Regelgerät für elektrische Wärmegeräte Die Erfindung befasst sich mit der Aus bildung eines Regelgerätes für elektrische Wärmegeräte, insbesondere Kochplatten, bei welchem Regelgerät ein wärmeempfindliches Steuerorgan (Bimetallstreifen) dazu dient, periodisch einen elektrischen Stromkreis ein und auszuschalten. Die Aufgabe der Erfin dung besteht darin, ein solches Regelgerät nicht nur mit hoher Schaltleistung, sondern auch mit einer einfachen Einstellbarkeit bei der Herstellung und beim Gebrauch zu schaffen.
Erfindungsgemäss wird diese Auf gabe dadurch gelöst, dass ein von Schalt kontakten freier Bimetallstreifen von einem von aussen her während des Betriebes ver stellbaren Hebel getragen ist und über eine Gabel bildende, vor der Inbetriebnahme ver stellbare Anschläge mit einer im Betrieb um ihre Totpunktlage pendelnden Totpunkt wippe zusammenwirkt, die in ihrer einen Endlage einen Schaltkontakt schliesst und in ihrer andern Endlage offenhält. Das Zusam menwirken des Bimetallstreifens mit der Tot punktwippe sichert eine hohe Schaltleistung, da durch die Totpunktwippe ein sprung haftes Öffnen und Schliessen der Schalt kontakte bewirkt wird.
Die Anordnung des Bimetallstreifens an einem von aussen her während des Betriebes verstellbaren Hebel gewährleistet eine leichte Verstellbarkeit des Regelgerätes während des Betriebes. Durch die verstellbaren Anschläge zwischen Bi metallstreifen und der Totpunktwippe ist eine besonders leichte Einstellung des Regel gerätes bei der Herstellung selbst gegeben.
Vorzugsweise dient der eine verstellbare An schlag der Gabel zur fabrikmässigen Ein stellung des Temperaturbereiches, in dem bei Erreichen einer Maximaltemperatur der Schaltkontakt an der Totpunktwippe aus schaltet, und der andere verstellbare An schlag der Gabel zur fabrikmässigen Einstel lung des Temperaturbereiches, in dem bei Erreichen einer Minimaltemperatur der Schaltkontakt an der Totpünktwippe ein schaltet. Besonders zweckmässig ist die Ge staltung in Form von gekröpften Draht stücken, die durch Drehung in den Lager stellen ihre Wirkstellung verändern. Solche Anschläge sind nicht nur in der Herstellung einfach, sondern lassen sich auch bei der Her stellung des Gerätes bequem justieren.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf das Regelgerät und die Fig. 2 gibt eine Seitenansicht eines Teils des Regelgerätes wieder. In der Fig. 3 ist eine weitere Einzelheit für sich dargestellt.
Auf einer kreisförmigen Grundplatte 1 sind die Einzelteile des Regelgerätes ange ordnet. Ein Teil der Einzelteile ist von einer Isolierplatte 2 getragen, die auf der Grund- platte 1 sitzt. Sämtliche Einzelteile sind zweckmässig ringförmig um ein zentrales Befestigungsloch 1' der Grundplatte an geordnet. Dieses Befestigungsloch dient zur Halterung des Regelgerätes in dem elektri schen Wärmegerät, z. B. in der Mitte einer Kochplatte.
Mit 3 ist ein Bimetallstreifen bezeichnet, der keine Schaltkontakte trägt. Das eine Ende des Bimetallstreifens ist zweckmässig gelenkig an einem Verstellhebel 4 befestigt. Vorzugsweise sitzt der Bimetallstreifen 3 an einer Zwischenplatte 5, die durch das Gelenk 6 mit dem Verstellhebel 4 verbunden ist. Der Verstellhebel 4 hat eine winkelförmige Pfanne 7, in die eine Schneide 8 des Lagerbockes 9 greift. An dem Lagerbock 9 ist eine Rückstell- feder 10 für den Verstellhebel 4 befestigt.
Vorzugsweise greift sie an der Zwischenplatte 5, die den Bimetallstreifen 3 trägt, an, so dass diese Platte 5 und damit der Bimetall streifen durch Federkraft gegen den Verstell hebel 4 gepresst ist.
Das freie Ende des Bimetallstreifens 3 wirkt über zwei Anschläge 11, 12, die eine Gabel bilden, mit einer Totpunktwippe 13 zusammen. Die Totpunktwippe 13 ist mit der Schneide 14 in der Pfanne 15 des Lager bockes 16 gelagert. Auf die Totpunktwippe 13 wirkt das eine Ende einer Kippfeder 17 ein; deren anderes Ende an dem Lagerbock 16 be festigt ist. Die Totpunktwippe 13 trägt eine Schleppfeder 18 mit einem Schaltkontaktteil 19.
Dieser Schaltkontaktteil 19 wirkt mit einem ortsfesten Schaltkontaktteil 20 zu sammen, der an dem Lagerbock 21 sitzt. Die Totpunktwippe 13 ist imstande, um ihre Totpunktlage hin- und herzupendeln. In ihrer einen Endlage sind die Schaltkontaktteile 19, 20 geschlossen, in ihrer andern Endlage da gegen offen. Das freie Ende der Totpunkt wippe 13 steht zweckmässig unter Wirkung einer magnetischen Haltevorrichtung, die in der Schliessstellung der Schaltkontaktteile 19, 20 wirksam ist.
Der Lagerbock 16, der bis unter das freie Ende der Totpunktwippe 13 reicht, trägt nämlich - einen permanenten Magneten 22, der mit einem. U-förmigen Anker 23 der Totpunktwippe 13 zusammen- wirkt (Fig. 2). In der Einschaltstellung der Totpunktwippe ist der Mittelteil des Ankers 23 durch den permanenten Magneten 22 fest gehalten und legt sich an diesen an. Die Schenkel des Ankers bilden dabei den magne tischen Rückschluss. In der Ausschaltstellung legt sich die Totpunktwippe 13 an einen um gebogenen Lappen 24 des Lagerbockes 16 an.
Die an der Totpunktwippe 13 befindlichen Anschläge 11, 12 sind zweckmässig von ge kröpften Drahtstücken gebildet, die durch Drehen in ihren Lagerstellen ihre Wirkstel lung ändern. An ihren dem Bimetallstreifen 3 abgewandten Enden sind sie mit abgebogenen Enden versehen, wodurch eine Drehung er leichtert wird. Eine gemeinsame Schelle 25 hält mit Hilfe der Schraube 26 die Draht stücke in ihren Lagerstellen fest. Um die Stellung der Anschläge zu ändern, braucht nur die Schelle 25 etwas gelockert zu werden, wodurch eine Drehung der Drahtstücke in den Lagerstellen möglich ist.
Zwischen die Anschläge 11, 12 greift der Bimetallstreifen 3 mit einem flachen Mitnehmer 48. Krümmt sich der Bimetallstreifen bei seiner Erwär mung, so verändert sich das Spiel des flachen Mitnehmers 48 gegenüber den Anschlägen 11, 12 (Fig. 3). Die Änderung des freien Spiels wirkt auf die Schalttätigkeit des Regelgerätes ein, derart, dass sich je nach Anordnung des Mitnehmers (parallel oder schräg zu den An schlägen) die Dauer des Einschaltzustandes, z. B. bei steigenden Temperaturen, selbst tätig sich verkürzt oder verlängert.
Auf den den Bimetallstreifen 3 tragenden Verstellhebel 4 wirkt von aussen her ein dreh barer Nockenkörper 27 ein. Zweckmässig hat der Nockenkörper 27 von der Drehachse ent fernt angeordnete Nocken 28, 29. Bei Dre hung des Nockenkörpers 27 wirkt vorzugs weise der eine Nocken 28 auf den einen Teil des Verstellweges und der andere Nocken 29 auf den andern Teil des Verstellweges ein.
Beim Übergang von dem einen zum andern Nocken wechselt die Einwirkstelle an dem Verstellhebel 4 in einer zur Drehachse des Verstellhebels tangentialen Richtung. Es wirkt nämlich der Nocken 28 mit der Auf lauffläche 30 und der Nocken 29 mit der Auf lauffläche 31 des Verstellhebels 4 zusammen.
Die Verwendung der beiden Nocken und Auf- laufflüchen hat den Vorzug, dass man für die Verstellung des Verstellhebels 4, dessen Ein wirkstellen weit von seiner Drehachse ent fernt sind, mit einem im Durchmesser kleinen Nockenkörper auskommt, so dass der Nocken körper 27 bequem auf der kreisrunden Grund platte ohne Vergrösserung der Grundplatte untergebracht werden kann.
Der Nockenkörper hat zweckmässig noch einen weiteren Nocken 32, der mit einem um gebogenen Lappen 33 der Totpunktwippe 13 zusammenwirken kann, falls sich die Tot punktwippe nicht in ihrer Ausschaltstellung befindet. Wird der Nockenkörper 27 so ge dreht, dass er gegen den umgebogenen Lap pen 33 der Totpunktwippe 13 stösst, so wird die Totpunktwippe unmittelbar durch den Nockenkörper 27 aus der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung bewegt. Der Nocken körper 27 hat noch einen weiteren Nocken 34, der auf einen an 'dem Lagerbock 35 kipp- baren Hebel 36 einwirkt.
Dieser Hebel ist mit Hilfe einer Blattfeder 37 an dem Lagerbock 35 befestigt. Er trägt einen Schaltkontaktteil 38, der mit dem ortsfesten Schaltkontaktteil 39 des Lagerbockes 40 zusammenwirkt.
Der Stromverlauf in dem Regelgerät ist folgender Der eine Leitungspol des zu regelnden Stromkreises ist an der Stelle 41 des Lager bockes 9 angeschlossen und führt von dem Lagerbock 9 über das elastische Band 42, den Bimetallstreifen 3, das elastische Band 43, den Lagerbock 16, das elastische Band 44, die Schaltkontaktteile 19, 20, den Lagerbock 21 zu der Anschlussstelle 45. Der andere Leitungspol ist an der Stelle 46 des Lager bockes 35 angeschlossen und führt von dem Lagerbock 35 über die Blattfeder 37; die Schaltkontakte 38, 39, den Lagerbock 40 zu der Anschlussstelle 47.
Die Schaltkontakt teile 19 und 20, die von der Totpunktwippe 13 betätigt werden, liegen also in dem einen Leitungspol und die Schaltkontakte 38, 39 in dem andern Leitungspol des zu regelnden Stromkreises.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Regelgerätes ist folgende Die Fig. 1 zeigt das Regelgerät in der Einschaltstellung. Die beiden Schaltkontakt- paare 19, 20 und 38, 39 sind geschlossen. Der Nocken 28 des Nockenkörpers 27 liegt an dem Beginn der Auflauffläche 30 des Verstell hebels 4 an. Der Mitnehmer 48 des Bimetall streifens 3 befindet sich etwa in der Mitte zwischen den beiden Anschlägen 11, 12 der Totpünktwippe 13.
Erwärmt sich der Bi metallstreifen 3 durch die Wärme seiner Umgebung und durch den durch ihn fliessen- den Strom, so bewegt er sich in Richtung auf den Anschlag 11. Legt er sich gegen den An schlag 11, so bewegt sich noch nicht die Tot punktwippe 13, da sie durch die Kippfeder 17 und durch den permanenten Magneten 22 in ihrer Lage festgehalten wird. Bei weiterem Erwärmen drückt der Bimetallstreifen immer stärker gegen den Anschlag 11, wobei er sich zusätzlich verbiegt.
Hat die federnde Durch biegung des Bimetallstreifens eine bestimmte Grösse erreicht, so reisst der Bimetallstreifen die Totpunktwippe aus ihrer Endlage ent gegen der Haltekraft des permanenten Magne ten 22 und der Federkraft der Kippfeder 17 heraus und bewegt sie über die Totpunktlage hinaus in die andere Endlage. Dadurch wer den die Schaltkontaktteile 19, 20 sprunghaft auseinandergerissen.
Kühlt sich der Bimetallstreifen 3 wieder ab, so bewegt er sich zurück und stösst gegen den Anschlag 12. Bei dieser Rückbewegung wird die Totpunktwippe 13 aus ihrer Endlage über ihre Totpunktlage hinaus in die andere Endlage geführt, wobei sich die Schaltkon:
taktteile 19, 20 schliessen. Das Schliessen der Schaltkontaktteile ist ebenfalls sprunghaft, da nach Überschreiten der Totpunktlage die Kippfeder 17 die Totpunktwippe beschleu nigt in ihre Endlage bewegt. Dazu kommt noch kurz vor Erreichen der Endlage die Anziehungskraft des permanenten Magneten 22, die eine weitere Beschleunigung der Be wegung der Totpunktwippe bewirkt, Steht das Regelgerät unter Einwirkung der Wärme,
die ein in einem Heizwiderstand fliessender Strom erzeugt, so schaltet das Regelgerät den Stromkreis periodisch ein und aus, wobei sich eine bestimmte Temperatur einstellt. Durch das sprunghafte Öffnen und Schliessen der Schaltkontakte ergibt sich eine grosse Schalt leistung.
Die Anschläge 11, 12, die an der Totpunkt wippe 13 sitzen, werden vor Inbetriebnahme des Regelgerätes justiert. Der Anschlag 11 dient somit zur fabrikmässigen Einstellung des Temperaturbereiches, in dem bei Errei chen einer Maximaltemperatur der Schalt kontakt an der Totpunktwippe ausschaltet. Der Anschlag 12 dagegen dient zur fabrik mässigen Einstellung des Temperaturberei ches, in dem bei Erreichen einer Minimal temperatur der Schaltkontakt an der Tot punktwippe einschaltet.
Um die von dem Regelgerät einzuregelnde Temperatur zu verändern, wird der Nocken körper 27 von aussen gedreht. Bei Drehung im Gegenuhrzeigersinndrückt der Nocken 28 an der Auflauffläche 30 den Verstellhebel 4 weiter zur Seite, so dass der Bimetallstreifen 3 geschwenkt wird. Durch diese Schwenkung verändert sich der Abstand des Mitnehmers 48 gegenüber den Anschlägen 11, 12 der Tot punktwippe, und zwar in der Weise, dass er sich dem Anschlag 12 nähert.
Der Bimetall- streifen muss daher einen grösseren Weg bis zur Berührung des Anschlages 11 zuzück- legen. Dadurch vergrössert sich die Einschalt zeit des Regelgerätes.
Bei noch grösserer Dre hung des Nockenkörpers im Gegenuhrzeiger sinn gelangt der Mitnehmer 27 des Bimetall streifens 3 an den Anschlag 12, wodurch sich der Weg des Mitnehmers 27 bis zum Errei chen des Anschlages 11 noch weiter ver- grössert. Wird der Nockenkörper 27 noch weiter gedreht, so gelangt der Nocken 29 gegen die Auflauffläche 31 des Verstellhebels 4, wodurch noch weiter der Verstellhebel zur Seite bewegt wird.
Dabei hebt sich der Bi metallstreifen 3, der sich gegen den Anschlag 12 legt, mit seiner Zwischenplatte 5, da er durch das Gelenk 6 mit dem Verstellhebel 4 verbunden ist, von dem Verstellhebel 4 ab. Hierdurch ist eine übermässige mechanische Verformung des Bimetallstreifens durch Dre hen des Nockenkörpers 27 vermieden.
Bei der zuletzt beschriebenen Stellung des Verstell hebels muss die Erwärmung an dem Bimetall- streifen 3 so gross sein, dass er sich bei seinem Krümmen mit seiner Zwischenplatte zunächst gegen den Verstellhebel legt und alsdann mit dem Mitnehmer 48 den Weg von dem An schlag 12 zu dem Anschlag 11 zurücklegt. Das bedeutet, dass das Regelgerät in diesem Fall eine grosse Einschaltzeit besitzt. Die von dem Regelgerät geregelte Temperatur ist somit hoch.
Wird in der in Fig. 1 dargestellten Stel lung des Regelgerätes der Nockenkörper 2"7 im Uhrzeigersinn gedreht, so läuft der Nocken 28 von der Auflauffläche 30 des Verstell hebels 4 ab, wodurch sich der Verstellhebel im Uhrzeigersinn dreht. Hierdurch gelangt der Mitnehmer 27 des Bimetallstreifens gegen den Anschlag 11.
Unter Umständen ist dabei der Bimetallstreifen 3 in der Lage, gegen den Anschlag 11 derart zu drücken, dass die Tot punktwippe aus ihrer Endlage in die andere Endlage entgegen der Haltekraft des perma nenten Magneten 22 und der Kraft der Kipp- feder 17 bewegt wird. Geschieht dies aber nicht, so stösst der Nocken 32 des Nocken körpers 27 beim Weiterdrehen gegen den umgebogenen Lappen 33 der Totpunktwippe 13, so dass die Totpunktwippe unmittelbar durch den Nockenkörper in die Ausschalt stellung bewegt wird. Hierdurch wird zwang läufig der zu regelnde Stromkreis einpolig ab geschaltet.
Beim Weiterdrehen des Nocken körpers stösst der Nocken 34 gegen den Hebel 36, wodurch die Schaltkontaktteile 38, 39 sich öffnen. Mit dem Öffnen dieser Schalt kontaktteile 38, 39 wird der zweite Leitungs pol des zu regelnden Stromkreises abgeschal tet. Es lässt sich also mit Hilfe des Nocken körpers 27 eine doppelpolige Abschaltung des Stromkreises bewirken. Wird der Nocken körper im Gegenuhrzeigersinn zurückgedreht, so läuft zunächst der Nocken 34 von dem Hebel 36 ab, wodurch sich die Schaltkontakte 38, 39 schliessen.
Alsdann gelangt der Nocken 28 gegen die Auflauffläche 30, wodurch der Verstellhebel 4 derart geschwenkt wird, dass der Bimetallstreifen 3 mit seinem Mitnehmer 27 die Totpunktwippe an dem Anschlag 12 von der Ausschaltstellung in die Einschalt stellung mitnimmt. Hierdurch sind beide Leitungspole des zu regelnden Stromkreises wieder eingeschaltet.