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Anwendungsgebiet und Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft einen Drehwahlschalter und eine Schaltung mit einem Drehwahlschalter.
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Drehwahlschalter werden beispielsweise für Haushaltsgeräte in Form von Wäschetrocknern und Waschmaschinen verwendet, wobei mittels des Drehwahlschalters sowohl ein Ein- und Ausschalten des Haushaltsgeräts als auch eine Programmauswahl, eine Heizleistungseinstellung etc. erfolgen kann. Zur Programmauswahl umfassen die Drehwahlschalter üblicherweise eine Kodiereinrichtung, die über einen vorgegebenen Winkelbereich einen winkelabhängigen Code erzeugt, der einem auszuwählenden Programm entspricht.
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Wenn ein abzuarbeitendes Programm des Haushaltsgeräts vollständig abgearbeitet ist, wird das Haushaltsgerät üblicherweise automatisch, d. h. ohne Zutun des Benutzers, in einen Aus-Zustand überführt. Hierbei ist es wünschenswert, dass das Haushaltsgerät im Aus-Zustand keine Leistung aufnimmt. Gleichzeitig ist es erforderlich, dass das Haushaltsgerät von dem Aus-Zustand einfach wieder in einen normalen Betriebszustand überführbar ist.
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Aufgabe und Lösung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehwahlschalter und eine Schaltung mit einem Drehwahlschalter zur Verfügung zu stellen, mittels derer eine Leistungsaufnahme im Aus-Zustand vermieden werden kann und die ein einfaches Überführen vom Aus-Zustand in einen Normalbetriebszustand ermöglichen.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Drehwahlschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Schaltung mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, die hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht werden.
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Der Drehwahlschalter umfasst einen ersten Schaltkontakt, der in einem Aus-Winkelbereich des Drehwahlschalters geöffnet ist und der außerhalb des Aus-Winkelbereichs geschlossen ist, insbesondere zum Ein- oder Ausschalten eines elektrischen Verbrauchers, und eine Kodiereinrichtung, die über einen vorgegebenen Winkelbereich des Drehwahlschalters einen winkelabhängigen Code erzeugt, beispielsweise mit einem Wertebereich von acht unterschiedlichen Codes zur Auswahl von acht unterschiedlichen Programmen. Der Drehwahlschalter umfasst einen zweiten, vom ersten Schaltkontakt unabhängigen Schaltkontakt, der in einer Anzahl von Start-Winkelbereichen geschlossen ist und der außerhalb der Start-Winkelbereiche geöffnet ist. Mittels des zweiten Schaltkontakts ist es beispielsweise möglich, einen elektrischen Verbraucher, der durch den Drehwahlschalter angesteuert ist, von einem Aus-Zustand wieder in einen normalen Zustand zurückzuversetzen, wenn sich der Drehwahlschalter im Bereich der Start-Winkelbereiche befindet bzw. sich über diese hinweg bewegt. Die Schaltkontakte können beispielsweise jeweils eine zugehörige Schaltfeder umfassen, die mittels geeigneter Schaltnocken auf einer Schaltwalze betätigt bzw. ausgelenkt werden, wodurch bei einer Drehung ein Öffnen bzw. Schleißen des entsprechenden Schaltkontakts bewirkt wird.
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In einer Weiterbildung umfasst der Drehwahlschalter einen dritten Schaltkontakt, der in dem Aus-Winkelbereich geöffnet ist und der außerhalb des Aus-Winkelbereichs geschlossen ist, und/oder einen vierten Schaltkontakt, der in der Mehrzahl von Start-Winkelbereichen geschlossen ist und der außerhalb der Start-Winkelbereiche geöffnet ist. Auf diese Weise kann beispielsweise eine zweiphasige Potentialtrennung mittels des Drehwahlschalters erfolgen.
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In einer Weiterbildung umfasst der Aus-Winkelbereich Winkel zwischen –40° und 40°, insbesondere –20° und 20°, wobei das Zeichen ”°” Winkel-Grad bezeichnet.
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In einer Weiterbildung entspricht die Anzahl von Start-Winkelbereichen einer Anzahl von unterschiedlichen Codes, die mittels der Kodiereinrichtung kodierbar sind. Die Anzahl von Start-Winkelbereichen bzw. unterschiedlichen Codes kann beispielsweise acht betragen. Auf diese Weise kann ein Wiedereinschalten bereits dadurch erfolgen, dass der Drehschalter von einer Winkelstellung, die einem vorgegebenen Code bzw. Programm entspricht, zu einer benachbarten Winkelstellung gedreht wird, die einem anderen Code bzw. Programm entspricht.
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In einer Weiterbildung sind die Start-Winkelbereiche aufeinander folgend äquidistant, d. h. mit zueinander identischen Winkelabständen, über einen vorgegebenen Winkelbereich, beispielsweise 360°, verteilt. Die Teilung kann jedoch alternativ auch unterschiedlich sein.
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In einer Weiterbildung weisen die Start-Winkelbereiche jeweils eine Breite von ca. 10° auf.
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Die erfindungsgemäße Schaltung umfasst einen erfindungsgemäßen Drehwahlschalter, einen elektrischen Verbraucher mit einem ersten und einem zweiten Versorgungsspannungsanschluss und mindestens ein durch den elektrischen Verbraucher angesteuertes Schaltmittel. Ein erster Anschluss des ersten Schaltkontakts ist mit einem ersten Pol einer Versorgungsspannung, beispielsweise der Netzspannung, verbunden, zwischen einen zweiten Anschluss des ersten Schaltkontakts und den ersten Versorgungsspannungsanschluss ist das ansteuerbare Schaltmittel eingeschleift und der zweite Schaltkontakt ist zwischen den ersten Pol der Versorgungsspannung und den ersten Versorgungsspannungsanschluss eingeschleift. Der erste und der zweite Schaltkontakt können in Serie zwischen den ersten Pol der Versorgungsspannung und den ersten Versorgungsspannungsanschluss eingeschleift sein.
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In einer Weiterbildung umfasst die Schaltung genau zwei durch den elektrischen Verbraucher angesteuerte Schaltmittel, wobei zwischen den zweiten Anschluss des ersten Schaltkontakts und den ersten Versorgungsspannungsanschluss das erste Schaltmittel eingeschleift ist, ein erster Anschluss des dritten Schaltkontakts mit einem zweiten Pol der Versorgungsspannung verbunden ist, zwischen den zweiten Anschluss des dritten Schaltkontakts und den zweiten Versorgungsspannungsanschluss das zweite Schaltmittel eingeschleift ist, der zweite Schaltkontakt zwischen den ersten Pol der Versorgungsspannung und den ersten Versorgungsspannungsanschluss eingeschleift ist, und der vierte Schaltkontakt zwischen den zweiten Pol der Versorgungsspannung und den zweiten Versorgungsspannungsanschluss eingeschleift ist.
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In einer Weiterbildung sind die Schaltmittel Relais.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigt schematisch:
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1 ein elektrisches Ersatzschaltbild einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehwahlschalters,
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2 ein Schaltzustandsdiagramm von Schaltkontakten des in 1 gezeigten Drehwahlschalters,
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3 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung mit dem in 1 gezeigten Drehwahlschalter und
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4 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung mit einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehwahlschalters.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt ein elektrisches Ersatzschaltbild einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehwahlschalters 100. Der Drehwahlschalter 100 wird herkömmlich von einem Benutzer betätigt, indem dieser ein nicht gezeigtes Bedienteil des Drehwahlschalters um eine Achse A (siehe 2) dreht, bis der Drehwahlschalter 100 bzw. dessen Bedienteil eine gewünschte Winkelstellung erreicht hat, welche beispielsweise einem Programm entspricht, das der Benutzer mittels des Drehwahlschalters einstellen möchte.
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Der Drehwahlschalter 100 umfasst einen ersten Schaltkontakt 110, einen zweiten Schaltkontakt 130, einen dritten Schaltkontakt 111, einen optionalen vierten Schaltkontakt 131 und eine herkömmliche Kodiereinrichtung 120, die über einen vorgegebenen Winkelbereich einen winkelabhängigen Code erzeugt.
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Die Kodiereinrichtung 120 verbindet Anschlüsse A bis D winkelabhängig mit Anschluss E. Wenn beispielsweise am Anschluss E eine Spannung eingeprägt wird, steht diese an den Anschlüsse A bis D an, falls ein zugehöriger Schalter geschlossen ist. Auf diese Weise können theoretisch 16 unterschiedliche Winkelstellungen kodiert werden. Bei der gezeigten Ausführungsform, siehe 2, sind vorgegebenen Winkelstellungen 0 bis 7 eindeutige Codes der Kodiereinrichtung 120 zugeordnet.
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Die Kodiereinrichtung 120 kann beispielsweise mittels elektrisch leitenden Kreisbögen auf einer Leiterplatte und zugehörigen elektrisch leitenden Schleifern realisiert sein, die beispielsweise bei einer Betätigung bzw. einer Drehung des Drehwahlschalters in vorgegebenen Winkelstellungen über die Kreisbögen schleifen, wodurch in den vorgegebenen Winkelstellungen die Schalter der Kodiereinrichtung 120 entsprechend geschlossen werden.
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2 zeigt ein Schaltzustandsdiagramm der Schaltkontakte 110, 111, 130 und 131 des in 1 gezeigten Drehwahlschalters, Gemäß 2 sind der erste Schaltkontakt 110 und der dritte Schaltkontakt 111 jeweils im Aus-Winkelbereich βaus geöffnet und sonst geschlossen. Der zweite Schaltkontakt 130 und der vierte Schaltkontakt 131 sind jeweils in den Start-Winkelbereichen α1 bis α8 geschlossen und sonst geöffnet.
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Der Aus-Winkelbereich βaus umfasst exemplarisch Winkel zwischen – 20° und 20°. Die Start-Winkelbereiche α1 bis α8 weisen jeweils exemplarisch eine Breite von ca. 10° auf und sind aufeinander folgend äquidistant über insgesamt 360° verteilt.
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Die Anzahl der Start-Winkelbereiche α1 bis α8 ist identisch mit der Anzahl von unterschiedlichen Codes, die mittels der Kodiereinrichtung 120 kodiert werden. Vorliegend erzeugt die Kodiereinrichtung 120 acht unterschiedliche Codes, d. h. es sind insgesamt acht Start-Winkelbereiche α1 bis α8 vorgesehen, die mittig zwischen den vorgegebenen Winkelstellungen 0 bis 7 angeordnet sind. Es versteht sich, dass auch mehr oder weniger als acht Winkelstellungen bzw. Start-Winkelbereiche vorgesehen sein können.
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Der Aus-Winkelbereich βaus kann in Abhängigkeit von der Anzahl der vorgegebenen Winkelstellungen bzw. der Anzahl von unterschiedlichen Codes, die mittels der Kodiereinrichtung 120 kodiert werden, gewählt sein. Bei zunehmender Anzahl der vorgegebenen Winkelstellungen wird der Aus-Winkelbereich βaus bzw. dessen Breite kleiner. Die Breite der Start-Winkelbereiche α1 bis α8, die ebenfalls von der Anzahl der vorgegebenen Winkelstellungen abhängen kann, ist deutlich kleiner als die des Aus-Winkelbereichs βaus, sodass die Schaltkontakte 130 und 131 bei einer Betätigung des Drehwahlschalters 100 nur kurzzeitig wischend einschalten und den elektrischen Verbraucher mit Energie versorgen, bis dieser sich selbst halten kann.
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Die Schaltkontakte 110, 111, 130 und 131 umfassen beispielsweise jeweils eine zugehörige, nicht gezeigte Schaltfeder, die mittels geeigneter Schaltnocken auf einer Schaltwalze betätigt bzw. ausgelenkt werden, wodurch bei einer Drehung der Schaltwalze aufgrund einer Betätigung des Drehwahlschalters 100 ein Öffnen bzw. Schließen des entsprechenden Schaltkontakts wie in 2 gezeigt bewirkt wird.
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3 zeigt ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung mit dem in 1 gezeigten Drehwahlschalter 100.
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Die Schaltung umfasst weiter einen elektrischen Verbraucher 200 mit einem ersten und einem zweiten Versorgungsspannungsanschluss 201 und 202 und zwei durch den elektrischen Verbraucher 200 angesteuerte Schaltmittel in Form von Relais 203 und 204. Die Relais weisen jeweils herkömmlich eine Relaisspule und einen Arbeitskontakt auf. Das Relais 203 ist optional. Der elektrische Verbraucher 200 kann beispielsweise eine Gerätesteuerung mit einem Mikroprozessor für ein Haushaltsgerät sein, beispielsweise ein Wäschetrockner, eine Geschirrspülmaschine oder eine Waschmaschine. Der Drehwahlschalter 100 dient hierbei beispielsweise zur Leistungseinstellung und/oder zur Auswahl unterschiedlicher Betriebsartenprogramme über den von einem Benutzer eingestellten Drehwinkel.
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Ein erster Anschluss 2 des ersten Schaltkontakts 110 ist mit einem ersten Pol L einer Netzspannung verbunden, zwischen den zweiten Anschluss 4 des ersten Schaltkontakts 110 und den ersten Versorgungsspannungsanschluss 202 des elektrischen Verbrauchers 200 ist der Arbeitskontakt des Relais 204 eingeschleift, ein erster Anschluss 1 des dritten Schaltkontakts 111 ist mit einem zweiten Pol N der Netzspannung verbunden, zwischen den zweiten Anschluss 3 des dritten Schaltkontakts 111 und den zweiten Versorgungsspannungsanschluss 201 des elektrischen Verbrauchers 200 ist der Arbeitskontakt des Relais 203 eingeschleift, der zweite Schaltkontakt 130 ist zwischen den ersten Pol L der Netzspannung und den ersten Versorgungsspannungsanschluss 202 des elektrischen Verbrauchers 200 eingeschleift, d. h. ein erster Anschluss 2 des zweiten Schaltkontakts 130 ist mit dem ersten Pol L der Netzspannung verbunden und ein zweiter Anschluss 5 des zweiten Schaltkontakts 130 ist mit dem ersten Versorgungsspannungsanschluss 202 des elektrischen Verbrauchers 200 verbunden, und der vierte Schaltkontakt 131 ist zwischen den zweiten Pol N der Netzspannung und den zweiten Versorgungsspannungsanschluss 201 des elektrischen Verbrauchers 200 eingeschleift, d. h. ein erster Anschluss 1 des vierten Schaltkontakts 131 ist mit dem zweiten Pol N der Netzspannung verbunden und ein zweiter Anschluss 6 des vierten Schaltkontakts 131 ist mit dem zweiten Versorgungsspannungsanschluss 201 des elektrischen Verbrauchers 200 verbunden.
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Die Funktion der in 3 gezeigten Schaltung wir nachfolgend beschrieben.
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Es sei zunächst angenommen, dass der Drehwahlschalter bzw. dessen Bedienteil eine Winkelstellung innerhalb des Aus-Winkelbereichs βaus einnimmt. Die jeweiligen Schaltkontakte 110, 111, 130 und 131 sind folglich geöffnet. Der elektrische Verbraucher 200 ist daher zweipolig von der Netzspannung getrennt, wodurch keinerlei elektrische Verlustleistung durch den elektrischen Verbraucher 200 erzeugt wird.
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Wenn nun das Bedienteil erstmalig eine Winkelstellung außerhalb des Aus-Winkelbereichs βaus und innerhalb des Start-Winkelbereichs α1 bzw. α8 einnimmt, schließen die jeweiligen Schaltkontakte 110, 111, 130 und 131, wobei zunächst die Arbeitskontakte der Relais 203 und 204 geöffnet bleiben. Eine Versorgung des elektrischen Verbrauchers 200 findet dann über die jeweils geschlossenen Schaltkontakte 130 und 131 statt.
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Der elektrische Verbraucher 200 steuert nun die Spulen der Relais 203 und 204 derart an, dass deren jeweilige Arbeitskontakte schließen. Dies bewirkt, dass auch bei einem öffnen der Schaltkontakte 130 und 131 aufgrund eines Verlassens des Start-Winkelbereichs α1 bzw. α8 der elektrische Verbraucher 200 weiter versorgt wird. Es stellt sich folglich ein selbsthaltender Zustand ein.
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Nachdem ein Benutzer durch Auswahl einer der vorgegebenen Winkelstellungen 1 bis 7 ein Programm ausgewählt hat und gegebenenfalls beispielsweise ein nicht gezeigte Startknopf betätigt wird, wird dieses gestartet und abgearbeitet. Nachdem das Programm vollständig abgearbeitet ist, steuert der elektrische Verbraucher 200 die Relais 203 und 204 derart an, dass deren jeweilige Arbeitskontakte öffnen, um einen Aus-Zustand herbeizuführen. Da die vorgegebenen Winkelstellungen 1 bis 7 derart gewählt sind, dass sie nicht mit den Start-Winkelbereichen α1 bis α8 überlappen, d. h. die Schaltkontakte 130 und 131 sind geöffnet, wird der elektrische Verbraucher vollständig von der Netzspannung getrennt, wodurch keinerlei Leistungsaufnahme durch den elektrischen Verbraucher 200 im Aus-Zustand vorliegt.
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Ein Wiedereinschalten des elektrischen Verbrauchers 200 erfolgt dann lediglich dadurch, dass der Drehwahlschalter über einen der Start-Winkelbereiche α1 bis α8 bewegt wird.
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4 zeigt ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Schaltung mit einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Drehwahlschalters 100'. Bei dieser Ausführungsform fehlen das in 3 gezeigte Relais 203 und der Schaltkontakt 131 und die Schaltkontakte 110 und 130 sind in Serie zwischen den Pol L der Netzspannung und ersten Versorgungsspannungsanschluss 202 eingeschleift. Bei dieser Ausführungsform erfolgt im Aus-Zustand außerhalb des Aus-Winkelbereichs βaus lediglich eine einpolige Netztrennung.
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Den gezeigten Ausführungsformen ist gemeinsam, dass zusätzlich zu den außerhalb des Aus-Winkelbereichs βaus einschaltenden Schaltkontakten 110 und 111 ein bzw. zwei wischend schaltende Schaltkontakte 130 und 131 vorgesehen sind, mittels derer beim Einschalten ein bzw. zwei Relais 203 und 204 in Selbsthaltung gebracht werden. Nach einem Programmende schaltet sich der elektrische Verbraucher 200 durch öffnen des bzw. der Relais 203 und 204 selbst ab. Durch eine kurze Drehung des Drehwahlschalters wird/werden der bzw. die wischenden Kontakte 130 und 131 in den Start-Winkelbereichen α1 bis α8 geschlossen, wodurch ein Verlassen des Aus-Zustands bzw. Stand-By-Zustands bewirkt wird.
