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Zeitschalter für elektrische Stromkreise, insbesondere für Elektroherde
Die Erfindung betrifft einen Schalter für elektrische Stromkreise, insbesondere
für Elektroherde mit Antriebsmotor, Vorlaufzeit-Laufwerk und Betriebsdauer-Laufwerk,
wobei mindestens ein Betriebsdauer-Laufwerk über ein Klinkenschaltwerk angetrieben
ist. Zeitschalter für elektrische Stromkreise, insbesondere für Elektroherde, sind
schon bekannt. Bei diesen bekannten Schaltern ist jedoch die Einstellung der Vorlaufzeit
und der Betriebsdauer sehr umständlich, und zudem steht bei den bekannten Ausführungsformen,
bei denen die Einstellwellen koaxial angeordnet sind, für die Einstellung der Vorlaufzeit
und Betriebsdauer zusammen insgesamt nur ein 360°-Bereich zur Verfügung, wodurch
die Skalen entsprechend eng und unübersichtlich werden.
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So werden bei einer bekannten Ausführung die Zeitpunkte des Ein- und
Ausschaltens von zwei relativ zueinander einstellbaren, über eine Gleitkupplung
von Antriebsmitteln getriebenen Nockeneinrichtungen gesteuert, die nur einen gesamten
Einstellbereich von 360° zulassen. Bei anderen bekannten Ausführungen sind die Einstellwellen,
die über 360° einstellbar sind, nebeneinander über Hebelmechanismen steuerbar angeordnet,
was aber den Aufbau kompliziert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen eingangs beschriebenen
Zeitschalter so zu gestalten, daß Vorlaufzeit- und Betriebsdauer-Laufwerk gemeinsam
angetrieben werden, daß das Betriebsdauer-Laufwerk erst nach Ablauf des Vorlaufzeit-Laufwerkes
und abhängig von einem Steuerorgan angeschaltet wird, sein Antriebsmechanismus aber
schon vom Beginn der Vorlaufzeit an leer mitläuft.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Vorlaufzeit-Laufwerk
eine Steuerscheibe aufweist, die koaxial zum Schaltrad des Klinkenschaltwerkes des
Betriebsdauer-Laufwerkes angeordnet ist, und daß am Umfang der Steuerscheibe eine
Kerbe vorgesehen ist, welche die Null- und Betriebsstellung des Betriebsdauer-Laufwerkes
derart steuert, daß in der Nullstellung die Betriebsdauer-Schaltklinke am Außenrand
der Steuerscheibe anliegt, in der Betriebsstellung aber über die Kerbe mit dem Betriebsdauer-Schaltrad
im Eingriff steht.
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Diese Anordnung ermöglicht in vorteilhafter Weise ein Außereingriffbringen
des Betriebsdauer-Schaltrades und der Schaltklinke des Betriebsdauer-Laufwerkes
während der Laufdauer des Vorlaufzeit-Laufwerkes. Somit ist es möglich, daß die
Betriebsdauer-Schaltklinke und die Vorlaufzeit-Klinke einen gemeinsamen Antrieb
erhalten, daß aber die Betriebsdauer-Schaltklinke während der Vorlaufzeit gewissermaßen
leer läuft. Außerdem steht für beide Laufwerke ein jeweils unabhängiger Einstellbereich
von nahezu 360° zur Verfügung.
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Zweckmäßigerweise ist das Betriebsdauer-Laufwerk aus dem drehbar gelagerten
Schaltrad, einem Kontaktnocken und einem Rastnocken, die undrehbar miteinander verbunden
sind, sowie der Schaltklinke gebildet. Dadurch drehen sich in vorteilhafter Weise
der Kontaktnocken und der Rastnocken automatisch, wenn die Schaltklinke das Schaltrad
des Betriebsdauer-Laufwerkes antreibt.
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Es ist vorteilhaft, wenn auch das Vorlaufzeit-Laufwerk ein Klinkenschaltwerk
aufweist, so daß man für beide Laufwerke die gleiche Antriebsart hat, wodurch sich
verschiedene Einzelteile dieser Laufwerke Bleichhalten lassen, was eine rationelle
Fertigung mit sich bringt.
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Aus demselben Grund ist es auch zweckmäßig, das Vorlaufzeit-Laufwerk
aus ähnlichen Teilen wie das Betriebsdauer-Laufwerk aufzubauen und insbesondere
das Vorlaufzeit-Laufwerk aus einem drehbar gelagerten Schaltrad, einem Kontaktnocken,
einem Rastnocken und der Steuerscheibe, die undrehbar miteinander verbunden sind,
sowie einer Schaltklinke zu bilden. Auch hierbei drehen sich in vorteilhafter Weise
die mit dem Schaltrad undrehbar verbundenen Teile zwangläufig mit letzterem.
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In einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die drehbar gelagerten
Teile des Betriebsdauer-Laufwerkes und des Vorlaufzeit-Laufwerkes koaxial zueinander
angeordnet, wodurch die einzelnen Teile des Laufwerkes in vorteilhafter Weise besonders
einfach miteinander kuppelbar sind, beispielsweise bei gespritzten oder gegossenen
Teilen durch eine gemeinsame Nabe oder durch eine einfache Nut und Federverbindung.
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Zweckmäßig sind die drehbar gelagerten Teile des Vorlaufzeit-Laufwerkes
auf einer mit dem Handrad verbundenen Hohlwelle angeordnet. Dabei sind in
weiter
vorteilhafter Ausgestaltung die drehbar gelagerten Teile des Betriebsdauer-Laufwerkes
auf einer mit einem Drehknopf od. dgl. verbundenen Welle angeordnet, wobei diese
Welle wiederum in der Hohlwelle des Vorlaufzeit-Laufwerkes drehbar gelagert ist.
Hierdurch ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, die Einstellung sowohl
des Vorlaufzeit-Laufwerkes als auch des Betriebsdauer-Laufwerkes von ein und derselben
Seite her vorzunehmen, bei einem elektrischen Herd beispielsweise von der Vorder-
oder Oberseite her.
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Wenn man das Vorlaufzeit-Laufwerk und das Betriebsdauer-Laufwerk über
ein Getriebe mit dem Antriebsmotor verbindet, so ist man in der vorteilhaften Lage,
bei gleichen Motoren verschiedene Schalter mit verschiedenen Laufzeiten herzustellen.
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Werden gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Vorlaufzeit-Schaltklinke
und die Betriebsdauer-Schaltklinke mit je einer Kulisse verbunden, wobei jede Kulisse
kraftschlüssig mit einem mit der Abtriebswelle des Getriebes verbundenen drehbaren
exzentrischen Betätigungsnocken gekuppelt ist, so kann man die Drehbewegung des
Antriebsnockens über die Betätigungsnocken und die Kulisse auf die Schaltklinke
übertragen, insbesondere kann man die Drehbewegung in eine Hin- und Herbewegung
der Schaltklinke umsetzen, wenn man nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auf
der Hohlwelle des Vorlaufzeit-Laufwerkes schwenkbar zwei Winkelhebel anordnet, deren
eine Enden als Schaltklinken und deren andere Enden als Kulissen ausgebildet sind.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung besteht darin, daß zwischen dem Abtriebsrad
des Getriebes und dem Betätigungsnocken für den Vorlaufzeit-Kulissenhebel ein Zusatzgetriebe,
insbesondere ein Untersetzungsgetriebe angeordnet ist. Dieses zusätzliche Getriebe
ermöglicht in vorteilhafter Weise Vorlaufzeiten zu erreichen, die ein Mehrfaches
der Betriebszeit erreichen, beispielsweise sind Vorlaufzeiten von einem halben Tag
und mehr denkbar, so daß z. B. ein elektrischer Herd nach einer ganzen Nacht dauernden
Vorlaufzeit am Morgen selbsttätig eingeschaltet wird.
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Wenn der Betriebsdauer-Rastnocken und der Vorlaufzeit-Rastnocken je
eine Rastkerbe aufweisen, in die jeweils in den Nullstellungen der Laufwerke je
eine Rastfeder eingreift, so kann in vorteilhafter Weise diese Nullstellung beispielsweise
bei Fehlbedienung der Drehgriffe leicht wieder gefunden werden, und zudem können
die Laufwerke dadurch in den Nullstellungen gut arretiert werden.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist der Zeitschalter
zwei Kontakte auf, von denen der eine als Ruhekontakt ausgebildet und mit dem Vorlaufzeit-Laufwerk
verbunden ist, während der andere als Arbeitskontakt ausgelegt ist und mit dem Betriebsdauer-Laufwerk
in Verbindung steht, so daß sich die vorteilhafte Möglichkeit ergibt, mittels jedes
Laufwerkes auf einen der beiden Kontakte einzuwirken.
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Wenn in zweckmäßiger Weise der Verbraucher mit der Stromquelle über
den Ruhekontakt und den elektrisch dazu in Reihe geschalteten Arbeitskontakt verbunden
ist, so ist die Stromzufuhr zum Verbraucher während der Vorlaufzeit unterbunden,
d. h., der mit dem Vorlaufzeit-Laufwerk verbundene Kontakt ist während dieser Zeit
geöffnet.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Antriebsmotor
über den Arbeitskontakt mit der Stromquelle verbunden, so daß der Antriebsmotor
nach Einstellung einer beliebigen Betriebsdauer an die Stromquelle angeschlossen
ist, unabhängig von der Stellung des Vorlaufzeit-Laufwerkes.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine teilweise gebrochene Ansicht eines Zeitschalters, F i g.
2 eine Seitenansicht nach F i g. 1, F i g. 3 den Schnitt III-III nach F i g. 2,
F i g. 4 einen Ausschnitt aus F i g. 3 in einer anderen Stellung der Teile, F i
g. 5 ein elektrisches Schaltbild.
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Der Zeitschalter ist zwischen den beiden Platinen 1 und 2 angeordnet.
Der elektrische Antriebsmotor 3 befindet sich an einer zwischen den beiden Platinen
1 und 2 angeordneten Querplatte 4 und greift mit der auf seiner Welle 5 angeordneten
Schnecke 6 in das Schneckenzahnrad 7 eines Getriebes 8 ein, welches auf der Zwischenwelle
9 frei drehbar gelagert ist. Das undrehbar mit dem Schneckenzahnrad 7 verbundene
Ritzel 10 überträgt die Bewegung auf ein Zwischenzahnrad 11, das auf einer drehbar
zwischen den Platinen 1 und 2 gelagerten Welle 12 befestigt ist. Auf der gleichen
Welle befindet sich ein Ritzel 13, welches in ein weiteres Zwischenzahnrad 14 eingreift,
das frei drehbar auf der Welle 9 angeordnet und fest mit dem Ritzel 15 verbunden
ist. Auf der Welle 16 ist frei drehbar ein Zahnrad 17 gelagert, was wiederum mit
einem Ritzel 18 und einem exzentrischen Betätigungsnocken 19, der ein Betriebsdauer-Laufwerk
20 antreibt, verbunden ist.
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Das Betriebsdauer-Laufwerk 20 ist auf einer mit einem Drehknopf 21
verbundenen Welle 22 angeordnet und besteht aus einer Schaltklinke 23, einem mit
diesem zusammenwirkenden Schaltrad 24, einem Kontaktnocken 25 und einem Rastnocken
26. Auf der Welle 22 ist ein Winkelhebel 27 schwenkbar gelagert, dessen eines Ende
als die Schaltklinke 23 und dessen anderes Ende 28 als Kulisse ausgebildet ist.
Dabei ist die Kulisse 28 kraftschlüssig mit dem exzentrischen Betätigungsnocken
19 verbunden. Bei der Rotation dieses Betätigungsnockens 19 führt der Winkelhebel
27 eine hin- und hergehende Schwenkbewegung aus, wobei die Schaltklinke 23
mit dem Schaltrad 24 als Klinkenschaltwerk zusammenwirkt und dieses in Pfeilrichtung
29 dreht. Um eine entgegengesetzte Drehung des Schaltrades 24 zu verhindern, sind
in nicht dargestellter Weise in die Zähne des Schaltrades eingreifende Rasten vorgesehen.
Der Kontaktnocken 25 wirkt mit einem Arbeitskontakt 30 zusammen, dessen Funktion
im Zusammenhang mit dem elektrischen Schaltbild erläutert wird.
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In der Ruhestellung des Betriebsdauer-Laufwerkes 20 greift in die
Rastkerbe 31 des Rastnockens 26 eine Rastfeder 32 ein. In dieser Stellung befindet
sich der Arbeitskontakt 30 in der Rastkerbe 33 des Kontaktnockens 25, so daß der
Kontakt unterbrochen ist.
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Das mit dem Zahnrad 17 verbundene Ritzel 18 treibt ein Untersetzungsgetriebe
an, das aus dem Zahnrad 34, dem Ritzel 35 und dem Zahnrad 36 besteht. Dieses ist
wiederum mit einem exzentrischen Betätigungsnocken 37 verbunden und sitzt lose drehbar
auf der Welle 16. Der Betätigungsnocken 37 treibt das Vorlaufzeit-Laufwerk 38 an.
Dieses ist auf einer Hohlwelle 39 angeordnet, welche über die Welle 22 des Betriebsdauer-Laufwerkes
20 geschoben ist. Das Vorlaufzeit-Laufwerk 38 besteht wiederum aus einer
Schaltklinke
40 und einem Schaltrad 41, einem Kontaktnocken 42 und einem Schaltnocken 43. In
gleicher Weise wie beim Betriebsdauer-Laufwerk 20 ist ein Winkelhebel 44
schwenkbar auf der Hohlwelle 39 gelagert, dessen eines Ende als Schaltklinke 40
und dessen anderes Ende 45 als Kulisse ausgebildet ist, die mit dem Betätigungsnocken
37 gekuppelt ist. Die Schaltklinke 40 arbeitet in gleicher Weise mit dem Schaltrad
41 zusammen, so daß auch dieses in Pfeilrichtung 29 gedreht wird. Das freie Ende
der Hohlwelle 39 ist zur Einstellung mit einem Handrad 46 verbunden. Der Kontaktnocken
42 wirkt auf einen Ruhekontakt 47 ein. In der Nullstellung befindet sich dieser
in der Rastkerbe 48, wobei dann die Kontakte geschlossen sind. Diese Ruhestellung
ist außerdem durch den Eingriff der Rastfeder 49 in die Rastkerbe 50 des Rastnockens
43 gesichert.
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Die Hohlwelle 39 trägt an ihrem, dem Betriebsdauer-Laufwerk 20 zugewandten
Ende eine Steuerscheibe 51, deren Durchmesser 52 größer bemessen ist als der Kopfkreisdurchmesser
53 des Betriebsdauer-Schaltrades 24. Die Steuerscheibe 51 weist eine Kerbe 54 auf,
die tiefer reicht als der Kopfkreisdurchmesser 53 des Betriebsdauer-Schaltrades
24. Die Betriebszeit-Schaltklinke 23 ist so breit gehalten, daß sie am Außenrand
55 der Steuerscheibe 51 anliegt. Dabei ist die Kerbe 54 so angeordnet, daß die Betriebsdauer-Schaltklinke
23 in der Nullstellung des Vorlaufzeit-Laufwerkes 38 in dieser Kerbe 54 liegt (F
i g. 4).
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Wie das elektrische Schaltbild nach F i g. 5 zeigt, ist der eine Pol
der Stromquelle 56 über den Arbeitskontakt 30 des Betriebsdauer-Laufwerkes 20 und
den hintereinandergeschalteten Ruhekontakt 47 des Vorläufzeit-Laufwerkes 38 mit
dem Verbraucher 57 verbunden. Dagegen zweigt die Verbindung für den Elektromotor
3 bereits hinter dem Arbeitskontakt 30 ab.
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Die Arbeitsweise des Zeitschalters ist nun die folgende: Am Vorlaufzeit-Laufwerk
38 wird mittels des Handrades 46 zunächst von der Nullstellung ausgehend
die gewünschte Zeitdauer durch eine unter 360° liegende Drehung eingestellt. Anschließend
wird die entsprechende Einstellung für das Betriebsdauer-Laufwerk 20 mittels des
Drehknopfes 21 vorgenommen. Sobald durch Verstellung des Betriebsdauer-Laufwerkes
20 aus der Nullstellung der Arbeitskontakt 30 betätigt wird, ist der Stromkreis
für den Elektromotor 3 geschlossen, so daß nunmehr über das Getriebe beide Schaltklinken
23 und 40 angetrieben werden. Durch die Schaltklinke 40 wird die Hohlwelle 39 des
Vorlaufzeit-Laufwerkes 38 so lange gedreht, bis wiederum die Nullstellung erreicht
wird. Während dieser Drehbewegung liegt die Betriebsdauer-Schaltklinke 23 auf dem
Außenrand 55 der Steuerscheibe 51 an und kann nicht in das Schaltrad 24 eingreifen,
so daß sich das Betriebsdauer-Laufwerk 20 nicht bewegt (F i g. 4). Erst wenn das
Vorlaufzeit-Laufwerk 38 in der Nullstellung angelangt ist, greift die Betriebsdauer-Schaltklinke
23 in die Kerbe 54 ein (F i g. 3) und kann das Schaltrad 24 bewegen, bis auch dieses
Laufwerk in die Nullstellung zurückbewegt ist.
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In der Nullstellung des Vorlaufzeit-Laufwerkes 38 wird nicht nur die
Bewegung der Betriebsdauer-Schaltklinke 23 freigegeben, sondern zusätzlich der Ruhekontakt
geschlossen, so daß über den Arbeitskontakt 30 und den Ruhekontakt 47 während der
Drehung des Betriebsdauer-Laufwerkes 20 der Verbraucher 57 an der Stromquelle 56
angeschlossen ist. Sobald das Betriebsdauer-Laufwerk wiederum in der Nullstellung
angelangt ist, öffnet sich der Arbeitskontakt 30, so daß die Stromzufuhr sowohl
zum Elektromotor 3 als auch zum Verbraucher 57 unterbrochen wird. Der Zeitschalter
ist dann wiederum für die nächste Einstellung bereit.