DE1763823C - Elektromagnetischer Anlaßschalter mit einem drehbaren Magnetanker für Einphaseninduktionsmotoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Anlaßschalter für Einphaseninduktionsmotoren mit einem aus einem Gehäuseunterteil und einem Gehäuseoberteil bestehenden Gehäuse und mit einem Magnetkern, der einen mit einer Magnetspule bewickelten Spulenkörper aufweist und der in dem einen Gehäuseteil angeordnet ist, sowie mit einem mit dem anderen Gehäuseteil drehbar verbundenen Magnetanker.

Es ist ein Schalter dieser Art bekannt (USA-. Patentschrift 2 882 460), dessen Gehäuseunterteil aus einer metallenen Grundplatte und dessen Gehäuseoberteil aus einer Kappe aus ferromagnetischem Material besteht, die als magnetischer Rückschluß für den Magnetanker und den Magnetkern dient. Der Magnetkern ist mehrteilig ausgebildet und an seinem Ende mit der Kappe vernietet. Durch diese Vernietung ist gleichzeitig auch der mit der Magnetspule versehene, auf dem Magnetkern sitzende Spulenkörper, der in die Kappe eingesetzt ist, in der Kappe befestigt. In der metallenen Grundplatte sind die Anschlußfahnen unter Zwischenschaltung von Isolierstücken befestigt. Außerdem ist auf der metallenen Grundplatte der zweiteilige Magnetanker schwenkbar gelagert. Dieser zweiteilige Magnetanker ist relativ kompliziert ausgebildet und gelagert. Dadurch ergeben sich eine schwierige sowie teure Herstellung und Montage.

Bei einem weiteren bekannten Schalter der oben bezeichneten Art (britische Patentschrift 838 823) besteht das Gehäuse aus zwei luftdicht abgeschlossenen Behältern, die in einen nur an ein*.. Seite offenen Behälter eingesetzt sind. In dem einen, das Gehäuseunterteil bildenden Behälter ist der mit zwei Magnetspulen versehene Magnetkern und in dem den Gehäuseoberteil bildenden Behälter der drehbare Magnetanker untergebracht. Der mit «einen beiden Polen aus dem Gehäuseunterteil herausragende Magnetkern greift mit diesen Polen in U-förmige Aussparungen des H-förmig ausgebildeten Magnetkerns hinein. Infolge dieser Ausbildung ergeben sich eine relativ schwierige sowie teure Herstellung und Montage des bekannten Schalters.

Der Erfinduni: liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Schalter der oben bezeichneten Art so auszubilden, daß ihre Fertigung und Montage vereinfacht werden. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Gehäuse etwa in seiner Mitte quer geteilt ist, daß der gerade ausgebildete, parallel ?.ur Teilungsebene des Gehäuses angeordnete Magnetkern in dem Spulenkörper befestigt und der Spulenkörper in eine entsprechende Aussparung des Ciehüuseunterteils spielfrei eingesetzt ist, daß der U-förmig ausgebildete Magnetanker mit seinen beiden U-Schenkeln aus dem Gehäuseoberteil hcrausragt und in das Gehäuseunterteil so hineinragt, daß die beiden Enden der U-Schenkel im angezogenen Zustande des Magnetankers die beiden Enden des geraden Magnetkerns mit einem geringen Luftspalt überdecken, und daß der Magnetanker einen in seiner Mitte befestigten, von seinen U-Schenkeln weggerichteten Lagerzapfen aufweist, der in einer entsprechenden Bohrung des Gehäuscobcrtcils drehbar gelagert ist.

Infolge dieser Ausbildung sind eine relativ einfache sowie billige Herstellung und Montage des erfindungsgemäßen Anlaßschaltcrs möglich. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an den beiden Längsschmalseiten des Magnetankers je ein in der Ausschaltstellung von einem Gegenkontaktstück abgehobenes bewegliches Kontaktstück angeordnet. Dadurch wird die Abschaltleistung auf zwei Kontaktstückpaare verteilt, so daß diese beiden Kontaktstückpaare geschont werden und beim erfindungsgemäßen Anlaßschalter eine hohe elektrische Lebensdauer erreicht wird. Durch diese Doppelunterbrechung ergibt sich auch bei starker Induktivität eine hohe Schaltleistung.

Es ist bereits ein Anlaßschalter bekannt (USA.-Patentschrift 3 261 943), dessen drehbar gelagerter Mr.gnetanker ebenfalls wie beim erfindungsgemäßen Anlaßschalter an seinen Längsseiten je ein bewegliches Kontaktstück aufweist, das mit einem festen Gegenkontaktstück zusammenarbeitet. Hierbei liegt im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Anlaßschalter das eine der beiden Kontaktstücke sowohl in der Einschalt- als auch in der Ausschaltstellung am zu-

ao gehörigen Gegenkontaktstück an, so daß bei diesem bekannten Anlaßschalter eine Stromunterbrechung nur an dem anderen Kontaktstück und dem zugehörigen Gegenkontaktstück erfolgt.

Zur weiteren Vereinfachung der Fe^rtigung ist der

as Magnetanker als Stanzteil ausgebildet, und er weist an den beiden Längsseiten einstückig ausgebildete Zapfen auf, auf die zwei je ein bewegliches Kontaktstück tragende Kontaktfedern mit entsprechenden Bohrungen aufgesteckt und darauf vernietet sind.

Dadurch werden besondere Befestigungsniete für die Kontaktfedern eingespart. Hierbei dient zur weiteren Fertigungsvereinfachung einer der Zapfen zur Halterung des einen Endes einer Druckfeder, die den Magnetanker in seine Ausschaltstellung zu drehen sucht und sich mit ihrem anderen Ende auf einer in einem gehäusefesten Teil angeordneten Einstellschraube abstützt. Mit Hilfe der Einstellschraube wird der Ansprechpunkt des Anlaßscha'lters eingestellt.

Es ist ein Schalter bekannt (USA.-Patcntschrift 3 147 349), dessen drehbarer Magnetanker ebenfalls einen Zapfen aufweist, der zur Halterung des einen Endes einer Druckfeder dient, die den Magnetanker in seine Ausschaltstellung zu drehen sucht und sich im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Anlaßschalter mit ihrem anderen Ende an einem gehäusefesteii Teil abstützt. Im weiteren Gegensatz zum erfindungsgemäßen Anlaßschalter besteht der Magnetanker des bekannten Schalters nicht aus einem Stanzstück.

sondern aus zwei miteinander verbundenen Preßstücken.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die beiden Stirnseiten des Magnetkerns, in Richtung der Drehachse des Magnetankers gesehen, kreisbogenförmig ausgebildet, wobei die Mittelpunkte der Kreisbögen auf einer durch die Drehachse des Magnetankers hindurchgehenden Geraden in gleichen Abständen zu beiden Seiten dieser Drehachse liegen. Dadurch werden ein hohes Anzugsmoment des Magnetkerns für den Magnetanker und eine große Haltekraft im angezogenen Zustande des Magnetankers erreicht.

Es ist ein Anlaßschalter bekannt (AEG-Mitteilungen 54, 1964, S. 566, Bild 5), dessen Magnetanker wie der Magnetkern des erfindungsgemäßen Anlaßschalters und dessen Magnetkern wie der Magnetanker des erfindungsgemäßen Anlaßschalters ausgebildet ist. Die gerade Ausbildung des Magnetkerns

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des erfindungsgemäßen Anlaßschaiters hat den Vorteil, daß sich der gerade Magnetkern wesentlich einfacher im Magnetspulenkörper befestigen läßt als der U-förmige Magnetkern des bekannten Anlaßschalters.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt nach der Linie I-I der F i g. 2,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1,

F i g. 3 den gleichen Schnitt wie F i g. 2 im geschlossenen Zustande des Anlaßschalters und

F i g. 4 den in den Stromkreis eines Einphaseninduktionsmotors eingeschalteten Anlaßschalter gemäß den F i g. 1 bis 3.

Der dargestellte Anlaßschalter weist ein Gehäuse auf, das aus einem Gehäuseunterteil 1 und einem Gehäuseoberteil 2 besteht, die mittels zweier Hohlniete 3 miteinander verbunden sind. Ein mit einer Magnetspule 4 versehener Spulenkörper 5 ist in entsprechende Aussparungen des Gehäuseunterteils 1 selbsthaftend eingesetzt. In den Spulenkörper 5 ist ein Magnetkern 6 eingepreßt.

Das Gehäuseoberteil 2 weist einen Ansatz 7 mit einer Bohrung 8 auf, in dem ein zylindrischer Zapfen 9 eines Magnetankers 10 schwenkbar gelagert ist. Der Magnetanker 10 ist aus einem Blechstück gestanzt und U-förmig gebogen. Mit seinen U-Schenkeln 11 umgibt der Magnetanker 10 den Magnetkern 6.

Die beiden Stirnseiten 12 des geraden Magnetkerns 6 sind kreisbogenförmig ausgebildet, wobei die Mittelpunkte der Kreisbögen auf einer durch die Drehachse 13 des Magnetankers 10 hindurchgehenden Geraden in gleichen Abständen zu beiden Seiten dieser Drehachse 13 liegen. An den beiden gegenüberliegenden Längsseiten des die beiden U-Schenkel 11 verbindenden Teils weist der Magnetanker 10 rechteckige Zapfen 14 auf, auf die zwei Kontaktfedern 15 mit entsprechenden Bohrungen aufgesteckt und darauf vernietet sind. Die gleich ausgebildeten Kontaktfedern 15 sind an ihren freien Enden mit beweglichen Kontaktstücken 16 versehen, die mit festen Gegenkontaktstücken 17 zusammenarbeiten, die an Ansch'ußfahnen 18 angeordnet sind. Der Schwerpunkt des gesamten Mzgnetankers 10 liegt auf der Drehachse 13, so daß Stöße und Erschütterungen eine Schwenkung des Magnetankers 10 nicht verursachen können.

Der eine Zapfen 14 dient zur Halterung des einen lindes einer Druckfeder 19, die sich mit ihrem anderen Ende an einem gewindelosen Zapfen 20 einer Einstellschraube 21 abstützt, die in eine in eine entsprechende Aussparung des Gehäuseoberteils 2 eingesetzte Mutter 22 eingeschraubt ist. Bei Betätigiing der Einstellschraube 21 wird die Druckfeder 19 mehr oder weniger zusammengedrückt, wodurch der Ansprechpunkt des Anlaßschalters eingestellt werden kann.

Das eine Ende der Magnetspule 4 ist mit der Anschlußfahne 18 und das andere Ende mit einer Anschlußfahne 23 verbunden. In den F i g. 2 und 3 ist noch eine vierte Anschlußfahne 24 gezeichnet, die jedoch fortfallen kafiii. Sämtliche Anschlußfahnen 18, 23, 24 sind in entsprechende Aussparungen des Gehäuseunterteils 1 selbsthaftend eingesetzt. Nach dem Aufsetzen des Gehäuseoberteils auf das Gehäuseunterteil 1 ragen diese Anschlußfahnen 18, 23, 24 nus dem Gehäuseoberteil 2 heraus, wie aus F i g. 1 ersichtlich ist. Die Anschlußfahnen 18,23,24 sind an den aas dem Gehäuseoberteil 2 herausragei.den Enden als Steckkontakte ausgebildet.

In F i g. 4 ist der in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Anlaßschalter mit 25 bezeichnet. Hierbei ist das eine Ende der Magnetspule 4 mit der Anschlußfahne 24 und weiterhin mit der Anschlußfahne 18 verbunden, die an der Phase Λ liegt. Der Null-Leiter O ist sowohl mit der Hauptwicklung 26 als auch mit der

ίο Anlaßwicklung 27 eines Einphaseninduktionsmotors 28 verbunden.

Die Wirkungsweise des dargestellten Anlaßschalters ist folgende:

Bevor mit Hilfe eines Hauptschalters der Strom-

kreis der Hauptwicklung 26 des Elektromotors 28 geschlossen wird, befindet sich der Anlaßschalter in der in F i g. 2 dargestellten Ausschaltstellung. Sobald der Hauptschalter geschlossen wird, fließt durch die Hauptwicklung 26 und durc- die Magnetspule 4

ao ein großer Anlaßstrom, der ein seiir starkes Magnetfeld im Magnetkern 6 hervorruft, durch das der Magnetanker 10 angezogen und in die in F i g. 3 dargestellte Einschaltstellung gebracht wird, in der die beweglichen Kontaktstücke 16 der Kontaktfedern 15

an den festen GegenkontaV'r.tücken 17 anliegen, wodurch die Anlaßwicklung 27 unter Strom gesetzt wird. Mit zunehmender Drehzahl wird auch die Gegen-EMK immer größer und der Strom in der Hauptwicklung 26 und in der Magnetspule 4 immer

kleiner, so daß beim Erreichen der Nenndrehzahl das Magnetfeld im Magnetkern 6 den Magnetanker 10 nicht mehr in der in F i g. 3 dargestellten Lage halten kann, so daß dieser Magnetanker 10 unter Wirkung der Druckfeder 19 in die in F i g. 2 dar-

gestellte Lage zurückkehrt, in der der Stromkreis der Anlaßwicklung 27 unterbrochen ist.

Infolge der bogenförmigen Ausbildung der Stirnseiten 12 des Magnetkerns 6 ist auch vor dem Anziehen des Magnetankers 10 zwischen seinen

Schenkeln 11 und den Stirnseiten 12 des Magnetkerns 6 ein relativ kleiner Luftspalt vorhanden, auf Grund dessen der Magnetanker 10 bei Erregung des Magnetkerns 6 stark angezogen und in die in F i g. 3 dargestellte Einschaltstellung gebracht wird, in der

auch der Luftspalt 29 an der engsten Stelle 30 zwar einen geringen, aber bestimmten Wert hat, damit bei erfolgtem Anlauf der Magnetanker 10 mit Sicherheit in die in F i g. 2 dargestellte Ausschaltstellung unter Wirkung der Druckfeder 19 gelangen kann.

Wenn im Betriebe die Belastung des Motors so groß wird, daß die Drehzahl bis zum Kippunkt absinken könnte, wird durch den höheren Strom die Magnetspule 4 so erregt, daß der Amaßschalter 25 geschlossen und die Anlaßwicklung 27 wieder zu-

geschaltet wird, die das Drehmoment verstärkt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetischer Anlaßschalter für Einphaseninduktionsmotoren mit einem aus einem

Gehäuseunterteil und einem Gehäuseoberteil bestehenden Gehäuse und mit einem Magnetkern, der einen mit einer Magnetspule bewickelten Spulenkörper aufweist und der in dem einen Gehäuseteil angeordnet ist, sowie mit einem mit dem anderen Gehäuseteil drehbar verbundenen Magnetanker, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse etwa in seiner Mitte quer geteilt ist, daß der gerade ausgebildete, parallel zur

Teilungsebene des Gehäuses angeordnete Magnetkern (6) in dem Spulenkörper (5) befestigt und der Spulenkörper (5) in eine entsprechende Aussparung des Gehäuseunterteils (1) spielfrei eingesetzt ist. daß der U-förmig ausgebildete Magnetanker (10) mit seinen beiden U-Schenkeln (11) aus dem Gehäuseoberteil (2) hcrausragt und in das Gehäuseunterteil (1) so hineinragt, daß die Enden der U-Schenke! (11) im angezogenen Zu stande des Magnetankers (10) die beiden Enden to des geraden Magnetkerns (6) mit einem geringen Luftspalt (29) überdecken, und daß der Magnetanker (10) einen in seiner Mitte befestigten, von seinen U-Schenkeln (11) weggerichteten Lagerzapfen (9) aufweist, der in einer entsprechenden Bohrung (8) des Gehäuseoberteils (2) drehbar gelagert ist.

2. Anlaßschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Längsschmalseiten des Magnetankers (10) je ein in der Aus- «o schaltstellung von einem Gegenkontaktstück (17) abgehobenes bewegliches Kontaktstück (16) angeordnet ist.

3. Anlaßschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker (10) als Stanzteil ausgebildet ist und an den beiden Längsseiten einstückig ausgebildete Zapfen (14) aufweist, auf die zwei je ein bewegliches Kontaktstück (16) tragende Kontaktfedern (15) mit entsprechenden Bohrungen aufgesteckt und darauf vernietet sind.

4. Anlaßschalter nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß einer der Zapfen (14) zur Halterung des einen Endes einer Druckfeder (19) dient, die den Magnetanker (10) in seine Aus schaltstellung zu drehen sucht und sich mit ihrem anderen Ende auf einer in einem gehäusefesten Teil (Mutter 22) angeordneten Einstellschraube (21) abstützt.

5. Anlaßschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Stirnseiten (12) des Magnetkerns (6), in Richtung der Drehachse (13) des Magnetankers (10) gesehen, kreisbogenförmig ausgebildet sind, wobei die Mittelpunkte der Kreisbögen auf einer durch die Drehachse (13) des Magnetankers (10) hindurchgehenden Geraden in gleichen Abständen zu beiden Seiten dieser Drehachse (13) liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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