DE3317892A1 - Drehzahlsteller fuer einen lueftermotor - Google Patents

Description

• Drehzahlsteller für einen Lftermotor
• Die Erfindung betrifft einen Drehzahlsteller der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
• Drehzahlsteller für Lüftermotoren verwendet man zum Beispiel in Dunstabzugsgeräten, die im KUchenbereich eingesetzt werden. Das Einstellen der Drehzahl muß hierbei stetig oder zumindest so feinstufig erfolgen können, daß die gewünschte Drehzahl nahezu beliebig einstellbar wird.
• Es ist naheliegend zur Erfüllung dieser Forderung Drehzahlsteller mit Hilfe moderner elektronischer Bauelemente aufzubauen. So ist es bekannt Thyristor-Schaltungen zu verwenden, die nach dem Prinzip der Phasenanschnitt-Steuerung arbeiten. Es hat sich jedoch gezeigt, daß gerade diese Schaltungen durch ihren lückenden Betrieb eine unerwünschte Geräuschentwicklung bewirken. Mit anderen elektronischen Steuerschaltungen teilen sie außerdem den Nachteil einer unerwünschten Komplexität und Störanfälligkeit. Beides wird durch eine relativ große Anzahl von Bauteilen verursacht, die bei elektronischen Schaltungen nicht unterschritten werden kann.
• Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drehzahlsteller zu schaffen, der geräuschfrei arbeitet, sich zum Einbau in Geräte, die wie Dunstabzugshauben mit einem Lüftermotor ausgestattet sind, eignet, der gut zu bedienen und aus möglichst wenigen, zuverlässigen Bauelementen aufgebaut ist. Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
• Die Verbindung einer aus mehreren Widerständen bestehenden Reihenschaltung mit einem diese Widerstände abwechselnd kurzschließenden Schalter ermöglicht einen überraschend einfach aufgebauten und zuverlässig arbeitenden Drehzahlsteller. Durch voreilende oder überlappende Kontakte wird erreicht, daß vor dem Öffnen einer eine Widerstandskette kurzschließenden Brücke, zum Freischalten mindestens eines Widerstandes aus dieser Kette, eine neue, den Rest der Widerstandskette kurzschließende Brücke erst geschlossen wird. Die Widerstände der Reihenschaltung können in moderner Technik als Dick-oder Dünnschichtwiderstände ausgeführt werden.
• Ein breitflächig ausgebildeter Substrat für die Schichtwiderstände, vorzugsweise aus gut wärmeleitendem AL203-Keramik, ermöglicht eine besonders gute Konvektion. Eine noch bessere Wärmeableitung wird dadurch erreicht, daß die Widerstände im Luftstrom des Lilftermotors oder in dessen Nähe angebracht sind und die Verbin- dung zu dem Schalter über entsorechend lange Anschlußleitungen erfolgt.
• Es kann auch eine Variante anderer Art derart aufgebaut werden, daß die Widerstände und der Schalter auf einem gemeinsamen Substrat integriert sind.
• Insbesondere im Hinblick auf die überlappenden Kontaktbahnen ist es vorteilhaft den Schalter als Schiebeschalter auszuführen. Dieser besitzt in einen Schieber eingesetzte drelarmige Kontaktfedern, die mit den Kontaktbahnen auf der Leiterplatte drei Kontaktstellen ermöglichen. Zwei nebeneinander liegende Kontaktarme bewirken mit einer sich überlappenden Kontaktbahn eine unterbrechungslose Umschaltung, während der dritte Arm die Verbindung zu einer weiteren Kontaktbahn herstellt.
• Ein optimales Verhältnis zwischen der Zahl der Widerstände und den hiermit möglichen Schaltstellungen wird mit einer aus drei Widerständen aufgebauten Reihenschaltung erreicht. Werden insgesamt sechs Schaltstellungen realisiert, so ist die damit erreichte Auflösung des Drehzahlbereiches so gut, daß der Eindruck einer stetigen Veränderbarkeit entsteht. Dieser wird dadurch bestärkt, daß der Schieber des Schiebeschalters ohne Raststellen über die Kontaktbahnen von einer Schaltstel--lung zur nächsten gleitet.
• Eine stufige Erhöhung des zwischen den äußeren Anschlossen der Reihenschaltung liegenden Gesamtwiderstandes ist ohne irreguläre Widerstandssprünge nur dann möglich, wenn eine Brücke, die Teile der Reihenschaltung kurzschließt, ganz oder teilweise geöffnet wird. Beim Legen einer neuen Brücke, die nicht im Wirkungsbereich der zu öffnenden Brücke liegt, können im Zwischenbereich von einer Schaltstufe zur nächsten irregulEre Widerstandssprünge nicht völlig vermieden, sondern lediglich auf einen sehr kleinen Schaltweg beschränkt werden.
• Die Anzahl der die Reihenschaltung bildenden Widerstände soll so klein wie möglich sein, da von ihr auch die Anzahl der erforderlichen Verbindungsleitungen abhängt.
• Bei nur drei Widerständen ist es nicht möglich Widerstände kurzzuschließende, Brücken nur zu öffnen, sondern es müssen auch neue Brücken, die außerhalb des Wirkungsbereiches der zu öffnenden Brücken liegen, gelegt werden. Es ist zweckmäßig den hieraus resultierenden irregulären Widerstandssprung zwischen die mittleren Schaltstufen C und D zu legen und das Verweilen des Schiebers in dieser Stellung durch eine Gleitschwelle zu verhindern. Die Gleitschwelle kann auch mit einer Raststellung in der Schaltstufe D verbunden sein, die dem Bedienenden signalisiert, daR eine mittlere Drehzahl eingestellt ist.
• Der zum Drehzahlsteller gehörige Schalter zeichnet sich durch einen funktionellen, einfachen Aufbau aus. So ist das Gehäuse kappenartig ausgebildet und mit Rasthaken versehen, mit deren Hilfe es an einer Leiterplatte zu befestigen ist. Der Schieber ist als Schlitten ausgebildet, in den die Kontaktfedern eingesetzt sind. Sich auf der Leiterplatte einerseits und an den Wänden des Gehäuses andererseits abstützend gleitet er über die Kontaktbahnen.-Der Schiebeknopf ist Uber einen Durchbruch in der Gehäuseoberseite mit dem Schieber verbunden. Eine Durchbruchabdeckung, um die der U-förmig ausgebildete Greiffuß des Schiebers herumgreift, schützt die Kontakte des Schalters vor Berührung.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beschrieben.
• Es zeigen: Figur 1: Den Schalter des Drehzahlstellers in Seitenansicht, entlang der in Figur 3 dargestellten Schnittlinie I geschnitten.
• Figur 2: Einen Schnitt entlang der Schnittlinie II in Figur 1.
• Figur 3: Den Schalter in Draufsicht mit teilweise aufgebrochenem Gehäuse sowie einer an Anschlußleitungen befestigten Dickschichtwiderstandsschaltung.
• Wie Figur 3 zeigt, besteht der Drehzahlsteller aus einem Schalter 20 und einer über Anschlußleitungen 7 verbundenen Dickschicht-Widerstandsschaltung 30. Die Dickschichtwiderstände R1,R2,R3 sind gleichmäßig auf einem gut wärmeleitenden Substrat 15 aus Al203-Keramik aufgebracht. Die gute Wärmeleitfähigkeit sowie die große Oberfläche des Substrates 15 tragen dazu bei, daß es zu keiner flberhitzung der Dickschichtwiderstände kommen kann. Die Wärmeabfuhr kann noch verbessert werden, wenn das Substrat 15 im Luftstrom eines Lüftermotors anzeordnet wird.
• Die beiden äußeren Anschlüsse 11,14 der aus drei Widerständen R1,R2,R3 gebildeten Reihenschaltung 5 sowie die inneren Anschlüsse 12,13 sind über vier Anschlußleitungen 7 mit dem Schalter 20 verbunden. Durch den Schalter 20 werden ein oder mehrere Widerstände der Reihenschaltung 5 kurzgeschlossen, so daß zwischen den Kontakt bahnen 6a,6b mit denen der Schalter 20 im Stromkreis eines Lüftermotors liegt, ein sich stufig ändernder Widerstand zu liegen kommt.
• Der Schalter 20 ist so ausgelegt, daß durch Brückenbildung an den Widerständen R1,R2,R3 sechs Schaltstufen entstehen.
• Stufe 1 maximale Drehzahl Kurzschlußbrücke Widerstände überbrückt von 1 nach 4 Stufe 2 Widerstand R1 u. R2 Brücke von 1 und R3 parallel nach 3 und 2 nach 4 Stufe 3 nur R1 Brücke von 2 nach 4 Stufe 4 nur R2 Brücke von 3 nach 4 und 1 nach 2 Stufe 5 R1 u. R2 in Reihe Brücke von 3 nach 4 Stufe 6 minimale Drehzahl größtmöglicher Widerstand R1 u. R2 u. R3 in Reihe Das Umschalten zwischen den Schaltstufen erfolgt mittels zweier Kontaktfedern 1, die dreiarmig ausgebildet sind.
• Je zwei Kontaktarme liegen dicht beieinander und gleiten gemeinsam auf einer Kontaktbahn 6, die an bestimmten Stellen, wo von einer Schaltstufe in eine andere umgeschaltet wird, überlapoend ausgeführt ist. Solche Überlappungen sind dort erforderlich, wo eine durch den Schalter 20 gebildete Brücke eine Kette mehrerer Widerstände, z.B. R2,R3 kurzschließt und in der nächsten Schaltstufe nur noch ein Widerstand, z.B. R3 kurzgeschlossen werden soll. Soll auch die letzte Brücke, z.B.
• an R3 noch wegfallen, so erfolgt an dieser Stelle eine Trennung der Kontaktbahn 6 ohne Überlappung. Der dritte Kontaktarm der Kontaktfeder 1 bildet das andere Ende der Brücke.
• Figur 1 und Figur 2 lassen in Verbindung mit Figur 3 den Aufbau des Schalters 20 erkennen. Dieser besteht aus einer Leiterplatte 4, auf dem ein Gehäuse 3 mittels Rasthaken 16, die in Löcher der Leiterplatte eingreifen, befestigt ist. Innerhalb des Gehäuses 3 bewegt sich ein als Schlitten ausgebildeter Schieber 2, an dem die Kontaktfedern 1 befestigt sind und der sich einerseits auf der Leiterbahn und andererseits an den Wänden des Gehäuses 3 abstützend zwischen diesen gleitet.
• Zur Befestigung eines Schiebeknopfes 8 an dem Schieber 2 ist in dem Gehäuse 3 ein Durchbruch 9 vorgesehen, in den der Schiebeknopf 8 eingesetzt ist. Um Berührungen der Kontaktflächen zu verhindern, ist der Druchbruch 9 weitgehend durch eine Durchbruchabdeckung 17 zum GehRuseinneren hin verschlossen. Es verbleibt lediglich ein schmaler Spalt, der durch einen U-förmig ausgebildeten Greiffuß 10 am Schiebeknopf 8 umgriffen wird und der am Schieber 2 befestigt ist. Der Schalter 20 ist an einer Trägerplatte 18 befestigt.
• Bezugszeichenliste zu Mp-Nr. 562/83 1 Kontaktfedern 2 Schieber 3 Gehäuse 4 Leiterplatte 5 Widerstand 6 Kontaktbahnen 6a Anschluß an N 6b Anschluß an Motor 7 Ans chlußleitun gen 8 Schiebeknopf 9 Durchbruchabdeckung 10 Greiffuß 11 Anschluß der Reihenschaltung 12 Anschluß der Reihenschaltung 13 Anschluß der Reihenschaltung 14 Anschluß der Reihenschaltung 15 Substrat 16 Rasthaken 17 Durchbruchabdeckung 18 Trägerplatte 19 20 Schalter 30 Dickschichtwiderstandsschaltung

Claims (14)

1. A N 5 P R t C H E 9 Drehzahlsteller für einen Lüftermotor mit einer von Hand zu betätigenden Stelleinrichtung, die eine Veränderung des vom Lüftermotor aufgenommenen Stromes erlaubt, gekennzeichnet durch eine aus mindestens zwei Widerständen bestehende Reihenschaltung (5), die mit ihren beiden äußeren AnschlUssen (11,14) im Steuerstromkreis des Lüftermotors liegt und mit den äußeren sowie inneren, an den Verbindungsstellen der Widerstände liegenden Anschlüsse (12,13) mit einem Schalter (20) verbunden ist, der durch Kurzschließen oder Parallelschalten von Widerständen der Reihenschaltung (5) bewirkt, daß sich an den äußeren Anschlüssen (11,14) ein stufig ändernder Gesamtwiderstand ergibt, wobei die Kontakte (1,6) des Schalters (20) derart angeordnet sind, daß beim Umschalten keine Unterbrechung des Stromkreises entsteht und die Zahl der Schaltstufen (A bis F) größer ist als die Zahl der die Reihenschaltung (5) bildenden Widerstände.
2. 2. Drehzahlsteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Widerstände einer aus mindestens drei Widerständen (R1,R2,R3) bestehenden Reihenschaltung (5) so überbrückt sind, daß ein Umschalten vom niedrigeren zum höhereren Gesamtwiderstand durch Öffnen mindestens einer Brücke erfolgt und das Einschalten eines Widerstandes (R3) aus einer durch eine Brücke kurzgeschlossenen Widerstandskette (R2,R3) durch voreilende oder überlappende Kontakte (6) so erfolgt, daß sich die bestehende Brücke erst nach dem Schließen einer neuen Brücke öffnet.
3. 3. Drehzahlsteller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (R1,R2,R3) als Dick-oder Dünnschichtwiderstände auf einem breitflächigen qut wärmeleitenden Substrat (15) aufgetragen sind.
4. 4. Drehzahlsteller nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (R1,R2,R3) über Anschlußleitungen (7) solcher Länge mit dem Schalter (20) verbunden sind, daß sie in entsprechendem Abstand von diesem im Luftstrom des Lüftermotors oder in dessen Nähe anzubringen sind.
5. 5. Drehzahlsteller nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände (R1,R2,R3) und der Schalter (20) gemeinsam auf einem Substrat integriert sind.
6. 6. Drehzahlsteller nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (20) als Schiebeschalter ausgeführt ist und im wesentlichen aus einer Leiterplatte (4) mit den Kontaktbahnen (6), aus einem Gehäuse (3), aus einem Schieber (2) mit Kontaktfedern (1) und einem Schiebeknopf (8) zur Betätigung des Schiebers (2) besteht.
7. 7. Drehzahlsteller nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (2) mindestens eine dreiarmige Kontaktfeder (1) trägt, die mit den Kontaktbahnen (6) auf der Leiterplatte (4) drei Kontaktstellen ermöglicht, und zwei nebeneinanderliegende Kontaktarme zusammen mit einer überlappenden Kontaktbahn eine unterbrechungslose Umschaltung ermöglichen und der dritte Kontaktarm die Verbindung zu einer weiteren Kontaktbahn (6) herstellt.
8. 8. Drehzahlsteller nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung aus drei Widerständen (R1,R2,R3) besteht, und der Schiebeschalter (20) zwei dreiarmige Kontaktfedern besitzt, und der jeweils dritte Arm der beiden Kontaktfedern (1) auf je einer Kontaktbahn gleitet, der mit je einem der äußeren Anschlüsse (11,14) der Reihenschaltung (5) verbunden ist, während die inneren Anschlüsse (12,13) der Reihenschaltung (5) an den übrigen Kontaktbahnen liegen.
9. 9. Drehzahlsteller nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daR der Schieber (2) ohne Raststellen über die Kontaktbahnen (6) von einer Schaltstellung zur nächsten gleitet.
10. 10. Drehzahlsteller nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erhöhung des Gesamtwiderstandes durch Umschaltung der drei Widerstände (R1,R2,R3) der Reihenschaltung (5) in Stufen so erfolgt, daß in Schaltstufe A alle Widerstände kurzgeschlossen sind, in Schaltstufe B alle Widerstände parallel geschaltet sind, in Schaltstufe C die Widerstände R2 und R3 kurzgeschlossen sind, in Schaltstufe D die Widerstände R1 und R3 kurzgeschlossen sind, in Schaltstufe E der Widerstand R3 kurzgeschlossen ist, in Schaltstufe F kein Widerstand kurzgeschlossen ist.
11. 11. Drehzahlsteller nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschalten von Schaltstufe C auf D eine Gleitschwelle am Schieber (2) eingebaut ist, die ein Verweilen des Schiebers (2) in einer Zwischenstellung verhindert.
12. 12. Drehzahlsteller nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehause (3) kappenartig auf der Leiterplatte (4) sitzt und über Rasthaken (16), die in Löcher der Leiterplatte (4) eingreifen, mit dieser verbunden ist.
13. 13. Drehzahlsteller nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (2) als Schlitten ausgebildet ist, in den die Kontaktfedern (1) eingesetzt sind und der sich einerseits auf der Leiterplatte (4) und andererseits an den Wänden des Gehäuses (3) abstützend über die Kontaktbahnen (6) gleitet.
14. 14. Drehzahlsteller nach mindestens einem der vorhergehenden AnsprUche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Gehäuseoberseite ein Durchbruch (9) zur Verbindung des Schiebeknopfes (8) mit dem Schieber (2) vorgesehen ist, der mit Hilfe einer Durchbruchabdeckung (17) zum Teil abgedeckt ist und durch eine U-förmige Ausbildung des am Schieber (2) befestigten Greiffusses (10) von diesem umgriffen ist.