DE580997C - Regelschalter fuer elektrische Heizgeraete fuer Zwei- und Dreileiterstromkreise - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Regelschalter für elektrisch beheizte öfen, Herde u. dgl.', der zum Umschalten und allpoligen Abschalten eines zweiteiligen Heizwiderstandes dient und es ermöglicht, die Wärmeerzeugung auf einen höheren, mittleren und niedrigeren Grad einzustellen. Bei diesem Schalter sind wie bei den bekannten Regelschaltern, die in Zweileiterstromkreisen verwendet werden, sämtliche zum Umschalten und allpoligen Abschalten der Widerstände notwendigen Kontaktteile des Schalters in drei Schaltgruppen mit drei gegeneinander isoliert drehbaren Kontaktbritcken, insbesondere in drei übereinanderliegenden Schaltstockwerken einer Schaltwalze, angeordnet.

Erfindungsgeinäß ist der Regelschalter derart ausgebildet, daß ein und dasselbe Schaltermodell sowohl bei Zwei- als auch bei Dreileiterstromkreisen verwendbar ist. Dabei kann es sich um Gleichstrom oder um ein- und dreiphasige Wechselströme handeln. Zu diesem Zweck sind die Schaltgruppen mittels dreier Anschlußklemmen mit den beiden Heizwiderständen und mittels je einer Anschlußklemme entweder mit den Leitungsklemmen eines drei- oder mehradrigen oder eines zweiadrigen Speisenetzes zu verbinden, wobei in dem letzten Falle zwei der Anschlußklemmen kurzzuschließen sind.

Die Erfindung ist auf der Zeichnung an einigen Schaltbildern und einem Konstruktionsbeispiel näher erläutert. Die Fig. 1 bis 4 geben die Verbindungen zwischen einem Dreileiterstromkreis und" einem zweiteiligen Heizwiderstand wieder, und zwar bei verschiedenen Schaltstellungen der Kontaktorgane.

Die Heizwiderstände bestehen aus zwei Teilwiderständen A und B, die je nach der zu erzeugenden Wärme in verschiedener Weise mit dem Speisestromkreis verbunden werden. Der Strom kann z. B. von einem Dreileiternetz geliefert werden, von dem eine Ader genullt oder geerdet ist. Dabei kann es sich um einen Gleichstrom handeln oder z. B. um einen Wechselstrom, der aus einem einphasigen Wechselstrom dadurch gewonnen wird, daß gemäß Fig. 5 die Sekundärseite des Speisetransformators in der Mitte ro durch eine neutrale Leitung angezapft ist. Ferner kornmen vieradrige Wechselstromleitungen zur Lieferung des Speisestromes zur Verwendung, die ebenfalls, z. B. gemäß Fig. 6, eine neutrale Ader 12 enthalten, die an den Sternpunkt 13 des Generators angeschlossen sind. Die an die Phasenwicklungen angeschlossenen Leiter

sind mit 14, 15 und 16 bezeichnet. Wenn die neutrale Ader und zwei Phasenadern als dreiadriges System benutzt werden, so besteht eine Ähnlichkeit des Speisesystetns zum einphasigen Dreileitersystem, jedoch mit dem Unterschied, daß bei dem dreiadrigen Speisesystem gemäß Fig. 5 die Spannung zwischen den beiden Außenleitern doppelt so groß ist wie zwischen einem Außenleiter und dem neutralen Leiter 11,. während sie bei dem aus Fig. 6 gewonnenen dreiadrigen System nur etwa das i,7fache beträgt. Endlich wird für Heizzwecke das übliche Zweiadersystem benutzt, und zwar entweder mit Gleichstrom oder Wechselstrom.

Der verwendete Schalter unterscheidet sich von den bisher bekannten Schaltern, welche die Heizwiderstände in der Ausschaltstellung dreipolig abschalten, grundsätzlich dadurch, daß sämtliche zum Regeln der Heizwiderstände und zum allpoligen Abschalten notwendigen Kontaktteile nur in drei Stockwerken angeordnet sind. Bisher wurden dazu entweder vier oder fünf Schaltstockwerke verwendet. Der Schalter hat vier Sprungstellungen. Die ortsfesten Kontaktteile sind messerförmig ausgebildet.

Das obere Kontaktmesser 20 des Schalters hat drei Arme gleicher Länge. Das zugehörende Schaltstockwerk hat zwei ortsfeste Kontaktstücke 21, 22, die um 90⁰, also um einen Schaltschritt voneinander entfernt sind (vgl. Fig. ι bis 4). Das Kontaktmesser 30 des mittleren Schaltstockwerkes hat ebenfalls drei Arme, von denen einer, 31, langer ist als die anderen beiden, 32 und 33. Der Arm 31 dieses Kontaktmessers liegt an der entgegengesetzten Seite wie der von den beiden gleichgerichteten Armen senkrecht abstehende Arm des Kontaktmessers 20. Das mittlere Schaltstockwerk hat drei ortsfeste Kontaktstücke, von denen zwei, 34, 35, sich an anderen Sprungstellungen befinden als die ortsfesten Kontaktstücke 21, 22. Die beiden Kontaktstücke 34, 35 sind lang genug, um entweder sowohl mit den langen Armen als auch mit den kurzen Armen des Kontaktmessers 30 in Berührung zu kommen. Das dritte Kontaktstück 36 des mittleren Schaltstockwerkes liegt unmittelbar unter dem oberen Kontaktstück 21. Es ist kürzer als die Kontaktstücke 34, 35, so daß es nur mit dem längeren Arm 31 Kontakt machen kann, nicht aber mit den kürzeren Armen 32, 33.

Das untere Kontaktmesser 40 hat zwei Arme 41, 42, die einander gegenüberliegen und parallel zu den ebenfalls auf einem Durchmesser hintereinanderliegenden Armen der beiden oberen Kontaktmesser verlaufen. Die ortsfesten Kontaktstücke 43 und 44 des unteren Schaltstockwerkes befinden sich ebenfalls auf einander gegenüberliegenden Seiten, und zwar unterhalb der Kontaktstücke 22 und 35 der beiden oberen Stockwerke.

Das obere Kontaktmesser stellt Verbindungen her zwischen einem Ende 45 der Widerstandseinheit und der Klemme einer Speiseader. Das untere Kontaktmesser stellt Verbindungen zwischen dem anderen Ende 46 der Widerstandseinheit und der Klemme einer zweiten Speiseader her. Das mittlere Kontaktmesser verbindet den Zwischenpunkt 47 des Widerstandes mit der Kontaktklemme der dritten Speiseader. Außerdem stellt das mittlere Kontaktmesser Verbindungen her, die aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgehen. Das obere Kontaktstück 21 ist mit dem Außenende 45 des Widerstandes B durch die Leitung 50 verbunden, während der andere obere Kontakt 22 mit der Ader C durch die Leitung 51 in Verbindung steht. Der Leiter 52 verbindet das Kontaktstück 36 des mittleren Stockwerkes mit der Leitung 50, also mit dem gleichen Ende 45 des Widerstandes B. Das Kontaktstück 34 des Mittelstockwerkes ist dabei mit dem Zwischenpunkt 47 des Widerstandes A durch Leitung 53 verbunden. Die Verbindung mit der Speiseader D erfolgt über das Kontaktstück 35 und die Leitung 54. Das Kontaktstück 43 des unteren'Stockwerkes steht mit dem Außenende 46 des Widerstandes A über die Leitung SS in Verbindung und das andere Kontaktstück 44 über Leitung 56 mit der Speiseader E.

Bei dem in den Fig. 7-, 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung eingerichteten Schalters sind die drei' Kontaktmesser an einer gemeinsamen Achse 60 angeordnet, die einen Drehknebel 61 trägt. Die ortsfesten Kontaktstücke sind auf dem Schaltersockel 62 angeordnet. Sie umgeben die Vertiefung 63, welche die Kontaktorgane und einen Sprungmechanismus aufnimmt.

Die Wand des Sockels hat an den verschiedenen Stellen eine andere Höhe, derart, daß sich die ortsfesten Kontaktstücke in drei Stockwerken übereinander befinden. Eine Abstufung 64 des Sockels trägt einen Kontaktstreifen 65, der außen nach unten gebogen ist und innen das ortsfeste Kontaktstück 44 no bildet. Mit 66 ist die Anschlußklemme dieses Kontaktstreifens bezeichnet. Die Klemme dient dazu, entweder unmittelbar eine Ader der Speiseleitung anzuschließen, wie es in Fig. 9 dargestellt ist, oder um einen Leiter anzuschließen, der gemäß den Fig. 1 bis 4 die Verbindung 56 zur Ader E darstellt.

Eine etwas höherliegende Abstufung 67 trägt eine Anschlußklemme 68, die unmittelbar mit dem Kontaktstück 34 des mittleren Schaltstockwerkes versehen ist und zum Anschluß des Belastungsstromkreises dient. Die

hier anzuschließende Leitung 53 bildet die Verbindung zum Zwischenpunkt 47 des Heizwiderstandes. 69 ist eine Anschlußklemme, die mit einem Fortsatz 70 versehen ist, der das Kontaktstück 22 bildet. Die Kontaktfläche dieses Fortsatzes befindet sich unmittelbar über dem Kontaktstück 44. Die Klemme 69 dient zum Anschluß des Leiters 51, der zur Ader C führt.

An der anderen, Seite des Sockels ist eine tiefliegende Abstufung 71 vorgesehen. Darauf ist eine Anschlußklemme 72 angeordnet, die das Kontaktstück 43 bildet. Diese Klemme dient zum Anschluß der Leitung 55, die das Kontaktstück mit dem Außenende 46 des Widerstandes A verbindet. Eine Abstufung 73 in der Höhe des mittleren Schaltstockwerkes trägt eine Klemme 74, die unmittelbar mit einem Fortsatz 75 versehen ist, der das über dem Kontaktstück 43 liegende Kontaktstück 35 bildet. An die Klemme 74 ist entweder die Speiseader D oder die von dieser Ader kommende Leitung 54 angeschlossen.

Auf der gleichen Abstufung 73 sitzt eine Klemme 76 für-die Leitung 50. Das Kontaktstück 36 ist unmittelbar mit der Klemme 76 verbunden, ebenso auch das obere Kontaktstück 21. Die Kontaktstücke sind durch Schrauben befestigt, die von der Unterseite des Sockels her eingesetzt sind.

Wenn der Speisestrom von einem Dreileitersystem geliefert wird oder auch von einem ebenfalls drei Leiter enthaltenden System gemäß Fig. 5, werden die Ader D mit dem neutralen Leiter verbunden und die Adern C und E mit den Außenleitern. In diesem Fall entsprechen die Stellungen der Kontaktmesser und die verschiedenen durch diese Messer bewirkten Verbindungen den Fig. ι bis 4.

Um die stärkste Heizung zu erzielen, werden die beiden Widerständle zwischen die beiden Außenadern gelegt. Das untere Kontaktmesser 40 verbindet gemäß Fig. 1 einen Außenleiter mit dem Außenende des Widerstandes A über die Ader E, und das obere Kontaktmesser 20 verbindet das Außenende des Widerstandes B mit dem anderen Außenleiter über die Ader D. In dieser Stellung des Schalters schließt das mittlere Kontaktmesser die neutrale Leitung an den Zwischenpunkt der Widerstandseinheit. Durch diese Verbindung wird der Stromfluß in den einzelnen Widerständen nicht beeinflußt.

In der nächsten Schaltstellung, die durch Fig. 2 wiedergegeben ist, ist der Widerstand A durch das untere Kontaktmesser 40 abgeschaltet. Der Widerstand B ist zwischen die Außenleitung und die neutrale Leitung gelegt.

Die Adern C und D sind über das obere Kontaktmesser und das mittlere Kontaktmesser an den Widerstand angeschlossen. In diesem Fall wird eine mittlere Heizung erzielt.

Wird der Schalter weiter gedreht, so erhält man eine Schaltstellung gemäß Fig. 3 für geringste Heizung. In diesem Fall sind die beiden Widerstände in Serien zwischen eine Außenleitung und die neutrale Leitung geschaltet. Das untere Kontaktmesser 40 verbindet die äußere Ader E mit dem Außenende des Widerstandes A, während das mittlere Kontaktmesser das Außenende des Widerstandes B über die Leitungen 50, 52, 54 mit der neutralen Ader verbindet.

Durch Weiterdrehen der Kontaktmesser werden sämtliche Verbindungen zur Widerstandseinheit geöffnet. In dieser Stellung sind sämtliche Kontaktmesser von den unter Spannung stehenden Kontaktstücken 22, 35 und 44 entfernt, so daß eine vollständige dreipolige Abschaltung erzielt wird.

Wenn der Strom von einem dreiadrigen System geliefert wird, das zwei Phasenleitungen und eine neutrale Leitung enthält und einen Teil eines dreiphasigen Vierdrahtsystems bildet, so sind keine Änderungen erforderlich in bezug auf den Schalter oder die Verbindungen vom Schalter zum Widerstand. Die neutrale Ader 13 (Fig. 6) wird mit der in den Abbildungen mit D bezeichneten Ader und die beiden Phasenleitungen 14 und 15 werden mit den in den Abb. 1 bis 4 mit C und E bezeichneten Leitungen verbunden.

Bei der Anwendung des Schalters und der Schaltanordnung bei zweiadrigen Systemen werden die Adern E und C durch die in Fig. ι gestrichelt angeordnete Leitung F elektrisch miteinander verbunden. Dann ist eine Ader des Speisesystems mit den beiden Außenadern E und C und die andere mit der mittleren Ader D verbunden.

Der Schalter gemäß der Erfindung und die zugehörenden Verbindungen sind, wie das Beispiel zeigt, so beschaffen, daß sie ohne Änderung des Schalters oder der Verbindungen zwischen ihm und den Widerständen bei einem beliebigen der oben erläuterten Speisesysteme verwendet werden können. Die einzige Änderung, die erforderlich ist, wenn man von einem dreiadrigen Speisesystem zu einem zweiadrigen übergeht oder umgekehrt, besteht in dem Hinzufügen oder Entfernen einer Verbindung zwischen zwei Klemmen der Anordnung. Der Schalter selbst kann für alle erwähnten Systeme verwendet werden. Er kann daher massenweise, hergestellt und dadurch billiger ausgeführt werden als Schalter, die gemäß den bisher üblichen für ein bestimmtes Stromsystem eingerichtet und bei anderen Systemen nicht ohne weiteres verwendbar sind.

Dabei hat der Schalter durch die Anwendung von nur drei Schaltstockwerken eine geringere Bauhöhe als die bisher verwendeten mindestens vier Stockwerke enthaltenden Regelschalter mit allpoliger Abschaltung.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Mit drei Einschaltstellungen und einer Ausschaltstellung arbeitender Regelschalter für elektrische Heizgeräte, insbesondere öfen, Herde o. dgl., bei dem sämtliche zum Umschalten und zum allpoligen Abschalten der Widerstände notwendigen Kontaktteile des Schalters in drei Schaltgruppen mit drei gegeneinander isolierten drehbaren Kontaktbrücken, insbesondere in drei übereinanderliegenden Schaltstockwerken einer Schaltwalze angeordnet sind, dadurch ge-

   ao kennzeichnet, daß die Schaltgrüppen mittels dreier Anschlußklemmen mit den beiden Heizwiderständen und mittels je einer Anschlußklemme entweder mit den Leitungsklemmen eines drei- und mehr-

   a₅ adrigen oder eines zweiadrigen Speisenetzes zu verbinden sind, wobei im letzten Falle zwei der Anschlußklemmen kurzzuschließen sind.
2. 2. Regelschalter nach Anspruch'ι für dreiadrige Speisestromkreise, gekennzeichnet durch folgenden Aufbau: Der Schalter verbindet mit einer Kontaktgruppe eine der drei Zuleitungsadern mit einem Außenende der Widerstände in der Stark- und Schwachstellung und schaltet sie in der Mittelstellung ab. Die zweite Kontaktgruppe des Schalters verbindet die zweite Zuleitungsader mit dem Zwischenpunkt der beiden Widerstände in der Stark- und Mittelstellung und nur mit dem anderen Außenende der Widerstände in der Schwachstellung. Die dritte Kontaktgruppe des Schalters verbindet die dritte Zuleitungsader mit dem auch an die zweite Kontaktgruppe angeschlossenen Außenende der Widerstände in der Stark- und Mittelstellung und trennt sie davon in der Schwachstellung.
3. 3. Regelschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen der an die' Zwischenstelle der beiden Widerstände angeschlossenen Kontaktgruppe des Regelschalters einen voneinander verschiedenen Abstand von der Schalterachse und die damit zusammenwirkenden beweglichen Kontaktorgane eine verschiedene Länge haben, derart, daß nur die längeren beweglichen Kontaktorgane mit den weiter von der Schalterachse entfernten Kontaktstücken in Berührung kommen können (Fig. 1 bis 4, Teil 30, 34, 35, 36).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen