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Vorrichtung zum selbsttätigen Ein-und Ausschalten des Heizstromes einer elektrischen Heizvorriehtung.
Die Erfindung betrifft elektrische Heizvorrichtungen und bezweckt eine einfache und verlässliche, auf Temperaturen ansprechende Schaltvorrichtung zum Ein-und Aussehalten des Heizstromes beim Erreichen einer bestimmten einstellbaren Temperatur einer elektrischen Heizvorrichtung zu schaffen. Die Erfindung ist auf elektrische Heizvorrichtungen im allgemeinen anwendbar, ist aber für elektrische Bügeleisen besonders vorteilhaft.
Die Erfindung verwendet die bekannte Anordnung eines Thermostaten, der mittels Federn Kontakte mit Schnappwirkung schliesst oder öffnet, und ist in einer einfachen Vorrichtung zum Einstellen der Temperaturgrenzen gelegen.
Gemäss der Erfindung liegt das freie Ende eines bei Erwärmung ausschwingenden (bimetallischen) Stabes an einem Ende eines unter Federwirkung stehenden Bügels an, dessen anderer Schenkel an einem festen Teil der Heizvorrichtung angelenkt ist, wobei am Steg des Bügels eine die Kontaktbrücke tragende Stange befestigt ist und der Ausdehnungsstab sich federnd gegen einen stellbaren Regelbolzen legt.
In der Zeichnung ist Fig. 1 ein Längsschnitt eines elektrischen Bügeleisens mit einer Temperatur-
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Kontakte der Schaltvorrichtung.
In den schweren, aus gut wärmeleitendem Material, wie Gusseisen, hergestellten Boden 10 des als Beispiel gewählten Bügeleisens ist ein elektrischer Heizkörper 11 eingebettet, etwa eingesossen. Auf den Oberteil des Bodens 10 ist der auf einer Stufe 10a aufruhendr Deckt ! 12 aufgesetzt und durch Schrauben befestigt.
In einer länglichen Ausnehmung 13 ist eine auf Temperatur ansprechende Schaltvorrichtung für den Heizkörper 11 angeordnet, die einen bimetallischen Ausdehnungsstab 14 aufweist, der bekanntlich aus zwei durch Schweissen oder Hartlöten verbundenen Metallstreifen von verschiedenen Ausdehnungkoeffizienten besteht. Der Thermostat 14 ist mit einem Ende durch eine durch ihn gehende Klemm- schraube 15 starr am Boden 10 bpfestigt, u. zw. im unteren Teil der Ausnehmung 13 in der Nähe der
Arbeitsfläche des Bügeleisens, so dass die Wärme von dieser Arbeitsfläche auf den Thermostaten über- tragen wird. Um die Spannungen im Thermostaten tunlichst zu verteilen und damit die Höchstspannung zu verringern, kann das eingespannte Ende des Stabes breiter sein als das freie.
Um eine Querbewegung des freien Endes des Stabes hintanzuhalten, ist dieser mit einem Längsschlitz 14a versehen, in den ein
Fiihrungsbolzen eingreift.
Das freie Ende des Stabes bildet eine Schneide 16, die in ein Schneidelager an einem Arm einer
U-Feder 17 eingreift, deren anderer Arm ein Schneidenlager für eine feste Schneide 18 trägt. Die Schneiden- lager werden durch V-förmige Vertiefungen in den Enden der Feder 17 gebildet, wie Fig. 1 und 3 zeigen.
5 Die in den unteren Teil des Bodens 10 eingeschraubte Stange 20, die zur willkürlichen Regelung der Gebrauchstemperatur des Bügeleisens dient, erstreckt sich nach aufwärts durch eine Öffnung im
Thermostaten 14, die näher am Befestigungspunkt des letzteren am Boden 10 als an seinem freien Ende liegt. Zwei Muttern auf der Stange 20 bilden einen Anschlag 21 für den elastischen, für gewöhnlich an
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Bund 21a der Stange 20 begrenzt. Das obere aus dem Deckel. 28 herausragende Ende der Stange trägt einen Griff 22, mittels dessen sie zwecks Hebens und Senkens gedreht werden kann, wodurch der Thermostat durchgebogen und sein freies Ende gehoben und gesenkt werden kann, um die Temperatureinstellung zu ändern.
Der Kopf 20 a der Stange 20 greift gut passend in eine Ausnehmung 22a des Griffes 22. Der zylindrische Teil 22b des Griffes 22 trägt nach aussen gebogene Lappen 22c, welche sich zwecks Festhaltens des Griffes an den Deckel 12 legen. Der Thermostat wird für gewöhnlich durch den Anschlag 21 niedergehalten, so dass, wenn die Stange 20 nach aufwärts bewegt wird, der Thermostat emporfedert, wodurch seine Temperatureinstellung geändert wird. Eine im Oberteil des Gehäuses befestigte Stütze 29 verhindert seitliche Bewegungen der Stange 20.
Der Thermostat ist derart angeordnet, dass seine Schneide 16 bei einer bestimmten Temperatur in der neutralen Stellung, d. i. in einer Geraden mit der Schneide 18 und dem wirksamen Stützpunkt des Thermostaten liegt, der von dem Anschlag 21 gebildet wird. In dem zwischen diesem Anschlag und dem freien Ende liegenden Teil des Thermostaten findet die nutzbare Deformation des letzteren statt.
Die Schenkel der Feder 17 haben das Bestreben auseinanderzurücken und werden für gewöhnlich zwischen den Schneiden 16, 18 zusammengedrückt, wobei auf das freie Ende des Thermostaten ein Druck ausgeübt wird, der das Bestreben hat, dieses freie Ende auf der einen oder der anderen Seite der neutralen Stellung zu halten. In der neutralen Stellung wirkt der Druck der Feder 17 genau in der Richtung der Geraden zwischen der Schneide 16 und dem Anschlag 21 ; wird aber der Thermostat in der einen oder in der anderen Richtung aus der neutralen Stellung gebracht, so entsteht eine seitliche Komponente des Federdruckes, welche den Thermostaten noch weiter aus seiner neutralen Lage zu bringen sucht und um so grösser wird, je weiter der Thermostat aus seiner neutralen Lage gelangt ist.
Am Boden der Feder 17 sind eine untere Feder 23 und eine obere Feder 24 befestigt, die durch eine Unterlagscheibe 25 voneinander getrennt und samt der letzteren durch Nieten 26 an der U-Feder 17 befestigt werden. Die untere Feder 23 bildet einen Schalterarm und an ihrem freien Ende ist mittels Nieten der Bügel 28 eines Doppelkontaktes 27 befestigt, der am Bügel durch einen Stift 30 festgehalten wird. Ein Draht 31 verbindet die Kontakte 32, 32 a, Fig. 5, und zwischen dem Draht 32 und dem Bügel 88 ist eine isolierende Platte 33 eingelegt. Der Doppelkontakt 27 wirkt mit den voneinander isolierten festen Kontakten 34, 34a an einem davon isolierten Träger 35 zusammen, der am Boden 10 durch Schrauben 36 befestigt ist.
Der Kontakt 34 ist durch Leiter 37, 38 mit einer Klemme 40 des Heizkörpers verbunden.
Der andere Kontakt 34a steht durch Leiter 41, 42 mit einem (44) von zwei Kontaktstiften in Verbindung, deren anderer mit der zweiten Klemme 43 des Heizkörpers in Verbindung steht. Die Verbindung zwischen dem Kontaktstift 44 und einer geeigneten Stromquelle erfolgt durch einen geeigneten Stecker.
Stellt also der Doppelkontakt 27 die Verbindung zwischen den Kontakten 34, 34 c her, wie Fig. 1 zeigt, so ist der Strom durch den Heizkörper 11 geschlossen, wobei der Doppelkoutakt 27 durch die Federn 23, 24 fest gegen die Kontakte 84, 34a gedrückt wird.
Beim Betrieb wird der. Doppelkontakt 27 durch die Federn 23, 24 niedergehalten und der Heizkörper ist eingeschaltet, wie Fig. l zeigt, so lange die Temperatur unter einer bestimmten Höchsttemperatur liegt. Es liegt dann nämlich das bewegliche Ende des Thermostaten unter der neutralen Stellung. Steigt die Temperatur, so sucht sich das freie Ende des Thermostaten infolge der Durchbiegung nach aufwärts zu bewegen, trifft aber dabei auf den Widerstand der Feder 17. Steigt jedoch die Temperatur über den vorbestimmten Höchstwert, so überwindet der Thermostat den Widerstand der Feder und schlägt nach oben aus, wobei der Widerstand der Feder 17 verringert wird, weil die Feder die grössere Kraft gegen den Stützpunkt der Feder hin äussert.
Infolgedessen geht der Thermostat 14 rasch durch die neutrale Stellung auf die andere Seite derselben, u. zw. unter der Wirkung der seitlichen Komponente des Druckes der Feder 17. Der Heizstrom wird so rasch unterbrochen, indem der Doppelkontakt 87 sehr rasch von den Kontakten 34, 34a abgebogenikud in die in Fig. 3 gezeichnete Stellung gebracht wird.
Hiezu trägt auch der biegsame Schaltarm 23 bei. In der in Fig. 1 gezeichneten Stellung ist der
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legt, bevor der Thermostat seine normale Schliessstellung erreicht ; infolgedessen wird der Doppelkontakt an die festen Kontakte 34, 34a im ersten Teil der Bewegung des Thermostaten dadurch gehalten, dass sieh die Feder 23 während des ersten Teiles der Thermostatenbewegung gerade streckt. Der Thermostat hat sonach keine Gelegenheit, eine hohe Geschwindigkeit anzunehmen, bis sich die Feder 23 gerade gestreckt hat und den Doppelkontakt von den festen Kontakten 34, 34a abhebt. Diese Anordnung der Feder 23 hat auch zur Folge, dass die Kontakte bei der Herstellung und Unterbrechung des Stromschlusses etwas aufeinander schleifen, wodurch Ablagerungen auf denselben beseitigt werden.
Sobald nach Unterbrechung des Heizstromes die Temperatur des Bügeleisens und damit auch des Thermostaten zu sinken beginnt, sucht sich der Thermostat in die Schlussstellung zurückzubewegen, wobei er aber auf den Widerstand der Feder 17 trifft, der bei einer vorbestimmten Mindesttemperatur überwunden wird, worauf der Thermostat in die Schlussstellung schnappt.
Auf diese Weise wird die Heizleitung so geregelt, dass eine vorbestimmte Temperatur aufrecht erhalten wird, die zwischen der eingestellten höchsten und niedersten Temperatur liegt. Bei der Schluss- stellung biegt sich die Feder 23 nach unten durch, nachdem die Kontakte in Berührung getreten sind.
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In der Offenstellung legt sich die Feder 23 an den Deckel 12, wie Fig. 3 zeigt, und bei der Schlussstellung, Fig. 1, kann sich der Thermostat entsprechend der niedrigen Temperatur bei Nichtgebrauch des Bügeleisens nach unten durchbiegen. Der Abwärtsbewegung des Thermostaten wirkt die Feder 23 entgegen ; aber dieser Widerstand wird durch die zur Wirkung kommende Kraft der Feder 17 mehr als überwogen. Der Thermostat kann dann jede Stellung bei der Biegung infolge niedriger Temperatur einnehmen. Damit wird jede bleibende Verbiegung des Thermostaten vermieden, die bei Beeinträchtigung der Bewegungsfreiheit des Thermostaten sich infolge Auftretens von Spannungen einstellen könnte.
Durch Einstellen der Stange 20 kann die aufrechtzuerhaltende Temperatur genau vorbestimmt werden. Durch Drehen des Griffes 22 in einer Richtung, das die Stange 20 nach abwärts bewegt oder nach aufwärts bewegt, wird diese Temperatur hinauf-bzw. herabgesetzt ; am Deekel 12 wird vorteilhafterweise eine Skala 22a (Fig. 4) angebracht, auf der der Griff 22 spielt. Dadurch kann die Temperatur auf jeden beliebigen Wert eingestellt werden. Der Griff 22 befindet sich in einer solchen Stellung, dass er vom Arbeiter, während er beim Bügeln den Bügeleisengriff 12a festhält, leicht erfasst werden kann.
Die Schneide 18 wird von einem lose in eine Bohrung 19a eingesetzten Zapfen 19 getragen, der unter der Wirkung der Stellschraube 47 steht, aber sieh mit letzterer nicht dreht. Wird die Schraube 47 weiter eingeschraubt, um die Schneide 18 weiter gegen die Feder 17 hinzurücken (in Fig. 1 und 3 nach rechts), so wird der Druck der Feder 17 gesteigert und damit der Unterschied zwischen der Höchsttemperatur, bei welcher die Heizleitung unterbrochen wird und der Tieftemperatur, bei welcher die Heizleitung wieder geschlossen wird, vergrössert. Es kann ein beliebiger Heizkörper 11 verwendet werden. Bei dem in der Zeichnung dargestellten ist in eine äussere metallene Umhüllung 45 ein schraubenförmig gewickelter Widerstandsdraht 46 eingesetzt, der in ein pulvriges, hitzebeständiges Isoliermaterial 48 eingebettet ist. Der Heizkörper hat angenähert U-förmige Gestalt (Fig. 2).
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum selbsttätigen Ein-und Ausschalten des Heizstromes beim Erreichen einer bestimmten einstellbaren Temperatur der elektrischen Heizvorrichtung, insbesondere eines Bügeleisens, mit Hilfe eines Thermostaten und eines Gestänges, welches durch Federwirkung aus der einen Stellung in die andere überschnappt, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung besteht : aus einem bei Er- wärmung ausschwingenden (bimetal'isehen) Stab, einem federnden Bügel, dessen Schenkel an einem festen Teil der Heizvorrichtung und an dem freien Ende des ausschwingenden Stabes anliegen, einer die Kontaktbrücke tragenden, am Steg des Bügels befestigten Stange und einem in der Achsrichtung verschiebbaren Regelbolzen, an den sich der Ausdehnungsstab federnd anlegt.
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