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Elektrischer Zeitschalter für Treppenhausbeleuchiung.
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Zeitsehalter für Treppenhausbeleuchtul1g in Pumpenform. Solche Apparate bestehen bekanntlich aus einer flüssigkeitsgefüllten Röhre, um welche eine Magnetspule gelegt ist und in welcher ein den Lichtstromkreis öffnender und schliessender Anker in Form eines Kolbens beweglich ist, der sich in der einen Richtung langsamer als in der andern Richtung bewegt.
Zeitschalter dieser Gattung sind gegen äussere Einflüsse jeglicher Art sehr empfindlich. Die geringste Störung kann sie betriebsunfähig machen oder mit einer Ungenauigkeit in der Schaltung behaften, so dass sie praktisch völlig unbrauchbar werden. Die bekannten Konstruktionen aber arbeiten mit einem derartigen Geräusch und einer so erheblichen Ungenauigkeit, dass sie den Anforderungen, die an Zeitschalter gestellt werden müssen, nicht mehr genügen. Diese Mängel sind zu einem wesentlichen Teil einerseits darauf zurückzuführen, dass die innerhalb der Flüssigkeit liegenden Kontakte einem starken Abbrand unterliegen, wodurch die Flüssigkeit nach kurzer Betriebsdauer verschmutzt und der Kolben Gefahr läuft, stecken zu bleiben.
Anderseits ändert sich die Laufzeit des Kolbens in der Röhre entsprechend der Zunahme oder Abnahme der Temperatur, der der Apparat ausgesetzt ist. Überdies ist bei starker Temperaturzunahme mit einer derartigen Ausdehnung der Flüssigkeit zu rechnen, dass ein Bruch des Apparates zu befürchten ist.
Die Erfindung beseitigt diese Mängel unter Verwendung von Öl als Füllflüssigkeit in der Weise, dass die Magnetspule am Zylinder derart angeordnet ist und die Olmenge so bemessen ist, dass im oberen Teile der Röhre eine Luftschicht verbleibt, welche für den bewegten Kolben als Pufferung dient und ihn bei seiner Aufwärtsbewegung ohne Unterbrechung des Magnetstromkreises auffängt, und dass der Kolben bei dieser Bewegung eine vollkommen im Innern der Röhre untergebrachte, drehbar gelagerte Quecksilberschaltröhre steuert, die den Lichtstromkreis öffnet und sehliesst. Dazu ist im Kolben eine Vorrichtung vorgesehen, mittels der sich die Durehflussmenge des Öles in Abhängigkeit von der herrschenden Temperatur selbsttätig regelt.
Erfindungsgemäss besteht diese Einrichtung darin, dass in der Kolbenwandung ein Ventil vorgesehen ist, dessen Verschlussstück, eine Halbkugel, ein zylindrischer Bolzen od. dgl., von einem Bimetallstab getragen wird. Dabei ist der Bimetallstreifen an seinem einen Ende in der Längsbohrung des Kolbens derart festgemacht, dass bei niedriger Aussentemperatur dieser Querkanal geöffnet ist und bei höherer Temperatur sich der Bimetallstab so ausbiegen kann, dass er die Öffnung verschliesst. Zum Zwecke einer weitgehenden Anpassung der Öffnung an die jeweils herrschenden Temperaturverhältnisse ist eine Regelsehraube vorgesehen, deren Spitze auf den Bimetallstab einwirkt und die Ausbiegung desselben entsprechend der Schraubenstellung begrenzt.
Die die jeweilige Durchflussmenge regelnde Einrichtung kann aber auch so gestaltet sein, dass eine konisch gewickelte Spirale aus Bimetall an ihrem einen freien Ende in der inneren Kolbenwandung befestigt ist, während ihr anderes freies Ende auf eine Abdeckplatte einwirkt, die an der Kolbenunterfläche angebrachten Kolbenbohrungen unter Federwirkung verschliesst, so dass die Spirale bei niedriger Temperatur eine geringe Öffnung der Bohrungen erzwingt, während bei einer Temperaturzunahme infolge der Ausdehnung der Spirale in Richtung des Radius und der damit verbundenen Längsver-
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kürzung derselben die Bohrungen im Kolben verschlossen werden. Für das dickflüssige Öl ist somit ein zusätzlicher Durchtrittsquerschnitt freigegeben, der anderseits für das dünnflüssige Öl gesperrt ist.
Diese Massnahmen ergeben sowohl ein zuverlässiges als auch geräuschloses Arbeiten des Zeit- schalters.
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der Apparat allseitig von einem Eisenblechmantel umgeben, der eine wesentliche Verminderung der bei den bekannten ähnlichen Einrichtungen stark in Erscheinung tretenden Rundfunkstörungen mit sich bringt.
Beim Transport der Zeitschalter nach der Erfindung, bei denen im Zylinder ein kleiner Luftraum belassen wird, würden sich an der unteren Kolbenfläche Luftblasen ansetzen, die nicht ohne weiteres beseitigt werden könnten. Die Luftblasenbildung vermindert aber die Zuverlässigkeit des Zeitsehalters und insbesondere die Genauigkeit der Einschaltzeit des Lichtstromkreises sehr stark.
Deshalb ist im Innern des Zylinders eine Vorrichtung angeordnet, welche die Ventile im Kolben unabhängig vom Flüssigkeitsdruck so steuert, dass die volle Öffnung der Ventile vor Beendigung der Aufwärtsbewegung des Kolbens gewaltsam herbeigeführt wird, mit der Folge, dass die sieh an der Unterfläche des Kolbens angesammelten Luftblasen durch die Ventile nach dem Luftraum über der Ölsäule entweichen können, bevor der Kolben in seiner Höehstlage angekommen ist.
Die Zeitschalter nach der Erfindung lassen gegenüber der bisher bei elektrischen Zeitschaltern stets üblichen kastenähnlichen Gestaltung eine zweckmässige, handliche und eng begrenzte äussere Raumform zu. Die Empfindlichkeit, mit denen Zeitschalter in Pumpenform behaftet sind, lässt es zweckmässig erscheinen, den Apparat nach erfolgter Feineinstellung unter Plombenversehluss zu legen und den Eisenzylinder fest zu verschliessen, um den Schalter für den Benutzer, der im allgemeinen nicht sachverständig ist, unzugänglich zu machen.
Da aber eine Einstellung der Brenndauer der Lampen durch Verschiebung der Magnetspule gegenüber dem Flüssigkeitszylinder dem Benutzer immer noch ermöglicht werden muss, ergibt sich dabei die Schwierigkeit, die Verstellvorrichtung allein zugänglich zu gestalten, ohne die übrigen Bestandteile des Apparates blosszulegen.
Die Erfindung sieht zu diesem Zweck einen senkrecht verlaufenden Schlitz im Metallzylinder vor, durch den ein in der Magnetspule festgemachter Führungsstift und eine Stellschraube ragen, die von aussen nach erfolgter Einstellung der Einschaltzeit in der Magnetspulenfassung festgeschraubt wird.
Die Fig. 1 und 2 zeigen je einen Längsschnitt durch den Apparat in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Ebenen. Fig. 3 stellt einen Längsschnitt durch einen einzelnen Konstruktionsteil in ver- grössertem Massstabe dar. In Fig. 1 ist der Schnitt nur teilweise durchgeführt. Der Fig. 2 ist ausserdem noch ein Schaltschema angegliedert.
In den mittels der Öse j ! aufhängbaren, allseitig geschlossenen Eisenblechzylinder 2 ist der zylinderförmige Körper 3 mittels des Bleehstreifens 4 befestigt. Auf den Zylinder 3 ist die Magnetspule 5 längsversehiebbar aufgebracht, in welcher der Stift 6 und die Stellschraube 7 so eingebracht sind, dass sie durch den senkrechten Sehlitz 8 im Eisenblechzylinder hindurchragen. Der innere Zylinder 3 ist nicht ganz bis zu seiner Deckfläche mit Öl 9 gefüllt. In seinem oberen Teil ist ein hohler Kolben 10 beweglich, in welchen eine oder mehrere Querwände 11 eingebracht sind, die Bohrungen 12 enthalten.
In diesen Wänden ist ein Stift 13'geführt, der an seinem unteren Teil die die Bohrungen 12 abdeckende Platte M-und den Bolzen 15 aus geräuschdämpfendem Material und an seinem oberen Ende die Platte 16 trägt. Die Feder 17 ist unterhalb dieser Platte um den Stift 13 gelegt. Ein mit einem halbkugelförmigen Ventilabschlusskörper 19 versehener Bimetallstab 19 ist im Innern des Kolbens 10 bei 20 befestigt. Der Ventilkörper 18 verschliesst die Bohrung 21 im Kolben 10. Durch einen Stift 22 kann die Ausbiegung des Bimetallstreifens 19 festgelegt werden. Im Kopfe des Zylinders 3 ist der Stift 23 befestigt. Sein Ende bildet der aus geräusehdämpfendem Material bestehende Bolzen 24.
Im unteren Teile des Zylinders 3 ist um das Scharnier 25 die Platte 26 bis zur horizontalen Lage drehbar. An ihr sitzt die Quecksilberschaltröhre 27. Eine Feder 28 versucht, diese in der waagrechten Lage zu halten. Mit 29 ist der Anschlusskasten an der Unterfläche des Apparates bezeichnet. 30 bedeutet den in den Eisenblechmantel 2 eingelassenen Schalter, bei dessen Betätigung der Zeitsehalter in betriebsfähigen Zustand oder ausser Betrieb gesetzt wird. In den Spulenstromkreis ist ein Bimetallunterbreeher geschaltet, der aus dem einseitig fest eingespannten Bimetallstreifen 31 besteht, der den Stromkreis zum festen Kontakt. 32, also zur Spule 5, überbrückt. In dem in Fig. 2 eingezeichneten Schaltschema stellen 33 die Druckknöpfe und 34 die Lampen dar.
Fig. 1 zeigt den Zeitsehalter im Ruhezustand. Die Spule ist stromlos und der Kolben 10 befindet sich infolge seines Eigengewichtes in der untersten Lage, so dass der Bolzen 15 die Platte 26 in geneigter Stellung festhält. Der Stromkreis ist an den beiden Kontakten der Quecksilbersehaltrohre 27 unterbrochen. Befindet sieh der Apparat bei entsprechender Stellung des Schalthebels 30 in betriebsfähigem Zustande, so wird bei Betätigung eines der Druckknöpfe 3. (Fig. 2) der Stromkreis über den Druckknopf, den Schalter 30, die Spule 5 und den Unterbrecher. 31, 32 geschlossen. Der Kolben 10 wird von der Spule 5 hochgezogen und gelangt in die in Fig. 2 dargestellte Lage.
Bei Beginn der Aufwärtsbewegung hebt sich die Platte 14 entgegen der Wirkung der Feder 17 von der unteren Kolbenfläche
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ab, so dass die Bohrungen 12 in den Zwischenwänden 11 geöffnet sind und die Bewegung schnell vor sich geht. Die Bohrungen werden auch in der höchsten Endlage des Kolbens offen gehalten, weil der Bolzen 24 auf den Kopf 16 des Stiftes 13 drückt. Unmittelbar nach erfolgter Aufwärtsbewegung des Kolbens nimmt die Quecksilberschaltröhre 27 unter Einwirkung der Feder 28 ihre waagrechte Lage ein, so dass der Stromkreis über die Lampen 34 und die Kontakte in der Schaltröhre geschlossen ist.
Die Lampen leuchten also auf.
Da die Spule. 5 nur kurzzeitig unter Strom gesetzt ist, fällt der Kolben 10 infolge seines Gewichtes von seiner höchsten Lage wieder. Er wird sich aber sehr langsam bewegen, da sich seine Bohrungen 12 durch die Platte 14 sofort verschliessen. Das Öl kann lediglich in dem geringen Zwischenraum zwischen der inneren Zylinderfläche und dem äusseren Kolbenmantel hindurchtreten. Nach Ablauf einer kurzen Zeitspanne, beispielsweise einiger Minuten, ist der Kolben wieder in seiner unteren Lage angelangt und schaltet den Lichtstromkreis ab. Dieser Vorgang wiederholt sich bei Betätigung irgendeines Druckknopfes 33 stets in genau derselben Weise.
Die selbsttätige Regelung der Einschaltzeit für den Lichtstromkreis bei Veränderung der Temperatur des Öles übernimmt die Ventileinrichtung 18, 21. Bei normaler Temperatur ist das Ventil für den zusätzlichen Durchgang des Öles bei der Kolbenbewegung geöffnet, während bei einer Temperaturerhöhung der Bimetallstab 18 die in Fig. 2 dargestellte Lage einnimmt und so die Bohrung 21 mehr oder weniger verschliesst. Die Temperaturerhöhung verursacht nämlich eine Erhöhung der Fliessgeschwindigkeit des Öles, so dass in diesem Falle der Durchtrittsquerschnitt für das Öl in geringem Masse verändert werden muss, um eine gleichbleibende Bewegungszeit zu erhalten.
Die Einrichtung kann aber auch, wie Fig. 3 zeigt, so getroffen sein, dass an Stelle des Ventiles 18, 21 und des Bimetallstabes 19 bei 35 eine an der Wandung des Kolbens 10 befestigte konisch gewickelte Spirale 36 aus Bimetall befestigt ist, deren unteres freies Ende auf den Ventilstift. M einwirkt, so dass bei geringer Temperatur die Abdeckplatte 14 der Kolbenbohrungen 12 entgegen der Feder-17 mehr oder weniger abgehoben wird, um dem dickflüssigen Öl an den Bohrungen 12 einen zusätzlichen Durchtrittsquersehnitt zur Verfügung u stellen, während bei einer Temperaturerhöhung sieh die Spirale 36 in Richtung ihres Radius ausbiegt und sich damit in der Längsrichtung verkürzt,
wodurch sich die Platte 14 infolge der Feder 17 wieder an die Kolbenunterfläche anlegt und dem dünnflüssigen Öl den Durchtritt verschliesst. Durch eine am freien Ende der Spirale verstellbare Stellschraube 37 kann die Einstellung dieser zusätzlichen Ventileinrichtung in einfacher Weise bewirkt werden.
Eine Änderung der Einschaltzeit für die Lampen innerhalb einer gewissen Zeitspanne ist dadurch ermöglicht, dass die Spule 5 längs des Zylinders 3 der Höhe nach verschieb-und feststellbar ist.
Der Unterbrecher 31, 32, der im Normalzustand geschlossen ist, dient als Sicherung gegen übermässige Erhitzung der Spule 5.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Zeitsehalter für Treppenhausbeleuehtung, bei welchem ein in einem flüssigkeitsgefüllten Zylinder beweglicher Kolben den Anker einer um den Zylinder gelegten Magnetspule bildet, beim Einschalten der Magnetspule den Lichtstromkreis ungehemmt schliesst und nach dem Ausschalten der Magnetspule verzögert unterbricht, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (3) so weit mit Öl (9) gefüllt ist, dass der Kolben (10) oben durch eine Luftpufferung aufgefangen wird, und dass ferner der Kolben die ausschliesslich im Innern des Zylinders angeordneten Sehalterkontakte, u. zw.
nur eine den Lichtstromkreis ein-und ausschaltende Queeksilbersehaltröhre (27) steuert, so dass ein geräuschloses und Rundfunkstörungen verminderndes Arbeiten erzielt wird.