DE9213624U1 - Elektrisches Gerät mit Schutzeinrichtung - Google Patents

Description

DIPL.-ING. PETER O¹ZTTE

PATENTANWALT

Tiroler Str. 15 D-7250 Leonberg Tel.07152/45421

2569/Ni/mü
04.07.1992

BSG-Schalttechnik GmbH & Co. KG
Meisterstr. 19, 7460 Baiingen 1

Elektrisches Gerät mit Schutzeinrichtung Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät mit einem zwischen einer Einschaltstellung und einer Ausschaltstellung umschaltbaren Hauptschalter, der in Reihe zu einem elektrischen Verbraucher in einem Hauptstromkreis des Gerätes angeordnet ist, und mit einer auf eine Betriebsstörung ansprechenden Schutzeinrichtung.

Es ist bekannt, elektrische Geräte, insbesondere Haushaltsgeräte und Elektrowerkzeuge mit einer Schutzeinrichtung auszurüsten, die im Falle einer Betriebsstörung anspricht, um Schäden am Gerät selbst oder Gefahren für den Benutzer zu vermeiden.

Im einfachsten Fall besteht eine bekannte Schutzeinrichtung aus einer Schmelzsicherung oder gegebenenfalls einem Sicherungsautomaten, deren Ansprechen in Abhängigkeit von einem Kurzschluß bzw. Überstrom erfolgt. Dabei werden gegebenenfalls Verzögerungsein-

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richtungen wie z.B. ein Bimetallstreifen oder ein elektrisches bzw. elektronisches Zeitglied eingesetzt, um den zunächst unterbrochenen Hauptstromkreis nach einer gewissen Zeit zumindest versuchsweise zu schliessen, so daß das Gerät weiterarbeiten kann, falls die Störung bei Ablauf der Verzögerungszeit nicht mehr vorliegt.

Bei den bisherigen Bemühungen um elektrische Geräte mit Schutzeinrichtungen zum Schutz der Geräte und der Benutzer wurde eine gravierende Möglichkeit für eine Betriebsstörung bisher völlig außer Acht gelassen. Tatsächlich kann es bei allen derzeit handelsüblichen elektrischen Geräten vorkommen, daß das eingeschaltete und zunächst im Betrieb befindliche Gerät, welches durch einen Ausfall der Speisespannung, insbesondere der Netzspannung im eingeschalteten Zustand außer Betrieb gesetzt wurde, bei Wiederherstellung der Spannungsversorgung wieder zu arbeiten beginnt, womit erhebliche Gefahren verbunden sind.

Wenn es sich bei dem betreffenden Gerät beispielsweise um ein Gerät mit motorischem Antrieb handelt, dann kann die Wiederherstellung der Spannungsversorgung zu einem plötzlichen Starten des Antriebs führen, wodurch ein Benutzer, der vielleicht gerade prüft, weshalb das Gerät stehengeblieben ist, erheblich gefährdet werden kann. Auch bei anderen elektrischen Geräten, beispielsweise solchen mit Heizeinrichtungen wie z.B. Öfen, Kaffeemaschinen u.dgl., ist die für den Benutzer unerwartete Aufnahme des Betriebes nach einem Ausfall der Speisespannung gefährlich, da das bei Wiederherstellung der Spannungsversorgung möglicherweise unbeaufsichtigte

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Gerät selbst Schaden nehmen oder unter Umständen auch einen Brand auslösen kann.

Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend aufgezeigten Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes elektrisches Gerät mit Schutzeinrichtung dahingehend zu verbessern, daß eine Gefährdung von Menschen und Material bei Wiederherstellung der Spannungsversorgung nach einem vorausgehenden, bei eingeschaltetem Gerät aufgetretenen Ausfall der Speisespannung zuverlässig vermieden wird.

Diese Aufgabe wird bei einem elektrischen Gerät der eingangs angegebenen Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Schutzeinrichtung als auf eine Unterbrechung der Speisespannung ansprechende Schutzeinrichtung ausgebildet ist, deren Unterbrecherkontakt beim Umschalten des Hauptschalters aus seiner Ausgangsstellung in seine Einschaltstellung durch die Speisespannung in seine Schließstellung gebracht und in dieser gehalten wird.

Es ist ein besonderer Vorteil von elektrischen Geräten gemäß der Erfindung, daß nach einem Ausfall der Speisespannung unter allen Umständen eine aktive Mitwirkung des Benutzers erforderlich ist, um das Gerät wieder in Betrieb zu nehmen, da es für das Schließen des Hauptstromkreises, über den die Speisung eines elektrischen Verbrauchers, insbesondere eines Motors oder einer Heizeinrichtung erfolgt, nicht ausreicht, daß sich der Hauptschalter in seiner Einschaltstellung befindet. Vielmehr muß der Hauptstromkreis durch das Umschalten des Hauptschalters aus seiner Ausschaltstellung in seine Einschaltstellung für die Betriebsaufnahme vorbereitet

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werden, was nur dann gelingt, wenn zum Zeitpunkt der Betätigung des Hauptschalters die Speisespannung vorhanden ist. Dies bedeutet in der Praxis, daß der Benutzer nach dem Ausfall eines elektrischen Geräts aufgrund einer Unterbrechung der Speisespannung, insbesondere der Netzspannung, den Hauptschalter zunächst in die Ausschaltstellung bringen muß und dann erneut in die Einschaltstellung, damit dem elektrischen Verbraucher über den Hauptstromkreis seine Speisespannung zugeführt werden kann.

In Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Unterbrecherkontakt ein Relaiskontakt eines beim Umschalten des Hauptschalters in seine Einschaltstellung über einen mit dem Hauptschalter gekoppelten Wischkontakt kurzfristig mit der Speisespannung gespeisten, selbsthaltenden Relais ist.

Bei dieser Ausgestaltung wird das Relais durch einen kurzen, bei Betätigung des Wischerkontaktes fließenden Strom zum Anziehen gebracht und schließt dabei seinen als Unterbrecherkontakt im Hauptstromkreis liegenden Relaiskontakt, über den es sich anschließend selbst hält.

Dabei kann das Relais bei Speisung des elektrischen Gerätes mit Wechselspannung ein Wechselstromrelais sein, welches in einem Nebenzweig des Hauptstromkreises liegt. Das Relais kann aber auch ein Gleichspannungsrelais sein, welches mit einer mit Hilfe eines Gleichrichters aus der Wechselspannung erzeugten Gleichspannung gespeist wird, die gegebenenfalls beispielsweise bei Verwendung nur einer einzigen Diode als Gleichrichter noch geglättet wird.

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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Unterbrecherkontakt gemäß einer anderen Variante der Realisierung einer auf eine Unterbrechung der Speisespannung ansprechenden Schutzeinrichtung ein Relaiskontakt eines Relais, welches in einem zwischen zwei Speisespannungsanschlüssen des Geräts liegenden ersten Leiterpfad liegt, wobei der Relaiskontakt als Umschaltkontakt ausgebildet ist und bei Unterbrechung der Hauptstromstrecke einen zu dem Relais parallelen zweiten Leiterpfad schließt.

Der Grundgedanke dieser Ausgestaltung der Schutzeinrichtung eines erfindungsgemäßen elektrischen Gerätes besteht dabei darin, daß das Relais anzieht und damit die Hauptstromstrecke vorbereitet, sobald dem elektrischen Gerät beispielsweise durch Verbinden desselben mit einer Steckdose Speisespannunge zugeführt wird. Die dadurch vorbereitete Hauptstromstrecke kann dann durch den Hauptschalter geschlossen werden, um dem elektrischen Verbraucher eine Speisespannung zuzuführen. Wenn nun unter diesen Bedingungen ein Ausfall der Speisespannung bzw. der Netzspannung eintritt, dann fällt das Relais ab, wobei der als Unterbrecherkontakt dienende Relaiskontakt den zweiten Leiterpfad schließt, indem die zu diesem Zeitpunkt geschlossene Kontaktstrecke des eingeschalteten Hauptschalters liegt. Hierdurch teilt sich der Strom bei Wiederherstellung der Speisespannungsversorgung und weiter "eingeschaltetem" Gerät auf die beiden parallelen Leiterpfade, so daß der Stromfluß über das Relais auf jeden Fall geringer wird als bei geöffnetem Hauptschalter mit Konseguenz, daß das Relais bei geeigneter Dimensionierung bzw. bei Verwendung entsprechender Widerstände in den beiden Strompfaden bei eingeschaltetem Hauptschalter nicht anzieht. Hierdurch

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wird wieder eine erneute Betriebsaufnahme bei Rückkehr der Speisespannung ohne eine aktive Betätigung des Hauptschalters durch Ausschalten und anschließendes erneutes Einschalten verhindert.

Da bei der betrachteten Schaltungsvariante der Schutzeinrichtung ständig ein Strom über das Relais fließt, solange die Speisespannung vorhanden ist, kann es am Relais bzw. an einem Vorwiderstand für das Relais zu einer unerwünschten Erwärmung kommen, wenn die Schaltung der Schutzeinrichtung nicht hinsichtlich der Wahl der elektrischen Bauteile und der Anordnung derselben sehr sorgfältig ausgeführt wird. Außerdem ist die Schutzeinrichtung dadurch, daß das Relais ständig an der Speisespannung anliegt, nicht voll vom Netz getrennt.

Die aufgezeigten Probleme lassen sich vermeiden, wenn in weiterer Ausgestaltung der Erfindung in beiden Leiterpfaden Wechselspannungskondensatoren verwendet werden.

Außerdem hat es sich als günstig erwiesen, in die Schaltung der Schutzeinrichtung eine Leuchtdiode derart einzufügen, daß das Anliegen einer Speisespannung am Eingang der Schutzeinrichtung durch ein Leuchten oder Blinken der Leuchtdiode signalisiert wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Ansprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines elektrischen Gerätes gemäß der Erfindung;

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Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer gegenüber der Schaltung gemäß Fig. 1 abgewandelten Schaltung;

Fig. 3-5 ein schematisches Schaltbild einer zweiten Variante einer Schutzeinrichtung eines elektrischen Gerätes gemäß der Erfindung sowie zwei abgewandelte Schaltungsvarianten ;

Fig. 6-8 schematische Schaltbilder weiterer Schaltungsvarianten teilweise mit eingefügtem Sicherheitsschalter;

Fig. 9 eine Schaltungsvariante mit in den Hauptschalter integrierter Schutzeinrichtung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Schaltung mit zwei eingangsseitigen Anschlüssen A, B, die beispielsweise über eine übliche Kabelverbindung (nicht dargestellt) mit
einer Wechselspannungsquelle verbunden werden können
und an die insbesondere die übliche Netzwechselspannung von (in Deutschland) 220 V bei einer Netzfrequenz von
50 Hz angelegt wird.

Die Schaltung gemäß Fig. 1 umfaßt ferner zwei ausgangsseitige Anschlüsse V1 und V2, an die ein Motor M mit
seinen Wicklungen W1 und W2 angeschlossen ist. Ein
Wechselspannungsrelais RL ist mit seinem einen Anschluß an den eingangsseitigen Anschluß B angeschlossen. Der
andere Anschluß des Relais RL ist mit dem weiteren eingangsseitigen Anschluß A über einen Relaiskontakt rl
oder über einen Wischerkontakt KW verbindbar, wobei
diese beiden Kontakte, wie in Fig. 1 gezeigt, bei nicht eingeschaltetem Gerät geöffnet sind. In diesem Betriebszustand ist auch ein Ein/Aus-Schalter bzw. ein zwischen einer Einschaltstellung und einer Ausschaltstellung
umschaltbarer Hauptschalter H geöffnet. Wenn an den

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beiden eingangsseitigen Anschlüssen A, B eine Speisespannung bzw. die Netzwechselspannung anliegt und wenn dann der Hauptschalter H aus seiner Ausschaltstellung in seine Einschaltstellung gebracht wird, dann wird der mechanisch mit dem Hauptschalter H gekoppelte Wischerkontakt KW kurzfristig an einen Kontaktpunkt P angelegt, so daß vom Anschluß A über den Kontaktpunkt P und eine Leitung L ein Strom zu dem vom Anschluß B abgewandten Anschluß des Relais RL fließen kann. Dadurch zieht das Relais RL an und schließt den als Unterbrecherkontakt dienenden Relaiskontakt Rl, so daß der Strom nunmehr von dem Anschluß A über den Relaiskontakt rl, die Schaltstrecke des in die Einschaltstellung gebrachten Hauptschalters H und von dort zum ausgangsseitigen Anschluß V1 fließen kann, um über den Motor M und dessen Wicklungen W1, W2 zu dem ausgangsseitigen Anschluß V2 und dem eingangsseitigen Anschluß B zur Speisespannungsquelle zurückzufließen (oder umgekehrt).

Wenn nun bei eingeschaltetem und laufendem Motor M ein Ausfall der Speisespannung bzw. der Netzspannung zwischen den Anschlüssen A und B eintritt, dann wird das in einem Nebenpfad des Hauptstromkreises liegende Relais RL stromlos und unterbricht den Hauptstromkreis durch Öffnen des Relaiskontaktes rl. Dies hat zur Folge, daß der Hauptstromkreis bei Wiederherstellung der Speisespannung zunächst unterbrochen bleibt, da der eine Anschluß des Relais RL über den offenen Wischerkontakt KW keine Verbindung zum Anschluß A hat. Es besteht also keine Gefahr, daß der Motor M überraschend wieder anläuft,

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obwohl sich der Hauptschalter H nach wie vor in seiner Einschaltstellung befindet. Ein erneutes Einschalten des Motors M ist vielmehr bei der betrachteten Schaltung nur dann möglich, wenn der Hauptschalter H von einem Benutzer aktiv betätigt wird, und zwar in der Weise, daß der Hauptschalter H zunächst in seine Ausschaltstellung gebracht wird und dann wieder in seine Einschaltstellung, da der Wischerkontakt KW zur Herstellung eines Strompfads über das Relais RL nur betätigt wird, wenn der Hauptschalter H aus seiner Einschaltstellung in seine Ausschaltstellung bewegt wird. Dabei ist die Funktion der Schaltung gemäß Fig. 1 abgesehen davon, daß gegebenenfalls das Relais ausgewechselt werden muß unabhängig davon, ob es sich bei der Speisespannung um eine Wechselspannung oder um eine Gleichspannung handelt. In beiden Fällen wird ein möglicherweise unerwünschtes und/oder gefährliches Speisen des elektrischen Verbrauchers - beim Ausführungsbeispiel des Motors M - zuverlässig vermieden.

Fig. 2 zeigt eine Variante der Schaltung gemäß Fig. 1, wobei der Hauptunterschied zwischen den beiden Schaltungen darin besteht, daß trotz des Anliegens einer Wechselspannung an den eingangsseitigen Anschlüssen A, B anstelle eines Wechselspannungsrelais ein Gleichspannungsrelais RL verwendet wird. Die Speisung dieses Relais RL erfolgt über einen Gleichrichter, der beim Ausführungsbeispiel durch eine einfache Diode D gebildet wird, zu der ein Vorwiderstand R in Reihe geschaltet ist. Ferner ist zur Glättung der aus einzelnen Halbwelllen bestehenden pulsierenden Gleichspannurtj, die von der Diode erzeugt wird, parallel zu dem Relais RL ein Glättungskondensator C vorgesehen.

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Die Schaltung gemäß Fig. 2 bietet den Vorteil, daß anstelle eines üblicherweise relativ großen Wechselspannungsrelais ein handelsübliches Gleichspannungsrelais
mit wesentlich kleineren Abmessungen eingesetzt werden kann, was dann wichtig ist, wenn in einem Gerät für den Einbau der Schutzeinrichtung nur sehr wenig Platz vorhanden ist. Im übrigen ist der Funktionsablauf bei der Schaltung gemäß Fig. 2 derselbe wie bei der zuvor eingehend erläuterten Schaltung gemäß Fig. 1.

In Fig. 3 der Zeichnung ist das Schaltbild - ohne Verbaucher - einer von den Schaltungen gemäß Fig. 1 und 2 deutlich verschiedenen Schaltungsvariante gezeigt. Bei der Schaltung gemäß Fig. 3 liegt das Relais,..bei dem
es sich bei einer Wechselspannung als Speisespannung
wieder um ein Wechselspannungsrelais handelt, in Serie zu einem Vorwiderstand R1 direkt zwischen den eingangsseitigen Anschlüssen A und B. Sobald an diese beiden
Anschlüsse A, B eine Wechselspannung angelegt wird, beispielsweise durch Einstecken eines Netzsteckers des
Gerätes, zieht das Relais RL an und bringt seinen als
Unterbrecherkontakt dienenden Relaiskontakt rl, der
als Umschaltkontakt ausgebildet ist, in seine gestrichelt eingezeichnete Schaltstellung. Nunmehr kann der Hauptstromkreis dadurch geschlossen werden, daß der Hauptschalter H in seine. Einschaltstellung gebracht wird.
Ein an die ausgangsseitigen Anschlüsse V1, V2 angeschlossener Verbraucher wird also gespeist. Wenn in
diesem Betriebszustand eine Unterbrechung der Speisespannung bzw. der Netzwechselspannung erfolgt, dann
fällt das Relais RL ab mit der Folge, daß der Relaiskontakt rl in seine in Fig. 3 mit einer ausgezogenen
Linie eingezeichnete Schaltstellung umschaltet. In dieser Schaltstellung ergibt sich bei nach wie vor einge-

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schaltetem Hauptschalter H parallel zu dem Relais RL ein zweiter Strompfad bzw. Leiterpfad mit der Reihenschaltung der Schaltstrecke des Hauptschalters H, dem Relaiskontakt rl und gegebenenfalls einem der Strombegrenzung dienenden Widerstand R2.

Wenn nun in diesem Schaltzustand die Wechselspannung wieder zurückkehrt, dann fließt ein Teil des Stroms nicht mehr über das Relais RL, sondern über den dazu prallelen zweiten Strompfad, wodurch bei geeigneter Dimensionierung des Relais RL, welches bei einer Netzwechselspannung von 220 V beispielsweise bei Erreichen eines Spannungspegels von 170 V anzieht, aufgrund des über den Relaiskontakt vorhandenen Nebenschlusses nicht mehr betätigt wird und folglich auch ein an die Anschlüsse V1, V2 angeschlossener Verbraucher keine Spannung erhält. Die Unterbrechung der Stromzufuhr zum Verbraucher läßt sich ebenso wie bei den Schaltungen gemäß Fig. 1 und 2 auch bei der Schaltung gemäß Fig. 3 nur dadurch aufheben, daß zunächst der Hauptschalter H in seine Ausschaltstellung gebracht wird, wodurch der zweite Strompfad unterbrochen wird, so daß nunmehr die volle, für ein Anziehen des Relais RL erforderliche Spannung an diesem anliegt und ein Umschalten des Relaiskontaktes rl erfolgt. Wenn der Hauptschalter H dann aus der Ausschaltstellung wieder in seine Einschaltstellung gebracht wird, wird auch der Verbraucher wieder "eingeschaltet".

Je nach den Gegebenheiten im Einzelfall kann es bei der Schaltung gemäß Fig. 3 nachteilig sein, daß mit dem Anlegen der Netzspannung bzw. der Speisespannung an die Anschlüsse A und B das Relais RL abgesehen von einem Spannungsausfall immer an Spannung liegt und daß die

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Schaltung somit nicht voll vom Netz bzw. der Speisespannungsquelle getrennt ist. Ein weiterer damit verknüpfter Nachteil besteht möglicherweise darin, daß der Vorwiderstand R1 ständig von einem Strom durchflossen wird, so daß er sorgfältig dimensioniert und in der Schaltung bzw. in dem damit ausgerüsteten Gerät so angeordnet werden muß, daß kein gefährlicher Wärmestau entstehen kann.

Bei der Abänderung der Schaltung gemäß Fig. 3 in der in Fig. 4 gezeigten Weise lassen sich die vorstehend angesprochenen Probleme vermeiden. Bei der Schaltung gemäß Fig. 4 sind die Vorwiderstände R1 und R2 jeweils durch einen Wechselspannungskondensator Ci bzw. Cl ersetzt, wodurch die Entstehung von Verlustwärme weitgehend vermieden wird. Außerdem ist zwischen den den Vorwiderstand R1 ersetzenden Kondensator C1 und das Relais eine Schaltung aus antiparallel geschalteten Dioden D1, D2, LED eingefügt, von denen die eine, nämlich die Diode LED eine Leuchtdiode ist, die einem benutzer das Bestehen einer elektrischen Verbindung zur Speisespannungsquelle signalisieren kann. Im übrigen handelt es sich bei der Schaltung gemäß Fig. 4 wieder um eine mit Wechselspannung gespeiste und ein Wechselspannungsrelais enthaltende Schaltung, die von den erläuterten Unterschieden abgesehen ebenso funktioniert wie die Schaltung gemäß Fig. 3.

Die in Fig. 5 gezeigte Schaltung unterscheidet sich von der Schaltung gemäß Fig. 3 dadurch, daß trotz Speisung mit Wechselspannung anstelle eines Wechselspannungsrelais ein Gleichspannungsrelais RL verwendet wird, dessen Speisung wie bei der Schaltung gemäß Fig. 2 über eine Gleichrichterdiode D erfolgt; die in Reihe zu dem

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Vorwiderstand Rl geschaltet ist, wobei die Glättung der pulsierenden Gleichspannung vom Ausgang der Diode D mit Hilfe eines parallel zu dem Relais RL geschalteten Kondensators C erfolgt. In den Erregerstrompfad für das Relais RL ist außerdem eine Leuchtdiode LED eingefügt, die bei Vorhandensein der Speisespannung anzeigt, daß das Relais RL angeschlossen und erregt ist.

Eine weitere Variante einer Schaltung für ein elektrisches Gerät gemäß der Erfindung ist in Fig. 6 dargestellt. Bei dieser Schaltungsvariante liegt ein Gleichspannungsrelais RL in Serie zu einer Diode Dl, einem Kondensator Cl und einem Widerstand Rl zwischen den eingangsseitigen Anschlüssen A und B. Parallel zu dem Relais RL liegt in einem ersten Zweig ein Kondensator C2 und in einem zweiten Zweig eine Serienschaltung aus dem Hauptschalter A, dem Relaiskontakt rl und dem Widerstand R2. Der gemeinsame Verbindungspunkt des Kondensators C2,des Widerstandes R2 und des Relais RL ist mit der Kathode der Diode Dl verbunden, deren Anode mit der Kathode einer weiteren Diode D2 verbunden ist, deren Anode an den Anschluß A angeschlossen ist.

Wenn bei der Schaltung gemäß Fig. 6 bei geöffnetem Hauptschalter A die Netzspannung an die Anschlüsse A und B angelegt wird, dann fließt bei der nächsten Halbwelle, für die die Diode Dl in Durchlaßrichtung gepolt ist Anschluß B positiv gegenüber Anschluß A - ein Strom über die Serienschaltung RL, Dl, Cl, Rl, durch den das Relais RL zum Anziehen gebracht bzw. eingeschaltet wird, so daß sein Relaiskontakt rl umschaltet und damit den

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Hauptstromkreis über den Motor M vorbereitet. Gleichzeitig wird der Kondensator C2 aufgeladen, so daß er während der nächsten Halbwelle der Netzspannung als Hilfsspannungsquelle bzw. Ladekondensator zum Halten des Relais RL dienen kann. Dabei erfolgt ein Umladen des Kondensators Cl über die Diode D2, wobei der Widerstand Rl beim Umladen des Kondensators Cl zur Strombegrenzung dient.

Wenn nunmehr der Hauptschalter H in seine Einschaltstellung gebracht, d.h. geschlossen wird, dann gelangt die Netzspannung in dem vorbereiteten Hauptstromkreis an den Motor M, und dieser läuft an. Wenn nun bei eingeschaltetem Hauptschalter H die Netzspannung zwischen den Anschlüssen A und B aufgrund eines Netzausfalls, durch Ziehen des Netzsteckers o.dgl. unterbrochen wird, so wird das Relais RL spannungslos, so daß sein Anker abfällt und der Relaiskontakt rl in seine in Fig. 6 gezeigte Ruhestellung zurückkehrt.

Kehrt nun die Netzspannung zurück, ohne daß zuvor der Hauptschalter H in die Ausschaltstellung gebracht wurde, dann liegt der Widerstand R2 parallel zur Relaiswicklung. Unter der Voraussetzung, daß der Widerstand R2 einen im Vergleich zum Innenwiderstand des Relais RL geringen Widerstandswert aufweist, fließt nunmehr ein solcher Strom über den Widerstand R2, daß der Strom über den das Relais RL enthaltenden Parallelzweig zu gering ist, um dieses zum Anziehen zu bringen. Der Hauptstromkreis für den Motor M bleibt also unterbrochen, bis der Hauptschalter H zunächst in seine Ausschaltstellung gebracht wurde, um das Relais RL zum Anziehen zu bringen und den Hauptstromkreis über den Relaiskontakt rl vorzube-

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reiten und dann erneut in die Einschaltstellung gebracht bzw. geschlossen wird.

Schaltungen der vorstehend beschriebenen Art, d.h. Schaltungen mit einer sogenannten wiedereinschaltsperre, die dafür sorgen, daß ein Verbraucher, insbesondere ein Elektromotor nach Ausfall der Netzspannung oder nach dem Ziehen des Netzsteckers erst dann nach Wiederkehr der Netzspannung oder Wiedereinstecken des Netzstekkers bei geschlossenem Hauptschalter wieder anlaufen, wenn der Hauptschalter zuerst aus- und dann wieder eingeschaltet wird, lassen sich in besonders vorteilhafter Weise durch Sicherheitsschalter ergänzen, die bei gewissen Geräten zusätzlich zu einem Hauptschalter betätigt sein müssen, wenn ein Verbraucher, insbesondere ein Elektromotor elektrisch gespeist werden soll. Derartige Sicherheitsschalter sind beispielsweise bei von einem Elektromotor angetriebenen Küchenmaschinen vorgesehen und sorgen dafür, daß dann, wenn bei laufendem Elektromotor lösbare Bauteile, beispielsweise der Deckel einer Teigknetmaschine oder eines Mischbechers entfernt werden, der Elektromotor durch die Unterbrechung seiner Spannungsversorgung außer Betrieb gesetzt wird. Bei den bekannten Küchenmaschinen beginnt der Elektromotor, vorausgesetzt daß der Hauptschalter der Küchenmaschine eingeschaltet geblieben ist, nach dem Wiederaufsetzen bzw. Wiederanbringen des lösbaren Bauteils wieder zu laufen. Die dabei auftretenden Sicherheitsrisiken können gemäß der Erfindung dadurch vermieden werden, daß der Sicherheitsschalter an geeigneter Stelle in eine erfindungsgemäße Schaltung mit Wiedereinschaltsperre integriert wird, wie dies nachstehend anhand von Fig. 7 und 8 noch näher

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erläutert werden wird.

Im einzelnen zeigt Fig. 7 eine Schaltungsvariante, bei der ausgehend von der Schaltung gem. Fig. 6 ein Sicherheitsschalter S direkt in die zu dem Anschluß A führende Leitung eingefügt ist und in Serie zum Hauptschalter H im Hauptstromkreis liegt. Man erkennt, daß ein Öffnen des Sicherheitsschalters S die gleiche Wirkung hat wie das Ziehen des Netzsteckers oder ein Ausfall der Netzspannung und daß ein erneutes Einschalten eines Verbrauchers zwischen den Anschlüssen Vl und V2 nach dem Schließen des Sicherheitsschalters S erst dadurch ermöglicht wird, daß der Hauptschalter H zuerst ausgeschaltet und dann erneut eingeschaltet wird.

Bei der Schaltungsvariante gemäß Fig. 8 ist der Sicherheitsschalter S zwischen den Anschluß A und das Relais RL eingefügt, so daß ein Öffnen des Sicherheitsschalters S ein Abfallen des Relais RL und damit eine Unterbrechung des Hauptstromkreises über dessen Relaiskontakt rl zur Folge hat. Auch in diesem Fall ist ein erneutes Einschalten des Verbrauchers nur dann möglich, wenn der Hauptschalter H zuerst geöffnet wird, um den über den Widerstand R2 verlaufenden Parallelpfad zu dem Relais RL zu unterbrechen und ein Anziehen des Relais RL zu ermöglichen, ehe der Verbraucher durch Schließen des Hauptschalters H bei inzwischen wieder geschlossenem Sicherheitsschalter S erneut eingeschaltet werden kann.

Die Schaltungsvariante gemäß Fig. 8 bietet dabei den zusätzlichen Vorteil, daß das Relais RL und der Sicherheitsschalter S in einem zum Hauptstromkreis parallelen

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Nebenstromkreis liegen, in dem die Strombelastung der Bauelemente sehr gering gehalten werden kann.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß mit den verschiedenen Schaltungsvarianten, welche vorstehend anhand von Fig. 1 bis 8 erläutert wurden, ein zuverlässiger Schutz gegen eine unerwünschte bzw. unerwartete Stromzufuhr zu dem Verbraucher nach einem Spannungs- bzw. Netzausfall zuverlässig vermieden wird. Außerdem wird deutlich, daß ausgehend von den beschriebenen Schaltungsvarianten zahlreiche Änderungen oder Ergänzungen möglich sind, ohne daß dabei der Grundgedanke der Erfindung verlassen werden müßte. So bestünde beispielsweise die Möglichkeit, daß beim Umschalten des Hauptschalters aus seiner Ausschaltstellung in seine Einschaltstellung ein federnd in seiner Offenstellung gehaltener Unterbrecherkontakt mit magnetisierbarem Material mechanisch gegen einen Gegenkontakt bewegt wird, über den ein Elektromagnet eingeschaltet wird, der den Kontakt bis zu einem Ausfall der Speisespannung elektromagnetisch in seiner Einschaltstellung hält und ihn beim Ausfallen der Speisespannung freigibt, so daß sich der Unterbrecherkontakt federnd öffnet und erst dadurch wieder geschlossen werden kann, daß ein "Hauptschalter", der in diesem Fall ein einfaches mechanisches Schaltglied ohne elektrische Kontakte sein könnte, erneut von seiner Ausschaltstellung in seine Einschaltstellung bewegt wird, in der er den Unterbrecherkontakt kurzfristig gegen den Gegenkontakt drückt, bis der Elektromagnet anspricht und den Kontakt in seiner Schließstellung hält.

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Eine besonders vorteilhafte Variante einer derartigen Schaltungsanordnung ist in Fig. 9 gezeigt.

Im einzelnen zeigt Fig. 9 ein schematisches Schaltbild eines elektrischen Gerätes mit einer elektromechanischen Sicherheitsschaltung, bei der ein Kontakt K eines Hauptschalters H direkt dazu benutzt wird, beim Schließen nicht nur einen Verbraucher M, insbesondere einen Elektromotor eines Haushaltsgerätes einzuschalten, sondern auch dazu, einen Elektromagneten E mit Spannung zu versorgen. Dieser Elektromagnet E besitzt einenvon einer Spule s umgebenen Kern k, der magnetisch leitend mit einem Joch j verbunden ist, dessen eines Ende nach Art einer Schneide ausgebildet ist, welche in eine zugeordnete Kerbe eines als Anker a des Elektromagneten E dienenden Stückes aus magnetisierbarem Material eingreift, wobei dieser Anker zusammen mit einer Blattfeder b,die ein Kontaktelement bl trägt, den Schaltkontakt K bildet. Zur Betätigung dieses Schaltkontaktes K besitzt der Hauptschalter H ein Betätigungselement in Form einer Schaltwippe W, welche aus der in Fig. 9 gezeigten neutralen Stellung durch Ausüben einer Kraft F auf ihr eines in Fig. 9 linkes Ende im Gegenuhrzeigersinn in ihrer Einschaltstellung gebracht werden kann und durch Ausüben einer Kraft F' auf ihr gegenüberliegendes, in Fig. 9 rechtes Ende in eine Abschaltstellung. Die Schaltwippe W besitzt auf ihrer linken Seite eine Aussparung, in welche das freie Ende der Blattfeder b des Kontaktes K hineinreicht. Wenn nun die Schaltwippe aus ihrer gezeigten neutralen Stellung durch Schwenken im Gegenuhrzeigersinn in ihre Einschaltstellung gebracht wird, dann wird der Kontakt K

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bzw. das Kontaktelement bl desselben in elektrischen Kontakt mit einem Gegenkontakt g gebracht - die dabei von dem Schaltkontakt K eingenommene Position ist in Fig. 9 gestrichelt eingezeichnet. Hierdurch schließt sich ein Stromkreis für den Elektromagneten E von dem Anschluß A über einen Niederhaltebügel N, der im Bereich der Schneide des Joches j eine nach unten gerichtete Kraft auf den Anker a erzeugt, über den Anker a, die Blattfeder b, das Konaktelement bl, den Gegenkontakt g, eine erste leitende Verbindung Ll, die Spule s und eine zweite leitende Verbindung L2 zum Anschluß B. Gleichzeitig wird über die erste leitende Verbindung Ll die eine Seite des Verbrauchers - beim Ausführungsbeispiel des Motors M - mit dem Anschluß A verbunden, während der andere Anschluß des Verbrauchers M direkt an den Anschluß B für die Speisespannung gelegt ist.

Wenn die Schaltwippe W nunmehr freigegeben wird und daraufhin in ihre neutrale Stellung zurückkehrt, was durch eine mit einer Federkraft beaufschlagte Rastkugel im Zusammenwirken mit einer an der Unterseite der Schaltwippe W vorgesehene Rastnut bzw. -mulde bewirkt wird, dann bleibt der Schaltkontakt K in seiner in Fig. 9 gestrichelt eingezeichneten Position, da der durch die Spule s des Elektromagneten E fließende Erregerstrom in dem Kern k und dem Joch j einen magnetischen Fluß erzeugt, durch den der Anker a gegen den Kern k gezogen wird und dadurch das Kontaktelement bl in elektrischen Kontakt mit dem Gegenkontakt g hält. Bei einer Unterbrechung der Speisespannung zwischen den Anschlüssen A und B werden gleichzeitig der Motorstrom und der Erregerstrom für die Spule s unterbrochen und die magneti-

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sehe Anziehungskraft auf den Anker a endet. Dies hat zur Folge, daß der Kontakt K durch die Vorspannkraft einer Zugfeder Z geöffnet wird, die an dem von der Blattfeder b abgewandten Ende des Ankers a bzw. einerVerlängerung desselben angreift. Wenn der Motor M andererseits "ganz normal" ausgeschaltet werden soll, dann wird die Schaltwippe W durch Einwirken auf ihr rechtes Ende im Uhrzeigersinn in eine Abschaltstellung geschwenkt, wobei der Schaltkontakt K, der in diesem Fall zunächst noch durch den Elektromagneten E in seiner Schließstellung gehalten wird, durch das Zusammenwirken der Schaltwippe W mit dem freien Ende der Blattfeder b im Bereich der Aussparung der Schaltwippe W zwangsweise geöffnet wird. Die Schaltwippe kehrt dann aus der Abschaltstellung nach Beendigung der Einwirkung der Kraft F' wieder in ihre neutrale Stellung zurück, in der die Verbindung über den Schaltkontakt K zum Motor M und zum Elektromagneten E unterbrochen ist, weshalb die neutrale Stellung der Wippe W nach dem Öffnen des Kontaktes K auch als eine Ausschaltstellung des Hauptschalters H angesehen werden kann. Diese Ausschaltstellung ist jedoch nicht mit der zum normalen Abschalten des Verbrauchers bzw. des Motors M gezielt herbeizuführenden Abschaltstellung zu verwechseln, in die die Schaltwippe W ausgehend von ihrer neutralen Stellung durch Schwenken im Uhrzeigersinn gebracht werden kann, um den sich selbst über den Elektromagneten E in der Schließstellung haltenden Schaltkontakt K entgegen der Wirkung des magnetischen Feldes zu öffnen.

Aus der vorstehenden detaillierten Erläuterung der Schaltung gemäß Fig. 9 wird ebenfalls deutlich, daß auch

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dann, wenn der Unterbrecherkontakt der Schutzeinrichtung durch den Kontakt K des Hauptschalters selbst gebildet wird, zunächst die Ausschaltstellung des Hauptschalters H, nämlich die neutrale Stellung der Schaltwippe W bei geöffnetem Kontakt K herbeigeführt werden muß, ehe die Stromkreise für die Schutzeinrichtung - den Magneten E - und den Verbraucher - den Motor M - nach einer Unterbrechung der Speisespannung dadurch wieder geschlossen werden können, daß der Hauptschalter durch Schwenken der Schaltwippe W entgegen dem Uhrzeigersinn in seine Einschaltstellung gebracht wird und daß dann der nunmehr magnetisch gehaltenen Schaltkontakt K in diesem Zustand verbleibt.

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DIPL. — ZEISTG- DPETEK. QTTE PATENTANWALT Tiroler Str. 15 D-7250 Leonberg Tel.07152/45421 2569/Ni/mü 04.07.1992 BSG-Schalttechnik GmbH & Co. KG Meisterstr. 19, 7460 Baiingen 1 Ansprüche

1. Elektrisches Gerät mit einem zwischen einer Einschaltstellung und einer Ausschalttstellung umschaltbaren Hauptschalter, der in Reihe zu einem elektrischen Verbraucher in einem Hauptstromkreis des Gerätes angeordnet ist, und mit einer auf eine Betriebsstörung ansprechenden Schutzeinrichtung, die einen in dem Hauptstromkreis liegenden, bei einer Betriebsstörung den Hauptstromkreis unterbrechenden Unterbrecherkontakt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung als auf eine Unterbrechung der Speisespannung ansprechende Schutzeinrichtung ausgebildet ist, deren Unterbrecherkontakt (Rl) beim Umschalten des Hauptschalters (H) aus seiner Ausschaltstellung in seine Einschaltstellung durch die Speisespannung in seine Schließstellung gebracht und in dieser gehalten wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecherkontakt ein Relaiskontakt (rl) eines beim Umschalten des Hauptschalters (H) in seine Ein-

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schaltstellung über einen mit dem Hauptschalter (H) gekoppelten Wischerkontakt (KW) kurzfristig mit der Speisespannung gespeisten, selbsthaltenden Relais (RL) ist, welches als Schutzeinrichtung vorgesehen ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugung der Speisespannung eine Wechselspannungsquelle vorgesehen ist und daß das Relais (RL) als Wechselspannungsrelais ausgebildet ist.

4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugung der Speisespannung eine Wechselspannungsquelle vorgesehen ist und daß das Relais als ein über eine Gleichrichteranordnung (R, D) mit einer aus der Wechselspannung abgeleiteten Gleichspannung gespeistes Gleichspannungsrelais (RL) ausgebildet ist.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichent, daß die Gleichrichteranordnung die Serienschalirung eines Gleichrichters (D) und eines Widerstandes (R) umfaßt.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter durch eine Gleichrichterdiode (D) gebildet ist.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Glättungskondensator (C) zum Glätten der von der Gleichrichteranordnung (D, R) erzeugten Gleichspannung für das Gleichspannungsrelais (RL) vorgesehen ist.

8. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecherkontakt ein Relaiskontakt (rl) eines

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Relais (RL) ist, welches in einem zwischen zwei Speisespannungsanschlüssen (A, B) des Geräts liegenden ersten Leiterpfad liegt und daß der Relaiskontakt (rl) als Umschaltkontakt ausgebildet ist und bei Unterbrechung des Hauptstromkreises einen zu dem Relais (RL) parallelen zweiten Leiterpfad schließt, in dem die Kontaktstrecke des in der Einschaltstellung befindlichen Hauptschalters (H) liegt.

9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Leiterpfad einen Vorwiderstand (R1; C1) für das Relais (RL) enthält.

10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Leiterpfad einen weiteren Vorwiderstand (R2; C2) enthält.

11. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwiderstand ein ohm'scher Widerstand (R1) ist.

12. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Widerstand ein ohm'scher Widerstand (R2) ist.

13. Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Speisespannung eine Wechselspannungsquelle vorgesehen ist und daß das Relais (RL) ein Wechselspannungsrelais ist.

14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorwiderstand (C1) und/oder der weitere Widerstand (C2) durch einen Wechselspannungskondensator gebildet sind.

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15. Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in den ersten Leiterpfad in Reihe zu dem Relais (RL) eine Parallelschaltung aus antiparallel geschalteten Dioden (D1, D2, LED) eingefügt ist.

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Dioden als Leuchtdiode (LED) ausgebildet ist.

17. Gerät nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschaltung (D1, D2, LED) zwischen dem Relais und einem als Vorwiderstand dienenden Wechselspannungskondensator (C1) eingefügt ist.

18. Gerät nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Speisespannung eine Wechselspannungsquelle vorgesehen ist, daß das Relais (RL) als Gleichspannungsrelais ausgebildet ist und daß das Relais mit einer mittels einer Gleichrichteranordnung (R1, D, LED) aus der Wechselspannung abgeleiteten Gleichspannung gespeist ist.

19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichteranordnung eine Diode enthält.

20. Gerät nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichteranordnung eine Leuchtdiode (LED) enthält.

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21. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung als in den Hauptschalter (H) integrierte Einrichtung ausgebildet ist.

22. Gerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß als Element der Schutzeinrichtung ein Elektromagnet (E) vorgesehen ist, welcher über einen Schaltkontakt (K) des Hauptschalters an die Speisespannung anlegbar ist, daß der Schaltkontakt (K) als durch den Elektromagneten (E) magnetisch betätigbarer und sich selbst in der Einschaltstellung haltender Kontakt (K) ausgebildet und federnd in seiner Offenstellung vorgespannt ist und daß der Hauptschalter (H) als Betätigungselement für seinen Schaltkontakt ein federnd in eine Freigabestellung vorgespanntes Betätigungselement (W) aufweist, derart, daß der Schaltkontakt bei einer Unterbrechung der Speisespannung durch die an ihm angreifende Federvorspannung in seine Offenstellung umschaltbar ist.

23. Gerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als Schaltwippe (W) mit einer Einschaltstellung, mit einer die Freigabestellung bildenden neutralen Stellung als Ausschaltstellung und mit einer Abschaltstellung ausgebildet ist, derart, daß der Schaltkontakt (K) durch Kippen der Schaltwippe aus der neutralen Stellung in die Einschaltstellung in seine Einschaltstellung gegen einen Gegenkontakt (g) bewegbar ist, um den Hauptstromkreis und einen Stromkreis für den Elektromagneten (E) zum Selbsthalten des Schaltkontaktes zu schließen und durch Kippen der Schalt-

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wippe (W) in die Abschaltstellung von dem Gegenkontakt (g) abhebbar ist.

24. Gerät nach einem der Ansprüche 1-23, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sicherheitsschalter (S) vorgesehen ist, welcher in eine Leitungsverbindung zwischen der Schutzeinrichtung (RL, rl; E, K) und einen der Anschlüsse (A, B) für die Speisespannung eingefügt ist, über die die Schutzeinrichtung mit Speisespannung beaufschlagbar ist.

25. Gerät nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzeinrichtung (RL, rl; E, K) in Serie zu dem Sicherheitsschalter (S) in einen zum Hauptstromkreis parallelen Nebenstromkreis eingefügt ist.