DE19537495A1

DE19537495A1 - Vorrichtung zur Überwachung der Stromaufnahme elektrischer Verbraucher

Info

Publication number: DE19537495A1
Application number: DE1995137495
Authority: DE
Inventors: Bernd Bahde
Original assignee: Hako Werke GmbH and Co; Hako GmbH
Current assignee: Hako Werke GmbH and Co
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 1997-03-27

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung der Stromaufnahme elektrischer Verbraucher in elektrisch angetriebe nen Maschinen, insbesondere in einer Reinigungsmaschine, mit einem Versorgungsstromkreis für den Verbraucher und angeschlos sener Spannungsquelle, wobei vor dem elektrischen Verbraucher in dem Zuleitungskabel des Versorgungsstromkreises ein Sicherungs halter mit einer Schmelzsicherung als Überlastschutz des Ver brauchers geschaltet ist, wobei an jeder Seite des Sicherungs halters ein erster Anschluß zur Verbindung mit dem Zuleitungs kabel unter Zwischenschaltung der Schmelzsicherung vorhanden ist.

Derartige Sicherungsvorrichtungen werden beispielsweise in fahr baren Reinigungsmaschinen eingesetzt. Eine typische fahrbare Reinigungsmaschine, wie z. B. aus DE 42 02 064 A1 bekannt, weist einen Elektromotor zum Antreiben eines Reinigungswerkzeugs, nämlich einer Tellerbürste, auf, wobei der Elektromotor mit einer Batterie in der Reinigungsmaschine verbunden ist. In sol chen elektrisch angetriebenen Maschinen sind Überlastsicherungen vorgeschrieben, die in den Stromkreis zwischen die Batterie und den Elektromotor geschaltet sind, um den Elektromotor bei Über lastung, d. h. zu hohem Stromfluß, abzuschalten. Bei Elektromoto ren, die Reinigungswerkzeuge mit Bodenkontakt (Besen, Bürsten etc.) antreiben, kann es leicht zu einer unbeabsichtigten Über lastung kommen, beispielsweise wenn sich das Reinigungswerkzeug an einem Kantstein oder an einem Gitterrost oder dergleichen verklemmt.

Als Überlastschutz sind Schmelzsicherungen bekannt, die in einem Sicherungshalter gehalten in den Stromkreis zwischen Spannungs quelle und Elektromotor geschaltet sind. Solche Schmelzsicherun gen sind zwar relativ preiswert, nachteilig ist jedoch, daß nach jeder Überlastung des Motors die Schmelzsicherung ausgewechselt werden muß. Es sind auch Sicherungsautomaten bekannt, die bei Überlastung den Stromkreis unterbrechen und anschließend wieder zurückgesetzt werden können. Solche Sicherungsautomaten sind aber relativ teuer.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Überwachung der Stromaufnahme elektrischer Verbraucher mit Schmelzsicherungen als Überlastschutz so auszubilden, daß auf einfache und genaue Weise eine drohende Überlastung bzw. ein drohendes Durchschmelzen der Schmelzsicherung angezeigt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen aufgeführt.

In der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Sicherungshalter so ausgebildet, daß er an jeder Seite zwei getrennte Anschlüsse aufweist, die jeweils mit dem jeweiligen Ende der Schmelzsiche rung verbunden sind. Jeweils der erste Anschluß auf jeder Seite ist mit dem Versorgungsstromkreis des Motors verbunden, und jeweils der zweite Anschluß mit einer Meßschaltung zum Abfühlen des Spannungsabfalls. Die Schmelzsicherung wirkt dabei als Ne benschluß- oder Shunt-Widerstand, wobei sich bei bekanntem Wi derstand der Schmelzsicherung aus dem Spannungsabfall der Strom im Versorgungskreis des Elektromotors nach dem Ohmschen Gesetz bestimmen läßt. Durch den beschriebenen Aufbau ergibt sich eine sogenannte Vier-Leiter-Messung mit der Schmelzsicherung als Nebenschlußwiderstand, mit der der Strom gemessen werden kann. Bei der Vier-Leiter-Messung werden der zu messende Strom und die am Nebenschlußwiderstand (Schmelzsicherung) abfallende Spannung über getrennte Anschlüsse an den Meßwiderstand angeschlossen. Da der Motorstrom und der Strom in der Meßschleife in unterschied lichen Leitungen zu der Schmelzsicherung geführt werden, können sonst in der Praxis auftretende Übergangswiderstände und Lei tungswiderstände das Meßergebnis nicht beeinflussen.

Die Meßschaltung, z. B. ein Meßverstärker oder Operationsverstär ker, gibt ein vom Stromverbrauch abhängiges elektrisches Signal ab. Dieses kann z. B. einem analogen Anzeigeinstrument zugeführt werden, das dem Benutzer den Stromverbrauch anzeigt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform kann der Meßschaltung eine Schwellenwertschaltung zugeordnet sein, die ein Schwellen wertsignal ausgibt, wenn das Stromverbrauchssignal einen vor gegebenen Schwellenwert überschreitet. Das Schwellenwertsignal kann entweder mit einer visuellen und/oder akustischen Warnein richtung verbunden sein, die durch das Schwellenwertsignal akti viert wird, um dem Bediener der Maschine zu warnen, damit er den Motor abschalten kann, oder die Schwellenwertschaltung ist mit einer Steuerschaltung verbunden, die bei Empfang des Schwellen wertsignals den zugehörigen Elektromotor automatisch abschaltet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen erläutert, in denen:

Fig. 1 eine schematische Teilansicht einer Seite des Siche rungshalters für eine erste Ausführungsform zeigt;

Fig. 2 eine schematische Teilansicht einer Seite einer alter native Ausführungsform der Anschlüsse am Sicherungshal ter zeigt;

Fig. 3 einen schematischen Schaltplan eines Versorgungsstrom kreises, z. B. einer Reinigungsmaschine, mit Stromüber wachungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform zeigt;

Fig. 4 einen schematischen Schaltplan eines Versorgungsstrom kreises mit Stromüberwachungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform zeigt;

Fig. 5 einen schematischen Schaltplan eines Versorgungsstrom kreises mit Stromüberwachungsvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform zeigt.

In Fig. 1 ist eine schematische Teilansicht einer ersten Aus führungsform eines Sicherungshalters 50 gezeigt, wobei nur eine Seite dargestellt ist; die andere Seite ist genau spiegelbild lich an der anderen Seite der Schmelzsicherung 52 aufgebaut. Der Sicherungshalter weist eine Isolierplatte 90 auf, die in dem Gehäuse, z. B. der Reinigungsmaschine, befestigt ist. Die Schmelzsicherung 52 weist eine Zuleitung 51 auf, die an ihrem Ende eine Öse oder Gabel hat. Durch die Öse oder Gabel und durch eine Öffnung in der Isolierplatte 90 hindurch verläuft ein stromführender Bolzen, der einen ersten Anschluß 60 bildet und gleichzeitig die Schmelzsicherung 52 mit ihrer Zuleitung 51 an der Isolierplatte 90 festhält. Gegenüber der Zuleitung 51 ist der stromführende Bolzen mit dem Zuleitungskabel 23 für den Elektromotor verbunden.

Zwischen der Zuleitung 51 der Schmelzsicherung 52 und der Iso lierplatte 90 ist ein weiterer Leiter mit einer Öse oder Gabel in direktem Kontakt mit der Zuleitung 51 gefaßt und bildet einen zweiten direkten Anschluß 62 an der Schmelzsicherung 52. In dieser Weise sind sowohl der erste Anschluß 60 als auch der zweite Anschluß 62 in direkter Verbindung mit der Schmelzsiche rung 52, aber ohne direkten Kontakt zueinander. Dadurch werden mögliche Meßungenauigkeiten durch Übergangswiderstände vermie den, die auftreten, wenn die Meßanschlüsse an die Verbraucher stromleitungen angeschlossen werden.

Eine alternative Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt, wobei wiederum nur eine Seite des Sicherungshalters gezeigt ist. In diesem Fall werden der erste Anschluß 60 für den Elektromotor und der zweite Anschluß 62 durch federnde Leiterstücke gebildet, die die Zuleitung 51 zur Schmelzsicherung 52 zwischen sich ein fassen.

Fig. 3 zeigt einen schematischen Schaltplan des Versorgungs stromkreises mit Stromüberwachungsvorrichtung gemäß einer Aus führungsform der Erfindung. Der Versorgungsstromkreis für einen Elektromotor 21 weist ein Zuleitungskabel auf, das an eine Bat terie 22 angeschlossen ist. In den Versorgungsstromkreis ist ein Sicherungshalter mit einer Schmelzsicherung 52 geschaltet. Die Schmelzsicherung 52 ist an jeder ihrer Seiten mit einem ersten Anschluß 60 und einem zweiten Anschluß 62 versehen. Der erste Anschluß 60 dient jeweils zur Verbindung mit dem Zuleitungskabel 23, welches den Verbraucherstrom leitet. An den zweiten An schlüssen 62 auf beiden Seiten der Schmelzsicherung 52 ist eine Meßschaltung 70 angeschlossen, die den Spannungsabfall über der Schmelzsicherung 52 direkt abfühlt.

Für die Meßschaltung 70 kann z. B. ein Meßverstärker oder ein Operationsverstärker verwendet werden. Das Ausgabesignal der Meßschaltung 70, dessen Amplitude eindeutig von dem Spannungs abfall über der Schmelzsicherung 52 und damit eindeutig vom Stromverbrauch des Motors 21 abhängt, wird einer Schwellenwert schaltung 74 zugeführt, z. B. einem Schmitt-Trigger. Bei Über schreiten eines vorgegebenen Schwellenwertes, d. h. bei Über schreiten eines vorgegebenen Verbraucherstroms, liefert die Schwellenwertschaltung ein Ausgabesignal, das zu einer visuellen Warneinrichtung 80, z. B. einer Lampe, geleitet wird. Das Auf leuchten der Lampe zeigt dem Bediener der Reinigungsmaschine an, daß die vorgegebene Stromverbrauchsgrenze erreicht ist, worauf hin er die Maschine so steuern und führen wird, daß der Strom verbrauch wieder sinkt. Der vorgegebene Schwellenwert liegt unterhalb der Schmelzgrenze der Schmelzsicherung 52, so daß ein Durchschmelzen der Sicherung durch den Bediener verhindert wer den kann.

Die Meßschaltung 70 kann auch, wie in Fig. 4 dargestellt, di rekt mit einem Anzeigeinstrument 82 verbunden werden, das dem Bediener dann eine dauernde Anzeige des momentanen Stromver brauchs gibt, so daß der Bediener bei Kenntnis eines maximalen Stromverbrauchs die Reinigungsmaschine entsprechend steuern kann, damit der maximale Stromverbrauch nicht überschritten wird.

Fig. 5 zeigt eine ähnliche Anordnung wie in Fig. 3 mit Meß schaltung 70 und Schwellenwertschaltung 74, wobei in diesem Fall die Schwellenwertschaltung 74 aber nicht mit einer visuellen oder akustischen Warneinrichtung verbunden ist, sondern eine Steuerschaltung 76 ansteuert, die bei Vorliegen des Schwellen wertsignals die Stromzufuhr zu dem Motor automatisch unter bricht. Die Steuerschaltung 76 kann z. B. ein Relais oder ein Schütz aufweisen.

Claims

1. Vorrichtung zur Überwachung der Stromaufnahme elektrischer Verbraucher in elektrisch angetriebenen Maschinen, insbeson dere in einer Reinigungsmaschine, mit einem Versorgungs stromkreis für den Verbraucher und angeschlossener Spannungsquelle, wobei vor dem elektrischen Verbraucher in dem Zuleitungskabel des Versorgungsstromkreises ein Siche rungshalter mit einer Schmelzsicherung als Überlastschutz des Verbrauchers geschaltet ist, wobei an jeder Seite des Sicherungshalters ein erster Anschluß zur Verbindung mit dem Zuleitungskabel unter Zwischenschaltung der Schmelzsicherung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Seite des Sicherungshalters (50) jeweils ein zweiter mit dem je weiligen Ende der Schmelzsicherung (52) direkt verbundener Anschluß (62) vorhanden ist und daß eine zwischen die zwei ten Anschlüsse (62) geschaltete Meßschaltung (70) vorgesehen ist, die den zum Stromverbrauch des Verbrauchers (21) pro portionalen Spannungsabfall über der als Nebenschlußwider stand wirkenden Schmelzsicherung (52) abfühlt und ein den Stromverbrauch anzeigendes elektrisches Signal abgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stromverbrauchssignal des elektrischen Verbrauchers (21) durch ein Anzeigeinstrument (82) angezeigt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßschaltung eine Schwellenwertschaltung (74) zugeordnet ist, die ein Schwellenwertsignal erzeugt, wenn das Stromver brauchssignal einen vorgegebenen Schwellenwert überschrei tet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwertschaltung (74) mit einer visuellen und/oder akustischen Warneinrichtung (80) verbunden ist, die durch das Schwellenwertsignal aktiviert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellenwertschaltung mit einer Steuerschaltung (76) ver bunden ist, die bei Empfang des Schwellenwertsignals den zugehörigen elektrischen Verbraucher (21) automatisch ab schaltet.