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Zeitfernschalter Es sind bereits verschiedene Arten von Zeitfernschaltern
bekannt. Hierzu hat man Bimetalle, pneumatische Kolben, Uhrwerke u. dgl. benutzt.
Ferner sind Zeitschalter bekanntgeworden, bei denen ein Schaltmechanismus durch
einen vorübergehend eingeschalteten Motor gesteuert wird. Eine Art solcher mit Motoren
ausgerüstete Zeitfernschalter erfordert neben dem Motor noch einen Elektro@inagnet
in. Verbindung mit einer Rutschkupplung und weitere Einzelheiten. Bei einer anderen
Ausführungsform wird von einem Motor eine Schalteinrichtung angetrieben, die bei
jeder Zeitschaltung eine volle Umdrehung ausführt. Die Zeitschaltung bei der letzteren
Ausführungsform ist dabei durch das angewendete Getriebe und die Drehzahl des Motors
bestimmt, so daB Änderungen der Zeitschaltung eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses
des zwischen dem Motor und der Schalteinrichtung geschalteten Getriebes bedingen..
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Diese letztgenannte Fernschaltart kann infolge der ihr eigenen Eigentümlichkeit
nicht nachgeschaltet werden, was für bestimmte Anwendungszwecke, beispielsweise
für Treppenhausbeleuchtungen, als großer Nachteil zu bewerten ist.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen solchen Zeitfernschalter,
bei dem jederzeit Nachschaltungen
vollzogen werden können, und
der nur einen Motor, aber keine weiteren. Elektromagnete wie die erstgenannte Ausführungsart
erfordert.
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Der durch einen Motor angetriebene Zeitfernschalter nach der Erfindung
besteht darin, daß eine die Schaltzeit bestimmende Schalteinrichtung (wie Schaltwalze,
Nockenschalteinrichtung od.. dgl.) vom Motor über eine auswechselbare Kupplung und
gegebenenfalls ein Getriebe, entgegen. der Kraft einer dabei gespannten Rückstellfeder
od. dgl. Kraftspeicher angetrieben wird, wobei die Einschaltung des Motors durch
einen Testschalter erfolgt und der Motorstromkreis während der Zeitschaltung üben-
die vom Motor betätigte Schalteinrichtung bis zum Ende der Schaltzeit geschlossen
gehalten wird.
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Ein dieses Merkmal aufweisender 7eitfernschalter läßt sich bei Anwendung
eines leistungs= schwachen Motors ganz besonders einfach, billig und klein herstellen.
Der Kupplungsvorgang kann auch durch andere Mittel, beispielsweise elektromagnetisch,
betätigt werden. Vorteilhaft wird der Motor über einen Vorschaltwiderstand gespeist,
der ein Kurzschließen des Motors zum Anhalten. der Zeitschalteinrichtung zuläßt.
Als Vbrschaltwiderstand kann. ein praktisch unveränderlicher Widerstand, wie ein
Ohmscher oder Blindwiderstand, angewendet werden. Als ganz besonders zweckmäßig
hat sich jedoch ein spannungs- oder stromabhängiger Widerstand erwiesen, vorteilhaft
ein solcher, dessen Widerstandswert mit ansteigender Strombelastung ansteigt, wie
eine Glühfadenlampe.
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Die Zurückbringung der Schalteinrichtung aus der Endstellung oder
bei der Nachschaltung des. Zeitfernschalters aus einer Zwischenstellung in die Ausgangs-
oder Nullstellung mittels der Rückstellfeder erfolgt dabei durch Anhalten des Motors.
Das Anhalten selbst kann, durch Unterbrechung des Motorstromkreises oder durch Kurzschließung
der Motorklemmen erfolgen. Der angewendete Vorschaltwiderstand für den Motor verhindert
bei der Kurzschließung der Motorklemmen einen Netzkurzschluß, wobei bei der Anwendung
eines spannungs-oder stromabhängigen Vorschaltwiderstandes der Vorteil ausgenutzt
werden. kann, daß im normalen Betrieb am Vorschaltwiderstand praktisch kein Spannungsverlust
auftritt. Für gewisse Anwendungszwecke kann es dabei eine Vereinfachung ergeben,
wenn die Druckknöpfe sowohl die Leistung des zeitgeschalteten. Nutzstromkreises
als auch den Motorstromkreis schalten. Letzteres beispielsweise kann erfolgen, wenn
der Nutzstromkreis nur eine verhältnismäßig geringe Leistung aufweist; doch läßt
sich die Einrichtung auch so ausbilden., daß der Druckknopf nur den Motorstromkreis
schaltet.
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Eine ganz besonders vorteilhafte Ausführungsform entsteht, wenn von
der durch Fliehkraft betätigten Kupplung Hilfskontakte betätigt werden, die die
Druckknöpfe zu Beginn, des Zeitschaltvorganges überbrücken, so daß diese nur während
der kurzen, zum Ansprechen der Fliehkraftkupplung erforderlichen Zeit betätigt zu
werden brauchen. Die Hilfskontakte können natürlich auch zur Schaltung des Nutz-
und des Motorstromkreises herangezogen werden, was insbesondere hinsichtlich der
Ausbildung der Schalteinrichtung eine Vereinfachung ergibt, wobei die Hilfskontakte
vorteilhaft als Momentschalter ausgebildet sind. Dies kann durch Anwendung bekannter
Maßnahmen, beispielsweise durch Anwendung der bei Kippschaltern benutzten Maßnahme
erfolgen, doch können die Hilfskontakte selbst oder deren Träger zur Erzielung der
Momentschaltung unter dem Einfluß eines Dauermagneten stehen. Auch kann es für gewisse
Fälle vorteilhaft sein, die Fliehkraftkupplung, die aus einer normalen ausrückbaren
Kupplung, wie eine Klauenkupplung, Reibungskupplung od. dgl. und einem Fliehkraftmechanismus
bestehen kann., so auszubilden, daß sie schnappartig zur Wirkung kommt. Es kann
dies durch Anwendung von Totpunktüherbrückungsfedern oder, wie in der weiteren Beschreibung
noch näher erläutert, durch die Anwendung von Dauermagneten erreicht werden.
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Bei dem Zeitfernschalter nach der Erfindung wird von dem Motor bei
der Ausführung der Zeitschaltung gleichzeitig dieRückstellfeder od. dgl. gespannt.
Da jedoch die Spannung der Rückstellfeder gleichzeitig mit dem Antrieb der Zeitschalteinrichtung,
wie Schaltwalze, Nockenscheibe mit Nockenschaltern od. dgl., erfolgt, was infolge
des gewöhnlich zwischengeschalteten Untersetzungsgetriebes langsam erfolgt, so wird
die vom Motor hierfür aufzubringende Leistung über eine verhältnismäßig lange Zeit
verteilt und ist demgemäß unwesentlich und vernachlässigbar gering.
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In den Fällen, wo vom Fliehkraftschaltmechanismus neben. der Betätigung
der Kupplung gleichzeitig Kontakte betätigt werden, kann die kraftspeichernde Schnappschaltung
des Fliehkraftmechanismus vorteilhaft zur Verringerung der vom Motor aufzubringenden
Leistung ausgenutzt werden, da, ehe die Schnappschaltung zur Wirkung kommt, indem
Fliehkraftmechanismus eine gewisse Leistung gespeichert wird, die bei der Auslösung
des Fliehkraftmechanismus frei wird.
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Die Erfindung ist in den Fig. i bis 6 beispielsweise dargestellt.
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Fig. i zeigt in mehr oder weniger schematischer Weise eine Draufsicht
auf eine Ausführungsform der Erfindung mit einer Schaltungsanordnung; Fig. 2 zeigt
eine weitere Ausführungsform einer Schaltungsanordnung, die in Verbindung' mit dem
Zeitfernschalter von Fig. i zur Anwendung gelangen kann; Fig. 3 zeigt eine abgeänderte
Ausführungsform der Zeitschaltvorrichtung mit einerDraufsicht nach Fig. i, bei der
die Rückstellfeder weggelassen ist; Fig. q. zeigt eine Ausführungsform zur Erzielung
der schnappartigen Betätigung der Fliehkraftkupplung, und .
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Fig. 5 und 6 zeigen abgeänderte Schaltungsanordnungen, die in Verbindung
mit dem Zeitfernschalter nach Fig. 3 angewendet werden können.
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In der Fig. i stellt io den Antriebsmotor dar, der ein Synchronmotor,
ein Allstrommotor oder irgendein anderer geeigneter Motor sein kann. Auf der Welle
ii des Motors ist die Nabe 12 angeordnet,
die mit der Welle i i
unverdrehbar verbunden ist, beispielsweise unter Anwendung von Stiften 13. Diese
Nabe trägt hierbei zwei Ansätze 14, 15, die zur Lagerung von zweiarmigen Hebeln
16, 17 dienen. Diese Hebel 16, 17, die in Bolzen 18, i9 od. dgl. an der Nabe i2
gelagert sind, tragen an einem Hebelende Fliehkraftgewichte 2o, während an dem anderen
Ende der Hebel Rollen 21 vorgesehen sind, gegen welche normalerweise eine Zwischenscheibe
22 anliegt. Diese Scheibe ist auf der Welle ii unverdrehbar, jedoch in axialer Richtung
verschiebbar angeordnet. Die unverdrehbare und in axialer Richtung verschiebbare
Lagerung wird. beispielsweise durch die Anwendung einer Feder 23 erreicht, die in
Nuten der Welle und der Scheibennabe eingreift. Normalerweise werden die die Fliehkraftgewichte
20 tragenden Enden. der Hebel 16, 17 durch Federn 24 in Richtung der Nabe gespannt.
Mit der Nabe fest verbunden oder auf der Welle i i unverdrehbar 'gefestigt ist ein
Zahnrad 25 angeordnet, welches mit einem weiteren Zahnrad 26 im Eingriff steht.
Das letztere Zahnrad sitzt auf einer Welle 27, die zwischen zwei an der gemeinsamen
Tragplatte (nicht dargestellt) angeordneten Lagerstützen 28, 29 gelagert ist. Auf
der Welle 27 ist ferner ein weiteres Zahnrad 3o angebracht, welches weiter mit einem
Zahnrad 31 im Eingriff steht. Dieses Zahnrad ist auf der Welle i i verdrehbar an:
geordnet und liegt der Scheibe 2:2 gegenüber. Vorteilhaft wird zwischen der Scheibe
22 und dem Zahnrad 31 ein Lager, beispielsweise ein Drucklager, vorgesehen. Dieses
Lager ist hierbei durch die Kugeln 32 angedeutet. Normalerweise ruht das Schaltrad
31 über die Lagerung 32 auf der Scheibe 22.
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Bei anderen Einbauarten als der dargestellten Senkrechten wird das
Zahnrad 31 vorteilhaft mittels einer Feder in Richtung der Scheibe 22 gedrückt.
Auf der Welle i i ist ferner eine Schalteinrichtung angeordnet, die hierbei die
Gestalt einer Walze 33 hat. Diese Walze 33 ist auf der Welle i i mittels geeigneter
Lager 34 gelagert, die gleichzeitig eine axiale Begrenzung der Bewegung der Walze
33 hewirken können. Die Walze 33 ist dem Zahnrad 31 gegenüberliegend unter Anwendung
eines gewissen Luftspaltes angeordnet. Sie steht ferner unter dem Einfluß einer
Feder 35, von der ein Ende 36 mit der Walze und das andere Ende 37 mit einem feststehenden
Teil des Zeitfernschalters verbunden ist. Die Feder 35 wird dabei so ausgebildet,
daß sie die Schaltwalze 33 gegen einen Anschlag (nicht dargestellt) in die Nullstellung
zieht.
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Die sich gegenüberliegenden Stirnflächen des Zahnrades 31 und der
Walze 33 werden vorteilhaft mit ineinandergreifenden Kupplungsteilen ausgerüstet.
Es können dabei Klauenkupplungen. oder sonst irgendeine bekannte Kupplungsart zur
Anwendung kommen. Beim Ausführungsbeispiel sind der Einfachheit der Darstellung
wegen Reibungsflächen 38, 39 vorgesehen.
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Wird beispielsweise der Motor eingeschaltet, dann läuft das Zahnrad
31 leer mit, jedoch wird infolge des Umlaufs des Fliehkraftmechanismus und der dabei
erfolgenden Ausschwenkung der Gewichte 2o die Scheibe 22 angehoben. Hiermit wird
auch das Zahnrad 31 angehoben und die beiden. Reibungsflächen. 38, 39 gegeneinandergedrückt.
Die Walze 33 wird auf diese Weise mitgenommen und die entsprechend angeordnete Feder
35 mit der Drehung der Walze 33 mehr und mehr gespannt. Eine axiale Verschiebung
der Walze 33 über einen zulässigen Betrag wird dadurch verhindert, daß auf der Welle
i i ein Stellring 4o vorgesehen ist. Mit dem Stellring steht eine Scheibe 41 in
Verbindung, gegen welche über eine geeignete Lagerung 42 die Walze 33 anliegt.
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Es sei angenommen, daß der Zeitfernschalter zur Betätigung eines Beleuchtungsstromkreises,
beispielsweise für Treppenhausbeleuchtung, angewendet wird. Zur Betätigung sind
Druckknöpfe 43 vorgesehen. Die Schaltung ist hierbei so. ausgeführt, daß mit der
Betätigung eines der Druckknöpfe 43 eine Leitung des Netzes 44 über zwei in der
Nullstellung der Walze kurzgeschlossene Schleifkontakte 45, 46 der Schaltwalze,
deren Abwicklung mit 47 bezeichnet ist, eingeschaltet wird. Im Motorstromkreis ist
auch ein Widerstand 48 vorgesehen, der, wie noch später erläutert wird, eine Nachschaltung
des Zeitfernschalters durch Schließung der Kontakte eines Druckknopfes ermöglicht.
Gleichzeitig mit der Einschaltung des Motors io wird auch der Nutzstromkreis, hierbei
die Glühlampen 49, eingeschaltet. Nach einem gewissen Zeitablauf, nachdem die Fliehkraftkupplung
angesprochen hat und die Walze einem gewissen Weg zurückgelegt hat, wobei ein Schleifkontakt
5o auf ein Segment 51 aufgelaufen ist, ist der Nutz- oder Motorstromkreis unabhängig
von der Betätigung des Druckknopfes eingeschaltet, so daß der Druckknopf losgelassen
werden kann. Nach einer gewissen Drehung der Walze 33 wird ein, weiterer Schleifkontakt
52 über ein Segment 53 mit dem Schleifkontakt 45 verbunden, so, daß jetzt die Druckknöpfe
parallel zu den beiden Motorklemmen geschaltet sind.
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Zur Nachschaltung kann jetzt irgendeiner der Druckknöpfe betätigt
werden. Mit der Betätigung eines der Druckknöpfe wird der Motor io kurzgeschlossen,
der dadurch schnell abgebremst wird, so daß die Fliehkraftgewichte 2o verhältnismäßig
schnell in Richtung der Nabe 12 gezogen werden und eine Entkupplung zwischen der
Walze 33 und dem Zahnrad 31 stattfindet. Hierdurch kann die im Verlauf der Drehung
der Walze 33 gespannte Feder 35 zur Wirkung kommen und die Walze in die Ausgangsstellung
zurückbringen. Mit einer noch kurz anhaltenden Betätigung eines der Druckknöpfe
43 läuft jetzt der Motor wieder an, vollzieht die Kupplung zwischen der Walze 33
und dem Zahnrad 31 und treibt die Walze 33 von neuem an, die jetzt wieder die volle
Zeitschaltung ausführen kann..
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Eine Kurzschließung der Netzleitungen 44 durch den Druckknopf 43 bei
der Nachschaltung wird durch den Widerstand 48 verhindert. Dieser Widerstand kann,
ein praktisch unveränderlicher Widerstand sein, doch wird vorteilhaft ein spannungs-bzw.
stromabhängiger
Widerstand angewendet. Im ersteren Falle muß der Motor, um bei der Nachschaltung
mit den Druckknöpfen43 nur eine verhältnismäßig geringe Leistung zu schalten, infolge
des dann verhältnismäßig hochohmigen Widerstandes 48 eine Klemmenspannung erhalten.,
die unterhalb der Spannung des Netzes 44 liegt. Bei der Anwendung eines strom- bzw.
spannungsabhängigen Widerstandes, insbesondere eines solchen in Gestalt einer Metallfadenglühlampe
od. dgl., kann der Vorteil ausgenutzt werden., daß im normalen Betrieb an dem strom-
bzw. spannungsabhängigen Widerstand 48 praktisch kein Spannungsverlust auftritt
und ein für die Netzspannung bemessener Motor Anwendung finden kann, während bei
der Anlegung der Netzspannung an den. Widerstand 48, wenn die Klemmen. des Motors
kurzgeschlossen sind, ein verhältnismäßig hoher Widerstand -entsteht, wodurch die
Leistung, die die Druckknöpfe 43 zu schalten haben, erheblich herabgesestzt wird
und einfache Druckknöpfe zur Anwendung gelangen können.
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Nach dem Ablauf einer durch die Länge des Segmentes 51 bestimmten
Schaltzeit laufen die beiden Schleifkontakte 46, 5o von dem Segment 51 ab, so daß
sowohl der Motorstromkreis als auch der Nutzstromkreis unterbrochen. wird. Durch
die jetzt erfolgende Entkupplung zwischen dem Zahnrad 31 und der Walze 33 kommt
die Kraft der Feder 35 zur Wirkung und zieht die Walze 33 in die Ausgangs- oder
Nullstellung zurück. Da jetzt kein Druckknopf betätigt ist, bleibt die Einrichtung
in der Ausschaltstellung stehen. Eine kurzzeitige Überbrückung der Kontakte 46,
50 ist infolge der Trägheit der Fliehkraftkupplung ohne Einfluß. Es erfolgt
lediglich ein kurzes Aufflackern der Beleuchtung 49 und eine kurzzeitige Einschaltung
des Motors io.
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Um Nutzstromkreise größerer Leistung schalten zu können, ohne eine
besondere Ausbildung der Druckknöpfe anwenden zu müssen, beispielsweise Druckknöpfe
mit Schnappschaltung, wie dies bei der Ausführungsform von Fig. i zur Schaltung
von Nutzstromkreisen größerer Leistung erforderlich wäre, kann, auch die in Fig.
2 dargestellte Einrichtung angewendet werden. Hierbei ist die- Schaltwalze mit weiteren
Schleifkontakten 55, 56, 57 und einem weiteren Segment versehen. Mit der Betätigung
irgendeines der Druckknöpfe 43 wird der Motorstromkreis über die in der Nullstellung
der Schaltwalze 54 kurzgeschlossenen Schleifkontakte 45, 46 und 55, 56 eingeschaltet.
Die Speisung- erfolgt dabei ebenfalls über den. Vorschaltwiderstand 48. Mit dem
Hochlaufen des Motors kommt wieder die Fliehkraftkupplung zur Wirkung und nimmt
die Schaltwalze mit. Nach einer gewissen Drehung der Schaltwalze laufen die Schleifkontakte
5o und 57 auf Segmente 51, 58 auf, wodurch sowohl der Nutzstromkreis, die Glüh-Lampen
49 und der Motorstromkreis eingeschaltet sind. Mit dem Aufleuchten der Glühlampen
49 kann jetzt der betätigte Druckknopf 43 losgelassen werden. Nach einer gewissen.
Drehung der Walze 54 läuft der Schleifkontakt 45, der schon vorher von dem Segment
51 abgelaufen ist, und der Schleifkontakt 52 auf das.Segment 53 auf, wodurch der
Zeitfernschalter nachschaltbereit ist. Wird jetzt einer der Druclcla%öpfe 43 zur
Nachschaltung betätigt, dann werden, ähnlich wie in Fig. i beschrieben, die Klemmen
des Motors io kurzgeschlossen. Der Motor wird dadurch abgebremst, und es erfolgt
die Entkupplung der Walze, die dann durch die Feder 35 in die Ausgangsstellung zurückgebracht
wird. Mit einer weiter anhaltenden Betätigung des Druckknopfes läuft der Motor wieder
an. Es erfolgt die Wiederkupplung und Mitnahme der Walze 54 und die Wiedereinschaltung
des Nutzstromkreises durch das Auflaufen der Schleifkontakte 5o und 57 auf die Segmente
5i und 58.
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Nach dem Ablauf der durch die Länge einer Ausnehmung 59 des Segmentes
58 bestimmten Schaltzeit läuft der Schleifkontakt 55, über den der Motor gespeist
wird, vom Segment 58 ab, so daß der Motor zum Stillstand kommt und die Auskupplung
stattfindet, welche das Wirksamwerden der Feder und die Zurückbringung der Schaltwalze
in die Ausgangsstellung nach sich zieht.
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Es kann nun auch die Bedingung gestellt sein, daß die Druckknöpfe
zur Inbetriebsetzung des Zeitfernschalters nur während einer verhältnismäßig kurzen
Zeit betätigt werden sollen. In, einem solchen Fall wird vorteilhaft die Bewegung
irgendeines Teiles der Kupplung oder der diese betätigenden Organe zur Betätigung
von Hilfskontakten ausgenutzt.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform, bei der diese Maßnahmen
verwirklicht sind, sind neben der in. Fig. i dargestellten mechanischen Einrichtung
des Zeitfernschalters noch zwei Hebel 6o, 61 vorgesehen, die mittels einer Welle
62 an einem Ausleger 63 gelagert sind. Sie sind mit der Welle 62 durch Stifte 64
unverdrehbar befestigt. Ein Arm dieser Hebel ist mit je einer Rolle 65 ausgerüstet,
die hierbei auf dem Zahnrad 31 aufliegen. Zu diesem Zweck ist eine Feder 66 vorgesehen,
die am anderen Ende der Hebel 6o, 61 angreift. An dem. anderen Hebelende sind Blattfedern
67, 68 angebracht, die über ein Isolierteil 69, 7o eine Kontaktbriiclce 71, 72 tragen.
Der Kontaktbrücke 71 liegen feste Kontakte 73, 74 und der KontaktbrÜcke 72 liegen
feste Kontakte 75, 76 gegenüber. Die letzteren sitzen an Isolierteilen
78, 79, die wiederum von Auslegern 8o, 81 getragen, werden. Die Ausleger
sind auf geeignete Weise mit dem feststehenden Teil des Zeitfernschalters vereinigt.
Die Anwendung der Hilfskontakte ermöglicht eine verhältnismäßig weitgehende Vereinfachung
der Schaltwalze, die hierbei nur noch drei Schleifkontakte 82, 83, 84 und ein Segment
85 erfordert. Die Schleifkontakte können. an irgendeiner geeigneten Stelle am Umfang
der Schaltwalze 33 angeordnet sein. In der Draufsicht der Fig. 3 sind sie an einer
Isolierstoffleiste 33' angeordnet, die auf geeignete Weise am feststehenden Teil
der Zeitschalteinrichtung befestigt ist.
Wird einer der Druckknöpfe
43 betätigt, dann wird über die in der Einschaltstellung der Schaltwalze kurzgeschlossenen
Schleifkontakte 83, 84 der Motor io über den Widerstand 48 an die Netzleitungen
44 gelegt. Mit dem Hochlaufen des Motors und der dabei erfolgenden Betätigung des
Fliehkraftmechanismus, d. h. mit dem Hochdrücken des Zahnrades 31, werden auch die
Hebel 6o, 61 bewegt und vollziehen mit ihren Kontaktbrücken 71, 72 die Kurzschließung
der entsprechenden Kontakte 73, 74 75, 76.
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Über diese Kontakte wird, wie sich leicht aus dem Verhindungsschema
der Fig. 3 entnehmen läßt, sowohl der Nutzstromkreis als auch der Motorstromkreis
eingeschaltet, so daß der Druckknopf schon. nach einer verhältnismäßig kurzen Zeit
losgelassen werden kann. Eine Nachschaltung ist dann möglich, -wenn der Schleifkontakt
82 auf das Segment 85 aufgelaufen ist. Mit der Betätigung eines der Kontakte 43
bei der Nachschaltung wird, ähnlich wie - in Fig. i beschrieben, der Motor i o kurzgeschlossen.
Durch die dann erfolgende Entkupplung kommt die Feder 35 zur Wirkung und zieht die
Walze in. die Anfangsstellung zurück. Durch die weiterfolgende Betätigung des betätigten.
Druckknopfes 43 läuft der Motor wieder an und vollzieht mit dem Wirksamwerden der
Fliehkraftkupplung die Betätigung der Kupplung, die Mitnahme der Walze und auch
die Kurzschließung der festen Kontakte 73, 74, 75, 76 zur Wiedereinschaltung des
Nutz- und Motorstromkreises. Selbstverständlich können. an Stelle der offenen. Kontakte
71 ... 76 auch Quecksilberschaltröhren oder-schaltkapseln zur
Anwendung gelangen.
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Die Beendigung der Schaltzeit erfolgt bei dem Ausführungsbeispiel
der Fig.3 ebenfalls durch Kurzschließung der Motorklemmen, was durch einen Ansatz
86 des Segmentes 85 erfolgt. Da hierbei, wenn die Walze sich in der Anfangsstellung
befindet, kein Druckknopf betätigt wird, so bleibt der Motor io und, der Zeitfernschalter
abgeschaltet.
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Für gewisse Zwecke, beispielsweise auch bei dem in Fig. i dargestellten
Zeitfernschalter, kann es von Vorteil sein, wenn die Betätigung der Kupplung schnappartig
erfolgt. Gemäß der in. Fig.3 dargestellten. Ausführungsform erfolgt dies unter Anwendung
einer Zusatzfeder 87, die in der Ruhelage des Fliehkraftmechanismus etwas innerhalb
der Lagerpunkte 18, i9 liegt. Mit dem Hochlaufen des Motors haben die Gewichte erst
die Kraft der Feder 24 und die der Feder 87 zu überwinden.
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Ist jedoch die Mittellinie der Feder 87 über die Verbindungslinie
der beiden Drehpunkte 18, i9 um einen kurzen Betrag hinwegbelvegt, dann wirken diese
Totpunktüberbrückungsfe:dern zusätzlich zu der Kraft der Gewichte 2o, wodurch eine
schnappartige Weiterbewegung der Kupplungsteile 22, 31 erfolgt und die Fliehkraft
der Gewichte 2o durch die Feder 87 unterstützt -wird.
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Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 4 wird die Schnappschaltung unter
Anwendung von Dauermagneten erreicht. Hierbei sind die an Hebeln 88, 89 auf geeignete
Weise befestigten Gewichte durch Dauermagnete 9o, 91 ersetzt, während die Nabe 12,
die hierbei vorteilhaft aus einem magnetischen Werkstoff besteht, mit Polansätzen
92, 93 verseben ist. Die Dauermagnetego, 9 1 sind so magnetisiert, daß sie
normalerweise von den Ansätzen 92, 93 angezogen gehalten. werden. Ge gehenenfalls
kann zwischen den Dauermagneten 9o, 91 und den Ansätzen 92, 93 eine nichtmagnetische
Zwischenlage in Gestalt einer Scheibe oder eines nichtmagnetischen Überzuges od.
dgl. vorgesehen sein, um ein ungewolltes Klebenbleiben der Dauermagnete zu verhindern.
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Mit dem Hochlaufen des Motors -werden infolge der magnetischen Anziehungskraft
die Fliehkraftdauermagnete 9o, 91 noch während einer verhältnismäßig hohen Umdrehungszahl
der Welle i i festgehalten, und erst nach dem Übersteigen dieser kritischen Drehzahl
lösen sich die Dauermagnete so, daß die beweglichen Kupplungsteile 22, 31 praktisch
unmittelbar bewegt und die Kupplung vollzogen wird.
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Bei der Abschaltung des Motors kommt die Schnappschaltung sowohl bei
dieser Ausführungsform als auch bei der Ausführungsform nach Fig. 3 mit der Anwendung
der Totpunktüberbrückungsfeder 87 bei der Entkupplung zur Wirkung.
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Die Anwendung der Schnappschaltung ergibt verschiedene wesentliche
Vorteile hinsichtlich einer Verringerung der durch den. Antriebsmotor aufzubringenden
Leistung. Bis zur Wirksamwerdung der Schnappschaltung des Fliehkraftmechanismus,
d. h. bis dieser die Schaltung der Kupplung vollzieht, wird, im Fliehkraftmech.anismus
Kraft gespeichert. Infolge dieser Speicherung kann die vom Motor aufzubringende
Leistung verringert werden, da dieser die Schaltung der Kupplung und die Betätigung
der Schaltkontakte 71, 72 od. dgl. nicht unmittelbar, sondern mittelbar vollzieht
und die infolge der durch die Speicherung bewirkten Schnappschaltung erzielten Kräfte
erheblich größer sind, als würde die Schaltung bzw. Betätigung unmittelbar vollzogen
werden.
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Da die Kupplung beim Anlauf des Motors ausgekuppelt ist, so wird die
Schalteinrichtung und die Rückstellfeder beim Anlauf noch nicht mitgenommen, was
ebenfalls zur Verringerung des Leistungsbedarfes des Motors beiträgt.
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Bei der Ausführung der Schaltung des Nutzstromkreises unmittelbar
durch den. Fliehkraftschaltmechanismus ist es möglich, die Zeitschalteinrichtung
in Gestalt der Schaltwalze 33 oder noch vorteilhafter in Gestalt einer Nockenwalze
mit entsprechenden Nockenschaltern und leicht versetzbaren Nocken oder Ansätzen,
wesentlich zu verkleinern, so daß auch die zur Betätigung der Zeitschalteinrichtung
erforderliche Leistung, die vom Antriebsmotor geliefert wird, erheblich herabgesetzt
werden kann. Eine Verkleinerung der Zeitschalteinrichtung ermöglicht ferner die
Anwendung einer entsprechend schwächeren Rückstellfeder, wodurch die Motorleistung
weiter verringert werden kann. Im übrigen verteilt sich die Spannung der Rückstellfeder,
die über das Untersetzungsgetriebe
erfolgt, auf die ganze Schaltzeit.
Die vom Motor zur Spannung der Rückstellfeder in der Zeiteinheit aufzubringende
Leistung ist demgemäß verschwindend gering und kann nahezu vernachlässigt werden.
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Um die Schnappschaltung der Hilfskontakte 7i, 72 zu erhöhen, werden
vorteilhaft magnetische Mittel angewendet. So können beispielsweise an den - Trägern
8o, 8 1 Dauermagnete 94, 95 angebracht werden, denen Anker 96, 97 gegenüberliegen,
die an den Isolierstellen 69, 70 bzw. den Federn, 67, 68 angebracht sind.
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Vorteilhaft werden bei dieser Ausführungsform entweder die Kontaktbrücken
7i, 72 oder die feststehenden Kontakte 73, 75 nachgiebig ausgebildet. In. eingeschaltetem
Zustand der Hilfskonta1cte werden die Anker 96, 97 durch die Dauermagnete 94,95
angezogen gehaltert und unterstützen die Berührung zwischen den, kurzgeschlossenen
Kontakten. Mit der Entkupplung der Teile3i, 33 werden jedoch die Anker 96, 97 entgegen
der Kraft der Feder 66 noch so lauge festgehalten., bis die Kraft der Feder 66 in
ausreichendem Maße zur Wirkung kommt, um die Anker 96,.97 von dem Magnet 94, 95
abzuziehen. Dieser Ankerabzug und somit die dabei erfolgende Kontaktöffnung erfolgt
schnappartig, wodurch die Schaltleistung der Hilfskontakte eine Erhöhung erfährt.
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Die Dauermagnete können vorteilhaft auch so angeordnet werden, daß
deren Feld in der Nähe des Schaltlichtbogens verläuft und diesen auseinanderzieht.
Bei Gleichstromanlagen läßt sich die Stromrichtung leicht so legen, daß der Lichtbogen
in einer Richtung zur Begünstigung der Löschung geblasen wird, während bei Wechselstromanlagen
infolge des konstanten. Magnetfeldes und der wechselnden Stromrichtung ein Flattern
des Lichtbogens auftritt, dessen Fußpunkte dadurch hin und her wandern, so daß eine
verbesserte Kühlung und damit eine Erhöhung der Abschaltleistung erzielt wird.
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Natürlich läßt sich auch der Zeitschalter für besondere Anwendungszwecke
so ausbilden, daß nur ein-Paar der Hilfskontakte zur Schaltung des Motors benutzt
wird., während der Nutzstromkreis durch die Schaltwalze od. dgl. geschaltet wird.
Eine solche Schaltungsanordnung ist in Fig.5 dargestellt.
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Die vö:n dem Fliehkraftmechanismus geschalteten Hi1£skontakte, beispielsweise
die Kontakte 75, 76 von Fig. 3, sind hierbei mit Schleifkontakten, io4, 105 verbunden
und in der Nullstellung der Schaltwalze durch ein Segment io6 überbrückt: Mit Betätigung
eines der Druckknöpfe 43 wird der Motorstromkreis über die durch die Segmente 58,
5 i, io6 kurzgeschlossenen Schleifköntäktpaare 55, 56> 45, 46 und' io4, io5 geschlossen,
so daß der Motor io anläuft, die Kupplung stattfindet und. die Walze angetrieben
wird. Mit der Betätigung der Kupplung werden aber auch die Kontakte 75, 76 durch
die Brücke 72 kurzgeschlossen, so daß der Motor nach der Loslassung des betätigten
Druckknopfes eingeschaltet bleibt, wobei die Haltezeit des Druckknopfes nur der
Verzögerungszeit des Fliehkraftmechanismus, "einer nur verhältnismäßig kürzen Zeitspanne,
entspricht. Nach dem Ablauf einer weiteren, verhältnismäßig kurzen Zeitspanne laufen
die Schleifkontakte 5o, 57 auf die Segmente 51, 58 auf und vollziehen damit die
Einschaltung des Nutzstromkreises.
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Nach dem Auflaufen der Kontakte 45, 105 auf das Segment 53 ist der
Zeitfernschalter nachschaltbereit. Wird jetzt einer der Druckknöpfe 43 betätigt,
dann werden, wie sich in der Fig. 5 leicht verfolgen läßt, die Motorklemmen kurzgeschlossen.
Hiermit erfolgt in der bereits beschriebenen Weise die Entkupplung der Schaltwalze,
die durch die Feder 35 in die Anfangsstellung zurückgebracht wird, so daß finit
einer weiter anhaltenden. kurzzeitigen Betätigung des Druckknopfes 43 die Wiedereinschaltung
vollzogen wird und der vollständige Zeitablauf stattfindet.
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Am Ende des Zeitschaltvorganges läuft der Schleifkontakt 55 vom Segment
58 ab, so. daß der Motor abgeschaltet wird. Mit der dann erfolgenden Entkupplung
der Walze, 33-wird diese, wie bereits näher erläutert, in die Anfangsstellung zurückbewegt.
Der Nutzstromkreis bleibt hierbei praktisch, bis die Walze die Anfangsstellung erreicht
hat, eingeschaltet, währendeinekurzzeitigeWiedereinschaltung des Motorstromkreises,
wie bei der Anordnung von Fig. i und 2, nicht stattfindet. .
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Will man die in Fig. 3 dargestellte Abschaltung nach dem Ablauf der
Schaltzeit durch Kurzschließung der Motorklemmen nicht anwenden,. sondern den Motor,
ähnlich wie in Fig. 1,:2 und 5 dargestellt, durch Unterbrechung des Motorstromkreises
anhalten, dann kann vorteilhaft die Anordnung nach Fig.6 Anwendung finden.. Hierbei
wird, wie in Fig. 3, sowohl der Nutz- als auch der Motorstromkreis von den Hilfskontakten
geschaltet. Wird bei dieser Anordnung einer der Druckknöpfe 43 betätigt, dann wird
der Motor über die in der Nullstellung der Schaltwalze durch die Segmente 98, 99
überbrückten Schleifkontakte 55, 56, ioo, ioi eingeschaltet, und es werden unmittelbar
mit der Entkupplung der Walze an das Zahnrad 3 i die Hilfskontakte 73,
74, 75, 76 durch die Brücken 71, 72 kurzgeschlossen. Mit dem Auflaufen,
der Schleifkontakte 1o5, iöi auf das Segment 53 - ist der 7eitfernschalter nachschaltbereit.
Wird jetzt einer der Druckknöpfe betätigt, dann wird der Motor kurzgeschlossen und
die Wiedereinschaltung, ähnlich wie in Fig. -5 beschrieben, vollzogen, es wird jedoch
der Nutzstromkreis, ähnlich wie in Fig. 3, unmittelbar mit der Schaltung der Fliehkraftkupplung
wieder eingeschaltet.
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Die Ausschaltung des Zeitfernschalters nach dem eingestellten Zeitablauf
erfolgt mit dem Ablaufen des nur den Motorstrom führenden Schleifkontaktes 55 vom
Segment 98, ähnlich der in Fig. i, 2 und 5 beschriebenen Weise. Da jedoch alle Schleifkontakte
sowohl bei der Anordnung nach Fig. 3 als auch bei Fig. 6 -nur den Motorstrom b:zw.
den von den Hilfskontakten abgeschalteten, durch den
Widerstand
48 fließenden Strom führen, so. können die Schaltwalzen dieser Ausführungsformen
besonders klein. ausgeführt werden.
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Eine größere Veränderung der Schaltzeit kann durch Veränderung des
Übersetzungsverhältnisses des Getriebes zwischen dem Motor und der Walze erfolgen.
Kleinere Änderungen der Schaltzeit, die innerhalb der Zeit nicht ganz eines Umlaufes
der Walze liegen und Änderungen der Nachschaltzeit werden durch Veränderung der
Längen der Segmente, an den mit rot und 103 bezeichneten Stellen erreicht. Dies
kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Segmente in einzelne Teile unterteilt
sind, die auf einer für jedes Segment getrennten metallischen Unterlage befestigt
sind, wobei die Schaltzeit und die Nachschaltzeit durch Zufügung oder Abnahme der
Segmentteile beeinflußbar ist.
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Wenn auch der Einfachheit der Darstellung wegen als Schalteinrichtung
eine Schaltwalze angeführt ist, so, sei hier zum Ausdruck gebracht, daß jede andere
Art von Schalteinrichtungen Anwendung finden kann. Beispielsweise Nockenscheiben
in Verbindung mit Nockenschaltern., die in der bekannten Weise eine Verkleinerung
des Bauraumes ermöglichen und eine leichte, einfache und schnelle Veränderung der
Schalt- und 2,#Tachscllaltzeit durch Verstellung oder Versetzung von Nocken, Stiften
oder Ansätzen gestatten.
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Auch stellen die beschriebenen Ausführungsformen, wie bereits erwähnt,
nur Ausführungsbeispiele dar. So sind beispielsweise auch andere Fliehkraftmechanismen,
z. B. solche, bei denen die Fliehkraftgewichte an Federn angeordnet sind, anders
ausgebildete Fliehkraftkupplungen und Getriebe anwendbar.
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Selbstverständlich ist die Erfindung allgemein auf Motorzeitschaltgeräte
anwendbar. Abschließend sei noch erwähnt, daß die Anwendung eines Synchronmotors
als Antriebsmotor sowohl bei kürzeren wie auch bei längeren Zeitschaltungen den
Vorteil der sehr genauen Schaltzeit ergibt, wobei dann zweckmäßig als Kupplung eine
solche angewendet wird, bei der ein Schlüpfen zwischen den miteinander gekuppelten
Teilen unmöglich ist.