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Elektrischer Zeitschalter für Treppenhausbeleuchtung Die Erfindung
bezieht sich auf einen elektrischen Zeitschalter für Treppenhausbeleuchtung mit
einem Elektromagneten, dessen Anker während seiner Anzugsbewegung einen Kontakt
des Magnetstrornkreises öffnet, den Verbraucher- sowie einen Bimetallstrornkreis
schließt und über zwei durch das Bimetall gesteuerte Verriegelungsstufen in seine
Ausgangsstellung zurückgeführt wird, wovon die erste Verriegelungsstufe zur Ausschaltung
des Bimetallstromkreises durch das erwärmte Bimetall und die zweite Verriegelungsstufe
durch das wieder erkaltete Bimetall gelöst wird und der Anker bei seiner Rückführung
in die Ausgangsstellung den Verbraucherstromkreis öffnet und den Kontakt des Magnetstromkreises
schließt.
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Derartige Geräte besitzen im allgemeinen einen Tauchanker mit verhältnismäßig
großem Hub. der direkt oder indirekt auf Kontaktvorrichtungen einwirkt. Die Verriegelung
des Tauchankers geschieht entweder direkt durch das Bimetall od-er über durch das
Bimetall gesteuerte Klinken. Die Nachteile derartiger Konstruktionen bestehen in
erster Linie in dem verhältnismäßig großen Arbeitshub und der großen Masse des Tauchankers,
zu dessen Steuerung bzw. Sperrung ein dementsprechend großes Bimetall mit sehr ausladenden
Verklinkungshebeln erforderlich ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß gea
lls ..ebenenfL vorzusehende Umschaltvorrichtungen zur wahlweisen Einstellung des
Zeitschalters für Tag-, Abend- oder Nachtbetrieb wegen der stufenweisen Steuerung
der Kontaktsätze durch nur ein Steuerorgan, nämlich den Tauchanker. sehr kompliziert
und aufwendig sind. Dasselbe gilt für eine Sperrvorrichtung, die eine Nachschaltung
des Zeitschalters während seines Funktionsablaufs verhindern soll.
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Zusammenfassend ist somit zu sa(Yen, daß bekannte Zeitschaltvorrichtungen
für Treppenhausbeleuchtung in bezucy auf ihre Größe. ihre Aufwendigkeit und
den ihnen zugeordneten Umschaltmöglichkeiten nicht mehr den heutigen modernen Kleinbauinstallationsgeräten,
wie überstromselbstschalter ', Fehlerspannungsschutzschalter usw., entsprechen.
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Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile
zu beseitigen und dadurch eine Baugröße zu ereicben, wie sie Installationsselbst-##chaltern
eigen ist, so daß beide Gerätearten in Reihenbau auf Zähler- und Verteilertafeln
aufgebaut werden können.
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Die Erfindung besteht darin, daß zwei gegen Federwirk-ung arbeitende,
sich einseitig überlappende und die Kontaktsätze steuernde Klappanker vorgesehen
sind, die durch gegensinnig wirkende und vom Bimetall gesteuerte Verklinkungseinrichtungen
zeitlich hintereinander ver- und entriegelt werden.
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Nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Anker nebeneinander
angeordnet. Der überlappende Anker steuert einen aus Ruhekontakt des Magnetstromkreises
Lind Arbeitskontakt des Bimetallstromkreises bestehenden Umschaltkontaktsatz und
wirkt mit der sich bei kaltem Birnetall in Arbeitsstellung befindlichen Verklinkungsvorrichtung
zusammen, Der überlappte Anker steuert einen Arbeitskontakt des Verbraucherstromkreises
und wird durch die sich bei warmem Bimetall in Arbeitsstellung befindlichen Verklinkungsvorrichtung
verriegelt, wobei der Verk- linkungszeitpunkt des überlappenden Ankers zeitlich
vor dem Entklinkungszeitpunkt des überlappten Ankers liegt.
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Die Vorteile dieser Vorrichtung sind darin zu sehen, daß die Klappanker
eine sehr geringe Masse besitzen und sehr kurze Hübe aufweisen, woraus resultiert,
daß die Verriegelungseinrichtungen sehr klein achalten werden Können und das Bimetall
wegen des sehr geringen Kraftbedarfs zur Steuerung derselben ebenfalls kleine Ausmaße
besitzt. Hierdurch ergeben sich kleinste Gesamtabmessungen des Schalters.
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In weiterer Ausbildung nach der Erfindung besteht die Verklinkungsvorrichtung
für den überlappenden Anker aus einem drehbar gelagerten, mittels einer Feder in
seiner Arbeitsstellung gehaltenen und über eine am Bimetall angeordnete Druckstange
ge-
steuerten zweiaimigen Hebel. Die dieser gegenüber entgegengesetzt wirkende
Verklinkungsvorrichtung für den überlappten Anker besteht aus zwei drehbar
gelagerten,
mittels einer Feder in ihren Ausschaltstellungen gehaltenen zweiarmigen Hebeln,
deren sich zugekehrten Enden bewegungsschlüssig ineinandergreifen. Dabei weist das
freie Ende des einen Hebels eine Klinke auf, während das freie Ende des anderen,
des Ansteuerhebels, über eine Zugstange durch das Bimetall gesteuert wird.
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Ein besonderer Aufbau und eine besondere Anordnung der Organe zueinander
besteht innerhalb eines die Einbaumasse eines Installationsselbstschalters aufweisenden
Isolierstoffgehäuses darin, daß das Bimetall in Sockellängsrichtung im unteren Bereich
des Sockels schwenkbar lagert und mittels einer senkrecht dazu ausgerichteten, vorzugsweise
durch die Stirnseite des Gehäuses bedienbaren Einstellschraube verstellbar ist,
während die in Richtung des Bimetalls ausgerichtete Magnetspule mit ihren in Richtung
der Einstellschraube weisenden Klappankern den Raum neben der Einstellschraube im
oberen Bereich des Zeitschalters ausfüllt. Dabei sind vorzugsweise sämtliche Organe
auf einer dem Breitseitenprofil eines Installationsselbstschalters angepaßten Montageplatte
aufgebaut, aus der zur Befestigung der Magnetspule und der beiden Anker und zur
Lagerung der Einstellschraube Lappen ausgeschnitten und rechtwinklig abgebogen sind.
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Ein weiterer, sich durch die Nebeneinanderanordnung der beiden die
Kontaktsätze steuernden Klappanker ergebender Vorteil besteht in einer einfachsten
Umschaltvorrichtung des Zeitschalters für Tag-, Abend- und Nachtbetrieb. Diese ist
in der Weise aufgebaut bzw. angeordnet, daß die Einstellschraube für das Bimetall
in einer in zwei Lappen der Montageplatte gelagerten, die Stirnseite des Isolierstoffeehäuses
durchdringenden und in vorzugsweise drei haststellungen drehbaren Hohlachse geführt
ist, auf welcher Hohlachse eine Nockenscheibe drehungsschlüssig angeordnet ist,
die mit den auf Isolierkörpern die beweglichen Kontakte der Kontaktsätze tragenden
beiden Ankern zusammenwirkt.
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Eine Sperre zur Verhinderung von Nachschaltungen während des Funktionsablaufs
des Zeitschalters besteht darin, daß der den Arbeitskontakt des Verbraucherstromkreises
steuernde Anker den den Umsteuerkontaktsatz steuernden Anker in einem gewissen Abstand
übergreift, derart, daß nach Entklinken des Ankers zur Steuerung des Umsteuerkontaktsatzes
dieser bis zum Zeitpunkt der Entklinkung des Ankers zur Steuerung des Arbeitskontaktes
in einer Zwischenstellung gesperrt wird, so daß der bewegliche Kontakt des Umsteuerkontaktsatzes
in einer Mittelstellung zwischen dem Arbeitskontakt des Bimetallstromkreises und
dem Ruhekontakt des Magnetstromkreises verharrt.
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In den Zeichnungsfiguren ist eine vorteilhafte Ausgestaltung nach
der Erfindung dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Perspektive
des Grundgerätes in Einschaltstellung mit Schaltungsanordnung, Fig. -' eine
Seitenansicht des Gerätes bei geschnitienem Isolierstoffgehäuse, Fi-.
3 einen Schnitt 1-1 nach Fig. 2, Fig. 4 eine Draufsicht auf die zweihebelige
Verklinkungseinrichtung, Fig. 5 eine Draufsicht auf die einhebelige Ver-
i klinkungseinrichtung, Fig. 6 eine Draufsicht auf die Umschalteinrichtung
bci Einstellung auf Abendbetrieb, Fig. 7 eine Draufsicht auf die Umschaltvorrichtung
bei Einstellung auf Nachtbetrieb, Fig. 8 eine Draufsicht auf die Umschalteinrichtung
bei Einstellung auf Tag (Zeitschalter ist außer Betrieb), Fig. 9 die Schaltung
bei Einstellung des Schalters auf Nachtbetrieb, Fig. 10 die Schaltung bei
Einstellung des Schalters auf Abendbetrieb, Fig. 11 die Schaltung bei Einstellung
des Schalters auf Tag (Zeitschalter ist außer Betrieb gesetzt), Fig. 12 einen Längsschnitt
durch die Umschaltvorrichtung mit eingebauter Einstellvorrichtung für das Bimetall,
Fig. 13 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch die beiden mit Nachschaltsperre
versehenen Anker mit Kontaktsätzen (die beiden Anker befinden sich in Ruhestellung),
Fig. 14 einen Schnitt entsprechend Fig. 13 (beide Anker befinden sich in
der Arbeitsstellung), Fig. 15 einen Schnitt nach Fig. 13 (der den
Umschaltkontaktsatz steuernde Anker ist bereits entklinkt).
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Der Magnetspule 1 sind die beiden Anker 2, 3 zugeordnet,
die mittels der beiden Zugfedern 2a, 3a in ihrer Grundstellung gehalten werden.
Der Klappanker 2 trägt auf einem 1 solierkörper 2 b den beweglichen
Kontakt 4 a, der mit dem Arbeitskontakt 4 b
zusammenwirkt. Der
Kontaktsatz 4 a, 4 b dient zur Schaltung des Verbraucherstromkreises
und ist bei angezogenem Klappanker 2 geschlossen. Der Klappanker 3 trägt
auf dem Isolierkörper 3 b den beweglichen Kontakt 5
a, der mit dem Ruhekontakt 5 b und dem Arbeitskontakt
5c zusammenwirkt. Die Kontakte 5 a, 5 b, 5
c bilden somit einen Umschaltkontaktsatz, von dem der Ruhekontakt
5 b mit der Magnetspule 1 verbunden ist, während über den Arbeitskontakt
5 c der Stromkreis des Bimetalls 6 geschaltet wird.
Zur Verklinkung des Ankers 3 dient eine aus dem zweiarrnigen und auf der
Achse 8 gelagerten Hebel 7 bestehende Verklinkungsvorrichtung, welcher
Hebel an seinem einen Ende die Verklinkungsnase 7a und am anderen Ende die Ansteuerabwinkelung
7b
besitzt und mittels des Schenkels 9a der Schraubenwindungsfeder
9 in seiner Grundstellung gehalten und durch die als Schraube aus-ebildete
Druckstange 6a des Bimetalls 6 gesteuert wird. Die Verklinkungsnase7a wirkt
mit dem Ende 3c des Ankers 3 zusammen. Die Verklinkungsvorrichtung für den Anker
2 besteht aus dem auf der Achse 8 gelagerten und durch die Feder
9 druckbeaufschlagten Verklinkungshebel 10a und dem auf der Achse 10c gelagerten
Ansteuerhebel 10b. Die sich zugekehrten freien Enden dieser beiden Hebel
sind durch den in einen Schlitz 10 e des Ansteuerhebels 10 b hineinstehenden
Stift 10 d des Verklinkungshebels 9 bewegungsschlüssig miteinander
verbunden. Das nach außen gerichtete freie Ende des Verklinkungshebels
10 a besitzt die mit dem Ende 2 c des Ankers 2 zusammenwirkende Verklinkungsnase
10f, während an das nach außen weisende freie Ende des Ansteuerhebels10b
eine vom Bimeta116 gesteuerte Zugstange 6 b gekuppelt ist. Der Anker
3 besitzt außerdem einen seitlichen Arm 3 d, mit welchem er
den Anker 2 überlappt.
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In den Schaltungen nach den Fig. 1 und 9 bis
11
sind die Zuleitungsanschlußklemmen mit 0 und P und die Ableitungsanschlußklemmen
n-üt T (Taster)
und L (Lampen) bezeichnet. Die Taster und Lampen
selbst sind mit T' und L' gekennzeichnet.
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Das Gerät mit seinen bisher beschriebenen Einrichtungen arbeitet wie
folgt (s. Fig. 1 und 2, die Schaltung nach Fig. 9 und die schematischen
Darstellungen der Kontaktorgane nach den Fig. 13 bis 15):
Durch die
Betätigung eines Tasters T' wird die Magnetspulel über den Kontaktsatz5a,
5b an Spannung gelegt. Dadurch werden die beiden Anker 2 und 3 angezogen.
Der Anker 3 wird in der angezogenen Lage durch das Zusammenwirken zwischen
seinem Ende 3 c mit der Verklinkungsnase 7a des Verklinkungshebels
7 gesperrt und hält zugleich durch seinen seitlichen Arm 3 d ebenfalls
den Anker 2 in der angezogenen Lage. Durch die Anzugsbewegung der Anker 2 und
3 hat zunächst der bewegliche Kontaktarm 5 a vom H altekontakt
5 b abgehoben und ist auf den Arbeitskontakt 5c umgeschwenkt.
Dadurch ist die Magnetspule 1 unabhängig von der Betätigung eines Tasters
T' spannungslos geworden, während der Stromkreis des Bimetalls 6 geschlossen
ist, so daß dieses aufgeheizt wird. Gleichzeitig hat sich der bewegliche Kontakt
4 a auf den Arbeitskontakt 4 b gelegt, so daß ebenfalls der
Verbraucher- oder Lampenstromkreis geschlossen ist. Das Bimetall 6 führt
während seiner Erwärmung eine Bewegung in Richtung zu den Verklinkungseinrichtungen
aus. Diese Bewegung bewirkt durch das Zusammenwirken des Bimetalls 6 mit
den beiden Verklinkungsvorrichtungen über die Druckstange bzw. Schraube
6 a und die Zugstange 6 b, daß die beiden Verklinkungshebel
7 und 10a mit ihren Verklinkungsnasen 7a, 10f gegensinnig gerichtete
Schwenk-bewegungen ausführen, die eine Verklinkung des Ankers 2 und eine zeitlich
etwas später liegende Entklinkung des Ankers 3 b bewirken. Der Anker
2 verharrt somit weiterhin in seiner angezogenen Lage, während Anker 3 durch
die Wirkung der Zugfeder 3 a
in die Grundstellung zurückkehrt, wodurch
der bewegliche Kontakt 5 a vom Arbeitskontakt 5 c abhebt
und wieder auf den Ruhekontakt 5b umschaltet. Dadurch ist der Bimetallstromkreis
geöffnet und der Stromkreis der Magnetspule 1 für eine neue Funktion vorbereitet.
Das Bimetall erkaltet und kehrt in seine Grundstellung zurück, wodurch ebenfalls
eine Rückverstellung des Verklinkungshebels 7 infolge des Federarmes 9a und
des Verklinkungshebels 10a infolge der gegen die Kraft der Feder 9 wirkenden
Bewegung der Zugstange 6b erfolgt. Dadurch wird eine Entklinkung des Ankers
2 herbeigeführt, der nun ebenfalls in seine Grundstellung zurückkehrt und dabei
den Kontaktsatz4a, 4b des Verbraucherstromkreises öffnet, während der Verklinkungshebel
7 für eine nächste Betätigung des Zeitschalters, d. h. für eine nächste
Verklinkung des Ankers 3 vorbereitet ist, die denselben Funktionsablauf des
Gerätes bewirkt, wie er soeben beschrieben wurde.
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Um die Schaltzeit des Zeitschalters verstellen zu können, ist das
Bimeta116 um eine Achse6c schwenkbar gelagert und kann über eine mit einer Ansteuerabwinkelung
6d zusammenwirkende Einstellschraube 11 (Fig. 2 und 12) eingestellt
werden. Die Einstellschraube 11 lagert in einer aus den beiden Teilen 12a
und 12b bestehenden, das Hauptorgan einer nachfolgend noch beschriebenen
Umschaltvorrichtung zur Einstellung des Zeitschalters auf Tag-, Abend- oder Nachtbetrieb
darstellenden Hohlachse. Sie ist drehbar in den Lagerschilden 13
a, 13 b ge-
lagert und wird durch einen Drehknopf 14 bedient. Sie trägt
im Bereich der Isolierkörper2b, 3b der
Anker 2, 3 eine Nockenscheibe
15, die auf die Anker 2, 3 steuernd einwirkt. Die Nockenscheibe
15
ist über die Hohlachse 12a, 12b mittels des Drehknopfes 14 in die
Stellungen A (Abend), N (Nacht) und T (Tag) einstellbar, welche Stellungen
durch eine aus einer Feder 15a und einer mit entsprechenden Ausnehmungen
15b der Nockenscheibe 15 zusammenwirkenden Rastrolle 15c verrastet
werden. Bei der Einstellung der Umschaltvorrichtung auf die Stellung N (Nacht)
(s. Fig. 7 und 9) befinden sich die beiden Anker 2 und 3 in
ihrer Grundstellung, d. h., der durch den Anker 2 gesteuerte Kontaktsatz
4 a, 4 b
des Verbraucherstromkreises ist geöffnet, und der bewegliche
Kontakt 5a des Umsteuerkontaktsatzes liegt auf dem Haltekontakt 5 b
der Magnetspule 1.
Die Betätigung eines Tasters T' leitet einen Funktionsablauf
des Zeitschalters in der vorher beschriebenen Weise ein.
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Bei der Einstellung der Nockenscheibe 15 auf A
(Abend)
(s. Fig. 6 und 10) ist der Anker 2 so weit in Richtung zur Magnetspule
verschwenkt, daß der Arbeitskontakt 4 a, 4 b des Verbraucherstromkreises
geschlossen ist, während sich der bewegliche Kontakt 5a des Umschaltkontaktsatzes
in der Mitte zwischen dem Ruhekontakt 5 b und dem Arbeitskontakt
5 c
liegt. Das hat zur Folge, daß der Verbraucherstromkreis ununterbrochen
eingeschaltet ist, so daß die Betätigung eines Tasters T' wegen des geöffneten Haltekontakts
5 b keinen Einfluß auf den Zeitschalter hat, da der Magnetspulenstromkreis
unterbrochen ist.
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Die Einstellung der Nockenscheibe auf T (Tag) ist in den Fig.
8 und 11 wiedergegeben. Der Anker 2 befindet sich dabei in seiner
Grundstellung und hält den Kontaktsatz 4 a, 4 b des Verbraucherstromkreises
geöffnet. Der Anker 3 dagegen ist wie bei der vorher beschriebenen Einstellung
A (Abend) so weit in Richtung zur #.,lagnetspule verschwenkt., daß sich der
bewegliche Kontakt 5 a zwischen dem Ruhekontakt 5 b
und
dem Arbeitskontakt 5 c befindet, wodurch bei geöffnetem Stromkreis eine Betätigung
des Zeitschalters wegen der Unterbrechung des Magnetstromkreises nicht möglich ist.
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In den Fig. 13 bis 15 ist in schematischer Darstellung
eine Sperre gegen Nachschaltung gezeigt, durch die erreicht werden soll, daß die
Anlage erst dann wieder erneut betätigt werden kann, wenn der Funktionsablauf des
Zeitschalters beendet und somit der Verbraucherstromkreis wieder ausgeschaltet ist,
wohingegen normalerweise die Möglichkeit besteht, die Magnetspule schon dann wieder
unter Spannung zu setzen, wenn der Anker 3 bereits abgefallen, aber Anker
2 noch in der Einschaltposition verriegelt ist. Diese Vorrichtung besteht darin.
daß der Anker 2 den Anker 3 durch ein Glied 2 d in der Weise
überlappt, daß nach Entklinken des Ankers 3 dieser bis zum Zeitpunkt der
Entklinkung des Ankers 2 in einer Zwischenstellung gesperrt wird (Fig.
15), so daß der bewegliche Kontakt 5 a vom Arbeitskontakt
5 c bereits abgehoben, aber noch nicht auf den Ruhekontakt 5b umgeschaltet
hat, so daß der Ruhekontakt 5b des Magnetstromkreises so lange unterbrochen
bleibt, bis auch der Anker 2 entriegelt und in seine Grundstellung zurückgekehrt
ist.
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Wie insbesondere aus den Fig. 2 und 3 hervorgebt. sind alle
elektrischen und mechanischen Organe auf
einer Grundplatte
16 aufgebaut, die dem Breitseitenprofil eines überstromselbstschalters angepaßt
ist. Sämtliche Befestigungslappen, z. B. zur Befestigung der Magnetspule, der beiden
Anker, der Verklinkungseinrichtungen sowie der Umschalteinrichtung, können vorzugsweise
aus der Metallplatte herausgeschnitten und rechtwinklig abgebogen werden. Das Gerät
ist von einem die Einbaumasse eines überstromselbstschalters aufweisenden Isolierstoffgehäuse
1 umschlossen. Die Anordnung der wichtigsten 0 rg ,ane zueinander
ist zur Erzielung einer gedrängten Bauweise derart erfolgt, daß das Bimetall
6 in Sockellängsrichtung im unteren Bereich des Sockels schwenkbar lagert,
während senkrecht dazu im oberen Bereich des Gerätes die der Umschaltung dienenden
und die Stirnwand 17a des Gehäuses 17 durchdringende Hohlachse 12a,
12b angeordnet ist. Die in Richtung des Bimetalls ausgerichtete Magnetspule
1
füllt mit ihren in Richtung der Hohlachse 12 a, 12 b
weisenden
Klappankern 2, 3 den Raum neben letztgenannter Hohlachse aus. Die Zweiteiligkeit
der Hohlachse 12a, 12b ist aus Gründen der Montagevereinfachung gewählt worden.
Der Oberteil 12a greift mit zwei Zähnen 12c unterhalb des Lagerschildes
13 a in den Unterteil 12 b ein, wodurch nach
Herausschrauben der Einstellschraube 11 eine einfachste Trennung möglich
ist.