DE958403C - Durch ein Zeituhrwerk gesteuerte Schaltvorrichtung fuer mehrstufig einschaltbare elektrische Verbraucher - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 21. FEBRUAR 1957

Jooio VIIIb 12i c

Die Erfindung betrifft eine von einem Zeituhrwerk gesteuerte Schaltvorrichtung zur stufenweisen Schaltung elektrischer Verbraucher, wie Kochherde, Heizkörper u. dgl.

Die elektrischen Herde, wie sie für den Einfamilienhaushalt benutzt werden, ausgenommen also elektrische Herde für Großküchen, besitzen in der Regel drei Kochstellen unterschiedlicher Heizleistung sowie eine Backröhre. Die Heizleistungen der drei Kochstellen betragen in der Regel 8ooWatt, 12OO Watt und 1800 Watt. Die genannten Wattleistungen sind Maximalwerte bei Schalterstellung »III«, d. h. größte Heizstufe. Die Backröhre ist mit zwei Heizaggregaten ausgerüstet, und zwar mit Oberhitze und Unterhitze. Die Heizleistung der Oberhitze und Unterhitze beträgt je 750 Watt maximal.

Jeder Kochstelle und zu Oberhitze und Unterhitze der Backröhre ist je ein Schalter zugeordnet. Die Schalter sind an der Vorderseite des Herdes so wie bei Gasherden zur bequemen Bedienung angeordnet. Sämtliche Schalter sowie auch die Heizspiralen für sämtliche Kochstellen und für die Backröhre sind schaltungstechnisch gleichartig ausgeführt. Jeder Schalter hat fünf Klemmen. Zwei as Klemmen, die mit P bezeichnet sind, sind mit dem Netz verbunden, und drei Klemmen mit Bezeichnung L, ι und 2 sind mit zwei Heizspiralen verbunden; die beiden Heizspiralen sind einerseits mit L verbunden, ihre freien Wicklungsenden aber

mit den Klemmen ι bzw. 2. Die Klemmen P der - fünf den drei Kochplatten und dem Oberhitze- und Unterhitzeheizkörper der Backröhre zugeordneten Schalter sind nicht parallel an das Netz ängeschlossen, sondern- sie werden in einer besonderen Schaltungsart über ein im Herd eingebautes Klemmbrett geführt. Die Schaltung des Klemmbrettes ist den verschiedenen Stromarten, d. h. Wechselstrom mit Nulleiter oder Drehstrom mit

ίο oder ohne Nulleiter, angepaßt. Außerdem sind außerhalb des Herdes mehrere Sicherungen vorgesehen. Zum Beispiel sind der Kochstelle 8oo Watt und der Unterhitze der Backröhre sowie der Kochstelle 12OO Watt und der Oberhitze der Backröhre je eine Sicherung zugeordnet. Für die Kochstelle 8oo Watt ist eine gesonderte Sicherung vorgesehen. Die Schaltung der Schalter an das Netz interessiert im Zusammenhang mit der vorliegenden Stufenschaltung jedoch nicht näher.

Die Herdschalter sind auf vier Stellungen einstellbar, wobei die Schalterknebel jeweils um 90⁰, und zwar beliebig nach vorwärts oder rückwärts, verdreht werden können. Die Schalterstellungen sind bezeichnet mit A₁ I, II und III. An Stelle der Bezeichnung ^4 wird auch die Bezeichnung 0 gewählt. Schalterstellung A bzw. 0 bedeutet »ausgeschaltet«. Schalterstellung I bedeutet kleinste Heizleistung, Schalterstellung II mittlere Heizleistung, Schalterstellung III maximale Heizleistung. Wie bereits erwähnt, besitzt jede Kochstelle und die Oberhitze bzw. Unterhitze der Backröhre zwei Heizspiralen.

Zur Schaltung derartiger Herde benutzt man von Hand bedienbare fünfpolige Drehschalter des sogenannten PPLi2-Typs. In der schwächsten Heizstufe werden die beiden Spiralen in Serie geschaltet, in der stärksten Heizstufe aber parallel betrieben. In der mittleren Heizstufe wird nur die eine Heizspirale, und zwar die der kleineren Leistung, an das Netz angeschaltet. Zu diesem Zweck sind die beiden Netzklemmen PP in der Schalterstellung mit den Ausgangsklemmen L und 2 des Schalters verbunden, in der Schalterstellung I aber mit den Klemmen 1 und 2; in der Schalterstellung IH aber ist die eine der beiden Klemmen PP mit der Ausgangsklemme L verbunden, die andere aber gleichzeitig mit den Klemmen 1 und 2.

Erfindungsgemäß wird nun der vom Zeituhrwerk betätigte Stufenschalter ebenfalls vom fünfpoligen PP L 12-Typ ausgebildet und parallel zu dem von Hand betätigten Schalter geschaltet. Dazu ist ein Sicherungskontakt vorgesehen, über den der Stromkreis der Mittelklemme des einen Fünfpolschalters geführt wird und der nur dann geschlossen ist, wenn der andere Fünfpolschalter geöffnet ist.

Dieser Sicherungskontakt verhindert bei unabhängigen Schaltungen von Handschalter und Uhrwerksschalter das Auftreten von Kurzschlüssen.
Die Erfindung wird an Hand der beispielsweise Ausführungsformen darstellenden Zeichnungen erläutert; es zeigen

Fig. ι bis 4 die Schaltschemas einer Heizstelle mit zugeschalteter Stufenschaltuhr in den verschiedenen Schaltstellungen (dabei handelt es sich um Schalter mit Abhebekontakten),

Fig. s eine Kochstelle mit zugeordneter Stufenschaltuhr (dabei handelt es sich um Schalter mit S chleif kontakten),

Fig. 6 eine Stufenschaltuhr, die wahlweise an eine von zwei Kochstellen angeschaltet werden kann,

Fig. 7 eine Stufenschaltuhr, die wahlweise an eine Kochstelle oder an die Backröhre angeschaltet werden kann,

Fig. 8 bis 12 ein Beispiel einer Steuer- und Schalteinrichtung der Stufenschaltuhr, wobei die Einstellung nach Uhrzeit erfolgt,

Fig. 13 bis 16 eine Steuer- und Schalteinrichtung einer Stufenschaltuhr, wobei die Einstellung der Ablaufzeit wie bei einem Kurzzeitmesser vorgenommen wird.

An Hand der Fig. 1 bis 4 sei zunächst da's Schaltprinzip einer Heizstelle näher erläutert/ Auf der rechten Seite sind jeweils der Handschalter H und die Heizspiralen einer Heizstelle in den verschiedenen Schaltstellungen A, I, II und III dargestellt. Es handelt sich hierbei um einen Schalter mit Abhebekontakten, d. h. vier Kontaktfedern, die mit 3, 3', 4, 4' bezeichnet sind. Durch eine Schaltwalze können die Kontaktfedern 3 und 3' bzw. 4 und 4' auf die Kontaktstellen L- 1 bzw. 2 aufgelegt bzw. aufgehoben werden. Die Federn 3, 3' bzw. 4, 4' sind mit den Kontaktstellen P bzw. P verbunden.

Die Heizspiralen sind mit 11 und 12 bezeichnet. Die Heizspirale 11 hat z.B. 400Watt und die Heizspirale 12 800 Watt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind in Stellung^ die Heizspiralen vollständig vom Netz abgeschaltet.

In Stellung I ist die Kontaktfeder 3' auf die Kontaktstelle 1 und die Kontaktfeder 4' auf die Kontaktstelle 2 aufgelegt. Es sind also die Klemmen P, P mit den Ausgangsklemmen 1 und 2 verbunden. Die beiden Heizspiralen 11 und 12 sind in diesem Fall hintereinandergeschaltet, wodurch sich eine Heizleistung von 266 Watt ergibt. In Fig. 3 (Schalterstellung II) ist die Kontaktfeder 3 auf die Kontaktstelle L und die Kontaktfeder 4' auf die Kontaktstelle 2 aufgelegt. Die Klemmen P, P sind also an die Ausgangsklemmen L, 2 geführt. In diesem Fall ist lediglich die Heizspirale 11 mit 400 Watt Leistung eingeschaltet. In Fig. 4 (Schalterstellung III) ist Kontaktfeder 3 auf Kontaktstelle L, Kontaktfeder 4 auf Kontaktstelle 1 und Kontaktfeder 4' auf Kontaktstelle 2 aufgelegt. Die eine der Klemmen P ist also an die Ausgangsklemmen L, die andere gleichzeitig an die beiden Klemmen 1 und 2 geführt. Dadurch sind beide Heizspiralen in Parallelschaltung an das Netz angeschlossen, wodurch die maximale Heizleistung iao 400 + 800 = 1200 Watt erzielt wird.

Die eben beschriebene Schaltungsart des Schalters und der Heizspiralen ist die bekannte.

Im folgenden wird nun die in Fig. 1 bis 4 auf der linken Seite dargestellte Stufenschaltuhr T mit las den Ausgangskontakten L', 1' und 2' bzw. deren

Schaltungsprinzip näher erläutert. Von der Schaltuhr werde verlangt, daß die Uhr zu einer bestimmten Zeit den Herd auf volle Heizleistung einschalte, nach einer Zeitspanne von etwa 15 Minuten auf eine schwächere Heizleistung schalte und schließlich nach einer weiteren, beliebig wählbaren Zeitspanne den Herd ausschalten soll. Die Zeitspanne voller Heizleistung wird im folgenden mit dem Ausdruck »Vorkochzeit«, die Zeitspanne schwächerer Heizleistung mit »Garkochzeit« bezeichnet.

Bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen wird automatisch zu bestimmter Zeit die Stufe III, also volle Heizleistung, Vorkochen, eingeschaltet, nach etwa 15 Minuten die Stufe I (kleinste Heizleistung), Garkochen, und nach entsprechend eingestellter Zeit ausgeschaltet. Dementsprechend sind in Fig. 1 bis 4 die vier Schaltstellungen, und zwar »ausgeschaltet, Stufe III, Stufe I, ausgeschaltet« dargestellt.

Die prinzipielle Schaltanordnung der Stufenschaltuhr ist dadurch gekennzeichnet, daß erstens durch das Uhrwerk der Stufenschaltuhr ein Schalter betätigt wird, der schaltungsmäßig genau gleich

as ausgeführt ist wie der Handschalter, und zweitens, daß diesem Schalter ein Sicherungskontakt zugeordnet ist.

Der Sicherungskontakt 13 ist erforderlich, damit durch Betätigung des Herdschalters bei gleichzeitiger Funktion der Stufenschaltuhr keine Kurzschlüsse auftreten. Wie aus Fig. 1 bis 4 ersichtlich, ist der Sicherungskontakt 13 nur bei Schaltstellung A (ausgeschaltet) geschlossen. Durch den Kontakt 13 wird die Verbindung von den Kontaktstellen des Herdschalters zur Heizspirale 800 Watt unterbrochen. Es kann lediglich der Fall eintreten, daß bei gedankenlosem Einstellen der Herdschaltuhr bzw. des Herdschalters über die tatsächliche Einschaltung der Heizstufe keine Klarheit besteht.

Es sei z. B. der Fall angenommen, daß der Herdschalter auf Stufe Π steht und die Herdschaltuhr auf Stufe III. In diesem Fall ist die Kochstelle nicht auf Stufe II, wie dies der Herdschalter anzeigt, sondern auf Stufe III geschaltet. Man kann dies nicht als einen Fehler oder Nachteil betrachten, sondern eine derartige Anordnung von Herdschalter und Herdschaltuhr bedingt, daß entweder nur der Herdschalter betätigt wird und die Herdschaltuhr sich in Ausschaltstellung befindet oder, umgekehrt, daß der Herdschalter sich in Ausschaltstellung befindet und die Herdschaltuhr betätigt wird. Im übrigen kehrt die Herdschaltuhr in jedem Fall automatisch nach Gebrauch in die Ausschaltstellung zurück.

Fig. 5 zeigt das Schaltschema eines Herdschalters mit einer Stufenschaltuhr, wobei für die Handschaltung der Kochstelle sowie für die Uhrwerksschaltung Schalter mit Schleifkontakten Anwendung finden. Schaltungstechnisch ist die Anordnung nach Fig. 5 genau gleich wie die Anordnung nach Fig. 1. Herdschalter mit Schleifkontakten sind in verschiedenen Ausführungen bereits bekannt. Es soll durch das Beispiel nach Fig. 5 nur gezeigt werden, daß die Zusammenschaltung einer Stufenschaltuhr mit einem Herdschalter sich für alle Schalterausführungsarten anwenden läßt. Die Schaltwalze bzw. deren Kontaktstellen 20 bis 22", auf welchen die Schleiffedern 27 bis 30 gleiten, sind schematisch in Abwicklung dargestellt. Auf der linken Seite, d. h. in der durch strichpunktierte Linie eingerahmten Fläche, sind die zu der Stufenschaltuhr gehörigen Schaltteile eingezeichnet. Ein Sicherheitskontakt 31 ist auch bei dieser Ausführung sinngemäß wie bei der Ausführung nach Fig. ι angeordnet.

Fig. 6 zeigt eine Anordnung, bei welcher eine Stufenschaltuhr wahlweise auf eine von zwei Heizbzw. Kochstellen geschaltet werden kann. In der durch strichpunktierte Linie eingeschlossenen Fläche ist der Stufenschalter mit Sicherheitskontakt eingezeichnet, also im Prinzip wie bei Fig. 1, und ferner ein fünfpoliger Handumschalter 5". Der mit Schaltfedern ausgestattete Umschalter S dient dazu, wahlweise den vom Uhrwerk gesteuerten Fünfpolschalter T an die eine oder andere Kochplatte K₁ K' anzuschalten. Fig. 6 zeigt die ScHItfedern3i bis 35 des Umschalters nach links umgelegt, d. h. in Kontaktverbindung mit den Kontaktstellen in Verbindung mit der linken Heizbzw. Kochstelle. go

Die Anordnung nach Fig. 6 ist also dadurch gekennzeichnet, daß eine Stufenschaltuhr durch einen in der Schaltuhr oder außerhalb der Schaltuhr, d. h. hn Herd eingebauten Handumschalter wahlweise auf eine von zwei oder drei Kochstellen umgeschaltet werden kann. Je nachdem, welche von den drei Kochstellen, d. h. mit 800, 1200 oder 1800 Watt, für die wahlweise Umschaltung herangezogen wird, und unter Berücksichtigung der Stromart, d. h. Wechselstrom oder Drehstrom, kann auch ein vierpoliger Umschalter verwendet werden bzw. Kontaktfeder 34 und Kontaktbolzen 39 und sg_a in Wegfall kommen. Die gleichen Stromphasen 40, 41 können auch in Spezialfällen direkt mit der zur Kontaktstelle 2' führenden Leitung verbunden werden. Wenn der Umschalter dreistufig ausgeführt ist, d. h. mit einem dreifachen Satz Kontaktstellen, so kann die Stufenschaltuhr auch wahlweise auf eine der drei Kochstellen umgeschaltet werden.

Fig. 7 zeigt eine Stufenschaltuhr, die wahlweise auf eine Kochstelle oder auf die Backröhre geschaltet werden kann. Um diese Schaltung besser verständlich zu machen, sei zunächst der Zweck der Stufenschaltuhr näher erläutert.

Berufstätige Frauen, die tagsüber vom Haushalt abwesend sind, bereiten das Essen vor, und mittels der Stufenschaltuhr wird automatisch die gewünschte Kochstelle eingeschaltet, und zwar, wie bereits oben erwähnt, zuerst auf volle Heizleistung und nach 15 Minuten auf kleine Heizleistung, so iao daß das Essen garkochen kann, bis die Hausfrau zurückkehrt oder nach dem Garkochen automatisch abschaltet. Bei der Backröhre ist eine Stufenschaltung nicht erforderlich, und es hätte auch keinen Sinn, einen Kuchen zu backen, wenn die Hausfrau abwesend ist. Die Stufenschaltuhr wird

für die Backröhre, welche durch die beiden Handschalter (Unter- und Oberhitze) auf die richtige Hitze eingestellt ist, nach der vorschriftsmäßigen Backzeit automatisch abgeschaltet, damit bei Vergeßlichkeit das Gebäck nicht verbrennt.

Der Stufenschalter für die Umschaltung auf Kochstelle oder Backröhre ist in der Ausführung wie vorstehend beschrieben. Es ist auch hier wieder ein Sicherheitskontakt 50 zugeordnet (s. Fig. 7). Der siebenpolige Umschalter S, der entweder in der Stufenschaltuhr untergebracht oder im Herd an separater Stelle eingebaut werden kann, ist schaltungstechnisch den Erfordernissen, d. h. für die Zuschaltung auf Kochstelle oder Backröhre, angepaßt. In Fig. 7 ist der Moment dargestellt, bei welchem der Umschalter nach links umgelegt ist bzw. der Stufenschalter auf die Backröhre züge¹ schaltet ist. In diesem Fall ist also die Kochstelle K vollständig von der Schaltuhr abgeschaltet. ao Der Sicherheitskontakt 50 wird in diesem Fall als Unterbrecher für die Backröhre benutzt. Er ist auf die beiden Zuleitungen 51, 52 geschaltet, wobei eine parallel geschaltete Stromphase für Unter- und Oberhitze »f7« und »0« nach Ablauf der Backzeit unterbrochen wird.

Bei Backbeginn muß sich der Schalter der Schaltuhr in Ausschaltstellung befinden, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. In dieser Stellung ist der Sicherheitskontakt 50 eingeschaltet. Die Ober- und Unterhitze wird nach Erfordernis von Hand eingestellt. Die Uhr wird nun so eingestellt, daß der Schalter nach Ablauf der Backzeit, also nach etwa V2 bis ι Stünde, in eine Schaltstellung, wie z. B. in Fig. 2 links dargestellt, gebracht wird, so daß der Sicherheitskontakt 50 unterbrochen ist. Dadurch erfolgt die Abschaltung der Unter- und Oberhitze. Es wird nun noch in Vorschlag gebracht, daß in die Schaltuhr oder außerhalb der Schaltuhr, im Herd eingebaut, ein elektrischer Summer angeordnet wird. Zu diesem Zweck ist ein weiterer Kontakt 53 angeordnet, der in Ausschaltstellung der Schaltuhr geöffnet und in Einschaltstellung geschlossen ist, d. h. wenn der Sicherheitskontakt bzw. Backröhrenkontakt 50 geschlossen ist, ist Kontakt 53 geöffnet, und umgekehrt, wenn Kontakt 50 geöffnet bzw. Backröhre ausgeschaltet ist, so ist Kontakt 53 geschlossen.

Dem Summer 54 wird über die Leitungen 55, 56 bzw. über den Kontakt 53 Strom zugeführt. Wenn der Umschalter nach rechts umgelegt ist, so wird die Zuleitung 57 zum Summer durch die Kontakt-. feder 58 abgeschaltet. Der Summer ist als zusätzliches Kontrollorgan vorgesehen für den Fall, daß die automatische Abschaltung der Backröhre übersehen und das Gebäck nicht aus der Röhre herausgenommen wird.

■ Wenn der Umschalter nach rechts umgelegt ist und die Schaltuhr der Kochstelle K zugeschaltet ist, so werden die Kontaktfedern 59, 60 auf die Leitungsdrähte 61, 62 der Kochstelle K zugeschaltet, und der Kontakt 50 dient in bekannter Weise als Sicherheitsschalter. Es ist nun eine weitere Kontaktfeder 63 am Umschalter angeordnet, und zwar werden durch die Kontaktfeder 63 bei nach rechts umgelegtem Umschalter die Zuleitungsdrähte 51, 52 der Backröhre kurzgeschlossen. Die Kontaktfeder 63 des Handumschalters ist nicht unbedingt erforderlich, jedoch wird durch die Kontaktfeder 63 ermöglicht, daß bei Nichtgebrauch der Schaltuhr die Leitungsdrähte 51,52 kurzgeschlossen sind, gleichgültig, in welcher Stellung sich der in der Schaltuhr eingebaute Handumschalter befindet. Bei Nichtgebrauch der Schaltuhr muß sich lediglich der Stufenschalter in Ausschaltstellung befinden.

Es könnte noch eine Anordnung getroffen werden, daß der Handumschalter dreistufig eingestellt werden kann, so daß wahlweise die Backröhre oder eine beliebige Kochstelle der Schaltuhr zugeschaltet wird. Der Handumschalter wird also wahlweise auf Backröhre, Kochstelle X oder Kochstelle Y geschaltet. Hierbei müssen die Zuleitungen 61, 62, ferner 64, 65 und 66 doppelt ausgeführt werden für Kochstelle X und Y und dementsprechend eine weitere Serie Kontaktstellen für die Kontaktfedern 59 und 60 sowie 67 bis 69. Kontaktfedern 58 und 63 würden bei der Schaltstellung für Kochstelle X und Y die gleiche Kontaktstellung beibehalten. Bei Benutzung der Schaltuhr für eine der Kochstellen X oder Y müssen ja die Kontaktfeder 58 abgeschaltet sein und durch Kontaktfeder 63 die Zuleitungen 51 und 52 der Backröhre kurzgeschlossen sein.

Nachdem nun die in den Fig. 1 bis 7 dargestellten schaltungstechnischen Merkmale eingehend erläutert wurden, folgt noch die Beschreibung der uhrentechnischen Merkmale, d. h. der Schaltvorgänge des Stufenschalters.

Fig. 8 und 9 zeigen die Auslöseeinrichtung der Schaltwalze, Fig. 10 und 11 eine wahlweise Ausführung für einstellbare Vorkochzeit und Fig. 12 ein Beispiel für die Anordnung der Zifferblätter für Einstellzeiger.

Für die Auslösung der Schaltwalze werden Buchsen 100 und 101 verwendet, in der Art wie die bekannten Weckerbuchsen. Diese Buchsen sind mit Rädern 102 und 103 fest verbunden, die durch ein Trieb 131 des Uhrwerks, z.B. Wechseltrieb, wie bei einem Weckerwerk angetrieben werden. Der Antrieb kann derart erfolgen, daß die Einfallbüchsen 100 und 101 in 12 Stunden oder in 24 Stunden eine Umdrehung ausführen. Die Verwendung zweier Einstellbuchsen für zwei Schaltvorgänge, z. B. Einschalten und Ausschalten, sind bereits bei elektrischen Schaltuhren bekannt. Neuartig jedoch ist erstens die Anordnung einer zweiten Stufe bei der Einstellbuchse 100 und zweitens, daß durch die Einstellbuchsen 100 und 101 nicht direkt Kontakte geschlossen und geöffnet werden, sondern eine Schaltwalze 104 zu bestimmter Zeit automatisch für einen bestimmten Winkelweg freigegeben wird.

Die Einstellbuchse 100 ist mit einer Stufe ioo_a und einer Stufe ioo₆ versehen. Die Einstellbuchse 100 bzw. das Rad 102 ist mit einer Buchse 105 fest verbunden. Ebenso ist die Buchse 106 mit den

Teilen ιοί und 103 fest verbunden. Die Wellen

107 und 108 sind axial verschiebbar angeordnet. Durch Federn 109 und 110 werden die Wellen 107 bzw. 108 und mittels der quer eingedrückten Stifte in bzw. 112 gegen die Einstellbuchsen 100 bzw. ioi gedrückt. In Fig. 8 sind die Wellen 107 und

108 bzw. die Stifte in und 112 in nicht eingefallenem Zustand dargestellt. Wenn nun durch das Trieb 131 die Einfallbuchsen 100 und 101 in eingezeichneter Pfeilrichtung weitergedreht werden, kommen die Wellen 107 und 108 bzw. Stifte 111 und 112 nacheinander an den Kanten der Stufen ioo_a bzw. ioo₆ und ioi_tt zum Abfall. Der Vorgang ist folgender (s. auch Fig. 1 bis 4):

Bei der in Fig. 8 dargestellten Lage befindet sich die Schaltwalze in Ausschaltstellung (s. Stellung Fig. i, links). Wenn nun der Abfallstift 111 mit Welle 107 in die Stufe ioo_a einfällt, wird die Schaltwalze ausgelöst und in Schaltstellung III gebracht (s. auch Fig. 2, links). Die Länge der Stufe ι oo_a entspricht einer Laufzeit von 15 Minuten. Nach dieser Zeit, welche auch die Vorkochzeit genannt wird, fällt der Stift in in die Stufe ioo₆ ein, wobei die Schaltwalze in die Stellung schwächerer Heizleistung gebracht wird (s. auch Fig. 3, links). Die Heizstelle bleibt nun so lange auf Stufe I bzw. Fortkochstufe, bis der Stift 112 in die Stufe ioi_a einfällt und die Schaltwalze in Ausschaltstellung gebracht wird (s. auch Fig. 4, links).

Es wird nun nachstehend noch erläutert, wie durch die Wellen 107 und 108 die Schaltwalze 104 beim Einfallen in die Stufen ioo_a und ioo₆ bzw. ioi_a betätigt wird. Mit der Welle 107 bzw. dessen Ende io7_a steht der Arm H3_a des Hebels 113 in Funktion. Mit dem Ende io8_a der Welle 108 steht der Arm 114^ des Hebels 114 in Funktion. Der Arm H4₆ des Hebels 114 steht mit der Schaltkurve 116 in Verbindung und der Arm H3_& des Hebels 113 mit der Kurve 115. Die Kurve 115 besitzt eine Abfallnase ii5_e und eine Abfallnase ii5ö· Die Kurve 116 hat eine Abfallnase n6_a.

Zur Erläuterung ist von der Stellung auszugehen, wie in Fig. 8 dargestellt, d. h. bei noch nicht eingefallenen Stiften in und 112. Die Schaltuhr ist also in Bereitschaftsstellung, d. h. die Schaltwalze 104 ist in gespannter Lage. Mittels einer Feder 117 wird der Schaltwalze 104 ein Drehmoment in eingezeichneter Pfeilrichtung erteilt. Die Schaltwalze 104, welche die Abhebe- oder Schleifkontakte entsprechend-, den verschiedenen Schaltstellungen (s. Fig. ι bis 4, links) betätigt, ist in Fig. 9 nur schematisch dargestellt. Die Kurven 115 und 116 sind mit der Schaltwalze 104 fest verbunden, so daß also durch die Feder 117 auch den Kurven 115 und 116-ein Drehmoment erteilt wird. In gespannter bzw. Bereitschaftsstellung liegt die Nase H5_a der Kurve 115 an der Nase II3& des Hebels 113 an. Wenn nun der Stift 111 in die Stufe ioo_a einfällt und dadurch die Welle 107 um einen Teilbetrag verschoben wird, und damit auch der Hebel 113, so wird die Naseii5_e durch die Naseii3_& freigegeben. Die Schaltwalze 104 mit den Kurven 116 und 115 macht eine Drehbewegung in eingezeichneter Drehrichtung um etwa 90⁰; 90⁰ am zweckmäßigsten, da vier Schaltstellungen = 360⁰, d. h. bis die Nase H5_& an der Nase H3_Ö zum Anliegen kommt.

Wenn nun der Stift in in die zweite Stufe ioo₆ einfällt (nach der Vorkochzeit bzw. nach 15 Minuten), so wird der Hebel 113 um ein weiteres Stück angehoben, und dessen Arm bzw. Nase 113₆ gibt nun die Nase H5₆ frei. Nach einer Drehbewegung der Schaltwalze 104 um etwa 90⁰ kommt die Nase n6_a der Kurve 116 am Arm bzw. an der Nase H4_& des Hebels 114 zum Anliegen. Erfolgt nun der Einfall des Stiftes 112 in die Stufe ioi_a, so wird die Schaltwalze wiederum freigegeben bzw. die Nase n6_a der Kurve 116 durch den Arm H4₆ des Hebels 114, da der Hebel 114 durch die Verschiebung der Welle 108 verdreht wird. Bei der jeweiligen Verdrehung der Schaltwalze 104 um 90⁰ erfolgen ausgehend von der Stellung yi die bereits vorstehend beschriebenen Schaltvorgänge (s. Fig. 1 bis 4).

Wenn die Schaltuhr erneut in Bereitschaft gestellt wird, so muß die Feder 117 durch Drehen der Schaltwalze 104 in entgegengesetztem Drehsinn gegenüber der Ablaufrichtung gespannt werden. Die Hebel 113 und 114 bzw. deren Nasen H3₆ und 114₆ können hierbei ausweichen.

Damit die Hebel 113 und 114 an den Kurven 115 und 116 sicher anliegen, ist eine leichte Drahtfeder 118 angeordnet. Die Federn 109 und 110, welche die Wellen-107 und 108 beim Einfallen axial zur Verschiebung bringen, müssen so stark sein, daß sie die Kraft der Feder 118 sowie den Auflagedruck der Kurvennasen überwinden. Damit sich die Wellen 107 und 108 nach erfolgter Einstellung nicht verdrehen können, sind Buchsen 119 und 120 angeordnet, die mit starker Reibung durch Federn 121 und 122 auf der Werkplatte 123 aufliegen. Die Wellen 107 und 108 bzw. das Schaftende io7_ß und io8_a sind mit einer Fläche oder einem Vierkant versehen und die Buchsen 119 und 120 mit· .einem entsprechenden Formloch oder Vierkantloch.

Zwecks Spannens der Schaltwalze 104 kann ein Knebel (in der Zeichnung nicht dargestellt) auf die Welle 124 aufgesetzt werden. Damit jedoch der Knebel mit Aufzugwelle in derselben Achsrichtung wie die Welle 107 und 108 zu stehen kommt, ist es vorteilhaft, ein Winkelgetriebe 125, 126 anzuordnen. Der Aufzugknebel wird in diesem Fall auf die Welle i25_a aufgesetzt.

Auf den Wellen 107 und 108 sind Zeiger 127 und 128 aufgesetzt. Mittels der gerändelten Knöpfe 129 und 130, die mit den Zeigern 127 und 128 bzw. Welle 107 und 108 verbunden sind, werden die Schaltzeiten eingestellt, wobei ein unter dem Zeiger 127 bzw. 128 liegendes Zifferblatt mit I2stündiger oder 24stündiger Einteilung auf der Werkplatte iao 131 aufgedruckt ist. Erwähnt sei noch,· daß die Anordnung der Einfallbuchsen 100 und 101 sowie der Einfallwellen 107 und 108 nur ein Ausführungsbeispiel darstellt. Es könnte ebensogut eine Anordnung getroffen werden, wie dies z. B. bei iss Weckern der Fall ist, dadurch gekennzeichnet, daß

die Wellen 107 und 108 axial nicht verstellbar sind und daß dementsprechend die Einfallbuchsen axial verschiebbar sind bzw. einfallen und durch die letzteren entsprechend geformte Steuerhebel, die mit der Schaltwalze in Verbindung stehen, betätigt werden.

Fig. 10 und 11 zeigen eine Sonderausführung, und zwar für eine veränderliche Vorkochzeit. Wie vorstehend beschrieben wurde, sind bei der Einetellbuchse 100 zwei Stufen, und zwar ioo_o und ioo_&, angebracht, wobei die Vorkochzeit konstant festliegt. Nach praktischen Ermittlungen beträgt die günstigste Vorkochzeit 15 Minuten.
. Um eine verstellbare Vorkochzeit zu erreichen, sind zwei Einfallstifte angebracht, und zwar Stift 200 und Stift 201. Stift 200 ist mit der Welle 202 fest verbunden. Stift 201 ist auf einer Buchse 203 eingepreßt. Buchse 203 ist auf der Welle 202 drehbar gelagert. Die Einfallbuchse 204 ist nur mit einer Stufe 2O4_a versehen. Auf dem Stift 200 liegt die Buchse 203 auf bzw. wird durch Federscheibe 205 angepreßt. Der Zeiger ist mit 206 bezeichnet und der Einstellknopf mit 207. Welle 202, Einstellzeiger 206 und Einstellknopf 207 sind fest miteinander verbunden. Mit der Buchse 203 fest verbunden ist eine Zeigerscheibe 209. Auf die Buchse 203 drückt eine Feder 208, damit beim Einfallen des Stiftes 200 in die Stufe 2O4_o die Welle 202 axial verschoben wird, und zwar nur um einen Teilbetrag entsprechend der in Fig. 8 beschriebenen Stufe ioo_a. Der Stift 201 ist gegenüber dem Stift 200 je nach der gewünschten Vorkochzeit um einen bestimmten Winkelgrad verstellt. Nachdem der Stift 200 eingefallen ist, kommt der Stift 201 auf die Buchse 204 zum Aufliegen.· Nach weiterer Drehung der Buchse 204 in eingezeichneter Pfeilrichtung fällt auch der Stift 201 in die Stufe 204_a entsprechend der eingestellten Vorkochzeit ein, so daß die Welle 202 um einen weiteren Teilbetrag axial verschoben wird.

In Fig. 12 ist die Anordnung der Einstellskalen schematisch dargestellt. Die Einstellskala mit der Bezeichnung »Ein« ist der Welle 107 bzw. 202 zugeordnet und die Einstellskala mit der Bezeichnung »Aus« der Einstellwelle 108. Der Zeiger 250 entspricht dem Zeiger 128 und Einstellknopf 251 dem Knopf 130. Der Zeiger 252 entspricht dem Zeiger 206 und Zeigerscheibe 253 dem Zeiger 209. Durch Verdrehen der Zeigerscheibe 253 kann die Vorkochzeit ein für allemal auf eine bestimmte Zeit eingestellt werden, z. B. ¹A Stunde,- V2 Stunde usw. Mit dem Zeiger 252 wird der Schaltvorgang »Stufe III« eingestellt. Beim Drehen des Zeigers 252 läuft die Zeigerscheibe 253 automatisch mit.

Mit der Zeigerscheibe 253 wird die Dauer der Vorkochzeit ein für allemal eingestellt.

Mittels des Einstellknopfes 254 und Zeigers 252 wird der Zeitpunkt der Einschaltung für das Vorkochen »Stufe III« eingestellt. Die Vorkochdauer nach Fig. 12 ist beispielsweise auf 1 Stunde eingestellt (s. Markenstrich am Zeiger 252 und Skalenaufdruck auf Zeigerscheibe 253). Mittels des Einstellknopfes 251 und Zeigers 250 wird der Zeit-

punkt für das Ausschalten der Stufe I (Garkochen) eingestellt.

Die Ausführungsform der Fig. 11 zeigt folgende Einstellung:

Einschalten des Vorkochens . 10.30 Uhr,
Umschaltung auf Garköchen . 11.30 Uhr,
Ausschaltung des Garkochens 12.30 Uhr.

Bei Ausführung nach Fig. 8 mit festgelegter Vorkochzeit würde die Zeigerscheibe 253 in Wegfäll kommen. Die Einschaltung der Stufe I würde in diesem Fall nach 15 Minuten, d. h. um 10.45 Uhr, erfolgen.

Die Uhrzeit ist in bekannter Weise, wie bei einer Weckeruhr, ablesbar. Die Getriebeteile des Zeigerwerks und des Uhrwerks außer dem Wechseltrieb 131 sind nicht dargestellt, da deren Funktion bekannter Art ist.

Mit der Stufenschaltuhr nach Fig. 8 bis 12 können also die Zeiten direkt nach Uhrzeit eingestellt werden. Es wird jedoch noch eine einfachere konstruktive Lösung in Vorschlag gebracht (s. Fig. 13 bis 16). Bei dieser Ausführung kann jedoch die Einstellung nicht nach Uhrzeit erfolgen, sondern nach Stunden. Wenn es z. B. 8.00 Uhr ist und die Einschaltung soll um 11.00 Uhr erfolgen, so entspricht dies einer Laufzeit von 3 Stunden. Man muß also genau, wie z. B. bei einem Kurzzeitmesser, die Uhr auf eine Ablaufzeit von 3 Stunden einstellen.

Fig. 13 zeigt eine Frontansicht der Einrichtung und Fig. 14 eine Seitenansicht. Fig. 15 und 16 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel für beliebig einstellbare Vorkochzeit.

Mit der Einstellscheibe 300 fest verbunden ist die Kurvenscheibe 301. Mit der Einstellscheibe 302 ist die Kurvenscheibe 303 fest verbunden. Ein Auslösehebel 304 steht in Funktion mit Kurvenscheibe

303 und Auslösehebel 305 mit Kurvenscheibe 301. Die Schaltwalze 306 ist auch hier schematisch dargestellt, und durch eine Feder 307 wird ihr ein Drehmoment in eingezeichneter Pfeilrichtung erteilt. Mit der Schaltwalze 306 fest verbunden sind Kurven 308 und 309. Mit der Kurve 308 in Funktion steht ein an den Hebel 304 angelenkter Hebel 310. Mit der Kurve 309 in Funktion steht ein am Hebel 305 angelenkter Hebel 311.

Der Auslösevorgang ist folgender r Wenn die Nase 3o5_fl an der Abfallkante 30I₀ abfällt, so wird durch den angelenkten Hebel 311 die Schaltwalze an der Nase 3O9₆ der Kurve 309 freigegeben. Die Schaltwalze macht eine Drehung von etwa 90⁰, d. h.. bis die Nase 309,, am Hebel 311 zum Anstehen kommt. Nach Verlauf von 15 Minuten fällt die Nase 30S₀ des Hebels 305 an der Abfallkante 3oi₆ der Kurve 301 um einen weiteren Teilbetrag ab, und der angelenkte Hebel 311 gibt die Nase 309^ frei, so daß die Schaltwalze eine weitere Drehung von 90⁰ ausführt. Nach einer weiteren Zeit entsprechend der Einstellung fällt der Hebel

304 an der Kante 3O3_a der Kurve 303 ab, und der angelenkte Hebel 310 gibt die Nase3o8_o für eine tas weitere Drehung der Schaltwalze 306 frei.

Die Schaltvorgänge der Schaltwalze sind bei dieser Ausführung genau wie vorstehend bei Fig. 8 und 9 beschrieben. Der Abstand der Abfallkanten 3oi_a und 3oi₆ an der Kurve 301 entspricht auch wieder einer festgelegten Vorkochzeit von beispielsweise 15 Minuten.

Die Hebel 310 und 311 sind an den Hebeln 304 bzw. 305 federnd angelenkt. Dies ist notwendig, damit beim Spannen der Feder 307 durch den Knebel 312 eine Ausweichmöglichkeit vorhanden ist. Die Einstellscheiben 300 und 302 können im Uhrzeigersinn eingestellt werden. Das Spannen der Feder 307 erfolgt nach dem Einstellen. Den Einstellscheiben 300 und 302 sind feststehende Einstellmarken. 313 und 314 zugeordnet. Scheibe 300 mit Kurve 301 ist durch die Feder 315 auf der Welle 316 mit Friktion gelagert. Die Welle 316, auf welcher die Scheibe 302 mit Kurve 303 fest aufgesetzt ist, hat Friktion mit dem Stundenrad des Uhrwerks. Das Uhrwerk bzw. Stundenrad ist in Fig. 14 nicht dargestellt, da bekannter Art. Die Friktion am Stundenrad und die Friktion mittels Feder 315 müssen so stark sein, daß beim Ablauf des Uhrwerks die Kurven 301 und 303 sicher ohne Schlupf mitgeführt werden.

In Fig. 13 ist die Scheibe 300 auf 1 Stunde Ablaufzeit eingestellt. Die Scheibe dreht sich in eingezeichneter Drehrichtung. Nach einer Ablaufzeit von ι Stunde erfolgt die Einschaltung auf Stufe III (Vorkochzeit). Nach weiteren 15 Minuten erfolgt entsprechend den Abfallkanten 30I₀ und 30I₀ das Umschalten auf Garkochen. Die Scheibe 302 ist auf rV2 Stunden Ablauf zeit eingestellt, so daß nach dieser Zeitdauer die Abschaltung erfolgt.

Fig. 15 und 16 zeigen ein Ausführungsbeispiel für wahlweise einstellbare Vorkochzeit. Die bei Fig. 13 dargestellten Abfallkanten 30I₀ und 3Oi₆ sind bei der Ausführung nach Fig. 15 und 16 auf zwei getrennten Kurven angebracht. Die Kurven sind mit 350 und 351 bezeichnet. Kurve 350 kann durch Zeiger 352 gegenüber 351 verstellt werden. Die Einstellscheibe ist mit 353 bezeichnet. Die Scheibe 353 und Kurve 351 sind durch eine Buchse 354 fest miteinander verbunden. Auf diesen drei Bestandteilen ist mittels einer Friktionsfeder 355 die Kurve 350 mit Zeiger 352 gelagert. Die Einstellscheibe für die Ausschaltung 356 ist mit einer Welle 357 fest verbunden und steht mit der Stundenwelle durch Friktion in Verbindung (in der Zeichnung nicht dargestellt). Buchse 354 könnte ebenfalls auf der Welle 357 mit Friktion gelagert werden oder aber, wie dies in Fig. 15 dargestellt ist, gesondert durch das Uhrwerk bzw. Rad 358 angetrieben werden. In diesem Fall ist auf der Buchse 354 ein Rad 359 lose gelagert und erhält Friktion durch eine Feder 360.

Fig. 16 zeigt die Anordnung der beiden Einstellscheiben. Auf der Einstellscheibe 353 ist ein kreisförmiger Ausschnitt 353_fl angebracht, aus welchem die Nase des Zeigers 352 herausragt.

Bei der Beschreibung der Fig. 7 wurde eine Stufenschaltuhr erläutert, die wahlweise auf eine Kochstelle oder die Backröhre geschaltet werden kann. Bei der Schaltung der Backröhre ist jedoch keine Stufenschaltung, sondern nur eine Ausschaltung durch die Schaltuhr erforderlich. Die Einstellung erfolgt in diesem Fall derart, daß der (s. z. B. Fig. 12) zur Einstellskala »Aus« zugehörige Zeiger auf die Zeit des Backbeginns eingestellt wird und der Zeiger, welcher der Einstellskala »Ein« zugeordnet ist, auf die gewünschte Ausschaltzeit. Sinngemäß erfolgt auch die Einstellung bei der Ausführung nach Fig. 13, d. h. die Einstellscheibe 302 wird auf 0 bzw. 12 gestellt und die Scheibe 300 auf die gewünschte Backdauer.

Zusammenfassend werden bezüglich der verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten der Uhrwerksteuerung nochmals die wichtigsten Merkmale hervorgehoben:

Hauptmerkmal ist die .Verwendung zweier Ablösebuchsen, z. B. 100 und 101, oder zweier Auslösekurven 301 und 304, wobei die der Einschaltskala zugeordnete Auslösebuchse zwei Einfallstufen ioo_a und ioo₆ bzw. 3Oi_a und 3oi₆ besitzt, und daß durch die stufenweise Auslösung der Welle 107 bzw. Hebel 305/311 Kontakte zur Einschaltung der Vorkoch- und Garkochdauer betätigt werden und durch die Auslösung der Welle 108 bzw. Hebel 304/310 die Ausschaltung.

Die Wellen 107" bzw. 108 bzw. Hebel 304 bzw. go 305 betätigen nicht direkt Kontaktfedern — die übrigens auch durch Quecksilberröhren ersetzt werden könnten —·, sondern geben eine Schaltwalze um jeweils eine Schaltstufe frei.

Der Schaltwalze ist eine Triebfeder 117 zügeordnet, um der Schaltwalze ein Drehmoment zur Betätigung der Abhebe- oder Schleifkontakte zu erteilen.

Die Vorkochzeit ist nicht vorbestimrnt durch eine Doppelstufe ioo_e/ioo₆ bzw. 3oi_a/3oi_ft, sondern ist wahlweise' einstellbar, z. B. durch getrennte Abfallstifte 200, 201 oder Kurvenscheiben 350, 351.

Die Einstellung der Vorkochstufe erfolgt durch zwei gegeneinander verstellbare Zeiger bzw. Skalen 252/253 oder 352/353α·

Wiederholt sei, daß die Verwendung einer Schaltwalze deshalb besonders zweckmäßig ist, weil sie insbesondere bei Verwendung von Schleifkontakten die geringsten Antriebskräfte erfordert. Es könnten ebensogut durch die Wellen 107/108 oder die Hebel 304/305 direkt Kontaktfedernsätze betätigt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Durch ein Zeituhrwerk gesteuerte Schaltvorrichtung für mehrstufig einschaltbare elektrische Verbraucher, insbesondere Heizkörper, Kochherde u. dgl., deren mehrstufige Einschaltung von Hand durch einen fünfpoligen Drehschalter bekannter Bauart vom PP L 12-Typ erfolgt, dessen zum Netz führende Eingangsklemmen (P₁ P) in der schwachen und mittleren Heizstufe zu den Ausgangsklemmen (1, 2 bzw. L, 2) geschaltet werden, in der starken Heizstufe aber zur Ausgangsklemme (L) bzw. den parallel geschalteten Klemmen (1 und 2) ge-

   führt sind, wobei die freien Enden der beiden Heizwicklungen an die Ausgangsklemme (i bzw. 2), der Zusammenschlußpunkt der beiden Heizwicklungen aber an die Ausgangsklemmen (L) geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß

   der vom Zeituhrwerk betätigte Stufenschalter ebenfalls vom fünfpoligen, gleichartigen Typ ist (PP L I2-Typ) und parallel zu dem von Hand zu betätigenden Schalter geschaltet wird ίο und ein Sicherungskontakt (13) vorgesehen ist, über den der Stromkreis der Mittelklemme (1) des einen Fünfpolschalters (A) geführt wird und der nur dann geschlossen ist, wenn der andere Fünfpolschalter (T) geöffnet ist.
   2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Uhrwerk betätigte Fünf polschal ter ein Schaltwalzenschalter ist.

   3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden für Kochherde, dadurch gekennzeichnet, daß der Uhrwerkschalter mittels eines Umschalters wahlweise in den Stromkreis einer der vorgesehenen verschiedenen Kochplatten geschaltet werden kann.

   4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3 für Kochherde, dadurch gekennzeichnet, daß der Uhrwerkschalter mit einem komplementär zu dem Sicherungskontakt (13) betätigten Kontakt (53) ausgerüstet ist, der bei Schaltung auf Steuerung des Bratofens die Beendigung der Heizzeit durch ein Signal (Summer) anzeigt.

   5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 öder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Uhrwerkschalter nur auf zwei der Verbrauchsstufen, zweckmäßig stärkste und schwächere Stufe, schaltet.

   6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, bei dem .zwei weckerartig ausgebildete Einfallbuchsen am Zeituhrwerk vorgesehen sind, von denen die eine die Einschaltung, die andere die Abschaltung zu vorgegebenen Zeitpunkten ermöglicht, und die in die Einfallbuchsen einfallenden Stifte den durch eine aufziehbare Feder vorgespannten Uhrwerk-Stufenschalter bei seinem Einfall zur Weiterschaltung freigeben, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden Einfallbuchsen zwei zeitlich versetzt zur Auslösung gelangende Schaltvorgänge bewirkt.

   7. Schaltvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Einschaltung bewirkende Einfallbuchse eine Schulter (ioo_a in Fig. 8), besitzt, welche die Einschaltung des Verbrauchers auf die Vorverbrauchsstufe (Stufe größter Heizung) für eine durch die Länge der Schulter bestimmte Zeitdauer bewirkt.

   8. Schaltvorrichtung .»ach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Einschaltung bewirkende Einfallbuchse mit zwei einstellbaren Einfallstiften zusammenarbeitet.

   9. Schaltvorrichtung nach Anspruch 6 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß statt der Einfallbuchsen Steuerkulissen ' mit einfallenden Rasthebeln Anwendung finden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 414436, 815506.

   Hierzu 2 Blaßt Zeichnungen

   ©«09580/359 8.56 (609 802 2.57)