Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zeitschaltgerät
mit einer Geräteteile-Gehäuse-Kombination zum wahlweisen
Einbau verschiedenartiger elektrischer Bau- und/oder Schaltelemente
zu elektrischen Funktions- bzw. mechanischen Bewegungsgruppen
in Form von Untergruppen: Antriebswerk, Gelenkgetriebe
zur Übertragung des Antriebs auf betätigbare Vorrichtungs-Bestandteile,
wie Hemmwerk und/oder Schaltereinrichtung,
sowie Eingangs- und Ausgangs-Anschlußklemmen, die miteinander
bzw. mit einer oder mehreren Kammer(n) eines mehrteiligen
Gehäuses baulich verbindbar bzw. in Wänden oder anderen Teilen
des Gehäuses einlegbar und durch andere Gehäuse-Kammerteile
abgestützt gegen Herausfallen oder unerwünschte Lagenänderung
gesichert sind.
Elektrische Schaltgeräte, wie z. B. Zeitschaltgeräte
und unter diesen vor allem Treppenlicht-Zeitschalter, sind
bisher hauptsächlich mit größeren Gehäusen ausgestattet gewesen,
die je nach ihrer Verwendung für Schalttafel-Einbau oder
Aufputz-Montage entweder völlig verschieden konstruiert oder
mit verschiedenen Montageteilen, z. B. am Fußende, ausgestattet
waren. Im Zuge der Entwicklung, wobei solche Geräte in einem
möglichst kleinen Gehäuse der Form ähnlich der neuzeitlichen
Sicherungsautomaten in der Schmalbauweise entsprechend einem
genormten Teilermaß für Schalttafel-Einbau eingebaut sein
sollen, sind die Gehäuse stetig kleiner geworden, so daß
einer naheliegenden Konstruktion immer engere Grenzen gesetzt
waren.
Damit hat sich zunächst die Problematik ergeben,
daß einerseits eine optimale Zuordnung der Untergruppen in
einem solchen Schaltgerät, die gerade bei einer modernen
Kunststoffertigung ohne besondere Vorkehrungen unerläßlich
wäre, eine eventuell notwendige Justierung unmöglich ist,
aber andererseits eine zweckmäßige Aufteilung des Gehäuses,
die mit Rücksicht auf die Zugänglichkeit der Untergruppen
erwünscht wäre, nicht erreicht werden kann bzw. die Herstellung
verteuern würde. Mit der Entwicklung des Marktes zu den
kleineren Gehäusen im genormten Teilermaß hat aber gerade
die zweckmäßige Aufteilung in einem im wesentlichen haubenförmigen
und einen anderen Teil besonders große Bedeutung
gewonnen, wobei auch die Art der dabei vorgesehenen Montage-Hilfsmittel
sehr wichtig ist.
Zu einer Gruppe von elektrischen Schaltgeräten, die
die Zusammenhänge vielleicht am besten repräsentativ erkennen
läßt, gehören die schon erwähnten Zeitschaltgeräte.
Unter diesen haben vor allem die Treppenlicht-Zeitschalter
eine wesentliche Bedeutung in der praktischen Technik der
elektrischen Installation gewonnen. Diese Treppenlicht-Zeitschalter
bestehen in aller Regel aus einem elektromagnetisch
angetriebenen Anker und einem dadurch betätigten
Hemmwerk, das dabei in eine Arbeitslage gebracht wird, aus
der es nach einer einstellbaren Zeit in die Ruhelage zurückkehrt.
Der zeitabhängig zu schaltende Stromkreis wird
so mit der Einschaltung und Erregung des elektromagnetischen
Ankersystems geschlossen, indem entweder der Anker
unmittelbar oder mittelbar die Schaltereinrichtung beaufschlagt
oder das Hemmwerk mit der Schaltereinrichtung entsprechend
gekuppelt ist. Wegen der Installationsvorschriften
sind solche Zeitschaltgeräte in einem praktisch allseits
geschlossenen Gehäuse eingebaut, das notwendigerweise
aus zwei Teilen oder mehr Teilen, z. B. einem haubenförmigen
Gehäuseteil mit abnehmbarem Deckel, und zwar üblicherweise
in der sogenannten Schalenbauweise, besteht
und dessen Wände von den elektrischen Anschlußteilen durchragt
werden, an welche die äußeren Stromkreisteile, wie
Netz, Verbraucher, Tastenschalter, Anzeigeglimmlampen oder
dgl. angeschlossen werden.
Als Hemmwerke haben sich bei den hier in Rede stehenden
Zeitschaltgeräten sowohl rein mechanische, pneumatische
(pneumatisch-mechanische) Vorrichtungen als auch
elektronische Schaltungen in der Praxis an sich gut bewährt,
wenn auch von der Kostenseite her bisher das pneumatische
Hemmwerk die meisten Vorzüge aufweist. Als rein
mechanische Hemmwerke sind Laufwerke bekannt, die, ähnlich
wie Uhrwerke aufgebaut, durch die Elektromagnet-Anker-Gruppe
vorgespannt, d. h. aufgezogen werden, wobei die Laufzeit
einstellbar ist, nach deren Ablauf eine Kipphebelbewegung
die ruckartige Ausschaltung bewirkt.
Sowohl beim pneumatischen als auch beim rein
mechanischen Hemmwerk ist in dieser Weise die Schaltereinrichtung
mittels Hebel mit Kippeigenschaften oder ähnlichen
Elementen der Mechanik von Gelenkgetrieben mit den
mechanisch bewegten Teilen so gekuppelt, daß die zeitlich
vorbestimmte Einschaltdauer durch einen möglichst sprunghaften
Schaltvorgang beendet wird; das Schaltelement für
die zeitabhängige Schaltung des Verbraucher-Stromkreises
wird entweder vom Hemmwerk oder von der Elektromagnet-Anker-Gruppe
betätigt. Es ist ohne weiteres verständlich,
daß es bei solchen Baugruppen mit mechanischer Bewegungsfunktion,
die in entscheidendem Grade von der Genauigkeit
der gegenseitigen Anpassung gewisser Teile beeinflußt
werden, ebenso entscheidend auf die Güte der gegenseitigen
Passung ankommt.
Im allgemeinen sind bei bisher bekannten und
auf dem Markt verfügbaren Schaltgeräten bzw. Zeitschaltgeräten
der einschlägigen Gattung die einzelnen Komponenten
in dem Gehäuse, z. B. mit Schrauben, einzeln montiert
oder lediglich eingelegt ohne besondere Lagensicherung.
Das Gerät muß in diesen Fällen aus seinen Einzelteilen
zusammengebaut werden, ohne daß vor dem endgültigen
Zusammenbau irgendwelche Untergruppen erstellt
werden, die vor dem Einbau geprüft und anschließend in
einfacher Weise montiert werden können. Deshalb ist für
die Herstellung eine erhebliche Arbeitszeit notwendig und
die betreffenden Arbeitskräfte müssen über Spezialkenntnisse
verfügen, da sie jeweils auf die genaue Anpassung
und Justierung bei der Montage achten müssen, wenn nicht
die Betriebs-Zuverlässigkeit gefährdet sein soll.
Demgegenüber ist es somit nur eine unzureichende
Verbesserung, wenn gemäß der Patentanmeldung mit dem Akt.-Zch.
S 23 214, Kl. 21c, Gruppe 24/01 die Schaltelemente in
einem Isoliergehäuse so zum formschlüssigen Einbau angeordnet
werden, daß sie in einer einseitig offenen, mit
Deckel verschließbaren Kammer des Gehäuses in Schlitzen,
Rinnen od. dgl., der Kammer- und Deckelwände bis auf einen
letzten Freiheitsgrad, also die Richtung des Einlegens,
gebunden und durch den aufgesetzten Deckel hinsichtlich
dieses letzten Freiheitsgrades formschlüssig gesichert
sind. Eine solche Anordnung wird auch nicht wesentlich
dadurch gefördert, wenn für die Sicherung gegenüber den
Kammer- oder Deckelwänden an diesen Wänden abgestützte
Federn eingebaut werden, wenn Klemmenleisten mit einem
Fortsatz oder einem Bügel mit Hammerkopf als Formteile
zusätzlich eingefügt bzw. ein beweglicher Schaltarm zwischen
Schenkel eines hebel- oder bügelförmigen Teils eingelegt
und durch einen Gegenkontakt bzw. einen ihn kraftschlüssig
angreifenden Mitnehmer und eine Feder in seinem
Sitz gehaltert ist.
Es mag sein, daß bei einer solchen Vorrichtung
die Montage etwas erleichtert wird, die in einer Funktionseinheit
zusammenwirkenden Teile können aber, da sie nach
dem Verschluß des Gehäuses nicht mehr zugänglich sind,
nicht justiert werden, zumal sie auch nicht sichtbar
sind; somit kann ihre Funktion auch nicht einzeln kontrollierbar
geprüft werden.
Diese Fragen gewinnen eine geradezu entscheidende
Bedeutung, wenn das Schaltgerät bzw. Zeitschaltgerät
in einem relativ kleinen Gehäuse untergebracht,
wie z. B. - wie bereits erwähnt - in einer Form ähnlich
der neuzeitlichen Sicherungsautomaten in der Schmalbauweise
entsprechend einem genormten Teilermaß für Schalttafeleinbau
(z. B. mit 17,5 mm Breite) ausgebildet werden
soll.
Der vorliegenden Erfindung liegt deswegen die
Aufgabe zugrunde, die einzelnen Komponenten des elektrischen
Zeitschaltgeräts so auszubilden, daß sie durch die
Einbringung in das Gehäuse zwangsweise einander zu funktionsfähigen
bzw. prüfbaren Untergruppen vereinigt zugeordnet
sind und, wenn möglich, die Montagearbeit sich durch
Einbringung kompletter Untergruppen einschließlich ihrer
internen mechanischen bzw. elektrischen Verbindungen weitgehend
erübrigt oder mindestens wesentlich vereinfacht, so
daß sich Toleranzen der einzelnen geometrischen Abmessungen,
z. B. Formänderungen wegen Wärmespannungen bei Spritzgußteilen
infolge der zwangsweisen Justage entweder automatisch, d. h.
ohne besondere Maßnahmen ausgleichen bzw. von vorneherein
durch anpassungsfähige konstruktive Ausbildung ausgeschlossen
sind oder wenigstens nicht störend auf die Funktion des
Geräts auswirken können, also zuverlässig, d. h. bei kritischen
Teil-Untergruppen insbesondere wegen der notwendigen
Sprunghaftigkeit der Schaltvorgänge od. dgl. bleibend formschlüssig
angepaßt sind.
Die vorbeschriebene Aufgabe ist bei einem elektrischen
Zeitschaltgerät mit einer Geräteteile-Gehäuse-Kombination
mit den Teilmerkmalen gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 durch deren Verknüpfung mit den Teilmerkmalen
des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Der grundlegende Erfindungsgedanke besteht also
darin, daß die zwangsweise Zuordnung und Halterung durch
Vereinigung der einzelnen Komponenten zu Untergruppen und
durch steckbar aneinander angepaßte bauliche Vereinigung
dieser Untergruppen - wie im Falle der praktisch übereinstimmenden
Abmessungen - und/oder durch formschlüssige gegenseitige
anpassungsfähige Steckbarkeit in anderen Bestandteilen
herbeigeführt werden soll. Für diese neue technische
Lehre der Erfindung gibt es grundsätzlich mehrere Wege, die
getrennt, d. h. unabhängig voneinander, oder kombiniert beschritten
werden können:
- 1. bauliche Vereinigung eines gehäusefesten
Teils mit einem Gehäuseteil
- 2. formschlüssige Ausbildung einer Untergruppe,
damit sie in einen Bestandteil
formschlüssig eingesteckt werden kann
- a) durch an sich passende Formgebung
- b) mittels Formstücken und Nasen,
Nuten od. dgl.
Diesen erfindungswesentlichen Maßnahmen können, ebenfalls
wieder einzeln oder kombiniert, zweckmäßigerweise auf die
gegebenenfalls vorhandenene Untergruppen
Funktions- und/oder Bewegungsgruppen wie
z. B.
Elektromagnet-Anker-Gruppe
Hemmwerk
Schaltereinrichtung
Anschlußteile
sowie das Gehäuse, gegebenenfalls
mit Kammern, also für
einen modularen Aufbau
angewandt werden. Dies gilt auch für die Untergruppen, z. B.
die Schaltereinrichtung, deren Teil-Untergruppen
Schalterblock
Kontaktfederpaare
Schalthebel
Lagerstück
Schalterblock
wiederum einzeln oder kombiniert aus den einzelnen Komponenten
vormontierbar sind.
Dabei wird ohne zusätzlichen Materialaufwand
lediglich für die justierbare Befestigung der Komponenten,
Teil-Untergruppen und Untergruppen automatisch zwangsweise
die notwendige Genauigkeit und Beständigkeit der räumlichen
Zuordnung der Untergruppen usw. erreicht. Dies gilt auch
für die Maßnahmen zur stufenweisen Betätigung von Kontaktpaaren
durch einen kombinierten Schalthebel. Hierzu kommt
noch, daß der Raumbedarf - weil mehrfach vorkommende Teilstücke
gemäß einem der wesentlichen Erfindungsgedanken
einstückig vereinigt werden - in optimaler Weise an die
gegebenen Umstände, d. h. Grenzabmessungen, auch durch angepaßte
Aufteilung der Kammern des Gehäuses angepaßt werden
können.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel anhand
der Zeichnungen erläutert; es stellen dar:
Fig. 1a) Das Schaltbild eines Zeitschaltgeräts
mit elektronischem Hemmwerk
und bistabilem Wechselspannungs-Relais
b) das Schaltbild eines Zeitschaltgeräts
mit elektronischem Hemmwerk
und sogenanntem Selbsthalte-Relais
c) das Schaltbild eines Zeitschaltgeräts
mit mechanischem oder
pneumatischem Hemmwerk für Vierpunkt-Schaltung
d) wie c) jedoch für Dreipunktschaltung
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Zeitschaltgerät
mit pneumatischem Hemmwerk
im kompletten Aufbau (in Arbeitslage des Hemmwerks)
a) bei Dauerlichtschaltung bzw.
bei Dauerbetriebsstellung ohne
Rücksicht auf Betriebsstellung
von Magnet- oder Hemmwerk
b) ohne Blockierung (nur Teilquerschnitt)
c) einen Querschnitt und
d) eine Untersicht durch bzw. in den
haubenförmigen Gehäuseteil
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Zeitschaltgerät
mit pneumatischem
Hemmwerk und einem Schalthebel
a) in Ruhestellung
b) in Arbeitsstellung kurz vor
dem Einrasten des Gleithebelarms
c) nach dessen Einrasten
Fig. 4 den zugehörigen Schalthebel
a) in ausgeschwenkter Stellung
des Nockens
b) in Ruhe- bzw. endgültiger
Arbeitsstellung
im Aufriß und
c) im Grundriß
Fig. 5a) die Sicht auf das Innere des
Oberteils des Gehäuses in
Richtung des Kopfendes im
Schnitt A-A (Fig. 5b)
b) im Längsschnitt B-B (Fig. 5a)
c) die Sicht auf das Innere des
Oberteils des Gehäuses mit
Schalterblock in Richtung
auf das Fußende im Schnitt
C-C (Fig. 5b)
Fig. 6 einen Längsschnitt durch das
haubenförmige Oberteil
In Fig. 1a bis d sind Schaltbilder wiedergegeben,
die für Zeitschaltgeräte typisch sind; die Fig. 1a
und b beziehen sich dabei auf Zeitschaltgeräte mit elektronischem
Hemmwerk, während bei den Fig. 1c und d ein
mechanisches oder pneumatisches Hemmwerk (vgl. Beschreibungseinleitung)
vorausgesetzt sind, vor allem, wenn diese
Einrichtung die zeitabhängige Schaltung eines Stromkreises
bewirken soll. Die Schaltungen der Fig. 1a und b
enthalten also bereits einen Schaltungsteil, der - ähnlich
wie die ganzen Schaltungen der Fig. 1c und d - eine
Funktions- und/oder Bewegungsgruppe einschließlich einer
Schaltereinrichtung mit einem Schaltelement für den - hier
zeitabhängig - zu schaltenden Stromkreis, während der andere
Schaltungsteil das elektronische Hemmwerk bildet, das
eine zeitverzögerte Umschaltung bewirkt.
Aus den vorstehenden Hinweisen auf die spezielle
zeitabhängige Schaltung eines Stromkreises folgt,
daß anstelle eines Hemmwerks für eine Umschaltung in Abhängigkeit
von einem Zeitverlauf ohne weiteres auch ein
Hemmwerk eingesetzt werden kann, das auf eine bestimmte
vorgegebene Menge, eine mechanische oder eine elektrische
Größe od. dgl. reagiert; diese Einzelheit des Schaltgeräts,
wie es Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, ist, was
besonders betont werden soll, unabhängig von den erfindungswesentlichen
Besonderheiten des beschriebenen Schaltgeräts
und hat lediglich den Charakter eines Ausführungsbeispiels,
an Hand dessen sich die vielfältigen vorteilhaften
Verwertungsmöglichkeiten des grundlegenden Erfindungsgedankens
besonders anschaulich aufzeigen lassen.
In Fig. 1a ist das Stromversorgungsnetz, z. B. von
einer Wechselstromquelle, an die Leitungen 1 (Phase) und 2
(Null) angeschlossen, die durch den eigentlichen Verbraucherkreis,
die Lampe 3 in Serie mit dem Arbeits-Schaltkontakt
4 überbrückt sind; letzterer wird von dem Relais 5 betätigt,
das, in Reihe mit einem Schutzkontakt 6 üblicher
Art und dem Tastenschalter 8, ebenfalls in einem Zweig
zwischen den Leitungen 1 und 2 liegt und von der Bauart
eines Umschaltrelais mit zwei Wicklungen und einem zusätzlichen
Impulskontakt 7 ist. Parallel hierzu liegen der
nichtlineare Widerstand 9, der einer Strombegrenzung bei
langdauernder Tastenbetätigung dient, und die Anzeigeglimmlampe
10.
Nach Betätigung des Tastenschalters 8 wird der
Arbeitskontakt 4 abgeschlossen, so daß an dem Knotenpunkt
11 Spannung anliegt, wodurch über den festen 12 und den
einstellbaren 13 Widerstand, sowie den Gleichrichter 14
der Kondensator 15 je nach der Einstellung mehr oder weniger
langsam aufgeladen wird. Bei Erreichen der Zündspannung
der zum Kondensator 15 in Serie mit der zweiten Wicklung
16 parallel geschalteten Schaltdiode 17 wird diese
gezündet und der Kondensator 15 über die zweite Wicklung
16 entladen; dadurch wird das Umschaltrelais 5 aus seiner
mechanischen Verriegelung in seine Ausgangslage, d. h. den
ausgeschalteten Zustand des Arbeitskontaktes 4 zurückgeführt.
Damit der RC-Ladekreis (Kondensator 15 mit Widerständen
12, 13) immer den gleichen definierten Anfangs-Ladezustand
hat, wird der Kondensator 15 jeweils bei Erregung
des Relais 5 durch den zusätzlichen Impulskontakt
7 und den Widerstand 7 a bis auf die Löschspannung der
Schaltdiode 17 entladen, wie durch die strichpunktierte
Linie 18 angedeutet ist.
Wesentlich weniger aufwendig als die Schaltung
der Fig. 1 a ist diejenige der Fig. 1b, weil dort das kostenverzehrende
Relais 5 mit zwei Wicklungen und Impulskontakt
durch ein diesem funktionstechnisch äquivalentes einfaches
Remanenz-Relais 19, z. B. ein Haftrelais mit elektrischer
bzw. magnetischer Verriegelung, ersetzt ist. Das
Schaltungsprinzip ist im übrigen praktisch gleichartig
dem der Fig. 1a, der Verbraucher (die Lampe 20) liegt in
Serie mit dem Arbeitskontakt 21 des Remanenzrelais 19,
dessen mechanische Kupplung durch die strichpunktierte
Linie 22 angedeutet ist, zwischen den Leitungen 23, 24,
die zur nicht gezeichneten Wechselstromquelle führen. Bei
Betätigung des Tastenschalters 25, dem eine Anzeigeglimmlampe
parallelgeschaltet sein kann, läßt die Phasenspannung
auf der Leitung 23 über den Gleichrichter 26, den
einstellbaren Widerstand 27, sowie die Wicklung des Remanenz-Relais
19 und die dieser parallelen Widerstände 28,
29 (letzterer wieder vom nichtlinearen Strombegrenzungs-Typ)
und schließlich den Gleichrichter 30 den Kondensator
31 auf. Genau wie im Beispiel der Fig. 1a wird dieser bei
Erreichen der Zündspannung der Schaltdiode 32 über diese
und die Wicklung des Remanenzrelais 19 entladen. Da jetzt
der Strom durch die Wicklung in entgegengesetzter Richtung
fließt, wird das Remanenzrelais 19 in seinen Ruhezustand
zurückgeführt, d. h. entriegelt und der Arbeitskontakt
geöffnet. Die Verzögerungszeit wird an dem einstellbaren
Widerstand 27 voreingestellt.
In den Schaltungsbeispielen der Fig. 1a und b
sind, wie man deutlich erkennt, die zu den RC-Gruppen 32
bzw. 33 gehörenden Schaltungsteile die eigentlichen elektronischen
Hemmwerke. Es bedarf wohl keiner weiteren erläuternden
Ausführungen, daß und wie diese zeitabhängig
wirkenden elektronischen Hemmwerke durch rein elektronische,
z. B. auf der Basis von Impulszählschaltungen, oder
auch durch solche ersetzt sein können, deren Schaltungs-
Steuerungs-Funktion, wie bereits erwähnt, von anderen
Größen als der Zeit bestimmt bzw. beeinflußt wird.
In Fig. 1c ist der eigentliche Verbraucher-Schaltungs-Stromkreis,
enthaltend die Lampen 34, 35 über
die Klemme "1", den Arbeitskontakt 36 und die Klemme "2"
an die eine Leitung 37 (Phase "Ph") bzw. die andere 38
(Null "N") des Wechselstromnetzes angeschlossen; der Arbeitskontakt
36 ist mit dem Relais 39 einfacher Bauart,
z. B. vom Tauchanker-Prinzip, mechanisch gekuppelt, wie die
Stange 40 anstelle der meist üblichen Bewegungsgruppe andeuten
soll; von ihm wird aber auch, wie die gestrichelte
Linie 41 zeigt, ein Hilfskontakt 42 betätigt, der in Verbindung
mit der weiter unten noch zu beschreibenden besonderen
mechanischen Kupplung eine Überlastung der Wicklung
des Relais 39 bei längerdauernder Betätigung eines
der Tastenschalter 43, 44 verhindert, über welche die
Wicklung des Relais 39 zwischen den Leitungen 37 ("Ph")
und 38 ("N") des Wechselstromnetzes angeschlossen ist. Die
"Vierleiterschaltung" der Fig. 1c unterscheidet sich, wie
bereits die Bezeichnung sagt, nur durch den zusätzlichen
Stromkreis über den Schalter 45 und die Lampe 46, deren
Schaltungszustand vom Relais 39 also unabhängig ist, von
der "Dreileiterschaltung" der Fig. 1d, deren Aufbau und
Wirkungsweise im übrigen, wie man an sich ohne weiteres
und zusätzlich aus der gleichen Bezifferung erkennt, derjenigen
der Fig. 1c genau entspricht.
Die elektrischen Schaltungen der Fig. 1c und d
enthalten also keine Schaltungsteile, die eine zeitliche
oder andersartige "Verzögerung" der Rückkehr des Arbeitskontakts
in seinen Ausgangs-Betriebs-Zustand bewirken;
diese "Verzögerung" muß durch eine mechanische
oder eine pneumatische, jedenfalls eine zusätzliche oder
getrennte Vorrichtung herbeigeführt werden. Ein Teil der
nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels beschriebenen
Besonderheiten betrifft gerade diese Besonderheiten,
die auch auf "Verzögerungs"-Werke anderen Prinzips
sinngemäß übertragen werden können.
In Fig. 2 ist die Elektromagnet-Anker-Gruppe 101
mit Spulenkörper 102, Wicklung 103 und Tauchanker 104 mit
Vorspannfeder 105 am unteren Ende und das Hemmwerk 106
pneumatischer Bauart mit Zylinder 107, Kolben 108, Luftkissen
109, Dichtungsscheibe 110 als Dichtungsventil und
einstellbarer Luftaustrittsöffnung 111 am oberen Ende auf
der rechten Seite des zweiteiligen Gehäuses mit dem haubenförmigen
Oberteil 112 und dem Unterteil 113 untergebracht.
Die Elektromagnet-Anker-Gruppe und das Hemmwerk
sind also bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl an den
einen Teil, nämlich das Oberteil 112, als auch an den anderen
Teil des zweiteiligen Gehäuses, das Unterteil 113,
so räumlich angepaßt, daß sie formschlüssig einsteckbare
Untergruppen bilden bzw. enthalten, deren den Raumbedarf
maßgebend bestimmende geometrische Abmessungen höchstens
annähernd um die Wandstärke des Gehäuses kleiner sind als
die entsprechenden Abmessungen, nämlich gerade gleich dem
Innenmaß von oben bis unten, des Gehäuses sind.
Dabei ist in Fig. 2 auch bereits das weitere
erfindungswesentliche Merkmal verwirklicht, nämlich daß
eine der Untergruppen - in diesem Falle der Zylinder 107 -
einen Gehäuse-festen Bestandteil und ein zugehöriges
darin beweglich geführtes Funktionsteil - nämlich den
Kolben 108 - enthält und der Gehäuse-feste Bestandteil
mit einem Gehäuseteil einstückig stoffschlüssig baulich
vereinigt ist. Der technische Vorteil liegt auf der Hand:
es erübrigt sich auf jeden Fall schon die - maßhaltige -
Montage des Zylinders im Gehäuse. Im übrigen ist ein erfindungswesentlich
weiteres Merkmal dabei verwertet, und
zwar daß ein beweglich geführtes Funktionsteil - nämlich
der Kolben 108 - mit dem Tauchanker 104 durch die Kolbenstange
114 verbunden mindestens teilweise identisch ist
und damit mehreren Funktionen als Teile der Funktionsgruppen -
nämlich auch als Lagerelement für den zu der
Schaltereinrichtung gehörenden Hebel 115 mit dem Führungskopf
116 zwischen der Unterfläche 117 und der gleichzeitig
die Vorspannfeder 105 haltenden Kopfplatte 118 des Tauchankers
104 - dient.
Im linken Teil 119 des Gehäuses sind die Schaltereinrichtung
120 mit dem Schaltelement 121 für den zeitabhängig
zu schaltenden Strom, der Schalterblock 122 und
die elektrischen Anschlußteile 123 ebenfalls raumangepaßt
erkennbar, aber auch, gemäß einem weiteren erfindungswesentlichen
Merkmal, so untergebracht, daß sie teilweise -
wie der Schalterblock 122 - als Formstück für einen anderen
Bestandteil, nämlich durch den Anschlagansatz 124 für
den Spulenkörper 102 dienen. Der Ventil-Hohlkörper 125 mit
der mittels des Gewindeansatzes 126 in der Eintauchtiefe
einstellbaren Spindel 127 dient als verstellbare Luftaustrittsöffnung
zur Festlegung der Einschaltdauer und ist
im Boden 128 des Zylinders 107 der Zylinder-Kolben-Gruppe
106 formschlüssig einstückig und somit durch das Gehäuse
hindurch einstellbar eingelassen, wobei der Boden 128 des
Zylinders 107 mit dem Gehäuse, und zwar dem Deckel 129 des
Oberteils 112 identisch ist. Die Spindel 127 mit der zugehörigen
Bohrung können dabei, je nach den gegebenen
technischen Verhältnissen sowohl zylindrisch als auch von
Konus-Form sein.
Im Boden 130 des Gehäuses ist an der Stelle der
Bohrung 131 des Spulenkörpers 102 für den Tauchanker 104
die Dämpfungsscheibe 132 aus elastischem Werkstoff, wie
Gummi, gummiähnlichem Kunststoff od. dgl., in der Nut 133
des Ringwulstes 134 eingelegt, auf dem der Spulenkörper
102 ohne zusätzliche Hilfsmittel zwangsweise passend aufliegt
und damit bzw. mit Unterstützung der Nut 133 zentriert
wird.
Zu der Vorrichtung für die mechanisch gesondert
einstellbare Blockierung eines Schaltelements der
Schaltereinrichtung in einer seiner Schaltstellungen,
die im Falle eines Treppenlicht-Zeitschalters für die
wahlweise Dauerlicht-Schaltung erwünscht, aber keineswegs
auf eine solche spezielle Anwendung der Außerbetriebsetzung
der Automatik durch Vorwahl beschränkt ist und bei
dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2a in Blockierungsstellung
wiedergegeben ist, gehört der Kipphebel 135, der mit
seinem Arm 136 die Kontaktfeder 137 des Schaltelements
121 beaufschlagt; die Kontaktfeder 137 ist an ihrem freien
Ende mit dem auf die aufgesteckten Formstücke 138 aus
isolierendem Werkstoff ausgestattet, das die Nut 139 aufweist,
die den Arm 136 des Kipphebels 135 führt, wobei
die Begrenzungswand 140 als Anschlag für den Arm 136
dient.
Der Kipphebel 135 ist mit seinem Schlitzlager
141 auf der Achse 142 so gelagert, daß er von außen eingesteckt
werden kann und dann die zwischen den zwei parallelen
Wänden 143, 144, von denen nur die eine sichtbar
ist, liegende Gehäusewand, den Deckel 129 des Oberteils
112 durchragt. Außer mittels des Arms 136 ist der Kipphebel
135 auch durch die wannenförmige Führungsnase 145 mit der Stirnwand
146 geführt, die an der Innenseite des Deckels 129
angeformt ist. Die Achse 142 ist an den Wänden 143, 144
angeformt und verbindet diese; auf ihr ist der Kipphebel
135 mit der Halbnabenschale 147 gelagert, die an dem
Schlitzlager 141 angeformt ist.
Der Kipphebel 135 wird durch die U-förmige
Kippfeder 148 an die Achse 142 angedrückt und bistabil
vorgespannt; die Kippfeder 148 ist zwischen den Wänden
143, 144, d. h. mittels des von der der Halbnabenschale 147
entgegengesetzten Seite eingesteckten Haltestücks 149 mit
dem Halteschlitz 150, und der Nut 151 des Kipphebels 135
eingespannt. In der in Fig. 2b wiedergegebenen Lage ohne
Blockierung des Schaltelements 121 liegt der Kipphebel
135 mit seiner Nase 152 an dem Zylinder 107 an.
In Fig. 2c ist das Oberteil 112 des Gehäuses allein,
d. h. nahezu ohne eingefügte Komponenten wiedergegeben,
so daß die baulich einstückige Vereinigung des gehäusefesten
Bestandteils Zylinder 107 mit dem haubenförmigen
Oberteil 112 besonders gut erkennbar ist; die Rohrwandung
153 des Zylinders 107 ist also mit einem Teil des
Oberteils 112 identisch, weil sie mit ihm so einstückig
stoffschlüssig baulich vereinigt ist, daß der Innendurchmesser
der Rohrwandung 153 gleich der Tiefe (Innenmaß)
des Oberteils 112 ist. Außerdem ist in Fig. 2c ersichtlich,
daß der Boden 128 des Zylinders teilweise identisch mit
dem Deckel 129 des Oberteils 112 ist und somit die Länge
von Zylinder und Gehäuse an diesem oberen Ende übereinstimmt.
Der Ventil-Hohlkörper 125, hier ein Hohlzylinder,
ist mit der Bohrung 154 und dem Gewindeansatz 155 für die
nichtdargestellte Spindel, sowie der Eintiefung 156 für
eine aus der Oberfläche des nicht gezeichneten Kolbens
vorstehende Schraube od. dgl. versehen. Der untere Rand
157 des Zylinders 107 dient gleichzeitig als Anschlag für
den in Fig. 2a wiedergegebenen Hebel 115.
In Fig. 2c und d zusammen ist besonders gut die
bereits erwähnte wannenförmige Führungsnase 145 mit der
Stirnwand 146 erkennbar, sowie die Achse 142 und das Haltestück
149 mit dem Halteschlitz 150, das von unten, d. h. der
der Halbnabenschale 147 entgegengesetzten Seite in das
Oberteil 112 des Gehäuses formschlüssig eingesteckt ist.
Im allgemeinsten Sinne des grundlegenden Erfindungsgedankens
ist es bei allen möglichen Ausführungsformen
von Kombinationen der erfindungswesentlichen Merkmale
förderlich, wenn mindestens eine Untergruppe, vorzugsweise
ein Teil des Gehäuses, z. B. das Oberteil 112 des Gehäuses
aus einem Klarsichtwerkstoff hergestellt ist. In
diesem Falle kann es dann außerdem zweckmäßig sein, wenn
andere Untergruppen, die als Lagerstück oder als Führungsstück
oder als Haltestück dienen, ebenfalls aus Klarsichtwerkstoff
gefertigt sind.
Im folgenden ist anhand der Fig. 3 vorrangig
die Schaltereinrichtung 120 mit dem Schaltelement 121
komplett in ihrem Zusammenwirken mit dem als Schalthebel
dienenden Hebel 115 beschrieben. Da es hier entscheidend
auf die verschiedenen Betriebsstellungen ankommt, sind
diese getrennt in den Fig. 3a für die Ruhestellung, in
Fig. 3b für die Arbeitsstellung kurz vor und in Fig. 3c
nach dem Einrasten wiedergegeben. Die Bezugsziffern der
bereits erwähnten oder beschriebenen Teile sind identisch
mit denen der Fig. 2a bis d, so daß sich eine Wiederholung
dieser Beschreibungsteile erübrigt.
Die Schwenkachse 235 des Schalthebels 115 ist
in dem Lagerstück mit dem Oberteil 236 und dem (gestrichelt
gezeichneten) Unterteil 237 gelagert und enthält
außer dem bereits erwähnten Führungskopf 116 an dem längeren
Arm 238 den kürzeren Arm 239 mit der gekrümmten
Gleitfläche 240, der also als Gleithebelarm wirkt,
dem Nocken 241, der ebenfalls auf der Schwenkachse 235 gelagert
ist, und den kurzen Arm 242. Die Kontaktfedern des
Ruheschaltelements 243 liegen mit der Wicklung 103 der
Elektromagnet-Anker-Gruppe 101, einem nichtgezeichneten
Taster, Anschlußteilen und dem Netz in Reihe (vgl. Fig. 1a,
c und d in Verbindung mit dem zugehörigen Beschreibungsteil),
die Kontaktfedern des Schaltelements 121 über die
Anschlußteile 123 mit den Verbrauchern und dem Netz.
Wenn durch Drücken eines Tasters der Stromkreis
der Wicklung 103 geschlossen wird, wird der Tauchanker 104
in das Innere des Spulenkörpers 102 eingezogen, wobei die
Vorspannfeder 105 zusammengedrückt und der Kolben 108 im
Zylinder 107 nach unten gezogen wird, wobei durch die Dichtungsscheibe
110 das Luftkissen 109 ausgefüllt und ein Ausströmen
des Luftkissens wegen der Ventilwirkung der Dichtungsscheibe
und der kleinen Luftaustrittsöffnung 111 zunächst
verhindert wird (Fig. 3b). Dabei wird durch den Kolben
108 und die Kopfplatte 118 der Führungskopf 116 und
mit ihm der Schalthebel 115 mit seinem kürzeren Arm 239 um
die Schwenkachse 235 im Uhrzeigersinn geschwenkt. Der kürzere
Arm 239 gleitet mit seiner gekrümmten Gleitfläche 240
an dem auf der Kontaktfeder 244 des Schaltelements 121
aufgesteckten Formstück 245 entlang und drückt dadurch
diese gegen die andere Kontaktfeder 246, so daß der Stromkreis
der Verbraucher geschlossen wird.
Sobald die Kontaktfeder 244 durch den kürzeren
Arm 239 weit genug ausgelenkt ist, springt der Nocken 241
unter der Vorspannung der Feder 248, die in Fig. 3b erkennbar
ist, ebenfalls im Uhrzeigersinn, bis sein Anschlag
249 an den kürzeren Arm 239 anstößt (Fig. 3c). Von jetzt
an gleitet der Nocken 241, wenn das Luftkissen 109 durch
den Kolben 108 unter der Wirkung der Vorspannfeder 105
durch die verstellbare Luftaustrittsöffnung 111 je nach
deren freigegebenen Querschnitt mehr oder weniger schnell
herausgedrückt wird, an dem Formstück 245 entlang entgegen
dem Uhrzeigersinn, wobei der Kolben 108 und der Schalthebel
115 langsam in ihre Ruhelage (Fig. 3a) zurückkehren.
Erst wenn der Nocken 241 mit seiner Oberkante 250 unter
die Unterkante 251 des Formstücks 245 zu liegen kommt,
springt die Kontaktfeder 244 in ihre Ruhelage - und zwar
ruckartig - zurück.
Der kurze Arm 242 des Schalthebels 115 betätigt
in Arbeitslage, d. h. bei maximalem Hub des Kolbens
108 das Ruheschaltelement 243 und öffnet dabei den Erregungs-Stromkreis
der Wicklung 103 der Elektromagnet-Anker-Gruppe
101 (falls er noch durch den gedrückten Taster
geschlossen ist), so daß die Wicklung 103 auch bei längerem
Drücken des Tasters nicht überlastet werden kann.
Die Betätigung des Ruheschaltelements 243, die auch in
anderer Weise als Schutzschaltung wirken kann, dauert,
wie man erkennt, nur eine verhältnismäßig kurze Zeit während
eines Teils des Hubs des Kolbens 108, nämlich so
lange, als eine Nachschaltung ausgeschlossen sein darf.
In Fig. 4 ist der Schalthebel (115 in Fig. 2 und
3) in ausgeschwenkter Stellung des Nockens 241 (a) und in
Ruhe- und endgültiger Arbeitsstellung -bis auf die absolute
Winkellage - (b) gesondert dargestellt.
Die Schwenkachse 235 ist auf der Seite des
Schalthebels 115 mit einem Stummel 253 von größerem Durchmesser,
und auf der anderen Seite mit einem Stummel 254
von kleinerem Durchmesser ausgestattet, auf welch letzterem
der Nocken 241 mit der mit ihm einstückig vereinigten
Feder 248, die am Zapfen 255 anliegt, gelagert ist
(Fig. 4c). Die unterschiedlichen Durchmesser der Schwenkachse
235 auf beiden Seiten erleichtern die Montage, weil
dadurch eine Verwechslungsgefahr bzw. eine Gefahr der
Seitenvertauschung ausgeschlossen ist. Durch die Feder 248
wird der Nocken 241 mittels des Anschlags 256 in der Ruhelage
bzw. endgültigen Arbeitsstellung gegen den kürzeren
Arm 239 mit der gekrümmten Gleitfläche 240 gedrückt und
bei der Rückkehr des Schalthebels 115 von dem kürzeren
Arm 239 mitgenommen. Mit dem Nocken 241 ist der kurze Arm
242 einstückig vereinigt, so daß auch dieser zuerst dessen
verzögerte Auslenkung und dann die langsame Rückkehr
des Schalthebels 115 mitmacht.
Die Schaltereinrichtung 120 mit dem Schalthebel
115 und der Anordnung des Schaltelements 121 bzw.
des Ruheschaltelements 243 in dem Schalterblock 252 erfüllen,
wie man ohne weiteres sieht, auf eine wesentlich
einfachere und trotzdem zuverlässige Weise die erfindungsgemäße
Aufgabe, daß die ruckartige Hebelbewegung und damit
Schalterbetätigung zeitlich genau genug eingestellt
werden kann und eingehalten wird, wobei zwei Untergruppen
durch die Einbringung in das Gehäuse zwangsweise justiert
wird und sich Toleranzen der einzelnen geometrischen
Abmessungen entweder automatisch, d. h. ohne besondere
Maßnahmen ausgleichen oder wenigstens nicht störend
auf die Funktion des Schaltgeräts bzw. Zeitschaltgeräts
auswirken können.
Die zwangsweise Zuordnung und Justierung der
Untergruppen läßt sich mit Hilfe der Fig. 5 deutlich erkennen,
wo der Schalterblock 252 aus den beiden Abstands-Formteilen
257, 258 mit den Schlitzen 259 bis 262 für
die hier nicht wiedergegebenen Kontaktfedern steckbar
zusammengesetzt zwischen zwei parallelen Wänden 263, 264
mit Führungsnuten 265, 266 bzw. entsprechenden Führungsnasen
des Schalterblocks formschlüssig einführbar ausgebildet
ist (vgl. Fig. 5c). Die beiden Abstands-Formteile
257, 258 sind einander durch die Zapfen 267, 268 in den
Sackbohrungen 269, 270 unverwechselbar zwangsweise zugeordnet
und dem Gehäuse-Oberteil 112 durch die mit dessen
Wänden einstückig vereinigten Anschlagsleisten 271, 272.
Die zuletzt erwähnte Zuordnung bestimmt einmal
durch die einstückige Vereinigung des Schalterblocks 252,
d. h. in Fig. 5b des Abstands-Formteils 257 mit dem Unterteil
237 des Lagerstücks mit der Halbnabenschale 273 für
die nicht wiedergegebene Schwenkachse des Schalthebels
(115 in Fig. 2 und 3) und zum anderen durch die ebenfalls
einstückige Vereinigung der Anschlagnase 274 für den
hier nicht wiedergegebenen Spulenkörper (102 in Fig. 2)
der Elektromagnet-Anker-Gruppe (101 in Fig. 2) die automatisch
zwangsweise Justierung und Zuordnung zu dem
Schalthebel (115 in Fig. 2) und dem Tauchanker (104 in
Fig. 2). Das Unterteil 237 des Lagerstücks für die Schwenkachse
235 ist in einem entsprechenden Schlitz mit der
oberen Halbnabenschale 275 des Oberteils 236, d. h. zwischen
den Stegen 276, 277 und mit ihm damit der Schalterblock
252 zusätzlich zwangsweise zentriert eingesteckt
und somit Schalterblock, Schalthebel und Gehäuse sowie
Elektromagnet-Anker-Gruppe nochmals einander
zugeordnet, ohne daß es einer besonderen Justierung bedarf.
Dem gleichen Zweck dient der Vorsprung 278 am
Schalterblock 252, mit dem zusätzlich eine Passung zwischen
den Seitenwänden und Nasen in dem nicht dargestellten
anderen Teil des Gehäuses herbeigeführt wird. Schließlich
sind an den beiden Abstands-Formteilen 257, 258 -
ebenfalls seitensymmetrisch - Anschläge 279, 280 für eine
Kontaktfeder und die Versteifungswände 281, 282 für die
Anschlagnase 274 und das Unterteil 237 des Lagerstücks
einstückig angebracht, die ebenfalls wieder zur Genauigkeit
der Zuordnung der Untergruppen des Schaltgeräts bzw.
Zeitschaltgeräts wesentlich beitragen.
Anhand der speziellen Darstellung des Ausführungsbeispiels
in den Fig. 6 bis 8 werden im folgenden diejenigen
Besonderheiten im einzelnen erläutert, die zu
der dritten Hauptgruppe von erfindungswesentlichen Merkmalen
im Rahmen des grundlegenden Erfindungsgedankens gehören.
Wie bei der vorstehend beschriebenen Hauptgruppe
der Schaltereinrichtung sind auch hier die Bezugsziffern
von Teilen, die bereits erwähnt worden sind, die gleichen
wie in den Fig. 2 bis 5.
In Fig. 6a ist das haubenförmige Oberteil 112
des Gehäuses eines Schaltgeräts mit Schnappbefestigungselementen
302, 303 für ein Fußteil wiedergegeben.