eines Einphasenmotors mit Anlass- und Betriebswicklung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung für einen Einphasenmotor mit Anlaß- und Betriebswicklung, nämlich eine Zweiwegschalteinrichtung, die den Motor in Abhängigkeit sowohl von der Belastung wie der Umgebungstemperatur zu schalten vermag.

Die Schaltung von Anlaß- und Betriebswicklung wird bei einer solchen Schaltvorrichtung vorzugsweise durch ein dehnfähiges Element gesteuert, welches sich je nach dem hindurchfließenden Strom ausdehnen oder zusammenziehen kann. Die Abhängigkeit der Schaltvorrichtung von der Umgebungstemperatur wird dadurch bewirkt, daß zu dem dehnfähigen Element ein Nebenschlußkreis parallel gelegt ist, welcher je nach der Umgebungstemperatur geschlossen oder geöffnet ist. Wenn dieser Nebenschlußkreis geschlossen ist, zweigt er einen Teil des Betriebsstromes ab, so daß nicht der volle Strom durch das dehnfähige Element fließt. Wenn er aber bei ansteigender Umgebungstemperatur öffnet, muß das dehnfähige Element den gesamten Strom übernehmen. Es wird sich dementsprechend ausdehnen und die Schaltvorrichtung weiterschalten bzw. den Motor abschalten.

Bei den bekannten Vorrichtungen ist der erwähnte Nebenschlußkreis nicht nur während des normalen Betriebs, sondern auch während des Anlaufs des Motors geschlossen. Das ist jedoch nicht erwünscht, da das Abschalten der Anlaßwicklung nach erfolgtem Anlauf des Motors möglichst schnell und sicher erfolgen und der Nebenschlußkreis daher während des Anlaufs offen sein sollte, damit das dehnfähige Element den vollen Strom führt.

Die Schaltvorrichtung ist daher erfindungsgemäß so ausgebildet, daß der Nebenschlußkreis, der im normalen Betrieb nur durch einen von der Umgebungstemperatur abhängigen Schalter ein- oder ausgeschaltet wird, während des Anlaufens des Motors elektrisch abgetrennt ist und erst beim öffnen des Stromkreises der Anlaßwicklung geschlossen wird. Hierdurch wird erreicht, daß während der Anlaufzeit der gesamte Strom allein durch das dehnfähige Element fließt, so daß dieses empfindlicher anspricht und die Anlaß wicklung schneller und sicherer abschaltet. Insbesondere wird die Anlaßwicklung auch dann mit Sicherheit abgeschaltet, wenn die Schaltvorrichtung durch den Gebrauch bereits etwas verschlissen ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnungen näher erläutert wird.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine teilweise schematische Ansicht des Schalters in der Anlaßstellung,

Fig. 2 dagegen eine solche bei offenem Anlaßstromkreis.

Einrichtung zum Schalten eines

Einphasenmotors mit Anlaß-

und Betriebswicklung

Anmelder:

General Motors Corporation,
Detroit, Mich. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Müller-Bore, Patentanwalt,
Braunschweig, Am Bürgerpark 8

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 13. Juli 1951

Harry Carlton Swan, Dayton, Ohio (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

Ein starrer Rahmen 20 trägt eine Blattfeder 21, und zwei federnde Schaltzungen 22 und 23 sind an ihm durch ein Niet 24 befestigt. Am freien Ende der Zunge 22 liegen zwei Kontakte 25., 26 einander gegenüber. Kontakt 25 kann mit einem isolierten Kontakt 27 am Rahmen 20 zusammenwirken, der mit der Anlaßwicklung 30 des Motors in leitender Verbindung steht. Der zweite Kontakt 26 kann mit einem anderen isolierten Kontakt 28 am Rahmen 20 in Eingriff kommen. Die Zunge 23 hat einen einzelnen Kontakt 39.

Die Blattfeder 21 trägt ein elektrisch leitfähiges Sprungglied 35, das sie normalerweise im Gegensinn des Uhrzeigers zu drehen bestrebt ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Dieses Sprungglied 35 bildet auch den Anschlag für zwei Totpunktfederfinger 36, 47 an den zugehörigen Kontaktzungen 22, 23. Der Finger 36 ist entweder an der Zunge 23 befestigt oder aus ihr herausgearbeitet, so daß beide ein Ganzes bilden; sein freies Ende ruht in einer V-förmigen Kerbe 37, die im Ende des Sprunggliedes 35 ausgebildet ist. Wenn sich die Kerbe 37 wie in Fig. 1 auf der einen Seite der Kontaktzunge 23 befindet, so drückt der Finger 36 die Zunge so durch, daß der Kontakt 39 an ihrem freien Ende mit dem zugehörigen isolierten Kontakt 40 am Rahmen 20 in Berührung kommt. Liegt aber die Kerbe37 auf der entgegengesetzten Seite der Zunge 23 (Fig. 2), so kehrt sich die Druckwirkung des Fingers 36 um, die Kontakte 39 und 40 öffnen sich und unterbrechen so den Strom durch die Haupt- oder Betriebswicklung 45 des Motors.

709 587/330

1 Oil

Die Zunge 22 hat einen ähnlichen federnden Finger 47, der in der Kerbe 37 ruht, und die relative Lage der Kerbe 37 zu der einen oder der anderen Seite der Zunge 22 bestimmt deren Stellung in ähnlicher Weise wie bei der Zunge 23, wie man leicht erkennt. Wenn es keine andere Einwirkung auf das Sprungglied 35 gäbe als die Federwirkung der Blattfeder 21, so würden die Teile in der Stellung der Fig. 2 verbleiben.

Um die Kontakte 25 und 39 zu schließen, d. h. mit den zugehörigen festen Kontakten 27 und 40 zusammenzubringen, muß das Sprungglied 35 im Uhrzeigersinn gedreht werden. Dies geschieht durch das Wärmeausdehnungsglied 50, einen Draht aus elektrisch leitfähigem Stoff, der mechanisch mit einem Ende am Sprungglied 35 und mit dem anderen an einem einstellbaren isolierten Anschlußstück 51 des Rahmens angehängt ist, so daß der Hitzdraht 50 mit beiden Kontaktzungen über das Sprungglied 35 in Reihe geschaltet ist. Das Anschlußstück 51 ist zu dem Zweck einstellbar, um die Zugspannung im Hitzdraht 50 zu verändern; dadurch hält dieser normalerweise, wenn kein Strom hindurchfließt, das Sprungglied 35 entgegen der Feder 21 in einer Stellung, in der die federnden Kontaktzungen die zusammengehörenden Kontaktpaare 25, 27 und 39, 40 geschlossen halten (Fig. 1).

Der Draht 50 wird durch die Umgebungstemperatur nicht beeinflußt, er dehnt und verkürzt sich aber in Abhängigkeit von dem durch ihn fließenden Strom. Das Anschl'Ußglied 51, an dem der Hitzdraht befestigt ist, ist mit dem einen Pol einer Stromquelle verbunden, die andererseits mit der Anlaß- und Betriebswicklung des Elektromotors verbunden ist. Der Stromkreis wird vervollständigt durch die beweglichen Kontaktzungen 22, 23, das elektrisch leitende Sprungglied 35 und den Hitzedraht 50. Wenn der Stromkreis geschlossen wird, um den Motor anzulassen, so wird der starke Anfangsstromstoß, der durch beide Motorwicklungen 30 und 45 und die zugehörigen Schaltzungen 22 und 23 fließt, auch durch das ausdehnungsfähige Glied 50 geleitet, das sich daraufhin längt. Während dieser Wärmedehnungsperiode läuft der Motor an. Die Ausdehnung des Hitzdrahtes 50 ermöglicht der Feder 21 das Herumwerfen des Sprunggliedes 35 entgegen dem Uhrzeigersinn, während der Motor seine eigentliche Betriebsdrehzahl erreicht, und nachdem die normale Zeitspanne hierfür verstrichen ist, hat sich der Hitzdraht 50 so weit gedehnt, daß das Sprungglied 35 über die Totpunktstellung für den Federfinger 47 hinwegkippen kann. Damit drückt der Federfinger 47 die Zunge 22 in die entgegengesetzte Richtung, so daß sie umspringt und den durch die Kontakte 25, 27 und die Anlaßwindung 30 gebildeten Stromkreis unterbricht und den durch die oberen Kontakte 26, 28 gehenden Stromkreis schließt.

Der Stromkreis der Betriebswicklung wird durch die Zunge 23 und die Kontakte 39,40 noch geschlossen gehalten, um den Motor weiterlaufen zu lassen.

Bei normalem Lauf wird der durch das wärmedehnfähige Element 50 fließende Strom keine weitere Längung dieses Elementes verursachen; die Feder 21 wird also das Sprungglied 35 noch nicht über die Totpunktstellung für den Zungenfederfmger 36 kippen lassen. Wenn aber der Motor überlastet wird oder ein Kurzschluß eintritt, so übersteigt der Strom im Hitzdraht 50 seinen normalen Wert, und der Draht wird sich wieder mehr längen und der Feder 21 ein weiteres Ausschwenken des Sprunggliedes 35 gestatten, bis die Zunge 23 die Kontakte 39 und 40 trennt und den Motor stillsetzt. Der Hitzdraht 50 dient so als Überlastungsschutz für den Elektromotor oder einen anderen Belastungsstromkreis.

Ein Schutz gegen Steigerung der Umgebungstempe-; ratur wird durch einen biegsamen Bimetallstreifen 60 geboten; dessen eines Ende ist in einer isolierenden Fassung am Rahmen 20 festgemacht und elektrisch an einen Widerstand 61 angeschlossen, der seinerseits mit dem festen Kontakt 28 in Verbindung steht. Das freie Ende des Streifens 60 trägt einen Kontakt 62; dieser ist normalerweise mit einem festen Kontakt 63 im Eingriff, der isoliert am Rahmen 20 sitzt und elektrisch mit dem Anschlußstück 51 verbunden ist. Bei normaler Temperatur hält der Bimetallstreilggij^O seinen Kontakt 62 im Eingriff mit dem festen Kontakt 63, aber bei einem eingestellten Wert der Umgebungs- ν temperatur biegt er sich durch und unterbricht damit.. den Strom durch die oberen Kontakte26,28 der Zunge 22 für dieAnlaßwicklung. Dieser Stromkreis liegt parallel zu dem Hitzdraht 50; während des normalenLauf es des Motors führt er also einen festgelegten Teil des ganzen vom Motor aufgenommenen Stroms, während (ilen Rest der Hitzdraht 50 aufnimmt. Das Verhältnis ler Ströme in den beiden Zweigen des Stromkreises wjjd durch den Widerstand 61 bestimmt. Wenn daher der Bimetallstreifen im Ansprechen auf einen übermäßigen Anstieg der Umgebungstemperatur seine Kontakte 62, 63 trennt, so erhält der Hitzdraht 50 den ganzen Motorstrom; daraufhin dehnt er sich weiter, so daß die Feder 21 das Sprungglied 35 weit genug ausschwingen läßt, um die Zunge 23 zum Umkippen zu bringen. Damit wird aber der Betriebsstromk«eis unterbrochen und der Motor stillgesetzt.

Die hier offenbarte Ausführungsform der Erfmdtiiig stellt ein Beispiel für eine bevorzugte Form dar, aber selbstverständlich könnten im Rahmen der Ansprüche auch andere Formen gewählt werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Schalten eines Einphasenmotors mit Anlaß- und Betriebswicklung, gestehend aus einem Regelschalter mit Überstfömauslösung, Wärmeauslösung und Kontakten zum Ein- und Ausschalten des Anlaß- und Betriebsstromkreises, die durch die Wärmedehnung eines stromdurchflossenen Schaltelementes, beispielsweise eines Hitzdrahtes, betätigt werden, bei der die Wärmeauslösung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur dadurch erfolgt, daß ein zu dem genannten dehnfähigen Element parallel liegender Nebenschlußkreis bei einer bestimmten Umgebungstemperatur geöffnet und damit der Strom in diesem Element erhöht und seine Dehnung vergrößert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußkreis, der im normalen Betrieb nur durch einen von der Umgebungstemperatur gesteuerten Schalter (60, 62, 63) ein- qder ausgeschaltet werden kann, während des Anlaufens des Motors elektrisch abgetrennt ist und erst beim Öffnen des Stromkreises (30) der Anlaßwicklung geschlossen wird, so daß während der Anlaufzeit der gesamte Strom allein durch das dehnfähige Element (50) fließt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der der Regelschalter zwei je in Reihe mit dem dehnfähigen Schalterelement liegende Kontaktzungen besitzt, deren Stellung durch die Kraft einer Feder und die Zugkraft des dehnfähigen Elementes

1 Oil

geregelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß Feder (21) sowohl die Zungen (22, 23) als Blattfedern ausgebildet und gemeinsam am Rahmen (20) befestigt sind und die Feder (21) biegesteif mit einem Sprungglied (35) verbunden ist, das mittels einer V-förmigen Kerbe (37) in an sich bekannter Weise je nach seiner Lage relativ zu den beiden Zungen über federnde Finger (36, 47) die Zungen (22, 23) in die Ein- oder Ausschaltstellung drückt. ίο

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Zungen (22) zwei Kontakte (25, 26) besitzt und je nach dem Verhältnis zwischen der Federkraft und der Zugkraft des wärmedehnfähigen Elementes (50) entweder den Kontakt (27) des Anlaßstromkreises (30) berührt und damit den gesamten Anlaufstrom durch das wärmedehnfähige Element (50) fließen läßt oder nach erfolgtem Anlauf des Motors den gegenüberliegenden Kontakt (28) berührt, wodurch der Strom derart verzweigt wird, daß der eine Stromanteil über die Kontakte (40,39) der zweiten Zunge (23) durch das wärmedehnfähige Element (50) und der andere Stromanteil über den die Wärmeauslösung in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur bewirkenden Schalter (60 62,63) fließt.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wärmeauslösung bewirkende Schalter (60, 62, 63) mit dem übrigen Schalter in einem Gehäuse vereinigt ist.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zweite Zunge (23) mit ihrem Kontakt (39) erst dann von dem Kontakt (40) des Motorwicklungskreises (45) abhebt und somit den Betriebsstrom des Motors unterbricht, nachdem die Kontakte (62, 63) des wärmeempfindlichen Schalters (60) getrennt sind, d. h. der gesamte Strom durch das wärmedehnfähige Element (50) fließt.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Umgebungstemperatur ansprechende Schalter (60, 62, 63) in Reihe mit einem Widerstand (61) liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 591 634.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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