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Schaltbarer Temperaturregler, insbesondere für Elektrobaeköfen Bekannt
sind von Hand schaltbare Temperaturregler n-üt einem Schnappschalter, der durch
eine von einem Temperaturfühler her beeinflußte Membran betätigt wird, wobei die
Einstellscheibe über Nocken und gegebenenfalls über Druckstifte weitere Schalter
steuert. Derartige Geräte bauen relativ groß und benötigen zum Teil relativ komplizierte
Hebelsysteme, um die zusätzlichen Schalter betätigen zu können. Auch ist dort eine
beliebige Erweiterung durch Anbringen zusätzlicher Schalter nicht ohne weiteres
möglich. Ferner sind Temperaturregler bekannt, bei denen der Schnappschalter isoliert
auf einem gegen eine Sollwert-Einstellscheibe durch Federkraft angedrückten schwenkbaren
Träger gelagert ist. Hierbei dient die die Sollwert-Einstellscheibe tragende Einstellwelle
häufig zum Betätigen eines in dem Reglergehäuse zusätzlich untergebrachten Schalters,
beispielsweise eines Einschalters, der bei der durch federndes Einrasten festgelegten
Nullstellung der Einstellwelle die StromzufUhrung einpolig oder doppelpolig unterbricht.
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Gemäß der Erfindung sind bei einem alle vorstehenden Merkmale aufweisenden
Temperaturregler auf dem als Isolierstoffkörper ausgebildeten schwenkbaren Träger
des Schnappschalters parallel neben dem Schnappschalter einer oder mehrere weitere
Schalter angeordnet, die durch weitere Nockenscheiben der unterhalb des Schalterträgers
durchgehenden, parallel zu dessen Schwenkachse verlaufenden Einstellwelle schaltbar
sind. Durch diese Kombination von Temperaturregler und Schalter ist gegenüber bekannten
Ausführungen, bei denen der Schalter als selbständiger Teil im Reglergehäuse angeordnet
ist und die Einstellwelle quer zur Schwenkachse des Schalterträgers verläuft, eine
erhebliche bauliche Vereinfachung und räumliche Zusammendrängung erzielt, wobei
ein besonders flaches Gerät entsteht. Man kann außerdem ohne großen Mehraufwand
auf dem schwenkbaren Träger des Schnappschalters die Kontaktmittel beliebig vieler
Schalter anbringen, insbesondere außer Schaltern zum ein-oder zweipoligen Schalten
der Stromzufuhr auch noch Schalter zum Schalten einer Signallampe und zum Schalten
von verschiedenen Temperatureinstellungen zugeordneten Betriebsstromkreisen, beispielsweise
bei Backöfen für das Schalten zusätzlicher Heizkörper, wie eines Grillheizkörpers,
oder für getrenntes Schalten der Heizkörper von Ober- und Unterhitze.
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Vorzugsweise wirkt die Membran über einen um die Schwenkachse des
Schalterträgers schwenkbaren Schalthebel und einen den Schalterträger durchsetzenden
Druckstift auf den Schnappschalter, wobei die Membrandose gegenüber dem Schalthebel
in Richtung ihrer Achse durch eine im Boden des Reglergehäuses gelagerte Justierschraube
verstellbar ist.
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Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles
erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Temperaturreglers
etwa in natürlicher Größe, Fig. 2 eine Stirnansicht, Fig. 3 eine Draufsicht
bei abgenommenem Gehäuseoberteil, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig.
3, in etwas größerem Maßstab, Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V
der Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI der Fig. 3,
Fig.
7 einen Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 3,
Fig. 8 das Schaltschema
für einen Backofenheizkörper und einen Grillheizkörper, Fig. 9 das Schaltschema
für einen Backofenheizkörper allein.
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Das Gehäuse des Temperaturreglers besteht aus einem starkwandigen
niedrigen Gehäuseunterteil 1
und einem dünnwandigen höheren Gehäuseoberteil
2. Die gesamte Schalteinrichtung ist in dem Gehäuseunterteil 1 montiert.
3 ist eine Membrandose, die an ihrem der Membran gegenüberliegenden Boden
einen Zapfenfortsatz 4 hat, in den ein Kapillarrohr 5 eingelötet ist, das
durch eine Randausnehmung des Gehäuseunterteiles 1 nach außen herausgeführt
ist und an seinem freien Ende in eine Fühlerpatrone 6 mündet (Fig. 2). Das
aus der Fühlerpatrone 6, dem Kapillarrohr 5 und der Membrandose
3 bestehende System ist vollständig mit einer Flüssigkeit gefüllt, die sich
beim Erwärmen der den größten Raumanteil des Systems aufweisenden Fühlerpatrone
ausdehnt und die von dem Flüssigkeitsgestänge beaufschlagte
Membran
durchbiegt. Die Membrandose 3 ist mit ihrem Zapfenfortsatz 4 an einer Gewindespindel
7
abgestützt und zentriert, die durch eine in den Boden des Gehäuseunterteiles
1 eingesetzte Mutter 8 nach außen herausgeführt ist und einen Drehteller
9 trägt. Hierdurch ist die Höhenlage der Membrandose 3
justierbar,
wobei das im Bereich der Membrandose eine Schlaufe bildende, leicht biegbare Kapillarrohr
5
nachgibt. Um den Grad der Verstellung erkennen zu können, ist der Drehteller
9 zweckmäßig mit einer Skala versehen. Die jeweilige Drehstellung des Drehtellers
9 ist durch Reibungsschluß mit einer außen an dem Boden des Gehäuseunterteiles
1 befestigten kleinen Blattfeder 10 gesichert, die gegen die vorzugsweise
gerippte Innenseite des als schalenförmiger Blechziehteil ausgebildeten Drehtellers
drückt. Die Achse der Meinbrandose. 3 liegt so weit außerhalb der Längsmitte
des Gehäuses, daß der Rand der Membrandose von der einen (in Fig. 4 linken) Stirnwand
des Gehäusedeckels 1 nur einen kleinen Ab-
stand hat und zwischen der
gegenüberliegenden Stimwand und dem Rand der Membrandose ein größerer Leerraum für
die Aufnahme einer in den Längswänden des Gehäuseunterteiles 1 gelagerten
Einstellwelle 11 frei bleibt.
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Oberhalb der Membrandose 3 ist ein aus einem keramischen Werkstoff
bestehender plattenförmiger Isoherkörper 12 um eine Achse 13 schwenkbar gelagert,
die in der Nähe der dem Rand der Membrandose am nächsten liegenden Gehäusestimwand
parallel zu dieser liegt. Die Schwenkachse 13 ist durch einen in dem Isolierkörper
12 festsitzenden Stift gebildet, der mit seinen freien Enden in den aufwärts gerichteten
Schenkeln 14 eines U-förmigen Blechbügels gelagert ist, dessen Steg 15 am
Boden des Gehäuseunterteiles 1 vorzugsweise durch Punktschweißen befestigt
ist. Der Isolierkörper 12 stützt sich mit einer in der Nähe seines freien Endes
vorgesehenen Druckrolle 16 auf dem von einer Rast 18
aus spiralig ansteigenden
Umfang einer Einstellscheibe 17 ab, die auf der zur Schwenkachse
13
parallel verlaufenden Einstellwelle 11 sitzt. Der Kraftschluß zwischen
der Druckrolle 16 und der Einstellscheibe 17 ist durch eine am freien
Ende des Isolierkörpers 12 und am Boden des Gehäuseunterteiles 1 angreifende
Zugfeder 19 erzielt. Die Nullstellung der Einstellwelle 11 ist durch
Einrasten einer am Boden des Gehäuseteffes 1 befestigten Blattfeder 20 in
die Rast 18 der Einstellscheibe 17 festgelegt. Zu diesem Zweck könnte
aber auch auf der Einstellwelle 11 eine besondere Rastscheibe vorgesehen
sein.
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Der Isolierkörper 12 trägt auf seiner von der Membrandose abgekehrten
Oberseite. einen an sich bekannten Schnappschalter 21, der mit einem Blechstreifen
22 auf dem Isolierkörper 12 befestigt ist. Die Schaltwippe des Schnappschalters
21 besteht beim Ausführungsbeispiel in bekannter Weise aus einem rechteckigen Blechrahmen
23 und einer von dessen den Schaltkontakt 24 tragendem vorderem Steg ausgehenden
Federzunge 25, die sich mit ihrem freien Ende in einem Schneidenlager
26 eines als Blattfeder ausgebildeten Schalthebels 27 abstätzt, der
unterhalb des Schaltkontaktes 24 an dem Blechstreifen 22 befestigt ist. Durch eine
Druckbeanspruchung der Federzunge 25 wird der Wippenrahmen 23 mit
seinem hinteren Steg in einem an dem Blechstreifen 22 ausgebildeten Lager
28 abgestützt. Das freie Ende des die Federzunge mit dem Schneidenlager
26 erfassenden Schalthebels 27 ist durch einen den Isoherkörper 12
durchsetzenden Druckstift 29 lieb- und senkbar. Hierdurch ist das freie Ende
der Federzunge 25 durch die Ebene des Wippenrahmens 23 hindurchbewegbar,
so daß das durch die Druckkraft der Federzunge 25 auf den Wippenrahmen ausgeübte
Drehmoment in seiner Richtung umkehrbar und dadurch eine Schaltbewegung der Wippe
möglich ist. Gegen den Druckstift 29 wirkt von unten her ein zweiter Schalthebel
30, der mit seitlich aufgebegenen Lappen 31 auf der Drehachse
13 des den Schnappschalter 21 tragenden Isolierkörpers 12 schwenkbar gelagert
ist und sich etwa in seiner Längsmitte auf einem mit der in die Meinbrandose
3 eingebauten Membran verbundenen Druckstück 32 abstützt. Die Membran
kann also durch ihre von der Temperatur desFühlers 6 abhängigeDurchbiegungüber
denSchalthebel 30, den Druckstift 29 und den Schalthebel
27
den Schnappschalter 21 betätigen. Die Temperatur, bei der eine Schaltung
stattfindet, ist von der Drehstellung der EinsteRscheibe 17 abhängig, die
die Schwenklage des Schalterträgers 12 zur Membrandose 3 bestimmt. Fig. 4
zeigt die Ausschaltstellung des Schnappschalters, die erreicht wird, wenn im Bereich
des Fühlers 6 die Schalttemperatur unterschritten worden ist. In der Einschaltstellung
liegt der Kontakt 24 der Schaltwippe an einem Gegenkontakt 34 an, dessen Träger
35 auf einem nach oben gerichteten Leistenvorsprung 36 des Isolierkörpers
12 zusammen mit einem Anschlußstück 37 befestigt ist. Das zugehörige zweite-
Anschlußstück 38 ist an dem hinteren Ende des Schaltwippenrahmens
23 befestigt.
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Beim Ausführungsbeispiel sind auf dem schwenkbaren Isolierkörper 12
außer dem Schnappschalter 21 die Kontaktmittel zweier weiterer Schalter 40 und 41
angeordnet, und zwar zu beiden Seiten des Schnappschalters. Jeder der beiden Schalter
40 und 41 hat einen parallel zur Schaltwippe des Schnappschalters 21 verlaufenden
Schalthebel 42 bzw. 43, der in einem auf dem Isolierkörper 12 befestigten Lagerbock
44 bzw. 45 schwenkbar gelagert ist und an seinem freien Ende einen Kontakt 46 bzw.
47 trägt. Der zugehörige Gegenkontakt 48 bzw. 49 ist in gleicher Weise wie der Gegenkontakt
34 des Schnappschalters 21 mit seinem Träger 50 bzw. 51 an dem Leistenvorsprung
36 des Isolierkörpers 12 zusammen mit Anschlußstücken 52 und
53 befestigt. Die zweiten Anschlußstücke 54 und 55 sind an den Schalthebeln
42 und 43 vorgesehen. Die Schalthebel 42 und 43 sind als zweiarmige Hebel ausgebildet.
Der den Kontakt 46 bzw. 47 tragende Hebelarm steht unter der Wirkung einer sich
an dem Isolierkörper 12 abstützenden Druckfeder 56 bzw. 57, die das
Schließen der Kontakte bewirkt. Der andere Hebelarm, der über den in seinem Bereich
zurückspringenden Isolierkörper 12 hinweggreift, wirkt mit einer auf der Einstellwelle
11 sitzenden Nockenscheibe 58 bzw. 59
zusammen. Die nach außen
herausgeführten Anschlußdrähte 60, 61, 62 und 63 durchdringen die
der Schwenkachse, 13 des Isolierkörpers 12 benachbarte Stimwand des Gehäuseoberteils
2 in einem in diese eingesetzten Isolierstück 64. Auf dieser Seite ist auch das
Kapillarrohr 5 aus dem Gehäuseunterteil 1
herausgeführt.
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Beim Ausführungsbeispiel hat die zu dem einen Schalter 40 gehörige
Nockenscheibe 58 einen schmalen Nockenvorsprung 58', der bei der Nullstellung
der Einstellwelle 5 den Schalter in der in Fig. 6 gezeigten
Offenstellung
hält und beim Herausdrehen der Einstellwelle aus der Nullstellung den Schalthebel
42 zum Schließen der Kontakte 46 und 48 unter der Wirkung der Feder56 freigibt.
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Die zu dem zweiten Schalter41 gehörige Nockenscheibe 59 der
Einstellwelle ist so gestaltet, daß sie beim Verdrehen der Einstellwelle von ihrer
Nullstellung aus den Schalter41 über den ganzen etwa 300 Winkelgrade betragenden
Einstellbereich in der Offenstellung hält und erst beim Weiterdrehen der Einstellwelle
über diesen Bereich hinaus bis zu einem nicht dargestellten Anschlag bei etwa
320 Winkelgraden den Schalthebel 43 zum Schließen durch die Wirkung der Druckfeder
57 freigibt. Bei der Gestaltung der Nockenscheibe 59 ist die Schwenkung
des Schalterträgers 12, durch die von ihrer Null-Rast 18
aus spiralig ansteigende
Umfangsfläche der Einstellscheibe 17 berücksichtigt. Dementsprechend steigt
der Umfang der Nockenscheibe 59 übereinstimmend mit dem Umfang der Einstellscheibe
17 spiralig an bis zu einer Stufe 59', über die der Schalthebel 43
nach einer Verdrehung der Einstellscheibe um etwa 320 Winkelgrade in die
Schließstellung abfällt.
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Auf dem durch die eine Längswand des Gehäuses nach außen herausgeführten
Ende der Einstellwelle 11
ist ein Bedienungsglied 65 zum Drehen befestigt.
In Fig. 1 und 2 ist das Bedienungsglied 65 strichpunktiert als kreisrunde
Scheibe dargestellt. Die Lage der Einstellwelle 11 in der Nähe einer Ecke
des Reglergehäuses gestattet es, bei der in Fig. 1 angedeuteten Anordnung
des Reglers hinter einer Herdblende B die Betätigungsseheibe 65 mit verhältnismäßig
kleinem Durchmesser von 40 bis 50 mm durch einen Schlitz der Herdblende nach
außen heraustreten zu lassen, so daß sie durch Anlegen eines Fingers an ihrem Umfang
verdreht werden kann. Man kann aber auch den Regler hinter einer Herdblende so einbauen,
daß die Einstellwelle 11 durch eine Bohrung der Herdblende herausgreift und
als Bedienungsglied einen Drehknopf trägL Der Drehteller 9 dient lediglich
dazu, den Regler zu eichen. Er wird vorwiegend bei der Montage benutzt, um die in
der Praxis oft verschiedenen Kopplungsverhältnisse zwischen Temperaturfühler und
Heizkörper berücksichtigen zu können.
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Fig. 8 zeigt das Schaltschema bei Benutzung des beschriebenen
Reglers an einem Backofen mit einem Grillheizkörper. Hier ist der Backofenheizkörper
mit Hi und der Grillheizkörper mit H 2 bezeichnet. Bei der Nullstellung (Fig. 8a)
befinden sich der Reglerschalter 21 und die Schalter 40 und 41 in ihrer Offenstellung.
Hierdurch sind die Heizkörper einpolig abgeschaltet. Nach einem Drehwinkel von etwa
451 beginnt der Regelbereich. Hierbei hat die Nocken-Scheibe 58 den Schalter
40 zum Schließen freigegeben, während der von der Nockenscheibe 59
beeinflußte
Schalter 41 noch in seiner Offenstellung verbleibt (Fig. 8b). Hierdurch ist
der Backofenheizkörper Hi eingeschaltet. Der Grillheizkörper H, ist außer Betrieb.
Diese Schaltstellung bleibt über den ganzen Regelbereich erhalten, der sich beim
Ausführungsbeispiel von 45 bis 300 Winkelgrade, entsprechend einer Schalttemperatur
von 50 bis 3000 C,
erstreckt. Beim Weiterdrehen der Einstellwelle
11 bis zu einem Anschlag bei 320 Winkelgraden (Fig. 8 c) bewirkt
die Nockenscheibe 59 das Schließen des Schalters 42, so daß nunmehr auch
der GrillheizkörperH2 eingeschaltet ist. Soll der Grillheizkörper allein eingeschaltet
sein, so muß durch entsprechende Verbreiterung des Nockenvorsprunges 58'
der Nockenscheibe 58 (in Fig. 6 durch die strichpunktierte Linie
58" angedeutet) dafür gesorgt werden, daß der Schalter 40 vor dem Einschalten
des Grillheizkörpers wieder geöffnet wird, wie es in Fig. 8c dargestellt ist.
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Fig. 9 zeigt das Schaltschema für einen Backofenheizkörper
H, allein. Hier sind bei der Nullstellung der Einstellwelle (Fig. 9 a) ebenfalls
alle Schalter 21, 40 und 41 in ihrer Offenstellung. Hierdurch ist der Heizkörper
Hi zweipolig abgeschaltet. Innerhalb des bei einem Drehwinkel von etwa
50 Winkelgraden, entsprechend 50' C, beginnenden und bei einem Drehwinkel
von 320 Winkelgraden, entsprechend 300' C, durch Anschlag begrenzten
Einstellbereiches sind alle Schalter geschlossen. Um das zu ermöglichen, müssen
die zu den beiden Schaltern 40 und 41 gehörigen Nockenscheiben 58 und
59 gleich ausgebildet sein, und zwar so wie die beim Beispiel in Fig.
6 gezeigte Nockenscheibe 58 mit dem schmalen Nockenvorsprung
58'.
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Durch Hinzufügen eines weiteren Schalters in der Stromzuführung
0 ließe sich auch bei der Schaltung zweier Heizkörper gemäß Fig.
8 eine zweipolige Ab-
schaltung erzielen. In diesem Fall müßte die
zu diesem Schalter gehörige Nockenscheibe der Einstellwelle 11 so gestaltet
sein, daß der Schalter nur bei der NuRstellung geöffnet ist. Ferner können auf dem
Schalterträger die Kontaktibittel von Schaltern vorgesehen sein, die beispielsweise
am Ende des Regelbereiches oder in einem über den eigentlichen Regelbereich hinausgehenden
Drehbereich der Einstellwelle nacheinander die Heizkörper von Ober- und Unterhitze
getrennt ein- bzw. ausschalten, so daß man mit Unterhitze allein oder mit Oberhitze
allein backen kann. Ferner können auf dem Schalterträger die Schaltmittel eines
Schalters zum Einschalten einer Signallampe vorgesehen sein.
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Die Schalter 40 und 41 sowie etwaige weitere auf dem Schalterträger
12 angeordnete, von Nockenscheiben der Einstellwelle 11 beeinflußte Schalter
könnten auch in gleicher Weise wie der Regelschalter 21 als Schnappschalter ausgebildet
sein.