DE3317892C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehzahlsteller der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Drehzahlsteller für Lüftermotoren verwendet man zum Beispiel in Dunstabzugsgeräten, die im Küchenbereich 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.

Die DE-PS 6 60 836 offenbart einen, einen Widerstandsregler aufweisenden Drehzahlsteller für einen Motor, bei welchem mittels einer von Hand zu betätigenden Stellein­ richtung eine Veränderung des vom Motor aufgenommenen Stromes möglich ist. Der Widerstandsregler des Drehzahlstellers weist eine Reihenschaltung aus Einzelwiderständen auf, die mit zumindest einem ihrer beiden äußeren Anschlüsse im Steuerstromkreis einer Motorwicklung liegt und bei welcher wahlweise und abhängig von der einzustellenden Drehzahl entweder ein äußerer Anschluß und ein innerer Anschluß oder ausschließlich innere Anschlüsse mit der Stufenschalteinrichtung verbunden sind. Hierdurch wird, wie die Abbildungen im einzelnen zeigen, ein Freischalten, ein Kurzschließen oder ein elektrisch Parallelschalten von Widerständen des Reihenschaltungsnetzwerkes bewirkt, so daß sich zwischen dem einen, als Festkontakt ausgebildeten äußeren Anschluß des Reihenschaltungsnetzwerkes und dem beweglichen Kontakt der Stufenschalteinrichtung ein stufig veränderbarer Gesamtwiderstand ergibt.

Mit der hieraus bekannten Stufenschalteinrichtung lassen sich somit mit drei Einzelwiderständen vier Drehzahlstufen verwirklichen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend vom gattungsgemäß bekannten Stand der Technik einen aus wenigen zuverlässigen Teilen aufgebauten und für den Einbau in Dunstabzugshauben geeigneten elektrisch hoch belastbaren Amplitudendrehzahlsteller für Lüftermotoren zu schaffen, der während des Betriebes den Eindruck eines möglichst stetigen und geräuschfreien Schaltstufenübergangs vermittelt.

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 Schicht­ widerstände, vorzugsweise aus gut wärmeleitender Al₂O₃-Keramik, ermöglicht eine besonders gute Konvektion. Eine noch bessere Wärmeableitung wird dadurch erreicht, daß die Widerstände im Luftstrom des Lüftermotors oder in dessen Nähe angebracht sind und die Verbindung zu dem Schalter über entsprechend lange Anschluß­ leitungen 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 dreiarmige 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 Schaltstellung zur nächsten gleitet.

Eine stufige Erhöhung des zwischen den äußeren Anschlüssen 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 irreguläre Wider­ standssprünge 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 kurzzuschließen, Brücken nur zu öffnen, sondern es müssen auch neue Brücken, die außerhalb des Wirkungs­ bereiches 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, daß 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 über 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 zeigt

Fig. 1: Den Schalter des Drehzahlstellers in Seitenansicht, entlang der in Fig. 3 dargestellten Schnittlinie I geschnitten.

Fig. 2: Einen Schnitt entlang der Schnittlinie II in Fig. 1.

Fig. 3: Den Schalter in Draufsicht mit teilweise aufgebrochenem Gehäuse sowie einer an Anschlußleitungen befestigten Dickschicht­ widerstandsschaltung.

Wie Fig. 3 zeigt, besteht der Drehzahlsteller aus einem Schalter 20 und einer über Anschlußleitungen 7 verbundenen Dickschicht-Widerstandsschaltung 30. Die Dickschicht­ widerstände R₁, R₂, R₃ sind gleichmäßig auf einem gut wärmeleitenden Substrat 15 aus Al₂O₃-Keramik aufgebracht. Die gute Wärmeleitfähigkeit sowie die große Oberfläche des Substrates 15 tragen dazu bei, daß es zu keiner Überhitzung der Dickschichtwiderstände kommen kann. Die Wärmeabfuhr kann noch verbessert werden, wenn das Substrat 15 im Luftstrom eines Lüftermotors angeordnet 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 der Reihenschaltung 5 kurzgeschlossen, so daß zwischen den Kontaktbahnen 6 a, 6 b 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.

Das Umschalten zwischen den Schaltstufen erfolgt mittels zweier Kontaktfedern 1, die dreiarmig ausgebildet sind. Je zwei Schleifkontaktarme 19.1, 19.2 liegen dicht beieinander und gleiten gemeinsam auf einer Kontaktbahn 6, die an bestimmten Stellen, wo von einer Schaltstufe in eine andere umgeschaltet wird, überlappend ausgeführt ist. Solche Überlappungsunterbrechungen 31 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. Ein dritter Schleifkontaktarm 19.3 der Kontaktfeder 1 bildet das andere Ende der Brücke.

Fig. 1 und Fig. 2 lassen in Verbindung mit Fig. 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 Durchbruch 9 weitgehend durch eine Durchbruchabdeckung 17 zum Gehäuse­ inneren 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.

Claims (9)

1. Drehzahlsteller für einen insbesondere in Dunstabzugshauben verwendeten Lüftermotor, mit einem mindestens zwei Einzelwiderstände aufweisenden Reihen­ schaltungsnetzwerk, welches mit zumindest einem von zwei äußeren Anschlüssen in den Steuerstromkreis des Lüfter­ motors geschaltet ist, und dessen äußere sowie dessen an den jeweiligen Verbindungsstellen der Einzelwiderstände herausgeführte innere Anschlüsse an Festkontakte einer von Hand zu betätigenden und eine gestufte Veränderung des den Lüftermotor antreibenden elektrischen Stroms erlaubenden Stufenschalteinrichtung gelegt sind, in welcher die Einzelwiderstände des Reihenschaltungsnetz­ werks mittels über eine Handhabe verschiebbarer Kontakt­ brücken wahlweise und unabhängig von der einzustellenden Drehzahl einzeln oder in Kombination freigeschaltet, kurzgeschlossen oder elektrisch parallel geschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß beide äußere Anschlüsse (11, 14) des aus Dickschicht- oder Dünnschicht­ widerständen auf einem breitflächigen und gut wärmeleitenden Substrat (15) aufgetragenen Reihenschaltungsnetzwerks in den Steuerstromkreis des Lüftermotors reihengeschaltet sind, daß die Festkontakte zu parallelen geraden Kontaktbahnen (6) verbreitert und verlängert sind, daß die Stufenschalteinrichtung als Schiebeschalter (20) ausgebildet ist, der im wesentlichen eine mit den Kontaktbahnen (6) belegte Leiterplatte (4), ein Gehäuse (3) sowie eine als Schieber (2) mit Schiebeknopf (8) ausgebildete Handhabe aufweist, wobei am Schieber (2) als in Längsrichtung der Kontakt­ bahnen (6) verschiebbare Kontaktbrücken Kontaktfedern (1) vorgesehen sind, welche jeweils mit drei parallel angeordneten Schleifkontaktarmen (19.1, 19.2, 19.3) versehen sind, daß mindestens eine Kontaktbahn (6) für zwei auf ihr benachbart gleitende Schleifkontaktarme (19.1, 19.2) mindestens eine Überlappungsunterbrechung (31) aufweist, wobei der verbleibende dritte Schleif­ kontaktarm (19.3) auf einer unmittelbar benachbarten Kontaktbahn (6) gleitet und daß mindestens eine Kontaktbahn (6) mindestens eine Nichtüberlappungsunterbrechung (ohne Abbildung) aufweist.

2. Drehzahlsteller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (2) zwei Kontaktfedern (1) aufweist, wobei jeweils der einer Kontaktbahn (6) einzeln zugeordnete Schleifkontaktarm (19.3) auf einer mit einem äußeren Anschluß (11, 14) des Reihenschaltungs­ netzwerks (5) verbundenen Kontaktbahn (6) gleitet, wohingegen diejenigen Kontaktbahnen (6) auf denen zwei Schleifkontaktarme (19.1, 19.2) benachbart gleiten, jeweils mit den inneren Anschlüssen (12, 13) verbunden sind.

3. Drehzahlsteller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine stufenweise Erhöhung des Gesamtwiderstands durch gestufte Umschaltung der drei Widerstände (R₁, R₂, R₃) in der Weise erfolgt, daß in Schaltstufe A alle Widerstände (R₁, R₂, R₃) kurzgeschlossen sind, daß in Schaltstufe B alle Widerstände (R₁, R₂, R₃) parallel geschaltet sind, daß in Schaltstufe C zwei (R₂, R₃) der drei Widerstände kurzgeschlossen sind, daß in Schaltstufe D andere zwei (R₁, R₃) der drei Widerstände kurzgeschlossen sind, daß in Schaltstufe E ein einziger Widerstand (R₃) kurzgeschlossen ist und daß in Schaltstufe F keiner der Widerstände (R₁, R₂, R₃) kurzgeschlossen ist.

4. Drehzahlsteller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Umschalten von Schaltstufe C auf Schaltstufe D am Schieber (2) eine Gleitschwelle eingebaut ist, die ein Verweilen des Schiebers (2) in einer Zwischenschaltung verhindert.

5. Drehzahlsteller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschwelle mit einer Raststelle in der Schaltstellung D verbunden ist, welche dem Bedienenden signalisiert, daß eine mittlere Drehzahl eingestellt ist.

6. Drehzahlsteller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (2) ohne die Gleitbewegung unterbrechende Raststellen von einer Schaltstufe zur nächsten gleitet.

7. Drehzahlsteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, daß das Gehäuse (3) kappenartig auf der Leiterplatte (4) sitzt und über Rasthaken (16), die in Löcher der Leiterplatte (4) eingreifen, mit dieser verbunden ist.

8. Drehzahlsteller nach 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 abstützend über die Kontaktbahnen (6) gleitet.

9. Drehzahlsteller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Gehäuse­ oberseite ein Durchbruch (9) zur Verbindung des Schiebe­ knopfes (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.