DE19537495A1 - Vorrichtung zur Überwachung der Stromaufnahme elektrischer Verbraucher - Google Patents
Vorrichtung zur Überwachung der Stromaufnahme elektrischer VerbraucherInfo
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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 (5)
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995137495 DE19537495A1 (de) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | Vorrichtung zur Überwachung der Stromaufnahme elektrischer Verbraucher |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1995137495 DE19537495A1 (de) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | Vorrichtung zur Überwachung der Stromaufnahme elektrischer Verbraucher |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19537495A1 true DE19537495A1 (de) | 1997-03-27 |
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ID=7774349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1995137495 Ceased DE19537495A1 (de) | 1995-09-25 | 1995-09-25 | Vorrichtung zur Überwachung der Stromaufnahme elektrischer Verbraucher |
Country Status (1)
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