-
Nachlaufschalter, insbesondere für den Einbau in eine
-
Unterputzdose Die Erfindung betrifft eLnen Nachlaufschalter, insbesondere
für den Einbau in eine Tjnterputzdose zusammen mit einem Ein-Aus-Schalter, bestehend
aus einem in den Schaltkreis des Ein-Aus-Schalters eingeschalteten und durch den
Strom dieses Schaltkreises erwärmten Schaltelement und einem von dessen Wärmeentwicklung
beeinflussten Bimetall-Schalter, der in den Nachlaufschaltkreis eingeschaltet ist.
-
Nachlaufschalter werden verwendet, wenn ein zweiter Verbraucher zusammen
mit einem ersten Verbraucher eingeschaltet werden soll, das Abschalten des zweiten
Verbrauchers jedoch automatisch erst eine gewisse Nachlaufzeit nach dem Abschalten
des ersten Verbrauchers erfolgen soll.
-
Häufig werden z.B. Lüfter mit solchen Nachlaufschaltern ausgestattet.
In Toiletten oder sonstigen zu belüftenden Räumen wird der Lüfter beispielsweise
durch den Beleuchtungsschalter oder einen Türkontaktschalter eingeschaltet und soll
nach dem öffnen dieses Schalters beim Verlassen des Raumes noch eine gewisse Zeit
nachlaufen.
-
Es ist bekannt, solche Nachlaufschalter thermisch zu steuern, indem
in den Schaltkreis des Ein-Aus-Schalters beispielsweise des Schalters der Raumbeleuchtung,
ein Schaltelement eingeschaltet wird, das durch den Strom dieses Schaltkreises erwärmt
wird. Die in diesem Schaltelement, üblicherweise einem Heizwiderstand, erzeugte
Wärme wird auf einen Bimetall-Schalter übertragen, der den Stromkreis des Lüftermotors
schliesst. Beim öffnen des Ein-Aus-Schalters der Raumbeleuchtung wird die Wärmeerzeugung
in dem Schaltelement beendet. Der Bimetall-Schalter bleibt jedoch noch eine gewisse
Nachlaufzeit geschlossen, bis er sich auf seine Offnungstemperatur abgekühlt hat.
Diese Nachlaufzeit kann unter anderem durch Wärmeisolierung verlängert werden, indem
z.B. das heizende Schaltelement und der Bimetall-Schalter in Kunstharz eingegossen
sind.
-
Nachteilig bei den bekannten Nachlaufschaltern ist die verhältnismässig
lange Ansprechzeit von ca. 1 bis 1,5 Minuten, bis der Bimetall-Schalter schliesst
und somit ein Nachlauf des Lüfters erfolgt. Weiter heizt der üblicherweise verwendete
Heizwiderstand mit gleicher Leistung während der gesamten Einschaltdauer des Ein-Aus-Schalters,
so dass sich eine Temperaturerhöhung über die für das Schalten des Bimetall-Schalters
erforderliche Temperatur ergibt. Besonders nachteilig sind die grossen Bauabmessungen
der bekannten Nachlaufschalter. Die bekannten Nachlaufschalter können aufgrund ihrer
grossen Abmessungen nicht in die handelsüblichen Unterputzdosen mit einem Durchmesser
von 55 mm zusätzlich zu dem Ein-Aus-Schalter der Raumbeleuchtung eingesetzt werden.
Soll ein Lüfter mit Nachlaufschalter ausgestattet werden, ist es daher erforderlich,
eine grössere Unterputz-Schalterdose zu verwenden. Diese Unterputzdosen sind als
Sonderanfertigung aufwendiger. Vor allem aber muss bei einem Nachrüsten eines Lüfters
mit einem Nachlaufschalter die handelsübliche Unterputzdose durch eine grössere
ersetzt werden, was eine Vergrösserung der Wandöffnung und damit zusätzlichen Zeitaufwand,
Kosten und Schmutz bedeutet.
-
Der Erfindung liegtdie Aufgabe zugrunde, einen Nachlaufschalter zu
schaffen, der so klein und insbesondere flach gebaut werden kann, dass er zusätzlich
zu einem handelsüblichen Ein-Aus-Schalter in eine handelsübliche Unterputzdose eingesetzt
werden kann.
-
Diese Aufgabe wird bei einem Nachlaufschalter der eingangs genannten
Gattung erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Schaltelement ein Kaltleiterelement
ist und dieses Kaltleiterelement und der Bimetall-Schalter nebeneinander in wärmeleitendem
Kontakt auf einer gemeinsamen Metallplatte angebracht sind.
-
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind
in den Unteransprüchen angegeben.
-
Die Verwendung eines Kaltleiterelementes als heizendes Schaltelement
führt zu einer erheblichen Verkürzung der Ansprechzeit des Nachlaufschalters. Beim
Einschalten fliesst durch den noch kalten Kaltleiter ein sehr hoher Strom, der zu
einem sehr schnellen Erwärmen des Kaltleiters führt. Aufgrund des grossflächigen
wärmeleitenden Kontakts sowohl des Kaltleiterelementes als auch des Bimetall-Schalters
auf der Metallplatte und aufgrund der guten Wärmeleitfähigkeit dieser Metallplatte
ist ausserdem ein schneller Wärmeübergang von dem Kaltleiterelement zu dem Bimetall-Schalter
gewährleistet. Die Ansprechzeit kann auf diese Weise auf ca. 20 Sekunden verringert
werden.
-
Aufgrund des positiven Temperaturkoeffizienten des Kaltleiterelementes
verringert sich dessen Heizleistung sehr stark, sobald die für die Betätigung des
Bimetall-Schalters erforderliche Temperatur erreicht ist. Das Kaltleiterelement
regelt
automatisch die Einhaltung dieser Temperatur, solange der Ein-Aus-Schalter eingeschaltet
ist. Dadurch wird eine zu starke Erwärmung des Nachlaufschalters und ein unnötiger
Stromverbrauch verhindert.
-
Durch die Anordnung des Kaltleiterelementes und des Bimetall-Schalters
nebeneinander auf einer gemeinsamen Metallplatte kann der Nachlaufschalter äusserst
flach gebaut werden. Die Wärmekapazität dieser Metallplatte reicht aus, um einen
zu schnellen Temperaturabfall nach dem Abschalten des das Kaltleiterelement beheizenden
Stroms zu verhindern und somit eine ausreichende Nachlaufzeit zu ermöglichen. Platzbeanspruchende
Wärmeisolierungen sind daher nicht erforderlich. Da aufgrund der selbstregelnden
Eigenschaft des Kaltleiterelementes die Temperatur nicht über den für das Schalten
des Bimetall-Schalters notwendigen Wert ansteigt, kann der Nachlaufschalter in einem
kleinen und damit platzsparenden und billigen Kunststoffgehäuse untergebracht werden.
Es ist auf diese Weise möglich, den Nachlaufschalter so klein und flach zu bauen,
dass dieser zusätzlich zu einem handelsüblichen Ein-Aus-Schalter in eine handelsübliche
Unterputzdose mit 55 mm Durchmesser eingesetzt werden kann.
-
Es können daher bei der Installation des Lüfters mit Nachlaufschalter
handelsübliche serienmässige Unterputzdosen verwendet werden und insbesondere ist
es auch möglich, bestehende Installationen mit solchen handelsüblichen Unterputzdosen
mit dem Nachlaufschalter nachzurüsten, ohne dass Änderungen der Unterputzdose oder
des Schalters notwendig sind.
-
Zweckmässigerweise sind die elektrischen Anschlüsse sowohl des Bimetall-Schalters
als auch des Kaltleiterelementes gestanzte Blechlaschen, die mit den Anschlussfahnen
des Bimetall-Schalters unmittelbar verlötet sind bzw. federnd an dem Kaltleiterelement
anliegen. Die Herstellung dieser Blechlaschen als Stanzteile verbilligt die Herstellungskosten.
Insbesondere aber kann auf diese Weise die Montage vereinfacht und verbilligt werden,
da kein montageaufwendiges Verdrahten notwendig ist.
-
Werden die Anschlussbuchsen, die mit diesen Blechlaschen verbunden
sind, ausserdem noch als Steckklemmbuchsen ausgebildet, so ist auch das Einsetzen
und Anschliessen des Nachlaufschalters wesentlich vereinfacht.
-
Im folgenden wird die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel unter
Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Schaltschema
eines Anwendungsbeispiels eines Nachlaufschalters gemäss der Erfindung, Fig. 2 eine
Draufsicht auf den Nachlaufschalter mit abgenommenem Gehäusedeckel, F-ig. 3 einen
Schnitt durch den Nachlaufschalter gem. der Linie A-A in Fig.2 und
Fig.
4 im Massstab 1:1 den Einbau des Nachlaufschalters in eine Unterputzdose, die teilweise
aufgeschnitten dargestellt ist.
-
Der in Fig.1 dargestellte Schaltplan zeigt ein Anwendungsbeispiel
des Nachlaufschalters, bei welchem ein Lüfter mit dem Ein-Aus-Schalter der Raumbeleuchtung
gekoppelt ist.
-
Über einen zweipoligen Ein-Aus-Schalter 1o wird einerseits die Raumbeleuchtung
12 und andererseits der Lüftermotor 14 eingeschaltet. Beim Einschalten der Beleuchtung
12 läuft somit gleichzeitig der Lüftermotor 14 an. Um zu verhindern, dass beim Abschalten
der Beleuchtung 12 auch der Lüftermotor 14 gleichzeitig abgeschaltet wird, ist ein
Nachlaufschalter vorgesehen, der insgesamt mit 16 bezeichnet ist und in Fig.1 nur
schematisch mit seinen Schaltelementen dargestellt ist.
-
Der Nachlaufschalter 16 besteht aus einen Kaltleiterelement 18 und
einem Bimetall-Schalter 20; Das Kaltleiterelement 18 ist parallel zur Beleuchtung
12 geschaltet, während der Halbleiterschalter 20 parallel zum Ein-Aus-Schalter lo
in den Stromkreis des Lüftermotors 14 geschaltet ist.
-
Wird der Schalter 10 geschlossen, so fliesst Strom durch das Kaltleiterelement
18, so dass sich dieses erwärmt.
-
Die in dem Kaltleiterelement 18 erzeugte Wärme wird auf den Bimetall-Schalter
20 übertragen, so dass dieser schliesst. Wird der Schalter 10 geöffnet, um die Beleuchtung
12 abzuschalten, so wird auch die Stromzufuhr zu dem Kaltleiterelement 18 und damit
dessen Erwärmung unterbrochen. Der Bimetall-Schalter 20 bleibt jedoch zunächst noch
geschlossen und hält die Bestromung des Lüftermotors 14 aufrecht. Erst wenn nach
einer gewissen Nachlauf zeit der Bimetall-Schalter 20 ausreichend abgekühlt ist,
öffnet auch dieser Schalter 20, so dass auch der Lüftermot.r 14 abgeschaltet wird.
-
Die Fig.2 und 3 zeigen den konstruktiven Aufbau des Nachlaufschalters
16.
-
In einem flachen im wesentlichen rechteckigen Kunststoffgehäuse 22,
dessen Deckel in der Darstellung der Fig.2 und 3 abgenommen ist, ist eine starke
längliche Metallplatte 24 angeordnet, die vorzugsweise aus Kupfer oder einer gut
wärme leitenden und elektrisch leitenden Kupferlegierung besteht. Auf der Metallplatte
24 ist der Bimetall-Schalter 20 so angeordnet, dass er mit seiner grossflächigen
wärmeleitenden unteren Fläche in Wärmekontakt mit der Metallplatte 24 steht Die
zwei Anschlussfahnen des Bimetall-Schalters 20 befinden sich an der der Metallplatte
24 entgegengesetzten Oberseite.
-
Neben dem Bimetall-Schalter 20 ist das Kaltleiterelement 18 auf der
Metallplatte 24 angebracht. Die Metallplatte 24 ist in dem Bereich, in welchem sich
das Kaltleiterelement 18 befindet, stärker, so dass die der Metallplatte 24 entgegengesetzten
Oberseiten des Kaltleiterelementes 18 und des Bimetall-Schalters 20 sich im wesentlichen
in einer Ebene befinden, wie aus Fig.3 zu erkennen ist.
-
Die mit dem verstärkten Bereich der Metallplatte 24 in wärmeleitendem
und elektrisch leitendem Kontakt stehende Unterseite des Kaltleiterelementes 18
stellt deren einen elektrischen Anschluss dar, während die entgegengesetzte Oberseite
den anderen elektrischen Anschluss des Kaltleiterelementes 18 darstellt.
-
Neben dem Bimetall-Schalter 20 und dem Kaltleiterelement 18 sind an
der einen Schmalseite des Gehäuses 22 in einer Reihe nebeneinander vier Steckklemmbuchsen
26,28,30 und 32 vorgesehen, die in entsprechende Ausnehmungen des Gehäuses 22 eingesetzt
und in diesen Ausnehmungen gehalten sind. Mit der Buchse 26 ist eine senkrecht zur
Metallplatte 24 gestellte gebogene Blechlasche 34 verbunden, die elastisch federnd
an dem verstärkten Teil der Metallplatte 24 anliegt. Mit der Buchse 28 ist eine
Blechlasche 36 verbunden, die elastisch federnd an der Oberseite des Kaltleiterelementes
18 anliegt. Die Buchsen 26 und 28 mit ihren Blechlaschen 34 und 36 bilden die elektrischen
Anschlüsse des Kaltleiterelementes 18.
-
Mit den Buchsen 30 und 32 sind jeweils Blechlaschen 38 bzw. 40 verbunden,
die an der Oberseite des Bimetall-Schalters 20 anliegen und mit den Anschlussfahnen
des Bimetall-Schalters 20 entweder elastisch federnd in Kontakt stehen oder mit
diesen verlötet sind. Die Buchsen 30 und 32 mit ihren Laschen 38 und 40 stellen
die Anschlüsse des Bimetall-Schalters dar.
-
Eine Gewindebohrung 42 dient zum Festschrauben des nicht dargestellten
Deckels des Gehäuses 22 während eine weitere Bohrung 44 zum Befestigen des gesamten
Nachlaufschalters 16 dient.
-
Die Herstellung und Montage des Nachlaufschalters ist äusserst einfach.
Das Gehäuse 22 ist ein einfaches Kunststoff-Spritzgussteil. Die Blechlaschen 34,36,38
und 40 sind billige Stanzteile. Ebenso ist die Metallplatte 24 ein einfaches Stanzteil.
Die übrigen Teile, Kaltleiterelement 18, Bimetall-Schalter 20 und Steckklemmbuchsen
26,28,30 und 32, sind handelsübliche Serienteile.
-
Zur Montage müssen lediglich das Kaltleiterelement 18 und der Bimetall-Schalter
20 mit wärmeleitendem bzw. elektrisch leitendem Kontakt auf der Metallplatte 24
befestigt werden. Die Metallplatte wird dann in das Gehäuse 22 eingesetzt, wobei
ihre Lage z.B. durch entsprechende Vorsprünge des Gehäuses 22 festgelegt ist. Abschliessend
müssen
nur noch die Buchsen 26,28,30 und 32 mit ihren Blechlaschen 34,36,38 und 40 in das
Gehäuse eingelegt werden, um die Montage des Nachlaufschalters zu vollenden. Gegebenenfalls
müssen noch die Blechlaschen 38 und 40 mit den Anschlussfahnen des Bimetall-Schalters
20 verlötet werden, was einfach durchzuführen ist, da diese Anschlüsse an der Oberseite
frei zugänglich sind.
-
Schraubbefestigungen oder sonstige Lötverbindungen und insbesondere
Verdrahtungen, die ein Abisolieren und Löten erfordern, sind nicht erforderlich,
so dass die Montage schnell und billig wird.
-
Fig.4 zeigt im Massstab 1:1 eine handelsübliche Unterputzdose 46 mit
einem Durchmesser von 55 mm. In diese Unterputzdose 46 ist ein ebenfalls handelsüblicher
zweipoliger Ein-Aus-Schalter 1o eingesetzt. Wie Fig.4 zeigt, sind die Abmessungen
des Nachlaufschalters 16 und insbesondere seine Höhe so gering, dass dieser Nachlaufschalter
16 noch zusätzlich zu dem Schalter 1o in der Unterputzdose 46 Platz findet. Der
Nachlaufschalter 16 kann somit sowohl bei der ursprünglichen Installation als insbesondere
auch bei einem nachträglichen Einbau mit wenigen Handgriffen zusätzlich zu dem Schalter
1o in die Unterputzdose 46 eingesetzt werden.
-
Leerseite