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Doppelpoliger Regelschalter, insbesondere für Koch- und Heizzwecke
Die Erfindung bezieht sich auf doppelpolige Regelschalter zum Parallel- oder Hintereinanderschalten
von zwei Heizwiderständen oder Einschalten nur eines der beiden Heizwiderstände,
wie sie insbesondere in Koch- und Heizgeräten vorgesehen sind. Die Regelschalter
besitzen aus diesem Grunde neben den beiden Stromanschlußklemmen mit entsprechenden
Kontaktfedern drei -weitere Klemmen, von welchen zwei zum Anschießen der freien
Enden und die dritte zum Anschiußderjenigen Stelle der -beiden Heizspiralen, an
welcher sie miteinander verbunden sind, dienen. Bei älteren Ausführungen ist der
Kontaktbelag der Schaltwalze in drei oder vier Stockwerken angeordnet, welche in
entsprechenden Abständen stehen müssen, damit ein trherschlagen von Funken verhütet
wird. Derartige Schalter haben infolgedessen eine ziemlich große Bauhöhe und ein
verhältnismäßig großes Gewicht. Bei ihnen müssen wegen der Anordnung der Kontaktbeläge
der Schaltwalze in mehreren Stockwerken die Kontaktfedern auch mehrmals abgekröpft
sein. Dadurch entsteht in Höhe der Kontaktfedern ein verhältnismäßig großer toter
Raum.
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Es ist gelungen, derartige Schalter so zu gestalteii, daß die Kontaktbeläge
der Schaltwalze in nur zwei Etagen untergebracht sind. Um dies zu ermöglichen, hat
man im Unterteil des Sockels eine mitunter sogar zwei Querverbindungen vorsehen
müssen. In einem anderen Fall wurde zu diesem Zweck der Kontaktbelag der einen Etage
geteilt und ein Hilfskontakt zur Verbindung dieser beiden Teile bei bestimmter Stellung
der Schaltwalze angeordnet. Nach den Vorschriften müssen Querverbindungen von der
Fläche, auf welcher der Schalter angebracht wird, einen gewissen Abstand besitzen.
Deshalb ergibt sich durch eine Verringerung der Zahl der Stockwerke, in welchen
auf der Schaltwalze Kontaktbeläge angebracht sind, nicht eine
entsprechende
Verringerung,der Bauhöhe des Schalters. Auch bei diesen Regelschaltern mit Anordnung
von Kontaktbelägen .der Schaltwalze in zwei Stockwerken sind die Kontaktfedern teilweise
noch zweifach geknickt, so @daß auch hier größere, leere Räume in Höhe der Kontaktfedern
vorhanden sind. Diese toten Räume sind deshalb nachteilig, weil in sie bei Momentschaltung
der Schaltwalze durch die Zentrifugalkraft das Fett geschleudert wird, mit welchem
die Kontaktbahn überzogen ist, um ein Pressen der Kontaktfedern auf den Kontaktbelägen
der Schaltwalze zu verhindern und einen leichten Gang zu ermöglichen. Die im zweitgenannten
Falle vorgenommene Unterteilung des Kontaktbelages der einen Etage und die Anordnung
eines Hilfskontaktes wird als unvorteilhaft empfunden.
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Die Erfindung bezweckt, den Regelschalter so zu gestalten, daß bei
Anordnung der Kontaktbeläge in zwei Stockwerken die Verwendung von im Bodenteil
des Sockels vorgesehenen Querverbindungen vermieden wird, um eine weitere Verminderung
der Höhe des Regelschalters zu erreichen, ohne daß die Unterteilung eines Kontaktbelages
und die Anordnung eines Hilfskontaktes erforderlich ist. Die Lösung dieser Aufgabe
wird dadurch erschwert, daß nach den bestehenden VDE-Vorschriften bei den Schaltern
verschiedene Bedingungen erfüllt sein müssen. Einmal müssen die Enden der Heizspiralen
in einer bestimmten Reihenfolge an die Gerätenschlußklemmen des Schalters angeschlossen
werden. Zum zweiten muß der Schalter so eingerichtet sein, daß das Schalten :in
der Reihenfolge: Parallelschaltung, Einschaltung nur eines Widerstandes, Hintereinanderschaltung
d. h. Volleistung, Halbleistung,' Viertelleistung oder umgekehrt erfolgt. Schließlich
sollen derartige Schalter noch so eingerichtet sein, daß sie bei gleichbleibender
Schaltfolge mit einer unten oder oben aus Odem Gehäuse austretenden Achse verwendet
werden können.
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Bei der vorliegenden Erfindung` ist das angestrebte Ziel, nämlich
die Vermeidung von Brücken im Schaltersockel sowie der Unterteilung eines Kontaktbelages
und zusätzliche Verwendung eines Hilfskontaktes unter Einhaltung der genannten Vorschriften
durch besondere Gestaltung der Kontaktbeläge und entsprechende Anordnung der Kontaktfedern
erreicht. Diese besondere Gestaltung besteht darin, daß die sich insgesamt auf 27o°
des Umfanges der Schaltwalze erstreckenden Kontaktbeläge mit aufennanderfolgenden
achsparallelen Zungen in 45° Teilung versehen sind, die abwechselnd von einem Kontaktstreifen
an der einen und einem Kontaktstreifen an der anderen Stirnseite der Schaltwalze
in entgegengesetzter Richtung bis ungefähr zu halber Walzenhöhe vorspringen. Einer
dieser beiden Kontaktstreifen hat vier Kontaktzungen und der zweite drei Kontaktzungen.
Von letzterem Belag ist eine Kontaktzunge verlängert und reicht bis in den Kontaktbereich
des gegenüberliegenden Kontaktbelages, der an dieser Stelle keine Kontaktzunge hat.
Die Kontaktzungen der beiden Kontaktbeläge sind je um 9o° .getrennt mit Ausnahme
von zwei Kontaktzungen des mit vier Zungen versehenen Kontaktbelages, die 4g° vOneinander
entfernt sind. Die Kontaktfedern, die mit dem zugehörigen Stromanschluß- bzw. Ableitungsklemmen
ortsfest verbunden sind, stehen in jeder Schaltstellung den zugehörigen Kontaktzungen
genau gegenüber zur Herstellung der gewünschten Verbindung, mit Ausnahme der Kontaktfeder
einer Stromanschlußkleinme, deren Kontaktfeder um 45° seitlich verlegt ist.
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Die durch die neue Gestaltung der Kontaktbeläge undAnordnung der Kontaktfedern
gemäß der Erfindung erreichte Vereinfachung in der Gestaltung des Schalters ermöglicht
eine Neugestaltung der Schaltwalze, welche eine weitere Verringerung der Bauhöhe
des Schalters mit sich bringt und dabei die Sicherheit gegen das Überschlagen von
Funken von einem Kontaktbelag zum andern erhöht. Während bei den bekannten Schaltern
die Schaltwalze zylindrische Form besitzt, wird in Weiterausbildung der Erfindung
der Schaltwalze die Form eines abgestumpften Doppelkegels mit nach den Enden hin
gerichteter Verjüngung gegeben. Dabei wird der Kontaktbelag des einen Stockwerkes
auf dem einen, der Kontaktbelag des anderen Stockwerkes auf dein anderen Kegelmantel
angeordnet. Die doppelkeglige Schaltwalze ist, wie sonst üblich, vollkommen im Sockel
untergebracht. Auf dem inneren Grund des Sockels liegen die fast flachen Kontaktfedern
bei radialem Verlauf zur Schaltachse mit ihren Enden auf. Die dem im Sockel unten
gelegenen Stockwerk zugeordneten Kontaktfedern werden durch die Schaltwalze nach
unten gedrückt, während,die dem zweiten Stockwerk zugeordneten Kontaktfedern durch
einen den obenliegenden Teil der Schaltwalze übergreifenden, im Querschnitt keilförmigen
Ring an die obere Kegelmantelfläche angedrückt werden. Der Sockel und der Ring sind
dabei an den Stellen, an welchen die Kontaktfedern aufliegen, mit entsprechenden
Aussparungen versehen, in welchen die Kontaktfedern eingebettet liegen. Bei dieser
Gestaltung können kurze Kontaktfedern gerade verlaufend verwendet werden. Bei dieser
einfachen Gestaltung der Kontaktfedern kommen die bei den bekannten Schaltern vorhandenen
leeren Räume in Höhe der Kontaktfedern in Fortfall. Die Kontaktfedern liegen in
Rinnen im Fett. Dadurch wird infolge der gedrängten Bauweise vermieden, daß -das
Fett durch Fortschleudern infolge der schnellen Drehbewegung der Schaltwalze unwirksam
wird.
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In der Zeichnung ist der Schalter gemäß der Erfindung. in einer beispielsweisen
Ausführungsform dargestellt.
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Fig. i bis 4 veranschaulichen das Schaltschema bei den vier verschiedenen
Schaltstellungen der Schaltwalze. (Ausschaltstellung, Parallelschaltung, Einschaltung
eines Widerstandes und Hintereinanderschaltung) und Fig. 5 eine Abwicklung der Schaltwalze;
Fig. 6 bis 13 zeigen die Neugestaltung des Sokkels, und zwar Fig. 6 einen Querschnitt
bei abgenommenem Deckel nach Linie VI-VI der Fig. 7, Fig.7 eine Draufsicht auf den
Sockel mit eingelegten
Kontaktfedern, Fig. 8 eine Draufsicht auf
.den Sockel mit eingesetzter Schaltwalze, Fig.9 eine Unteransicht der Schaltwalze,
Fig. io eine Unteransicht des Andrückringes, Fig. i i einen Sockelschnitt nach Linie
XI-XI der Fig. 7 und Fig. 12 die Anordnung der Kontaktfedern; Fig. 13 zeigt eine
etwas geänderte Ausführungsform.
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In den schematischen Zeichnungen der Fig. i bis 4 bedeuten L, 1, 2
die im Sockel 3 neben den Stromanschlußklemmen 4 und 5 vorgesehenen Klemmen der
beiden hintereinandergeschalteten Heizspiralen 6, 7. Die Anschlußklemmen L, 1, 2
sind um 45° voneinander entfernt, die Stromanschlußklemmen 4 und 5 befinden sich
ihnen genau gegenüber und stehen im Abstand von go°. Die Stelle, an welcher die
beiden Heizspiralen 6 und 7 miteinander verbunden sind, ist an die Klemme I. angeschlossen,
während die freien Enden -der Heizspiralen 6 und 7 an je eine der beiden Klemmen
i und 2 angeschlossen sind. Mit 8 sind die. durchbohrten Augen des Sockels 3 bezeichnet,
durch welche die Befestigungsschrauben geführt werden. Von der Schaltwalze sind
lediglich die auf zwei Stockwerke verteilten Kontaktbeläge dargestellt. Dabei erscheinen
die Kontaktstreifen 9 und io als Teilkreise von verschiedenen Durchmessern und -die
Kontaktzungen gi bis 93 und ioi bis 104 als auf der Außenseite der Teilkreise vorgesehene
Nasen. Tatsächlich besitzen die Kontaktstreifen natürlich gleichen Durchmesser.
Verschiedener Durchmesser ist nur der besseren Veranschaulichung halber gewählt
worden.
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Die in Fig. i bis 4,durch Teilkreise veranschaulichten Kontaktstreifen
liegen auf der einen bzw. der anderen Stirnseite dei- Schaltwalze, also nicht auf
dem Umfange, höchstens könnten sie auf dem Mantel der Schaltwalze dort angebracht
sein, wo dieser unmittelbar an die Stirnseite anstößt. Von diesen Kontaktstreifen
erstrecken sich die Zungen in achsparelleler Richtung auf der Mantelfläche der Schaltwalze.
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Der Kontaktstreifen io hat eine Länge von 225° und hat bei der in
Fig. i dargestellten zweipoligen Ausschaltstellung mit der Kontaktfeder der Stromanschlußklemme
5 keine Verbindung. Der Kontaktstreifen 9 erstreckt sich nur über i8o° und hat in
Fig. i mit der zweiten Stromanschlußklemme4 bzw. deren Kontaktfeder ebenfalls keine
Verbindung, der Schalter ist zweipolig abgeschaltet. Die beiden Zungen 93 und 104
der Kontaktstreifen 9 und io sind um go° gegeneinander versetzt, die beiden anderen
Zungen gi und ioi um 45°. Der Kontaktstreifen 9 hat drei Kontaktzungen gi, 92, 93
in Abständen von je go°, von denen die Kontaktzunge 93 verlängert ist und in den
Kontaktbereich des anderen Kontaktbelages reicht. Der Kontaktstreifen io hat vier
Kontaktzungen ioi, 102, 103 und 104, von denen die drei Kontaktzungen von 1o1 bis
103 um je 9o° und die beiden Kontaktzungen 103 und 104 um 45° auseinanderstehen.
Auf dem Umfang der Schaltwalze wechseln somit die Zungen des Kontaktstreifens io
mit den Zungen des Kontaktstreifens 9 ab, so daß an keiner Stelle der Kontaktstreifen
9 und io,deren Zungen übereinanderstehen, sondern immer abwechselnd angeordnet sind.
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Der den Kontaktauflagepunkt darstellende Teil der Kontaktfedern ist
in der schematischen Darstellung durch einen kleinen Halbkreis gekennzeichnet. Entsprechend
der Darstellung der Kontaktstreifen 9 und io durch zwei Teilkreise mit verschiedenen
Durchmessern ist die Zugehörigkeit der Kontaktfedern zu dem einen oder anderen Kontaktstreifen
9 bzw. io dadurch angedeutet, daß die die Auflagefläche der Kontaktfedern darstellenden
kleinen Halbkreise mehr oder weniger weit vom Mittelpunkt des Sockels 3 entfernt
dargestellt sind. Die Kontaktfedern werden im folgenden mit dem Bezugszeichen ihrer
zugehörigen Klemme benannt. An der Geräteanschlußklemme 2 ist noch eine zweite Kontaktfeder
ii angeordnet, von denen eine den Zungendes Kontaktstreifens io zugeordnet ist,
während die Kontaktfeder i i den Zungen des Kontaktstreifens 9 zugeordnet ist. Die
Kontaktfeder der Stromanschlußklemme 4 ist um 45° von der Anschlußklem@me seitlich
verlegt. An den Stellen der Fig. i bis 4, an welchen eine der Zungen der Kontaktstreifen
9, io an einem eine Kontaktfedernauflagefläche darstellenden Halbkreis aufliegt,
ist jeweils die Verbindung der entsprechenden Kontaktfeder mit dem einen oder dem
anderen Kontaktbelag der Schaltwalze vorhanden. Durch welche der beiden Heizspiralen
bei den verschiedenen in Fig. i bis 4 veranschaulichten Stellungen der Schaltwalzen
Strom fließt, ist durch verstärkte Linien angedeutet, der Stromverlauf durch Pfeile
angegeben. Da an sich die verschiedenen Schaltarten bei solchen Schaltern bekannt
sind, kann darauf verzichtet werden, für jede der Figuren 2 bis 4 den genauen Stromverlauf
zu beschreiben. In bezug auf die Schaltstellung der Fig. 4 wäre lediglich zu erwähnen,
daß bei dieser die sich nahezu über die gesamte Walzenhöhe erstreckende Zunge 93
an der Kontaktfeder 5 anliegt, welche in der Abb. 4 durch die Zunge 93 verdeckt
ist.
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Die Schaltwalze 12 ist als abgestumpfter Doppelkegel mit Verjüngung
nach außen zu ausgebildet (s. Fig. 6). Die die Schaltwalze aufnehmende Ausnehmung
des Sockels 3 ist innen der Gestalt der Schaltwalze entsprechend kegelstumpfähnlich
gestaltet. Die Kontaktfedern der Kontaktklemmen L, i und 2, die fast flach ausgebildet
sind und in hierfür vorgesehene Rinnen des Schaltersockels eingelegt werden, verlaufen
radial zur Schalterachse und werden von der Schaltwalze nach unten gedrückt. Die
zweite Kontaktfeder der Kontaktklemme 2 sowie die Kontaktfeder der Anschlußklemme
5 sind für die obere Kontaktbahn der Schaltwalze vorgesehen, während die Kontaktfeder
der Anschlußklemme 4 seitlich verlegt zur unteren Kontaktbahn führt. Vorsorglich
ist über die obere Hälfte der Schaltwalze noch ein Ring 13 mit keilförmigem Querschnitt
gesteckt, welcher die Kontaktfedern i i und 5 weiter an die Schaltwalze drückt.
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Um den nötigen Druck der Kontaktfedern auf die Schaltwalze zu erzielen,
sind unter die Kontaktfedern L, i und 2 kurze Stahlfedern 14 gelegt. Bei
den
Kontaktfedern i i und 5 sind diese Stahlfedern 14 auf die Kontaktfedern aufgelegt.
Entsprechend den im Sockel 3 vorgesehenen Rinnen 15 zum Einbetten der Kontaktfedern
sind auch in der Innenfläche des Ringes 13 rinnenartige Vertiefungen 16 für die
Kontaktfedern 5 und i i vorgesehen.
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Die Schaltwalze 12 ist wie üblich mit einer nicht gezeichneten Ausnehmung
des nicht dargestellten Schnellverstellwerkes versehen.
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Durch die neue Gestaltung und Anordnung der Kontaktfedern kann der
Zwischenraum zwischen Schaltwalze und Sockel bzw. aufgestecktem Ring sehr schmal
gehalten werden, wodurch das Entstehen von toten Räumen bei den Kontaktfedern vermieden
wird. Dadurch werden beim Schaltvorgang entstehende Funken sofort abgestreift und
gelöscht. Außerdem wird das zum Schmieren der Laufflächen der Kontaktfedern auf
den Walzenkontaktbelägen verwendete Fett festgehalten und restlos ausgenutzt. Der
neue Sehalter kann deshalb für hohe Stromstärken benutzt werden.
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Die praktische Durchführung des Erfindungsgedankens ist nicht eng
an die beschriebene und dargestellte Ausführung gebunden. Es können Abänderungen
nach den verschiedensten Richtungen vorgenommen werden. Es ist z. B. möglich, die
zur Stromzuleitung dienende Feder 4 mit einem geschlossenen Ring 17 zu versehen,
auf welchen sich der an der unteren Stirnseite der Schaltwalze 12 befindliche Teil
des Kontaktbelages io auflegt. In diesem Fall isst der Belag io ständig an den einen
Pol der Stromzuleitung angeschlossen. Die Zunge io2 des Kontaktbelages io, welche
lediglich als Stromzuführung bei entsprechender Stellung der Schaltwalze dient,
kann in diesem Fall fortgelassen werden: Bei dieser Anordnung wäre allerdings der
Teil der Kontaktfeder von der Klemme 4, welcher an der Mantelfläche der Ausnehmung
des Sockels 3 anliegt, durch Isolierkitt abzudecken, damit nicht beim Vorbeistreifen
von Schaltzungen der Kontaktbeläge der Schaltwalze ein Stromübergang stattfindet.