POST POWER FAILURE STARTING SUPPRESSOR IN ELECTRICAL APPLIANCES

Abstract: 1. Electric device (7) comprising a switch (5) and a protective circuit which interrupts the power supply for driving the device (7) if the power supply of the switched-on device (7) fails and the switch (5) is switched on at the time the power supply is restored, characterised in that a triac (11) is inserted into the supply circuit, that the triac (11) is connected to a first firing circuit (12, 14) and to a second firing circuit (13, 15, 16), the first firing circuit (12, 14) being switchable by means of the switch (5) and the second firing circuit (13, 15, 16) containing a phase-shifting circuit (15, 16) which repeatedly fires the triac (11), which is first fired via the first firing circuit (12, 14), if the power supply has not been interrupted.

Description: Anlaufsperre nach Stromausfall bei elektrischen Geraten Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem elektrischen Gerät mit einem Schalter nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist bisher noch nicht bekannt, eine Einschaltsperjre nach Stromausfall in elektrischen Gerat-en vorzusehen. Der unbeabsichtigte Wiederanlauf ist insbesondere bei elektrischen Geräten von Nachteil, die bewegliche Teile besitzen. Elektrische Sägen, Bohrgeräte oder Schweissgeräte bilden eine grosse Gefahr für den Benutzer, wenn sie nach einem Stromausfall unkontrolliert zu laufen anfanges. Eine Verletzung von Menschen oder eine Beschädigung von Gegenständen ist dabei nicht auszuschliessen. Besonders gross ist dabei die Gefahr beim Arbeiten mit handgeführten Elektrowerkzeugen. Die Gefahr von Verletzungen und Beschädigungen, insbesondere bei Winkelschleifern, Schleifern und Handkreissägen, besteht darin, dass der Strom zurückkehrt und das noch eingeschaltete Gerät, das der Bediener noch in der Hand halt, gerade ablegen will oder gerade abgelegt hat, ohne die Arretierung zu lösen, zu laufen beginnt. Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemässe Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass bei einer Stromwiederkehr kein Anlauf von eingeschalteten Maschinen erfolgt. Dadurch werden Beschädigungen und Verletzungen vermieden, wenn beispielsweise der Bediener das noch eingeschaltete Gerät ablegt, weggeht und den den Stromausfall bedingenden Fehler behebt, indem er beispielsweise den Sicherungsautomaten eindrückt. Vorteilhaft ist es, dass die Schutzschaltung im Gerät integriert ist, so dass zusätzliche Geräte oder Schalter entfallen und die Bedienungsperson nur das Gerät selbst bedienen muss. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen elektrischen Gerätes möglich. Das notwendige Speicherglied kann auf verschiedene Art und Weise ausgestaltet werden. Eine besonders einfache Möglichkeit ist die Verwendung eines Selbsthalterelais als Speicherglied. Der Schaltungsaufwand wird besonders preisgünstig, wenn das Selbsthalterelais über einen Ruheschaltkontakt des Schalters mit der Stromversorgung in Verbindung steht und dann nach dem Einschalten über einen Arbeitskontakt des Relais gehalten wird. Die Zahl der nötigen Kontakte reduziert sich dadurch auf ein Minimum. Ist eine zweipolige Abschaltung notwendig oder gesetzlich vorgesehen, so kann dies einfach dadurch erfolgen, dass das Selbsthalterelais zwei Arbeitskontakte aufweist. Eine vollelektronische Lösung lässt sich durch die Verwendung eines Triacs als Speicherglied realisieren. Der Triac wird dabei vorzugsweise in den Versorgungsstromkreis eingeschaltet. Der Triac enthält zwei Zündstromkreise, wobei der zweite Zündstromkreis einen Phasenschieber enthält, der den einmal gezündeten Triac in seinem gezündeten Zustand lässt, soweit die Stromzufuhr nicht unterbrochen wird. Ein im zweiten Zündstromkreis enthaltener Widerstand lässt sich dabei vorteilhafterweise durch eine Lampe ersetzen, so dass dadurch der Bereitschaftszustand des Gerätes angezeigt wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Triac durch einen handelsüblichen Ansteuerbaustein zu zünden. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, auch weitere Funktionen in die Schaltung zu integrieren. Der Ansteuerbaustein ist beispielsweise besonders einfach und günstig von einem Tachogenerator zu steuern, wobei der Ansteuerbaustein Impulse dann nicht abgeben kann, wenn bei eingeschaltetem Gerät eine Unterbrechung der Stromzufuhr aufgetreten ist. Als Speicherglied zum Erkennen eines Stromausfalls kann hierbei ein Flip-Flop Verwendung finden. Flip-Flops haben den Vorteil, dass sie in den Ansteuerbaustein integriert werden können, so dass sich der zusätzliche Aufwand auf ein Minimum beschränkt. Eine weitere Möglichkeit bietet sich in der Verwendung eines Thyristors als Speicherglied. Ein Thyristor kann statt des Flip-Flops Verwendung finden und bietet den Vorteil der einfachen Montage und des günstigen Preises, falls das Flip-Flop nicht integriert ausgeführt ist. Ein Thyristor ist auch gegenüber Störimpulsen unempfindlicher. Zum Erzielen der gewünschten Funktion ist es besonders einfach, den Ausgangs des Speichergliedes entweder einem separaten Stop-Eingang des Steuerbausteins zuzuführen oder das Ausgangssignal des Speicherglieds mit dem Synchronisierungssignal über ein UND-Glied dem Synchronisiereingang des Steuerbausteins zuzuführen. Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine elektrische Gerateschaltung mit einem Selbsthalterelais, Fig. 2 eine elektrische Geräte schaltung mit einem Selbsthalterelais, bei der eine zweipolige Unterbrechung der Stromversorgung vorgesehen ist, Fig. 3 eine elektrische Geräte schaltung mit einem Triac als Speicherglied und Fig. 4 eine elektrische Geräte schaltung mit einer Ansteuerschaltung und einem Flip-Flop als Speicherglied. Beschreibung der Ausführungsbeispiele In Fig. 1 ist an zwei Klemmen 1 und 2 die elektrische Stromversorgung für ein elektrisches Gerät angeschlossen. An die Klemme 1 angeschlossen ist ein Schaltkontakt 3 und ein Relaiskontakt 4. Der Schaltkontakt 3 wird durch den Schalter 5 betätigt. Relaiskontakt 4, der einen Arbeitskontakt bildet, und Schaltkontakt 3, der einen Ruhekontakt bildet, sind an ihren Ausgängen miteinander verbunden. Zwischen Klemme 2 und dem Verbindungspunkt ist das Relais 6 geschaltet. An den Verbindungspunkt ist beispielsweise der Motor 7 des elektrischen Geräts angeschlossen. Der Motor 7 ist des weiteren über einen Schaltkontakt 8 mit der Klemme 2 verbunden. Der Schaltkontakt 8 ist als Arbeits- kontakt ausgebildet und wird durch den Schalter 5 betätigt. Wird nun das Gerät mit den Klemmen 1 und 2 an die Stromversorgung angeschlossen, und ist Schalter 5 nicht gedrückt, so zieht das Relais 6 über den durch den Schaltkontakt 3 gebildeten Stromkreis zwischen den Klemmen 1 und 2 an und schliesst den Relaiskontakt 4. Da Schaltkontakt 8 geöffnet ist, kann der Motor jedoch nicht anlaufen. Wird nun der Schalter 5 gedrückt, schliesst sich der Schaltkontakt 8, während der Schaltkontakt 3 sich öffnet. Von der Klemme 1 fliesst nun der Strom über den geschlossenen Relaiskontakt 4 und den Motor sowie den geschlossenen Schaltkontakt 8 zur Klemme 2. Das Gerät ist in Betrieb. Wird nun die StromzufWhr:'än den Klemmen 1 und 2 unterbrochen, fällt das Relais 6, das über den Relaiskontakt 4 weiter gehalten wurde, ab, so dass der Stromkreis durch den sich öffnenden Relaiskontakt 4 unterbrochen wird. Liegt nun an den Klemmen 1 und 2 wiederum eine Spannung an, so kann das Relais 6 nicht mehr anziehen, da der Relaiskontakt 4 geöffnet ist und auch Schaltkontakt 3 nicht in leitendem Zustand ist, solange der Schalter 5 gedrückt ist. Wird nun der Schalter 5 betätigt, so schliesst sich zwar Schaltkontakt 3, so dass das Relais 6 anziehen kann, jedoch öffnet sich gleichzeitig Schaltkontakt 8, so dass der Motor auch in diesem Schaltzustand nicht anlaufen kann. Erst wenn der Schalter 5 erneut gedrückt wird, kann wiederum ein Strom über den zwischenzeitlich geschlossenen Relaiskontakt 4 fliessen. In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung ähnlich Fig. 1 dargestellt, jedoch wird der Stromkreis zum elektrischen Gerät zweipolig geschaltet. An die Klemmen 1 und 2 wird wiederum die Stromversorgung angeschlossen. Die Klemme 1 führt einerseits zum Relaiskontakt 4, der als Arbeitskontakt ausgebildet ist, andererseits zum Umschaltkontakt 9. Der Relaiskontakt 4 ist wiederum als Arbeitskontakt ausgebildet, während der Umschalter 9 im ausgeschalteten Zustand mit dem Relais 6 und der anderen Seite des Relaiskontakts 4 in Verbindung steht. Der Arbeitskontakt des Umschalters 9 führt über einen weiteren Relaiskontakt 10, der ebenfalls als Arbeitskontakt ausgeführt ist, zum Motor 7. Der andere Anschluss des Motors 7 führt über den Arbeitskontakt 8 zur Klemme 2 des elektrischen Geräts. Umschalter 9 und Arbeitskontakt 8 werden wiederum durch den Schalter 5 bedient. Die Funktionsweise dieser Schaltungsanordnung entspricht im wesenlichen der der Fig. 1. Werden die Klemmen 1 und 2'an die Stromversorgung angeschlossen, so zieht in der Aus-Stellung des Umschalters 9 das Relais 6 an und schliesst die Kontakte 4 und 10. Wird nun Schalter 5 gedrückt, so ist der Stromkreis über den Umschalter 9, den Relaiskontakt 10, den Motor 7 und den Arbeitskontakt 8 geschlossen. Tritt nun eine Stromunterbrechung auf, fällt Relais 6 ab und öffnet die Kontakte 4 und 10. Nach einer Wiederkehr der Spannung kann das Relais 6 nicht anziehen, wenn der Umschalter 9 in Betriebsstellung steht. Erst das Ausschalten mittels des Schalters 5 bewirkt ein Anziehen des Relais 6, so dass sich die Schaltung wiederum in einem betriebsbereiten Zustand befindet. In Fig. 3 ist eine Schaltungsanordnung mit einem Triac als Speicherlement dargestellt. Die Stromversorgung wird wiederum an die Klemmen 1 und 2 angeschlossen. An die Klemme 1 angeschlossen ist ein Triac 11 und ein Schaltkontakt 12, der als Ruhekontakt geschaltet ist und vom Schalter 5 betätigt wird. Der weitere Anschlusspunkt des Triacs 11 ist einerseits über den Widerstand 13 mit der Klemme 2 andererseits mit dem'Motor'7 verbunden. Der Motor 7 steht wiederum über den Schaltkontakt 8, der als Arbeitskontakt geschaltet ist und vom Schalter 5 betätigt wird, mit der Klemme 2 in Verbindung. An den Schaltkontakt 12 schliesst sich ein Widerstand 14 an, der zum Zündeingang des Triacs 11 führt. An den Zündeingang des Triacs 11 ist des weiteren eine RC-Kombination mit dem Widerstand 15 und dem Kondensator 16 angeschlossen, die ihrerseits mit der Klemme 2 verbunden ist. An die Klemmen 1 und 2 des elektrischen Gerätes wird wiederum die Stromversorgung angeschlossen. Über den im Ruhezustand geschlossenen Schalter 12 und den Widerstand 14 gelangt ein Zündstrom zum Triac 11, der diesen zündet und einen Stromfluss von Klemme 1 über den Widerstand 13 zur Klemme 2 bewirkt. Wenn der Schalter in Ein-Stellung gebracht wird, würde bei jedem Null-Durchgang der angelegten Wechselspannung der Triac 11 erlöschen, da der Kontakt 12 öffnet. Um dem entgegenzuwirken, ist das Phasenschieberglied mit dem Widerstand 15 und dem Kondensator 16 vorgesehen, das zusammen mit dem Widerstand 13 einen zweiten Zündstromkreis bildet. Der Kondensator 16 wird während der Netzspannungsmaximas geladen und während der Netzspannungsnulldurchgänge über die Widerstände 15 und 13 entladen. Dadurch wird bewirkt, dass die Null-Durch gänge des Zündstroms zeitlich verschoben werden, so dass der erloschene Triac sofort nach jedem Null-Durchgang der Spannung erneut gezündet wird. Der Motor 7 kann wegen des geöffneten Schalters 8 nicht anlaufen. Ist vorgesehen, den Bereitschaftszustand des Gerätes zu signalisieren, kann vorzugsweise der Widerstand 13 leicht durch eine Anzeigelampe ersetzt werden. Die Lampe leuchtet dann, wenn der Triac 11 gezündet ist. Durch Betätigen des Schalters 5 wird der Schaltkontakt 8 geschlossen und der Schaltkontakt 12 geöffnet und der Motor läuft an. Tritt nun eine Unterbrechung in der Stromversorgung auf, so sperrt der Triac und der Strom durch den Zündstromkreis kommt zum Erliegen. Gelangt wiederum eine Spannung an die Klemmen 1 und 2, so verbleibt der Triac 11 im gesperrten Zustand, da der Schalter 12 geöffnet ist und daher der erste Zündstromkreis keinen Zündstrom über den Widerstand 14 zum Zündeingang des Triacs 11 liefert. kann. Erst nach dem Umlegen des Schalters 5 erhält der Triac 11 Zündstrom und versetzt ihn in den leitenden Zustand. Erst jetzt kann der Motor 7 wiederum in Betrieb genommen werden. Auch diese Schaltungsanordnung kann für eine zweipolige Schaltung vorgesehen werden. Hierzu ist zwischen dem Motor 7 und dem Triac 11 nach dem Abzweig des Widerstands 13 ein Schaltkontakt vorgesehen, der als Arbeitskontakt ausgebildet ist und ebenfalls wie der Schaltkontakt 8 durch den Schalter 5 betätigt wird. In Fig. 4 sind wiederum die Klemmen 1 und 2 mit der Stromversorgung verbunden. Die Klemme 1 führt zu einem Triac 11, der seinerseits mit dem Motor 7 verbunden ist. Über einen Schaltkontakt 8, der als Ar beitskontakt geschaltet und mit dem Schalter 5 verbunden ist, führt die Leitung vom Motor 7 zur Klemme 2. An die Klemmen 1 und 2 ist eine Gleichrichterschaltung 17 angeschlossen. Diese steht über einen Schaltkontakt 18, der als Ruhekontakt geschaltet ist und vom Schalter 5 betätigt wird, mit dem Setzeingang eines Flip-Flops 19 in Verbindung. Der Ausgang des Flip Flops steht mit einem geeigneten Eingang eines Ansteuerbausteins 21 in Verbindung. Ein solcher Ansteuerbaustein ist als handelsübliche integrierte Schaltung erhältlich, die meist auch den Gleichrichter 17 enthält. Ein solcher Ansteuerbaustein ist beispielsweise die IS TDA 1085 A der Firma Motorola. Der Ausgang des Ansteuerbausteins 21 steht mit dem Zündimpulseingang des Triacs 11 in Verbindung. An den Motor 7 ist ein Tachogenerator 22 angeflanscht, der der Drehzahl proportionale Ausgangssignale abgibt. Der Ausgang des Tacbogenerators ist an einen weiteren Eingang des Ansteuerbausteins 21 angeschlossen. Beim Anliegen der Stromversorgung an die Klemmen 1 und 2 wird das Flip-Flop 19 durch den geschlossenen Schalter 18 gesetzt, so dass an dem Stop- oder Limit Eingang des Ansteuerbausteins 21 ein 0-Signäl anliegt. Durch Betätigen des Schalters 5 wird der Schaltkontakt 8 geschlossen und der Schaltkontakt 18 geöffnet. Der Motor 7 läuft an und der Triac 11 wird von dem Ansteuerbaustein 21 so gezündet, dass nach dem Hochlaufen des Motors 7 sich eine konstante Drehzahl des Motors 7 ergibt. Eine Zündung des Triacs 11 kann jedoch nur solange erfolgen, wie an dem Stop- oder Limit-Eingang des Ansteuerbausteins 21 ein 0-Signal anliegt. Dieses 0-Signal bleibt solange erhalten, wie das Flip-Flop 19 in gesetztem Zustand verharrt. Dies ist auch dann der Fall, wenn es einmal gesetzt wurde und danach der Schalter 18 geöffnet ist. Bricht nun die Stromversorgung an den Klemmen 1 und 2 zusammen, so wird auch das Flip-Flop 19 nicht mehr mit einer Spannung versorgt. Liegt wiederum eine Spannung an den Klemmen 1 und 2 an, so verharrt das Flip-Flop 19 in seinem Ruhe-Zustand, und gibt erst wiederyO-Signal ab, wenn es durch einen geschlossenen Schaltkontakt 18 gesetzt wird. Dies ist jedoch nur dann möglich, wenn der Schalter 8 ausgeschaltet ist. Liegt jedoch ein 1-Signal am Stop- oder Limit-Eingang an, so kann der Triac 11 durch den Ansteuerbaustein 21 nicht gezündet werden. Der Motor. 7 kann also selbsttätig nicht anlaufen. Bei IS ohne Stop- oder Limit-Eingang kann das Ausgangssignal des Flip-Flops, das in diesem Fall dem nicht invertierenden Ausgang entnommen werden muss, einem UND-Glied zugeführt werden, das dem Synchronisiereingang des Ansteuerbausteins vorgesetzt wird. Statt des Flip-Flop 19 kann auch ein Thryistor als Speicherglied verwendet werden. An den Eingang des Ansteuerbausteins ist die Anode des Thyristors und ein Widerstand vom Plus-Pol des Gleichrichters 17 anzuschliessen, während der Zündeingang des Thyristors statt des Setzeinganges des Flip-Flops angeschlossen ist. Die Kathode des Thyristors ist mit der Nullleitung des Ansteuerbausteins 21 bzw. des Gleichrichters 17 verbunden. Nach dem Zünden des Thyristors über den Schaltkontakt 18 fliesst ein konstanter Gleichstrom durch den Thyristor, so dass der Eingang des Ansteuerbausteins kurzgeschlossen ist, d. h. ein 0-Signal anliegt. Tritt ein Spannungsausfall an den Klemmen 1 oder 2 auf, fliesst kein Gleichstrom mehr, der Thyristor löscht, der Kurzschluss ist aufgehoben. Ein 0-Signal liegt erst wieder an, wenn der Thyristor durch Schliessen des Schaltkontakts 18 erneut gezündet wird. Die vorbeschriebenen Schaltungen lassen sich besonders vorteilhaft und günstig bei handgeführten Elektrowerkzeugen einsetzen, um die bedienenden Personen vor einem plötzlichen und unerwarteten Anlaufen des noch eingeschalteten Gerätes zu schützen. Diese sogenannten Anlaufsperren sind jedoch für alle anderen Maschinenarten und elektrische Geräte geeignet, die durch ein unkontrolliertes Inbetriebnehmen nach einem Stromausfall entweder beschädigt werden oder Schaden verursachen können.

Claims: Ansprüche 1. Elektrisches Ger t mit einem Schalter, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicherglied (6, 11, 19) im Gerät vorgesehen ist, das die Stromzufuhr zum Antrieb des Gerätes unterbricht, wenn die Stromversorgung des Geräts ausfällt und der Schalter (5) im Zeitpunkt des Wiedereinsetzens der Stromversorgung eingeschaltet ist. 2. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Speicherglied ein Relais in Selbsthalteschaltung (6) vorgesehen ist. 3. Elektrisches Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Relais (6) über einen Ruheschaltkontakt (3) des Schalters (5) mit der Stromversorgung in Verbindung steht und dass das Relais (6) nach dem Einschalten über einen Arbeitskontakt (4) gehalten wird. 4. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltung zweipolig erfolgt. 5. Elektrisches Gerät nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Speicherglied ein Triac (11) vorgesehen ist. 6. Elektrisches Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Triac (11) in den Versorgungsstromkreis eingeschaltet ist. 7. Elektrisches Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Triac (11) mit einem ersten Zündstromkreis (12, 143 und einem zweiten Zündstromkreis (13, 15, 16) beschaltet ist, wobei der zweite Zündstromkreis einen Phasenschieber (15, 16) enthält, der den erstmals über den ersten Zündstromkreis gezündeten Triac (11) dauernd im gezündeten Zustand belässt, wenn die Stromzufuhr nicht unterbrochen wird. 8. Elektrisches Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Widerstand (13) des Zündstromkreises als Lampe ausgebildet ist. 9. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 1, 4, 5, 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Triac (11) durch einen Ansteuerbaustein (21) gezündet wird. 10. Elektrisches Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerbaustein (21) von einem Drehzahlmesser (22) angesteuert wird und dass der Ansteuerbaustein nur dann zündet, wenn bei eingeschaltetem Gerät keine Unterbrechung der Stromzufuhr aufgetreten ist. 11. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Speicherglied ein Flip-Flop (19) Verwendung findet. 12. Elektrisches Gerät nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Speicherglied ein Thyristor Verwendung findet. 13. Elektrisches Gerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Speichergliedes (19) und das Signal eines Synchronisiereingangs (22) über ein Und-Glied (20) dem Ansteuerbaustein t21) zugeführt sind.

Inventors: HORNUNG, FRIEDRICH DIPL.-ING.,, KUHLMANN, GERHARD, WAHL, GUNTER, Wahl, Günter 
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1981
Main classification: H01H83
IPC codes: H01H83, H02H11