DE19537495A1

DE19537495A1 - System for monitoring current up-take of e.g. electric cleaning machine

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

Abstract

The monitoring system has a current supply circuit for the user and a connected voltage source. A fuse holder with a fuse as the overload protection of the user is connected before the user in the supply cable. At each side of the holder a first connection is provided for connecting with the cable, with the interposing fuse (52). A second connection (62) is provided directly connected respectively at each side of the fuse holder with the respective end of the fuse. A measuring circuit (70) is provided, connected between the second connections (62). The measuring circuit sense the voltage drop over the fuse protection (52) working as a shunt resistance, proportional to the current consumption of the user (21), and transmits an electrical signal, indicating the current consumption. The current consumption signal of the electrical user is indicated by an indicating instrument.

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.The invention relates to a device for monitoring the Current consumption of electrical consumers in electrical drives NEN machines, especially in a cleaning machine a supply circuit for the consumer and connected sener voltage source, in front of the electrical consumer in a fuse to the supply cable of the supply circuit holder with a fuse as overload protection of the ver is switched, with on each side of the fuse holder a first connection for connection to the supply line cable with interposed fuse is.

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.Such safety devices are used for example in driving barely used cleaning machines. A typical mobile Cleaning machine such. B. from DE 42 02 064 A1, has an electric motor for driving a cleaning tool, namely a plate brush, with the electric motor with a battery in the cleaning machine. In sol Chen electrically driven machines are overload protection devices prescribed that in the circuit between the battery and the electric motor are switched to the electric motor at over burden, d. H. too high current flow, switch off. At Elektromoto cleaning tools with contact with the floor (brooms, brushes etc.) drive, it can easily lead to an unintended over load, for example when the cleaning tool on a square stone or on a grating or the like jammed.

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.Fuses are known as overload protection, which in one Fuse holder held in the circuit between voltage source and electric motor are switched. Such fuses gene are relatively inexpensive, but the disadvantage is that after Every time the motor is overloaded, the fuse should be replaced must become. Automatic circuit breakers are also known which are used for Overload interrupt the circuit and then again can be reset. Such automatic circuit breakers are but relatively expensive.

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.It is an object of the present invention to provide a device for Monitoring the current consumption of electrical consumers with Form fuses as overload protection so that simple and accurate way of impending overload or a impending melting of the fuse is displayed can.

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.The characteristic features serve to solve this task of claim 1 in conjunction with its preamble. Advantageous embodiments of the invention are in the sub claims listed.

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.The fuse holder is like this in the device according to the invention trained that he has two separate connections on each side has, each with the respective end of the fuse are connected. The first connection on each side is connected to the motor supply circuit, and in each case the second connection with a measuring circuit for sensing of the voltage drop. The fuse acts as Ne Connection or shunt resistance, with known Wi the level of the fuse from the voltage drop of the current in the supply circuit of the electric motor according to Ohm's law lets determine. The structure described results in a so-called four-wire measurement with the fuse as Shunt resistance with which the current can be measured. With the four-wire measurement, the current to be measured and the voltage dropping across the shunt resistor (fuse) connected to the measuring resistor via separate connections. There the motor current and the current in the measuring loop differ in Leads can be routed to the fuse otherwise contact resistance and lei occurring in practice resistance do not affect the measurement result.

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.The measuring circuit, e.g. B. a measuring amplifier or operational amplifier ker, gives an electrical signal dependent on the power consumption from. This can e.g. B. fed to an analog display instrument that shows the user the power consumption.

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.In an advantageous embodiment, the measuring circuit a threshold circuit may be assigned which is a threshold value signal outputs when the power consumption signal precedes exceeds the given threshold. The threshold signal can either be a visual and / or audible warning direction to be connected by the threshold signal Akti fourth to warn the operator of the machine to take the Engine can switch off, or the threshold circuit is with a control circuit connected when receiving the threshold value signal automatically switches off the associated electric motor.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen erläutert, in denen:The invention is described below using exemplary embodiments illustrated in the drawings, in which:

Fig. 1 eine schematische Teilansicht einer Seite des Siche rungshalters für eine erste Ausführungsform zeigt; Fig. 1 shows a schematic partial view of a side of the fuse holder for a first embodiment;

Fig. 2 eine schematische Teilansicht einer Seite einer alter native Ausführungsform der Anschlüsse am Sicherungshal ter zeigt; Fig. 2 shows a schematic partial view of one side of an alternative alternative embodiment of the connections on the fuse holder;

Fig. 3 einen schematischen Schaltplan eines Versorgungsstrom kreises, z. B. einer Reinigungsmaschine, mit Stromüber wachungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform zeigt; Fig. 3 is a schematic circuit diagram of a supply current circuit, for. B. a cleaning machine with current monitoring device according to a first embodiment;

Fig. 4 einen schematischen Schaltplan eines Versorgungsstrom kreises mit Stromüberwachungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform zeigt; Fig. 4 shows a schematic circuit diagram of a supply circuit with current monitoring device according to a second embodiment;

Fig. 5 einen schematischen Schaltplan eines Versorgungsstrom kreises mit Stromüberwachungsvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform zeigt. Fig. 5 shows a schematic circuit diagram of a supply circuit with current monitoring device according to a third embodiment.

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.In Fig. 1, a schematic partial view of a first imple mentation form of a fuse holder 50 is shown, only one side being shown; the other side is constructed exactly mirror-inverted on the other side of the fuse 52 . The fuse holder has an insulating plate 90 , which in the housing, for. B. the cleaning machine is attached. The fuse 52 has a feed line 51 which has an eyelet or fork at its end. A current-carrying bolt runs through the eyelet or fork and through an opening in the insulating plate 90 and forms a first connection 60 and at the same time holds the fuse 52 with its feed line 51 on the insulating plate 90 . Opposite the lead 51 , the current-carrying bolt is connected to the lead cable 23 for the electric motor.

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.Between the lead 51 of the fuse 52 and the Iso lierplatte 90 is another conductor with an eyelet or fork in direct contact with the lead 51 and forms a second direct connection 62 to the fuse 52nd In this way, both the first connection 60 and the second connection 62 are in direct connection with the fuse 52 , but without direct contact with one another. This avoids possible measurement inaccuracies due to contact resistances that occur when the measurement connections are connected to the power lines of the consumers.

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.An alternative embodiment is shown in Fig. 2, again showing only one side of the fuse holder. In this case, the first connection 60 for the electric motor and the second connection 62 are formed by resilient conductor pieces which hold the supply line 51 to the fuse 52 between them.

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. Fig. 3 shows a schematic circuit diagram of the supply circuit with current monitoring device according to an embodiment of the invention. The supply circuit for an electric motor 21 has a supply cable which is connected to a battery 22 . A fuse holder with a fuse 52 is connected to the supply circuit. The fuse 52 is provided with a first connection 60 and a second connection 62 on each of its sides. The first connection 60 serves in each case for connection to the supply cable 23 , which conducts the consumer current. At the second connections 62 on both sides of the fuse 52 , a measuring circuit 70 is connected, which senses the voltage drop across the fuse 52 directly.

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.For the measuring circuit 70 z. B. a measuring amplifier or an operational amplifier can be used. The output signal of the measuring circuit 70 , the amplitude of which clearly depends on the voltage drop across the fuse 52 and thus clearly on the power consumption of the motor 21 , a threshold circuit 74 is supplied, for. B. a Schmitt trigger. When a predetermined threshold value is exceeded, that is, when a predetermined consumer current is exceeded, the threshold value circuit supplies an output signal that is sent to a visual warning device 80 , e.g. B. a lamp. The lighting of the lamp indicates to the operator of the cleaning machine that the predetermined power consumption limit has been reached, whereupon he will control and guide the machine so that the power consumption drops again. The predetermined threshold is below the melting limit of the fuse 52 , so that the fuse cannot be blown by the operator.

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.The measuring circuit 70 can also, as shown in FIG. 4, be connected directly to a display instrument 82 , which then gives the operator a permanent display of the current power consumption, so that the operator can control the cleaning machine accordingly when a maximum power consumption is known, so that the maximum power consumption is not exceeded.

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. Fig. 5 shows a similar arrangement as in Fig. 3 with measuring circuit 70 and threshold circuit 74 , in which case the threshold circuit 74 is not connected to a visual or acoustic warning device, but controls a control circuit 76 which, when the threshold signal is present the power supply to the motor automatically cuts off. The control circuit 76 can e.g. B. have a relay or a contactor.

Claims

1.Device for monitoring the current consumption of electrical consumers in electrically driven machines, in particular in a cleaning machine, with a supply circuit for the consumer and a connected voltage source, a fuse holder with a fuse as overload protection of the fuse in the supply cable of the supply circuit in front of the electrical consumer Consumer is switched, with on each side of the fuse holder there is a first connection for connection to the supply cable with the interposition of the fuse, characterized in that on each side of the fuse holder ( 50 ) there is a second one with the respective end of the fuse ( 52 ). Directly connected connection ( 62 ) is present and that a measuring circuit ( 70 ) connected between the two th connections ( 62 ) is provided, which is used for the current consumption of the consumer ( 21 ) per proportional voltage drop above the Shunt resistor was acting fuse ( 52 ) and emits an electrical signal indicating the current consumption.

2. Device according to claim 1, characterized in that the current consumption signal of the electrical consumer ( 21 ) is displayed by a display instrument ( 82 ).

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the measuring circuit is assigned a threshold circuit ( 74 ) which generates a threshold signal when the Stromver consumption signal exceeds a predetermined threshold tet.

4. The device according to claim 3, characterized in that the threshold circuit ( 74 ) is connected to a visual and / or acoustic warning device ( 80 ) which is activated by the threshold signal.

5. The device according to claim 3, characterized in that the threshold circuit with a control circuit ( 76 ) is connected, which automatically switches off the associated electrical load ( 21 ) upon receipt of the threshold signal.