DE10146236A1

DE10146236A1 - Electrical switchgear for a heating device has a switch, an expansion measurement system for triggering the switch and a display panel.

Info

Publication number: DE10146236A1
Application number: DE2001146236
Authority: DE
Inventors: Lutz Ose
Original assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 2001-09-13
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2003-04-03

Abstract

Electrical switchgear (11) for a heating device (28) has a switch (13), an expansion measurement system (14,30,31,33,34) for triggering the switch and a display panel (42). The triggering mechanism has an expansion measurement socket for recording the temperature of the heating device. The switch has adjusting devices (33,34) forming a further expansion measurement system. Connections for measurement form a bridge circuit (18) with resistors in turn forming an adjustable resistor (17). The adjusting devices have electrical resistance heating (36) and a temperature measurement resistor (38), both of which are components of a measurement circuit. The display panel can be controlled via a measurement value picked up from the measurement circuit by means of a simple analog-digital converter (46).

Description

Field of application and state of the art

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to an electrical switching device according to the Preamble of claim 1.

Derartige Schalteinrichtungen für eine Heizeinrichtung werden beispielsweise als sogenannte Energieregler bei Heizeinrichtungen für Kochstellen oder dergleichen eingesetzt. Sie weisen mechanische Schaltmittel und Auslösemittel auf. Des weiteren sind Anzeigemittel vorgesehen, über die der Zustand der Heizeinrichtung darstellbar ist. Dies sind beispielsweise Siebensegmentanzeigen. Such switching devices for a heating device for example as a so-called energy controller for heating devices for Hobs or the like used. They have mechanical switching means and release agents. Display means are also provided, by means of which the state of the heating device can be represented. these are for example, seven segment ads.

Eine Schalteinrichtung dieser Art geht aus der DE 198 47 503 A1 hervor. Hier ist ein üblicher elektromechanischer Energieregler mit einer Membrandose samt Meßfühlerrohr und Schnappschalter vorgesehen. Zusätzlich ist ein weiteres Meßfühlerrohr mit der Membrandose verbunden, welches über einen steuerbaren Heizwiderstand beheizt und beeinflußt werden kann. Auf diese Art und Weise kann eine zusätzliche Beeinflussung der Membrandose und damit eines Schaltvorganges erfolgen. Über eine Steuerung, in der Regel einen Mikroprozessor, sind Anzeigemittel in Form einer Siebensegmentanzeige angesteuert. Zwar können durch spezielle Signalgeber einfache Mikroprozessoren anstatt aufwendiger Mikroprozessoren verwendet werden. Dennoch stellt die Verwendung eines jeden Mikroprozessors einen gewissen Aufwand dar, der aus Kostengründen vermieden werden sollte. A switching device of this type emerges from DE 198 47 503 A1. Here is a common electromechanical energy regulator with one Membrane box with sensor tube and snap switch provided. In addition, another sensor tube is connected to the diaphragm box, which heats and influences via a controllable heating resistor can be. In this way, an additional Influencing the membrane box and thus a switching process. Via a controller, usually a microprocessor Display means controlled in the form of a seven-segment display. You can using special signal transmitters instead of simple microprocessors complex microprocessors can be used. Nevertheless, the Using any microprocessor is a bit of a hassle Cost reasons should be avoided.

Aufgabe und LösungTask and solution

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine eingangs erwähnte Schalteinrichtung zu schaffen, mit der die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können, insbesondere der Aufwand für eine Schalteinrichtung verringert werden kann bei gleichzeitiger Gewährleistung einer hohen und sicheren Funktionalität. The invention has for its object one mentioned To create switching device with the disadvantages of the prior art Technology can be avoided, especially the effort for one Switching device can be reduced at the same time Ensuring high and safe functionality.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schalteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden im folgenden näher erläutert. Der Inhalt der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. This problem is solved by a switching device with the Features of claim 1. Further and advantageous embodiments of the Invention are the subject of the dependent claims and are in following explained in more detail. The content of the claims is express Reference made to the content of the description.

Erfindungsgemäß weist die Schaltungsvorrichtung eine Meßschaltung auf mit mindestens einem einstellbaren Widerstand. Mit dem einstellbaren Widerstand kann eine Temperaturvorgabe für die Heizeinrichtung gegeben werden. Des weiteren weisen die Einstellmittel eine elektrische Widerstandsheizung sowie einen Temperaturmeßwiderstand für die Widerstandsheizung auf. Die elektrische Widerstandsheizung und der Temperaturmeßwiderstand wiederum sind Bestandteile der zuvor genannten Meßschaltung. An dieser Meßschaltung wird ein Meßwert abgegriffen, über den die Anzeigemittel ansteuerbar sind. Durch die erfindungsgemäße Meßschaltung kann ein Meßwert, vorzugsweise eine Spannung, direkt abgegriffen werden. Diese Spannung wird direkt oder über Zwischenschaltung eines AD-Wandlers den Anzeigemitteln zugeführt. Damit kann ein Mikroprozessor, wie er beispielsweise in der eingangs genannten DE 198 47 503 benötigt wird, komplett entfallen. According to the invention, the circuit device has a measuring circuit with at least one adjustable resistance. With the adjustable resistance can set a temperature for the heater are given. Furthermore, the setting means have an electrical one Resistance heating and a temperature measuring resistor for the Resistance heating on. The electric resistance heater and the Temperature measuring resistance in turn are components of the previous one mentioned measuring circuit. A measurement value is made at this measuring circuit tapped, via which the display means can be controlled. Through the Measuring circuit according to the invention can be a measured value, preferably a Voltage, can be tapped directly. This tension is direct or by interposing an AD converter to the display means fed. A microprocessor such as that used in the DE 198 47 503 mentioned above is required, completely eliminated.

Als Meßschaltung bietet sich vorteilhaft eine Brückenschaltung an, die mit Widerständen aufgebaut ist. Eine solche Brückenschaltung bietet eine hohe Meßgenauigkeit. Der einstellbare bzw. veränderliche Widerstand kann ein Potentiometer oder ein abgestufter Schalter mit mehreren Widerstandswerten sein. Der Meßwert wird vorteilhaft als Spannung an dem einstellbaren Widerstand abgegriffen. A bridge circuit is advantageous as a measuring circuit is built with resistors. Such a bridge circuit offers a high measuring accuracy. The adjustable or changeable Resistance can use a potentiometer or a graded switch multiple resistance values. The measured value is advantageously used as a voltage tapped at the adjustable resistor.

Eine Erhöhung der Genauigkeit kann dadurch erreicht werden, dass ein weiterer Widerstand der Meßschaltung zur Temperaturkompensation verwendet wird. Dazu kann ein solcher Widerstand zur Erfassung der Umgebungstemperatur als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildet sein. Er kann beispielsweise am Reglergehäuse platziert sein. Bevorzugt ist ein solcher Widerstand Teil einer Brückenschaltung, insbesondere in einem passiven Zweig der vorgenannten Brückenschaltung. An increase in accuracy can be achieved by using a further resistance of the measuring circuit for temperature compensation is used. In addition, such a resistance can be used to detect the Ambient temperature as a temperature-dependent resistance be trained. For example, it can be placed on the controller housing. Such a resistor is preferably part of a bridge circuit, especially in a passive branch of the aforementioned bridge circuit.

Der Temperaturmeßwiderstand steht vorteilhaft in direktem thermischen Kontakt mit der Widerstandsheizung, beispielsweise liegt er daran an. Vorteilhaft wird ein PTC-Widerstand verwendet. Hierfür bieten sich beispielsweise ein PT100 oder ein PT1000 an. The temperature measuring resistor is advantageously in direct thermal Contact with the resistance heater, for example, is due to it. A PTC resistor is advantageously used. For this offer for example a PT100 or a PT1000.

Wird als Meßschaltung eine Brückenschaltung verwendet, so wird die Widerstandsheizung selber vorzugsweise als Brückenwiderstand genommen. If a bridge circuit is used as the measuring circuit, the Resistance heating itself preferably as a bridge resistance taken.

Sowohl die Temperaturerfassungseinrichtung als auch die Einstellmittel können auf die Auslösemittel einwirken. Vorteilhaft sind deren Wirkverbindungen auf die Auslösemittel summarisch ausgebildet, addieren sich also auf. Dabei kann vorgesehen sein, dass die eine Wirkverbindung stärker gewichtet bzw. ausgebildet ist als die andere Wirkverbindung. Somit kann einer Einflußgröße ein größerer Einfluß gegeben werden, um verschiedene Regelcharakteristika zu erreichen. Both the temperature detection device and the setting means can act on the release agents. Their are advantageous Active connections to the triggering means summarily add up so on. It can be provided that the one operative connection is weighted or designed more than the other operative connection. Thus, an influencing variable can be given a greater influence, to achieve different control characteristics.

Temperaturerfassungseinrichtung und/oder Einstellmittel arbeiten bei einer bevorzugten Ausbildung der Erfindung mit der thermisch bedingten Volumenänderung eines Arbeitsmediums, wobei dieses insbesondere eine Arbeitsflüssigkeit ist. Dies sieht in der Regel so aus, dass bei steigender Temperatur die Volumenänderung eine Ausdehnung ist. Solche Systeme sind beispielsweise als Kapillarrohrsysteme weit verbreitet und sehr zuverlässig. Ein solches Kapillarrohr-Meßsystem weist als Auslösemittel ein formveränderliches Behältnis auf, in der Regel eine sogenannte Membrandose. Andererseits weist ein solches Kapillarrohr-Meßsystem zur Temperaturerfassung ein Meßfühlerrohr auf, das der Heizeinrichtung zur Erfassung von deren Temperatur zugeordnet sein kann. Temperature detection device and / or setting means work at a preferred embodiment of the invention with the thermal Volume change of a working medium, this in particular is a working fluid. This usually looks like that at increasing temperature the volume change is an expansion. Such Systems are widely used, for example, as capillary tube systems very reliable. Such a capillary tube measuring system shows as Triggers a shape-changing container, usually one so-called membrane box. On the other hand, such Capillary tube measuring system for temperature detection on a probe tube that the Heating device for detecting its temperature can be assigned.

Die Einstellmittel können mit einer zusätzlichen Temperaturerfassungseinrichtung versehen sein, welche vorteilhaft direkt mit den Auslösemitteln verbunden ist. Aus denselben Gründen wie vorgenannt bietet sich ein mit einem Arbeitsmedium gefülltes System oder Zusatz-Kapillarrohr- Meßsystem an. Dieses kann ein Zusatz-Meßfühlerrohr zur Temperaturerfassung aufweisen. The setting means can with an additional Temperature detection device can be provided, which advantageously directly with the Trigger means is connected. For the same reasons as above a system filled with a working medium or additional capillary tube Measuring system. This can be an additional sensor tube for Have temperature detection.

Bevorzugt werden mit den Anzeigemitteln die Temperatur der Heizeinrichtung angezeigt. Bei Verwendung eines Stufenschalters mit Festwiderständen als einstellbarer Widerstand kann auf einen AD-Wandler verzichtet werden und Anzeigemittel in Form einer Siebensegmentanzeige können direkt angesteuert werden. Dadurch ist der Aufbau vereinfacht. With the display means, the temperature of the Heater displayed. When using a tap changer with Fixed resistors can be used as an adjustable resistor on an AD converter be dispensed with and display means in the form of a Seven-segment displays can be controlled directly. This is the structure simplified.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränkt die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit. These and other features go beyond the claims from the description and the drawings, the individual Features each individually or in groups in the form of Sub-combinations in one embodiment of the invention and on other areas to be realized and beneficial as well can represent protective designs for which protection is claimed here becomes. The division of the application into individual sections as well Subheadings limit the statements made under these not in their generality.

Brief description of the drawings

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: In the drawings, an embodiment of the invention is shown and is explained in more detail below. The drawings show:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel mit einer Schalteinrichtung mit zwei Kapillarrohr-Meßsystemen, Fig. 1 shows a cross section through an embodiment with a switching device with two measuring systems capillary tube,

Fig. 2 ein Funktionsschaltbild einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung und Fig. 2 is a functional circuit diagram of a switching device according to the invention and

Fig. 3 der Aufbau einer Brückenschaltung als Meßschaltung samt angeschlossenen Anzeigemitteln. Fig. 3 shows the structure of a bridge circuit as a measuring circuit including connected display means.

Detailed description of the exemplary embodiments

In der Fig. 1 ist eine Ausführungsmöglichkeit einer erfindungsgemäßen elektrischen Schalteinrichtung 11 dargestellt, bei der in einem Gehäuse 12 Schaltmittel in Form eines Schnappschalters 13, Auslösemittel in Form einer Membrandose 14, Einstellmittel in Form eines Zusatz- Kapillarrohr-Meßsystems 16 sowie eine Signalgebereinrichtung 17 samt einer Steuerung 18 untergebracht sind. Die Membrandose 14 ist an einem Kompensations-Bimetallstreifen 20 befestigt und liegt mit ihrem Oberteil über eine Justierschraube 21 an einem einseitig gelagerten Hebel 22 an. Dieser Hebel 22 drückt mit seinem freien Ende auf den Auslösepunkt des Schnappschalters 13, der an einer Anschlußbrücke 23 einer Kontaktfahne 24 befestigt ist und mit seinem Schnappbügel an der Anschlußbrücke angelegt ist. Das freie Ende des Schnappschalters 13 trägt einen Schaltkontakt 25, der in der dargestellten Stellung an einem Gegenkontakt 26 einer weiteren Kontaktfahne 27 anliegt. Die Kontaktaufnahme 24 ist mit einem Heizwiderstand 28 bzw. einer elektrischen Heizung verbunden, die beispielsweise in der Muffel eines Haushaltsbackofens angebracht ist. Der zweite Netzanschluß des Heizwiderstandes 28 erfolgt über den Schnappschalter 13 und die weitere Kontaktfahne 27, wobei der Heizwiderstand durch die Kontakte 25 und 26 vom Netz abgetrennt werden kann. In Fig. 1 a possible embodiment of an electrical switching device 11 according to the invention is shown in which in a housing 12 switching means in the form of a snap-action switch 13, trip means in the form of a diaphragm box 14, adjusting means in the form of an additional capillary tube measuring system 16, and a signal transmitter device 17 including a controller 18 are housed. The membrane box 14 is fastened to a compensation bimetallic strip 20 and its upper part rests on a lever 22 mounted on one side via an adjusting screw 21 . This lever 22 presses with its free end on the trigger point of the snap switch 13 , which is attached to a connecting bridge 23 of a contact tab 24 and is applied with its snap bracket to the connecting bridge. The free end of the snap switch 13 carries a switching contact 25 which , in the position shown, bears against a mating contact 26 of a further contact tab 27 . The contact 24 is connected to a heating resistor 28 or an electrical heater, which is attached, for example, in the muffle of a household oven. The second network connection of the heating resistor 28 is made via the snap switch 13 and the further contact tab 27 , the heating resistor being able to be separated from the network by the contacts 25 and 26 .

Die Membrandose 1 ist flüssigkeitsleitend mit einer Abzweigung oder Kupplung 29 verbunden, an die in Fig. 1 nach rechts abgehend ein Kapillarrohr 30 angeschlossen ist. Dieses Kapillarrohr 30 führt aus dem Gehäuse 12 heraus, beispielsweise in eine oben angesprochene Muffel eines Backofens. The membrane box 1 is connected in a liquid- conducting manner to a branch or coupling 29 , to which a capillary tube 30 is connected to the right in FIG. 1. This capillary tube 30 leads out of the housing 12 , for example into a muffle of an oven mentioned above.

Das Kapillarrohr 30 geht in ein Meßfühlerrohr 31 über, das dem Heizwiderstand 28 räumlich zugeordnet ist. Diese räumliche Zuordnung bedingt nicht zwangsläufig eine besondere Nähe der beiden zueinander, der Heizwiderstand 28 kann beispielsweise an der Oberseite einer Backofenmuffel und das Meßfühlerrohr 31 in einer Ecke angebracht sein. Das Meßfühlerrohr 31 dient zur Erfassung der Temperatur in der Muffel und somit indirekt der Temperatur des Heizwiderstandes 28. The capillary tube 30 merges into a sensor tube 31 which is spatially assigned to the heating resistor 28 . This spatial assignment does not necessarily mean that the two are particularly close to one another, the heating resistor 28 can be attached, for example, to the top of an oven muffle and the sensor tube 31 in a corner. The sensor tube 31 serves to record the temperature in the muffle and thus indirectly the temperature of the heating resistor 28 .

Des weiteren geht von der Kupplung 29 ein weiteres Kapillarrohr in der Fig. 1 nach links ab und mündet in ein Zusatz-Meßfühlerrohr 34 des Zusatz-Kapillarrohr-Meßsystems 16. Dem zusätzlichen Meßfühlerrohr 34 ist eine Beheizung 36 zugeordnet, vorzugsweise sehr nahe bzw. zumindest teilweise daran anliegend. Die Beheizung 36, beispielsweise in Form einer Widerstandsheizung, ist mit einer Steuerung 18, insbesondere auch einem elektronischen Leistungsschalter 37, verbunden. Der Kombination von Zusatz-Meßfühlerrohr 34 und Beheizung 36 ist ein Temperatursensor 38 als Meßwiderstand zugeordnet, vorzugsweise anliegend oder direkt. Der Temperatursensor 38 ist an die Steuerung 18 angeschlossen und dient zur Erfassung der Temperatur des zusätzlichen Meßfühlerrohres 34 bzw. der Beheizung 36. Eine Möglichkeit ist ein Widerstandstemperaturfühler, beispielsweise ein PTC-Widerstand. Bewährt sind hier ein PT100 oder PT1000. Furthermore, a further capillary tube in FIG. 1 branches off from the coupling 29 and opens into an additional sensor tube 34 of the additional capillary tube measuring system 16 . A heater 36 is assigned to the additional sensor tube 34 , preferably very close or at least partially adjacent to it. The heater 36 , for example in the form of a resistance heater, is connected to a controller 18 , in particular also an electronic circuit breaker 37 . The combination of additional sensor tube 34 and heating 36 is assigned a temperature sensor 38 as a measuring resistor, preferably in contact or directly. The temperature sensor 38 is connected to the controller 18 and is used to detect the temperature of the additional sensor tube 34 or the heater 36 . One possibility is a resistance temperature sensor, for example a PTC resistor. A PT100 or PT1000 has proven itself here.

Zur Eingabe von Temperatursollwerten an die Steuerung 18 ist in Fig. 1 beispielhaft ein Potentiometer 17 dargestellt. Andere Möglichkeiten anstelle eines Potentiometers sind digitale Taster, beispielsweise als Wipptasten mit Mittelstellung, zur Einstellung eines veränderlichen Widerstandes. A potentiometer 17 is shown as an example in FIG. 1 for inputting temperature setpoints to the controller 18 . Other options instead of a potentiometer are digital buttons, for example as rocker buttons with a central position, for setting a variable resistance.

In Fig. 2 ist eine funktionale Darstellung der Schalteinrichtung 11 wiedergegeben. Dargestellt ist die Membrandose 14, die auf einen Schalter entsprechend dem Schnappschalter 13 wirkt und den Heizwiderstand 28 vom Netz abtrennen kann. Die Membrandose 14 ist über die Kapillarrohre 30 und 33 mit den Meßfühlerrohren 31 und 34 kommunizierend verbunden. Das bedeutet, dass in dem Rohrsystem befindliche Arbeitsflüssigkeit eine Verbindung der Membrandose mit den Meßfühlerrohren schafft. Die Beheizung 36 sowie der Temperatursensor 38 sind mit einer Widerstandsschaltung verbunden. Diese Widerstandsschaltung besteht aus dem Potentiometer 17 sowie zwei Widerständen 44 und 45. An diese Widerstandsschaltung angeschlossen ist ein AD-Wandler 46, der wiederum mit einer Siebensegmentanzeige 42 verbunden ist. An den Widerständen 44 und 45 der Brückenschaltung liegt die Brückenspannung U_B an. In Fig. 2 is a functional representation of the switching device 11 is reproduced. Shown is the membrane box 14 , which acts on a switch corresponding to the snap switch 13 and can separate the heating resistor 28 from the mains. The membrane box 14 is connected via the capillary tubes 30 and 33 in a communicating manner with the sensor tubes 31 and 34 . This means that working fluid in the pipe system creates a connection between the membrane socket and the sensor tubes. The heater 36 and the temperature sensor 38 are connected to a resistance circuit. This resistance circuit consists of the potentiometer 17 and two resistors 44 and 45 . An AD converter 46 is connected to this resistance circuit, which in turn is connected to a seven-segment display 42 . The bridge voltage U _{B is present} at the resistors 44 and 45 of the bridge circuit.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass die Widerstände 17, 36, 38, 44 und 45 nach einer bekannten Brückenschaltung aufgebaut sind und einerseits mit der Brückenspannung U_B versorgt werden und andererseits an den AD-Wandler 46 angeschlossen sind. Mit dem Potentiometer 17 kann anhand einer Temperatur- oder Stufenskala eine Backofentemperatur durch den Bediener vorgegeben und mittels des Meßwiderstandes 38 sozusagen überwacht werden. Eine Erwärmung des Meßfühlerrohres 31 durch den Heizwiderstand 28 bedingt eine Ausdehnung der Arbeitsflüssigkeit in dem Meßfühlerrohr 31 sowie als Folge davon in der Membrandose 14. Diese dehnt sich in die gepunktet dargestellte Stellung aus und kann dabei den Schalter 13 bei Erreichen einer bestimmten Temperatur öffnen. Eine Einstellung der Soll-Temperatur erfolgt durch mechanische Änderung des Abstandes der Membrandose 14 von dem Schalter 13. Dies erfolgt über die Einstellmittel bzw. Beheizung 16 mit dem Zusatz-Kapillarrohr-Meßsystem. Soll eine hohe Temperatur an dem Heizwiderstand 28 erreicht und geregelt gehalten werden, wird der Abstand vergrößert. Die Membrandose muß nun eine größere Ausdehnung erreichen zum Öffnen des Schalters 13, was einer höheren Temperatur entspricht. Bei geöffnetem Schalter 13 kühlt der Heizwiderstand 28 ab, die Arbeitsflüssigkeit zieht sich zusammen und als Folge davon ebenso die Membrandose 14 entsprechend der Abkühlung. Dies hat ein erneutes Schließen des Schalters sowie erneutes Heizen zur Folge. Auf diese Weise ist eine Regelung auf eine Temperatur möglich, die der durch den einstellbaren Abstand zwischen Membrandose 14 und Schalter 13 erreichten Distanz entspricht. Beim Stand der Technik wird dieser Abstand durch mechanische Verstellmittel wie Gewindespindeln oder dergleichen eingestellt. From Fig. 3 it can be seen that the resistors 17 , 36 , 38 , 44 and 45 are constructed according to a known bridge circuit and are supplied on the one hand with the bridge voltage U _B and on the other hand are connected to the AD converter 46 . With the potentiometer 17 , an oven temperature can be predetermined by the operator on the basis of a temperature or step scale and monitored, so to speak, by means of the measuring resistor 38 . A heating of the sensor tube 31 by the heating resistor 28 causes an expansion of the working fluid in the sensor tube 31 and as a result thereof in the diaphragm box 14 . This expands into the dotted position and can open the switch 13 when a certain temperature is reached. The setpoint temperature is set by mechanically changing the distance of the membrane box 14 from the switch 13 . This is done via the setting means or heating 16 with the additional capillary tube measuring system. If a high temperature at the heating resistor 28 is to be reached and kept regulated, the distance is increased. The membrane box must now reach a greater extent to open the switch 13 , which corresponds to a higher temperature. When the switch 13 is open, the heating resistor 28 cools down, the working fluid contracts and, as a result, likewise the membrane box 14 corresponding to the cooling. This results in the switch being closed again and heating again. In this way, regulation to a temperature is possible which corresponds to the distance achieved by the adjustable distance between membrane box 14 and switch 13 . In the prior art, this distance is set by mechanical adjustment means such as threaded spindles or the like.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die aufwendige mechanische Verstellung der gesamten Membrandose 14 entfallen. Dies wird durch die genau definierbare bzw. regelbare Vorausdehnung der Membrandose mit dem Zusatz-Kapillarrohr-Meßsystem erreicht. Eine einfache Regelung ist durch die erfindungsgemässe Meßschaltung möglich. Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein möglichst einfaches Anzeigen einer Temperatur mittels einer Anzeige, insbesondere einer Sieben- Segment-Anzeige. Hierzu soll, in Abwandlung von der oben genannten DE 198 47 503, eine möglichst einfache Ansteuerung einer solchen Sieben-Segment-Anzeige geschaffen werden. Dies wird erreicht durch die Meßschaltung als Brückenschaltung mit den Widerständen. Das Gleichgewicht der Brücke wird neben den Widerständen 44 und 45 bestimmt durch den Widerstand 17 sowie den Meßwiderstand 38. Parallel zu dem Widerstand 17 des Potentiometers wird die von dem eingestellten Wert abhängig abfallende Spannung gemessen. Sie wird einer Temperaturanzeige, vorteilhaft einer Siebensegmentanzeige 42, in verarbeitbarer Form zugeführt. Hierzu ist der AD-Wandler 46 zwischengeschaltet, über den die Anzeige 42 direkt und ohne weitere Steuermittel oder dergleichen angesteuert werden kann. Um Einflüsse der Umgebungstemperatur auf die Messung zu kompensieren, kann der Widerstand 44 als ein die Umgebungstemperatur erfassender Meßwiderstand ausgeführt werden. Er kann beispielsweise am Gehäuse 12 des Schalters 11 angeordnet sein. Der Elektronikaufwand wird hier im Ergebnis auf die Anzeigefunktion beschränkt inkl. des AD-Wandlers. Die Regelgenauigkeit wird zum einen durch die Kombination des Ausdehnungssystems mit einer Brückenschaltung erhöht. Brückenschaltungen kommen in der Meßtechnik dann zum Einsatz, wenn es um eine hohe Meßgenauigkeit geht. Zum anderen kann die Brückenschaltung durch Verwendung des Meßwiderstandes bzw. Temperatursensors 38 im passiven Zweig der Brückenschaltung so beeinflusst werden, dass der Einfluß der Umgebungstemperatur kompensiert wird. Des weiteren ist zu bemerken, dass hier eine reine Hardware-Lösung vorliegt. With the present invention, the complex mechanical adjustment of the entire membrane box 14 is to be dispensed with. This is achieved through the precisely definable or controllable pre-expansion of the membrane can with the additional capillary tube measuring system. Simple regulation is possible using the measuring circuit according to the invention. Another aspect of the present invention is the simplest possible display of a temperature by means of a display, in particular a seven-segment display. For this purpose, in a modification of the above-mentioned DE 198 47 503, the simplest possible control of such a seven-segment display is to be created. This is achieved by the measuring circuit as a bridge circuit with the resistors. In addition to the resistors 44 and 45 , the equilibrium of the bridge is determined by the resistor 17 and the measuring resistor 38 . In parallel to the resistor 17 of the potentiometer, the voltage falling depending on the set value is measured. It is fed to a temperature display, advantageously a seven-segment display 42 , in a processable form. For this purpose, the AD converter 46 is interposed, via which the display 42 can be controlled directly and without further control means or the like. In order to compensate for influences of the ambient temperature on the measurement, the resistor 44 can be designed as a measuring resistor that detects the ambient temperature. It can be arranged, for example, on the housing 12 of the switch 11 . The result is that the electronics expenditure is limited to the display function including the AD converter. The control accuracy is increased on the one hand by combining the expansion system with a bridge circuit. Bridge circuits are used in measurement technology when it comes to high measurement accuracy. On the other hand, the bridge circuit can be influenced by using the measuring resistor or temperature sensor 38 in the passive branch of the bridge circuit so that the influence of the ambient temperature is compensated for. It should also be noted that this is a purely hardware solution.

FUNCTION

Die Funktionsweise einer erfindungsgemäßen Schalteinrichtung 11 soll im wesentlichen anhand Fig. 2 erläutert werden, die z. T. gegenüber Fig. 1 vereinfacht ist. Dargestellt ist die Membrandose 14, die auf einen Schalter entsprechend dem Schnappschalter 13 wirkt und den Heizwiderstand 28 vom Netz abtrennen kann. Die Membrandose 14 ist über die Kapillarrohre 30 und 33 mit den Meßfühlerrohren 31 und 34 kommunizierend verbunden. Das bedeutet, daß in dem Rohrsystem befindliche Arbeitsflüssigkeit eine mechanische Verbindung der Membrandose mit den Meßfühlerrohren schafft. Die Beheizung 36 sowie der Temperatursensor 38 sind mit der Steuerung 18 verbunden. Des weiteren sind eine schematisch dargestellte Signalgebereinrichtung 17, eine Anzeige 42 sowie ein Prozessor 46 an die Steuerung 18 angeschlossen. The operation of a switching device 11 according to the invention will be explained essentially with reference to FIG. 2, which, for. T. compared to Fig. 1 is simplified. Shown is the membrane box 14 , which acts on a switch corresponding to the snap switch 13 and can separate the heating resistor 28 from the mains. The membrane box 14 is connected via the capillary tubes 30 and 33 in a communicating manner with the sensor tubes 31 and 34 . This means that working fluid in the pipe system creates a mechanical connection between the membrane socket and the sensor tubes. The heater 36 and the temperature sensor 38 are connected to the controller 18 . Furthermore, a schematically illustrated signal transmitter device 17 , a display 42 and a processor 46 are connected to the controller 18 .

Bei herkömmlichen Schalteinrichtungen der eingangs genannten Art ist einem Heizwiderstand 28 das Meßfühlerrohr 31 zugeordnet, das über das Kapillarrohr 30 und die in dem System befindliche Arbeitsflüssigkeit mit der Membrandose 14 verbunden ist. Eine Erwärmung des Meßfühlerrohres 31 durch den Heizwiderstand 28 bedingt eine Ausdehnung der Arbeitsflüssigkeit in dem Meßfühlerrohr 31 sowie als Folge in der Membrandose 14, wie punktiert dargestellt ist. Diese dehnt sich aus und öffnet den Schalter 13. Eine Temperatureinstellung bzw. Einstellung eines Temperatursollwerts erfolgt durch mechanische Veränderung des Abstandes der Membrandose 14 von dem Schalter 13. Soll eine hohe Temperatur an dem Heizwiderstand 28 erreicht und geregelt gehalten werden, wird der Abstand vergrößert. Die Membrandose muß nun eine größere Ausdehnung erreichen zum Öffnen des Schalters, was einer höheren Temperatur entspricht. Bei geöffnetem Schalter 13 kühlt der Heizwiderstand 28 ab, die Arbeitsflüssigkeit zieht sich zusammen und als Folge davon ebenso die Membrandose 14 entsprechend der Abkühlung, was ein erneutes Schließen des Schalters sowie erneutes Heizen zur Folge hat. Auf diese Weise ist eine Regelung auf eine Temperatur möglich, die der durch den einstellbaren Abstand zwischen Membrandose 14 und Schalter 13 erreichten Distanz entspricht. Hierfür wird auch ausdrücklich Bezug genommen auf die DE 198 47 503 A1, deren Inhalt zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht wird. Beim Stand der Technik wird dieser Abstand durch mechanische Verstellmittel wie Gewindespindeln o. dgl. eingestellt. In conventional switching devices of the type mentioned in the introduction, a heating resistor 28 is assigned the sensor tube 31 , which is connected to the diaphragm box 14 via the capillary tube 30 and the working fluid in the system. A heating of the sensor tube 31 by the heating resistor 28 causes an expansion of the working fluid in the sensor tube 31 and as a result in the membrane box 14 , as shown in dotted lines. This expands and opens the switch 13 . A temperature setting or setting of a temperature setpoint takes place by mechanically changing the distance of the membrane box 14 from the switch 13 . If a high temperature at the heating resistor 28 is to be reached and kept regulated, the distance is increased. The membrane box must now expand to open the switch, which corresponds to a higher temperature. When the switch 13 is open, the heating resistor 28 cools down, the working liquid contracts and, as a result, the membrane box 14 also cools down, which results in the switch being closed again and the heating being renewed. In this way, regulation to a temperature is possible which corresponds to the distance achieved by the adjustable distance between membrane box 14 and switch 13 . For this purpose, reference is expressly made to DE 198 47 503 A1, the content of which is made the content of this description. In the prior art, this distance is set by mechanical adjustment means such as threaded spindles or the like.

Mit der Erfindung soll zum einen die aufwendige mechanische Verstellung der gesamten Membrandose 14 entfallen. Als Lösung erfolgt eine genau definierbare bzw. regelbare Vorausdehnung der Membrandose. Eine Möglichkeit ist das Vorsehen eines weiteren Kapillarrohrsystems gemäß den Zeichnungen. Für hohe Temperaturen an dem Heizwiderstand 28 wird die Membrandose 14 durch eine geringe Beheizung des Zusatz-Meßfühlerrohrs 34 nur in geringem Maß "vorgespannt", sprich "vorausgedehnt". Für geringe Temperaturen wird sie stärker "vorgespannt". Die Wegdifferenz, die die Membrandose 14 nach dem "Vorspannen" bis zum Auslösen des Schalters 13 zurücklegen muß, entspricht in etwa der Soll-Temperatur an dem Heizwiderstand 28. Geringe Wegdifferenz entspricht geringer Temperatur und umgekehrt. On the one hand, the invention is intended to eliminate the complex mechanical adjustment of the entire membrane box 14 . The solution is a precisely definable or controllable pre-expansion of the membrane can. One possibility is the provision of a further capillary tube system according to the drawings. For high temperatures at the heating resistor 28, the diaphragm cell is "biased" 14 by a slight heating of the auxiliary Meßfühlerrohrs 34 only to a small degree, "pre-expanded" speak. For low temperatures it is more "biased". The path difference which the membrane box 14 has to cover after the "pretensioning" until the switch 13 is triggered corresponds approximately to the target temperature at the heating resistor 28 . A small path difference corresponds to a low temperature and vice versa.

Eingegeben werden kann eine Soll-Temperatur mit dem Potentiometer 17 an die Steuerung 18. Diese ermittelt davon ausgehend den Wert für die Beheizung 36. Das Erreichen bzw. Einhalten dieses Wertes wird durch Regelung über den Temperatursensor 38 kontrolliert. Ein großer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß bei einer einzigen Zuordnung des Meßfühlerrohres 31 zu dem Heizwiderstand 28 unterschiedliche Betriebsarten in der Steuerung berücksichtigt werden können. So ist beispielsweise bei einem Backofen die Temperaturkopplung zwischen Heizwiderstand 28 und Meßfühlerrohr 31 beim Heißluftbetrieb eine andere als im Grillbetrieb. Diese verschiedenen Betriebsmodi können bei dem Einstellen der Höhe der Heizleistung der Beheizung 36 und somit der "Vorspannung" der Membrandose 14 berücksichtigt werden. A setpoint temperature can be entered with the potentiometer 17 to the controller 18 . Based on this, this determines the value for the heating 36 . Reaching or maintaining this value is checked by regulation via the temperature sensor 38 . A great advantage of the invention can be seen in the fact that with a single assignment of the sensor tube 31 to the heating resistor 28 different operating modes can be taken into account in the control. For example, in an oven, the temperature coupling between heating resistor 28 and sensor tube 31 in hot air mode is different than in grill mode. These different operating modes can be taken into account when setting the level of the heating power of the heating 36 and thus the “pre-tensioning” of the membrane box 14 .

Anstelle der in Fig. 1 dargestellten Möglichkeit des Vorsehens eines weiteren Zusatz-Meßfühlerrohres 34 ist es auch möglich, entweder eine weitere Kammer in dem Kapillarrohr 30 mit einer regelbaren Beheizung 36 zu versehen oder die Membrandose 14 direkt zu beheizen. Hierzu können die oben beschriebenen Beheizungsvarianten verwendet werden. Instead of the possibility of providing a further additional sensor tube 34 shown in FIG. 1, it is also possible either to provide a further chamber in the capillary tube 30 with a controllable heating 36 or to heat the membrane box 14 directly. The heating variants described above can be used for this.

Hauptziel der Erfindung ist es jedoch, die Ansteuerung der Anzeige 42 im Hinblick auf die DE 198 47 503 A1 zu verbessern. Über das Potentiometer 17 kann die zu erreichende Temperatur vorgegeben werden. Dies erfolgt über das einzustellende Gleichgewicht an der Brücke. Die über dem Potentiometer 17 je nach Einstellwert abfallende Spannung wird gemessen und mittels des AD-Wandlers an die Siebensegmentanzeige 42 gegeben. Dieser Spannungswert wird zur Anzeige der Temperatur herangezogen. Wird anstelle eines Potentiometers ein Stufenschalter mit Festwiderständen verwendet, kann die Siebensegmentanzeige direkt angesteuert werden. Ein AD-Wandler ist dann nicht mehr nötig. The main aim of the invention, however, is to improve the control of the display 42 with regard to DE 198 47 503 A1. The temperature to be reached can be specified via the potentiometer 17 . This is done via the balance to be set at the bridge. The voltage dropping across the potentiometer 17 depending on the setting value is measured and given to the seven-segment display 42 by means of the AD converter. This voltage value is used to display the temperature. If a tap changer with fixed resistors is used instead of a potentiometer, the seven-segment display can be controlled directly. An AD converter is then no longer necessary.

Claims

1. Electrical switching device ( 11 ) for a heating device ( 28 ) with mechanical switching means ( 13 ), triggering means ( 14 ) for the switching means and display means ( 42 ), wherein:
the triggering means ( 14 ) are operatively connected to a temperature detection device ( 30 , 31 ) which works according to the thermal expansion principle for detecting the temperature of the heating device ( 28 ),
the switching device ( 11 ) has a switching device and adjustment means ( 33 , 34 ) connected to it,
the setting means ( 33 , 34 ) are additionally operatively connected to the triggering means ( 14 ),
characterized by :
the circuit device has a measuring circuit ( 18 ), the measuring circuit ( 18 ) has an adjustable resistor ( 17 ),
the setting means ( 14 ) have an electrical resistance heater ( 36 ) and a temperature measuring resistor ( 38 ) for the resistance heater,
the electrical resistance heater ( 36 ) and the temperature measuring resistor ( 38 ) are components of the measuring circuit ( 18 ),
the display means ( 42 ) can be controlled via a measured value tapped by the measuring circuit ( 18 ).

2. Switching device according to claim 1, characterized in that the measuring circuit ( 18 ) is a bridge circuit with resistors ( 17 , 36 , 38 , 44 , 45 ).

3. Switching device according to claim 1 or 2, characterized in that the adjustable resistance is a potentiometer ( 17 ) or a step switch with measuring resistors.

4. Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the voltage across the adjustable resistor ( 17 ) can be tapped as the measured value, this voltage preferably being supplied to the display means ( 42 ) via an AD converter ( 46 ).

5. Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that a further resistor ( 44 ) of the measuring circuit ( 18 ), in particular in the passive branch of a bridge circuit, is designed for compensation or detection of the ambient temperature, in particular is a temperature-dependent resistor and on one Housing ( 12 ) of the switching device is placed.

6. Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature measuring resistor ( 38 ) is in direct thermal contact with the resistance heater ( 36 ) and is preferably a PTC resistor, in particular a PT100 or PT1000.

7. Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the resistance heater ( 36 ) in a bridge circuit ( 17 ) as a measuring circuit is a bridge resistor.

8. Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the operative connections of the temperature detection device ( 30 , 31 ) and the setting means ( 33 , 34 ) on the triggering means ( 14 ) are formed summarily, preferably one operative connection being stronger than that other active connection.

9. Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature detection device ( 30 , 31 ) and / or the setting means ( 33 , 34 ) work with the thermally induced change in volume of a working medium, in particular a working fluid, preferably the change in volume with increasing temperature is an extension.

10. Switching device according to claim 9, characterized in that the temperature detection device ( 30 , 31 ) has a capillary tube measuring system filled with a working medium, which is connected to a shape-changing container as a triggering means ( 14 ), preferably the capillary tube measuring system for temperature detection a sensor tube ( 31 ) is provided, which is assigned in particular to the heating device ( 28 ).

11. Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the setting means ( 33 , 34 ) have an additional temperature detection device, which is preferably connected directly to the triggering means ( 14 ), this in particular an additional capillary tube filled with a working medium. Has measuring system which is provided for temperature detection with an additional sensor tube ( 34 ).

12. Switching device according to one of the preceding claims, characterized in that the display means are a seven-segment display ( 42 ) and are preferably designed to display the temperature of the heating device ( 28 ).