DE4203429A1

DE4203429A1 - CAM ROTARY SWITCH

Info

Publication number: DE4203429A1
Application number: DE4203429A
Authority: DE
Inventors: Albert Wachter
Original assignee: HASCHKAMP ERNESTINE; HASCHKAMP WOLFGANG DIPL KAUFM
Current assignee: HASCHKAMP ERNESTINE; HASCHKAMP WOLFGANG DIPL KAUFM
Priority date: 1992-02-06
Filing date: 1992-02-06
Publication date: 1993-08-12
Also published as: EP0554540A2; EP0554540A3; DE59207495D1; EP0554540B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen insbesondere als Nocken drehschalter ausgebildeten mehrpoligen Stufenschalter mit mehreren Hauptkontakten, z. B. zur stufenweisen Parallel- und Reihenschaltung von Heizwiderständen. Derartige Schalter werden in großem Umfang zur Kochplattenregelung bei Herden benutzt.The invention relates in particular to a cam rotary switch trained multi-pole tap changer with several main contacts, e.g. B. for gradual parallel and Series connection of heating resistors. Such switches will be widely used for hotplate control in stoves.

Außer den zu diesem Zweck früher üblichen Siebentakt-Regel schaltungen, bei denen ein Phasenwechsel noch vermieden werden konnte (z. B. DE-C-12 39 034) sind neuerdings Mehrtaktregel schaltungen mit 12 oder mehr Stufenschaltstellungen gebräuch lich, bei denen ein Phasenwechsel beim Umschalten zwischen bestimmten Stufen nicht mehr vermeidbar ist. Bei einem solchen Phasenwechsel wird ein an eine Phase (oder den Nulleiter) an geschlossener Hauptkontakt umgelegt auf ein Kontaktstück, das vorher mit einem Hauptkontakt belegt war, der an eine andere Phase (oder Nulleiter) angeschlossen war.Except for the seven-stroke rule previously used for this purpose circuits in which a phase change can still be avoided could (e.g. DE-C-12 39 034) have recently become a multi-cycle rule circuits with 12 or more step switch positions are used Lich where a phase change when switching between certain stages is no longer avoidable. With such a Phase change is applied to a phase (or the neutral conductor) closed main contact transferred to a contact piece that previously had one main contact that was connected to another Phase (or neutral) was connected.

Hierdurch ergeben sich durch Lichtbogenbildung gefährliche Schaltzustände und der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese durch den Phasenwechsel bedingten gefährlichen Schaltzustände zu ver meiden.Resulting from this arcing dangerous switching states and The invention has for its object this by Ver to switch phase-related dangerous switching states avoid.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungs teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.The task is solved by the in the labeling part of claim 1 specified features.

Dadurch, daß der Schalter mit einem weiteren Schaltkontakt aus gerüstet ist, wird es möglich die den Phasenwechsel vornehmenden Hauptkontakte (aber auch die übrigen Hauptkontakte) stromlos zu schalten, weil die gesamte Schaltleistung von den Hilfs kontakten übernommen werden kann. Zu diesem Zweck ist es erforderlich, daß die Hilfskontakte vor Schaltbetätigung der Hauptkontakte öffnen. Da diese Schaltfunktion für beide Dreh richtungen zutreffen muß, läßt sich diese Schaltung nicht ein fach durch feste Relativanordnung der Nocken für Haupt- und Hilfskontakte verwirklichen. Stattdessen ist zweckmäßigerweise nach der Erfindung eine Kupplung zwischen den Schaltorganen für Haupt- und Hilfskontakte vorgesehen, welche eine Totgangver bindung aufweist, die in beiden Drehrichtungen wirksam wird. Starr mit der von der Bedienungsperson über den Schaltknopf zu drehenden Schalterwelle ist die Schaltwalze bzw. das Schalt organ für die Hilfskontakte verbunden und das Schaltorgan für die Hauptkontakte folgt verzögert über die Totgangkupplung dieser Stellbewegung.The fact that the switch with another switch contact is equipped, it will be possible to carry out the phase change Main contacts (but also the other main contacts) without current to switch because the total switching power from the auxiliary contacts can be taken over. For that purpose it is required that the auxiliary contacts before switching the Open main contacts. Since this switching function for both rotation directions must apply, this circuit can not fold by fixed relative arrangement of the cams for main and Realize auxiliary contacts. Instead, it is convenient according to the invention a clutch between the switching elements for Main and auxiliary contacts are provided, which a lost motion has binding that is effective in both directions of rotation. Rigidly closed by the operator via the switch button rotating switch shaft is the shift drum or the shift connected for the auxiliary contacts and the switching element for the main contacts are delayed via the lost motion clutch this adjustment movement.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen, der Kurzschlußvermeidung bei Phasenwechsel dienenden Hilfskontakte können bereits innerhalb des Schaltersockels mit den zugeordneten Hauptkontakten in Reihe geschaltet sein. Zweckmäßigerweise werden diese Hilfs kontaktanschlüsse jedoch bei der Montage des Schalters ver drahtet. Im allgemeinen wird es genügen, einen oder zwei der Hauptkontaktanschlüsse mit einem Hilfskontakt auszurüsten. Vorsorglich kann jedoch jeweils ein Hilfskontakt für jede Phase bzw. den Nulleiter vorgesehen werden. Für hochtaktige Schalter mit kleinen Drehwinkeln pro Schaltstufe kann es zweckmäßig sein, die Funktion der Phasenunterbrechung auf zwei oder mehrere untereinander parallel geschaltete Hilfskontakte zu verteilen.The provided according to the invention, the short circuit prevention Auxiliary contacts serving phase change can already be inside of the switch base with the assigned main contacts in Series connected. These are useful auxiliary contact connections, however, when mounting the switch wired. Generally, one or two of the Equip main contact connections with an auxiliary contact. As a precaution, however, there can be one auxiliary contact for each phase or the neutral conductor can be provided. For high-speed switches With small angles of rotation per switching step, it can be useful be the phase break function on two or more to distribute auxiliary contacts connected in parallel.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further expedient refinements of the invention result from the subclaims.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below the drawing. The drawing shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgebildeten Nockendrehschalters; Fig. 1 is a side view of a rotary cam switch designed according to the invention;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II gemäß Fig. 1; Fig. 2 is a section along the line II-II of FIG. 1;

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III gemäß Fig. 1; Fig. 3 is a section along the line III-III of FIG. 1;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV gemäß Fig. 1; Fig. 4 is a section along the line IV-IV of FIG. 1;

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V gemäß Fig. 1; Fig. 5 is a section along the line VV of Fig. 1;

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-VI gemäß Fig. 1, Fig. 6 shows a section along the line VI-VI of FIG. 1,

Fig. 7 eine der Fig. 4 entsprechende Schnittansicht in der Ebene IV-IV gemäß Fig. 1 mit zwei parallelgeschalteten Kon takten, die beim Phasenwechsel beide offen sind. Fig. 7 is a sectional view corresponding to FIG. 4 in the plane IV-IV of FIG. 1 with two parallel cones which are both open during the phase change.

Der Nockenschalter weist einen Sockel 10 auf, der eine durch gehende Schalterwelle 12 drehbar lagert. Die Schalterwelle 12 weist eine Abflachung auf. Auf der Schalterwelle 12 ist eine Nockenwalze 14 mit Schaltnocken 16 für die Hauptkontakte 17 drehbar gelagert. Auf dem gemäß Fig. 1 linken Ende der Schal terwelle 12 ist eine Nockenwalze 18 mit Schaltnocken 20 für die Hilfskontakte 21 drehfest gelagert. Die drehfeste Lagerung wird, wie aus Fig. 4 ersichtlich, dadurch gewährleistet, daß das Durchgangsloch der Nockenwalze 18 dem Querschnitt der Schalter welle angepaßt ist. Demgegenüber hat die Nockenwalze 14 für die Hauptkontakte, wie aus Fig. 6 ersichtlich, ein kreisrundes Durchgangsloch, so daß sie sich auf der Schalterwelle 12 drehen kann.The cam switch has a base 10 which rotatably supports a through switch shaft 12 . The switch shaft 12 is flattened. A cam roller 14 with switching cams 16 for the main contacts 17 is rotatably mounted on the switch shaft 12 . In the FIG. 1 the left end of the shaft is engaged scarf 12 is a cam roller 18 rotatably mounted with cam 20 for the auxiliary contacts 21. The non-rotatable mounting is, as can be seen from Fig. 4, ensures that the through hole of the cam roller 18 is adapted to the cross section of the switch shaft. In contrast, the cam roller 14 for the main contacts, as shown in Fig. 6, has a circular through hole so that it can rotate on the switch shaft 12 .

Die beiden Nockenwalzen 14 und 18 sind stirnseitig über eine Klauenkupplung 22 gekuppelt, die ein gewisses Drehspiel be sitzt. Durch Drehen der Schalterwelle 12 wird demgemäß zu nächst spielfrei die Nockenwalze 18 mitgenommen, und diese nimmt über das Schleppspiel der Kupplung 22 die Nockenwalze 14 mit.The two cam rollers 14 and 18 are coupled on the end face via a dog clutch 22 , which sits a certain rotational play. Accordingly, by rotating the switch shaft 12 , the cam roller 18 is taken along without play, and this takes the cam roller 14 along with the drag play of the clutch 22 .

Die beiden Nockenwalzen 14 und 18 werden über getrennte Rastungen in ihrer jeweiligen Winkelstellung festgelegt. Die Rastung für die Nockenwalze 14 der Hauptkontakte ist aus Fig. 3 ersichtlich. Ein drehfest mit der Nockenwalze 14 verbundener Raststern 24 wirkt mit einer federbelasteten Rastkugel 25 zu sammen. The two cam rollers 14 and 18 are fixed in their respective angular positions via separate detents. The latching for the cam roller 14 of the main contacts can be seen in Fig. 3. A non-rotatably connected to the cam roller 14 locking star 24 acts together with a spring-loaded locking ball 25 .

In entsprechender Weise ist die Rastung für die Nockenwalze 18 ausgebildet. Der drehfest mit der Nockenwalze 18 verbundene Raststern 26 wirkt mit einer federbelasteten Rastkugel 27 zusammen.The detent for the cam roller 18 is designed in a corresponding manner. The detent star 26, which is non-rotatably connected to the cam roller 18 , interacts with a spring-loaded detent ball 27 .

Über die mit Drehspiel bzw. Totgang ausgestattete Kupplung 22 wird bewirkt, daß die Hauptkontakte gegenüber den sofort be tätigten Hilfskontakten verzögert betätigt werden, damit in beiden Drehrichtungen die Hilfskontakte mit Sicherheit unter brochen sind, bevor die den Phasenwechsel vornehmenden Haupt kontakte geschaltet werden.Via the clutch 22 equipped with rotational play or lost motion, the main contacts are actuated with a delay compared to the immediately activated auxiliary contacts so that the auxiliary contacts are interrupted in both directions of rotation before the phase-changing main contacts are switched.

Gemäß Fig. 7 sind zwei parallelgeschaltete Hilfskontakte 21′ vorgesehen, die von zwei getrennten Schaltsternen 28 bzw. 30 geschaltet werden. Durch die Parallelschaltung der zeitlich verzögert geschalteten Kontakte 21′ wird gewährleistet, daß auch bei kleinen Schaltwinkeln eine Stromunterbrechung erfolgt bevor die Hauptkontakte schalten.Referring to FIG. 7, two parallel-connected auxiliary contacts 21 'are provided which separate two switching stars 28 and 30 are switched. The parallel connection of the delayed switched contacts 21 'ensures that even at small switching angles there is a power interruption before the main contacts switch.

Die Parallelkontakte gemäß Fig. 7 werden zeitlich aufeinanderfolgend betätigt bzw. geöffnet, weil bei kleinem Schaltwinkel und nur einem Schaltnocken für den Hilfskontakt die Kontaktöffnungsweite zu gering und die Schaltsicherheit bei geschlossenem Kontakt nicht ausreichend wäre.The parallel contacts according to FIG. 7 are actuated or opened sequentially in time, because with a small switching angle and only one switching cam for the auxiliary contact, the contact opening width is too small and the switching reliability would not be sufficient if the contact was closed.

Fig. 8 zeigt eine beispielsweise Schaltungsanordnung des erfindungsgemäßen Nockenschalters bei einer 11-Takt-Nocken schaltung. Gemäß dem Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine Kochplatten-Regelschaltung mit drei Heizwiderständen (pro Kochplatte). Diese werden, wie aus Fig. 8 ersichtlich, aufeinanderfolgend einzeln und in Reihe sowie parallelgeschal tet, wobei eine weitere Variationsmöglichkeit durch die Diode gegeben ist, wodurch die Heizleistung jeweils halbiert wird. Fig. 8 shows an example circuit arrangement of the cam switch according to the invention in an 11-stroke cam circuit. According to the exemplary embodiment, it is a hotplate control circuit with three heating resistors (per hotplate). These are, as can be seen from Fig. 8, successively individually and in series and in parallel, wherein another variation is given by the diode, whereby the heating power is halved in each case.

Bei derartigen, mit einer Vielzahl von Stufen ausgestatteten Regelschaltungen läßt es sich nicht vermeiden, daß bei der Um schaltung von einer Stufe auf die andere ein Phasenwechsel erfolgt. Bei dem in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies beim Übergang zwischen den Stufen VI und VII (bzw. beim Übergang von VII nach VI) sowie beim Übergang von der Stufe VIII nach der Stufe IX (bzw. umgekehrt von der Stufe IX nach der Stufe VIII) der Fall. Beim Übergang von der Stufe VI nach der Stufe VII wird eine Kontaktverbindung zwischen N und 3 hergestellt, wobei über die bisherige Verbindung T-3 ein Kurzschluß entstehen kann. Beim Übergang von VII nach VI ergibt sich der gefährliche Kurzschlußzustand durch die Ver bindung D-3.In such control circuits equipped with a large number of stages, it cannot be avoided that a phase change occurs when switching from one stage to the other. In the exemplary embodiment shown in FIG. 8, this is in the transition between stages VI and VII (or in the transition from VII to VI) and in the transition from stage VIII to stage IX (or vice versa from stage IX to stage) VIII) the case. In the transition from stage VI to stage VII, a contact connection is established between N and 3, a short circuit being able to occur via the previous connection T-3. In the transition from VII to VI, the dangerous short-circuit condition results from connection D-3.

Entsprechend ergibt sich beim Übergang von VIII nach IX der gefährliche Schaltzustand über 5-3 und beim Übergang von IX auf VIII über N-3.Accordingly, the transition from VIII to IX results in dangerous switching state over 5-3 and when transition from IX on VIII over N-3.

Um hierbei Kurzschlüsse bzw. Lichtbogenbildungen beim Phasen wechsel auszuschalten, sind erfindungsgemäß die Hilfskontakte 21 vorgesehen. Bei dem Ausführungsbeispiel brauchten diese Hilfskontakte 21 lediglich zwischen N und S bzw. T und N vor gesehen werden. Aus Zweckmäßigkeitsgründen werden jedoch alle Hauptkontakte mit den Hilfskontakten versehen.In order to eliminate short circuits or arcing during a phase change, the auxiliary contacts 21 are provided according to the invention. In the exemplary embodiment, these auxiliary contacts 21 only needed to be seen between N and S or T and N. For reasons of expediency, however, all main contacts are provided with the auxiliary contacts.

Die Ansteuerung der Kontakte erfolgt demgemäß in der Weise, daß der Öffnungsvorgang der Hilfskontakte vor dem Öffnungsvorgang der Hauptkontakte erfolgt, die den Phasenwechsel schalten. Zweckmäßigerweise sind die Hilfskontakte vor Kontaktöffnung der Hauptkontakte bereits soweit geöffnet, daß der Lichtbogen ab gerissen ist. Der Nocken zur Betätigung der Hilfskontakte 21 ist direkt mit der Schalterachse 12 gekoppelt, während die Nockenwalze 14 für die Hauptkontakte über die Totgang-Kupplungs verbindung 22 um einen Winkel nacheilt. Da jeder Nockenwalze 14 bzw. 18 eine eigene Rastung zugeordnet ist, wird die nach laufende Nockenwalze 14 durch den Raststern in die Endlage gebracht, sobald die Spitze des Raststerns überfahren wird. The contacts are accordingly activated in such a way that the auxiliary contacts open before the main contacts open, which switch the phase change. The auxiliary contacts are expediently already opened before the main contacts open so that the arc is broken. The cam for actuating the auxiliary contacts 21 is directly coupled to the switch axis 12 , while the cam roller 14 for the main contacts via the lost motion coupling 22 lags behind an angle. Since each cam roller 14 or 18 is assigned its own detent, the cam roller 14 , which is running after, is brought into the end position by the detent star as soon as the tip of the detent star is passed over.

Bei kleinem Drehwinkel, d. h. hochtaktigen Schaltern kann die Funktion der Phasenunterbrechung auf zwei oder mehrere, unter einander parallel und zum Hauptschalter hintereinander ge schaltete Hilfskontakte verteilt werden, wie dies aus Fig. 7 ersichtlich ist.At a small angle of rotation, ie high-cycle switches, the function of the phase interruption can be distributed over two or more auxiliary contacts connected in parallel with one another and in series with the main switch, as can be seen from FIG. 7.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 8 kann es ausreichend sein, die Hilfskontakte nur in der Phase S und im Nulleiter N anzuordnen, um beim Phasenwechsel zwischen IX und VIII gefährliche Schaltzustände zu verhindern. Beim Phasen wechsel zwischen den Stufen VII und VI werden nur relativ kleine Leistungen geschaltet, so daß der Hilfskontakt in der Phase T entfallen könnte, wie erwähnt erscheint jedoch aus Sicherheits gründen eine Anordnung von Hilfskontakten in beiden Phasen leitungen und im Nulleiter zweckmäßig.In the exemplary embodiment shown in FIG. 8, it may be sufficient to arrange the auxiliary contacts only in phase S and in neutral N in order to prevent dangerous switching states when the phase changes between IX and VIII. When changing phases between stages VII and VI only relatively small powers are switched, so that the auxiliary contact in phase T could be omitted, as mentioned, however, for safety reasons, an arrangement of auxiliary contacts in both phases lines and in the neutral conductor is appropriate.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Nockendrehschalters beschrieben. Die Erfindung kann jedoch auch bei anderen Schal tern Anwendung finden, bei denen das Problem des Phasenwechsels bei Übergang von einer Stufe auf die andere auftritt.The invention has been described above using a rotary cam switch described. However, the invention can also be used with other scarves tern apply where the problem of phase change occurs when moving from one level to the other.

Claims

1. In particular as a rotary cam switch, multi-pole tap changer with several main contacts ( 17 ), z. B. for gradual parallel and series connection of heating resistors, characterized in that an auxiliary contact ( 21 ) is connected or switchable in series with at least one main contact, which opens before the main contact switching operation is initiated.

2. Tap changer according to claim 1, characterized in that the auxiliary contacts ( 21 ) between the mains connection and phase connection of the main contacts ( 17 ) are switched or switched.

3. rotary cam switch according to claims 1 and 2, characterized in that on the switch shaft ( 12 ) a cam roller ( 18 ) for the auxiliary contacts ( 21 ) is rotatably mounted and that a cam roller ( 14 ) for the main contacts ( 17 ) on the switch shaft ( 12 ) sits loosely and is coupled with rotational play via a clutch ( 22 ) with the cam roller ( 18 ) for the auxiliary contacts.

4. rotary cam switch according to claim 3, characterized in that the cam roller ( 14 ) for the main contacts and the cam roller ( 18 ) for the auxiliary contacts are each provided with a detent ( 24 , 26 ), which cause an individual angle setting.

5. rotary cam switch according to claim 3, characterized in that the coupling ( 22 ) is a claw coupling with rotational play.

6. Cam rotary switch according to claims 3 to 5, characterized in that two or more auxiliary contacts ( 21 ') are provided, which are individually and delayed by switching stars ( 28 , 30 ) of the cam roller ( 18 ) switch bar.

7. Cam rotary switch according to one of claims 1 to 6, characterized in that each main contact ( 17 ) is associated with an auxiliary contact ( 21 ).

8. Cam rotary switch according to one of claims 1 to 6, characterized in that only one phase change under thrown main contacts ( 17 ) is associated with an auxiliary contact ( 21 ).

9. rotary cam switch according to one of claims 1 to 8, characterized by its use as a multi-stroke control switch for hotplate heating of stoves.