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Temperaturabhängige elektrische Schalt-und Regelvorrichtung mit einem
Dehnstab Die Erfindung bezieht sich auf eine temperaturabhängige elektrische Schalt-
und Regelvorrichtung mit einem Dehnstab, der einen zweiarmigen Einstellhebel aufweist,
der einerseits von einem Sollwerteinsteller beeinflußt wird und andererseits einen
vom Dehnstab betätigten und auf einen Schnappschalter einwirkenden Schalthebel trägt.
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Für die Temperaturregelung elektrischer Wärmegeräte, wie die von Kochherden,
Öfen u. dgl., sind auch schon derartige Stabausdehnungsregler bekanntgeworden, deren
Sollwerteinsteller Nocken zur zusätzlichen Betätigung von Schaltgliedern besitzen.
Der Schnappschalter-Regelkontakt ist dabei schwenkbar am Schalthebel befestigt,
und der Sollwerteinsteller drückt von der Fühlerseite her gegen den Einstellhebel.
Die von ihm betätigten Zusatzschaltglieder liegen unterhalb des Schnappschalters.
Hierdurch ergibt sich ein komplizierter Gesamtaufbau mit relativ großer Bauhöhe.
Bei anderen, einfacher aufgebauten Geräten wirkt der Sollwerteinsteller auf mehrere
Reglerkontakte, die vom Einstellhebel über einstellbare Zwischenglieder steuerbar
sind. Eine von der Schnappfeder unabhängige Zu- oder Abschaltung eines Stromkreises
ist dort jedoch nicht möglich.
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Durch die Erfindung soll eine temperaturabhängige elektrische Schalt-
und Regelvorrichtung der erstgenannten Art mit einem Dehnstab, der bei Erwärmung
über einen zur Betätigung eines Schnappschalters dienenden Schalthebel unter Zug
an einem quer zum Dehnstab angeordneten zweiarmigen, ortsfest schwenkbar gelagerten
Einstellhebel angreift, wobei der Einstellhebel an seinem einen Ende das Gelenk
für den innerhalb seines Rahmens verschwenkbaren Schalthebel trägt und an seinem
anderen Ende unter der Wirkung eines auch für die unmittelbare Betätigung zusätzlicher
Kontakte geeigneten Sollwerteinstellers steht, weiterentwickelt werden.
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Gemäß der Erfindung wird eine Verbesserung derartiger temperaturabhängiger
elektrischer Schalt- und Regelvorrichtungen insbesondere hinsichtlich eines flachen,
einfachen und betriebssicheren Aufbaues sowie einer bequemen, schnellen Montage
dadurch erreicht, daß der Schnappschalter ortsfest fühlerseitig zwischen dem zweischenkligen
Einstellhebel angebracht ist und daß der Sollwerteinsteller, dessen Achse neben
dem freien Ende des Einstellhebels und parallel zum Dehnstab angeordnet ist, über
einen Nocken und über einen ortsfest schwenkbaren Zwischenhebel das Ende des Einstellhebels
nach der Fühlerseite hin zu verschwenken vermag.
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Vorteilhafterweise kann die Lagerung des Einstellhebels derart erfolgen,
daß die Schenkel des Einstellhebels außerhalb der Breitenausdehnung des Schnappgliedes
je einen schalenförmigen, in einer Mulde einer Isolierplatte gelagerten Lageransatz
aufweisen.
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Die Lagerung des Schalthebels an dem Einstellhebel kann so getroffen
werden, daß eine Schwenkachse des Schalthebels unter Wirkung von überdrückungsschutzfedern
in einem nach unten offenen Schlitz des Schalthebels und in je einem ebenfalls nach
unten offenen Schlitz der beiden Schenkel des Einstellhebels gelagert ist. Eine
an sich bekannte Schnappfeder ist an dem plattenförmigen Isoliersockel befestigt,
wobei ihre Kontakte über Anschlußfahnen mit den zugehörigen Kontakten des an der
Reglergrundplatte mittels Schrauben auswechselbar befestigten Schaltersockels verbunden
sind.
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In der Zeichnung ist in den Abb. 1 bis 3 ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt.
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Mit der Blechgrundplatte 1 des Temperaturreglers ist das als Wärmefühler
dienende Ausdehnungsrohr 2 aus Messing od. dgl. und mit diesem ein Stab 3 fest verbunden.
Der Stab 3 umfaßt mit seinem einen Ende eine Achse 4 eines Schalthebels 5 mit einer
auf eine Schnappfeder 6 eines Schnappschalters einwirkenden Spitze 7, die ein Zapfen
sein kann.
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Für die Lagerung des Schalthebels 5 ist an ihm ein nach unten offener
Schlitz 8 vorgesehen, in dem eine Achse 9 liegt, die durch überdrückungsschutzfedem
10 in ebenfalls nach unten offenen Schlitzen 11 der Enden 12 der senkrechten Seitenteile
oder Schenkel 13,14 eines rahmenförmigen, doppelarmigen Einstellhebels 15 gehalten
wird.
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Der Einstellhebel 15 besitzt an seinem anderen Ende 16 einen waagerechten
Quersteg 17, auf den ein verstellbarer Stift 18 eines mit einem Nocken 19 eines
Sollwerteinstellers
zusammenarbeitenden Zwischenhebels 21 aufliegt.
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Da der Schwenkpunkt 9 des Schalthebels 5 durch den Einstellhebel 15
veränderbar ist, die ortsfest gelagerte, mit Selbstrückstellung versehene Schnappfeder
6,23 jedoch zur Erzielung einer hohen Genauigkeit im Schaltaugenblick stets
an der gleichen Stelle niedergedrückt werden soll, ist die Konstruktion so ausgebildet,
daß die Spitze 7 des Hebels 5 genau im Drehpunkt 26, 27, 28 des Einstellhebels 15
liegt. Beide Hebelarme haben also bei Änderung der Einstellung einen gemeinsamen
Drehpunkt, der mit dem Angriffspunkt des Schalthebels an der Schnappfeder im Umschaltaugenblick
zusammenfällt. Lediglich wegen einer besseren Übersicht sind in den Abb. 2 und 3
Angriffspunkt 7 und Drehpunkt 27,28 räumlich voneinander getrennt gezeichnet.
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Das Hebelsystem ist so ausgelegt, daß an der Kurvenscheibe bei Funktion
des Reglers eine geringe Anlagekraft entsteht. Der Abrieb an dem Preßstoffnocken
ist infolgedessen auch nach langer Betriebszeit äußerst klein. Dadurch werden Veränderungen
der Temperaturwerte durch Abnutzung vermieden.
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Die an einer Isolierplatte 22 befestigte Schnappfeder 6 besitzt an
ihrem freien Ende 23 einen Kontakt 24, der einem festen Kontakt 25 der Isolierplatte
22 gegenüberliegt. Die Kontakte 24,25 des Schnappschalters sind über Anschlußfahnen
30 (Abb. 1) mit zugehörigen Kontakten eines zusätzlichen Schaltersockels 20 verbunden,
der auch den Sollwerteinsteller enthält. Der Einstellhebel 15 ist mit je
einem schalenförmigen Lageransatz 27,28 seiner beiden Schenkel in Mulden
26 der Isolierplatte 22 gelagert.
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Der eine abgeschlossene Baueinheit bildende Schaltersockel 20 ist,
wie aus Abb.1 hervorgeht, mittels Schrauben 29 an der Blechgrundplatte 1 auswechselbar
befestigt. Auf diese Weise ist es möglich, Schaltersockel mit verschiedenen Kontakten,
wie Signal-, Verriegelungs-, Grillkontakten u. dgl., also zur Erfüllung verschiedener
Schaltaufgaben, an der Grundplatte zu befestigen.
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Die Einzelteile der Mechanik liegen in der Ruhestellung lose in ihren
Lagerstellen. Sobald die thermische Steuerkraft auf die Schnappfeder einwirkt, sind
die Teile durch die Rückstellkraft der Schnappfeder kraftschlüssig. Die Überdrückungsschutzfedern
werden nur bei Überbeanspruchung des Hebelsystems wirksam. Dies ist z. B. dann der
Fall, wenn. der Sollwerteinsteller 19 bei einer Arbeitstemperatur von 300° C in
die Nullstellung (höchster Punkt der Nocken- ; kurve) gedreht wird.
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Zur Einstellung des Temperaturreglers auf einen gewünschten Sollwert
wird die Nockenscheibe 19 aus der Ausschaltstellung gedreht. Gleichzeitig schalten
die Zusatzkontakte des Schaltersockels 20 die Schnapp- ; federkontakte 24, 25 ans
Netz. Während des Temperaturanstieges dehnt sich das Messingrohr 2 aus, wobei der
Fühlstab 3 den Schalthebel 5, den Einstellhebel 15 und den Zwischenhebel 21 so verstellt,
daß der Zapfen 7 des Schalthebels 5 gegen die Schnapp- f feder 6, der Einstellhebel
15 gegen den Stift 18 des Zwischenhebels 21 und dieser gegen die Nockenscheibe 19
gedrückt wird. Das Hebelsystem ist damit kraftschlüssig.
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Bei Erreichung des eingestellten Sollwertes ist der s Druck des Zapfens
7 auf die Schnappfeder so groß, daß der an dieser befindliche Kontakt 24 von dem
Gegenkontakt 25 wegschnappt. Durch die Unterbrechung der beiden Kontakte 24, 25
wird die Heizung des Wärmegerätes vom Netz temperaturabhängig abgeschaltet. Das
Messingrohr 2 kühlt sich daraufhin wieder ab und zieht sich um einen dieser Abkühlung
entsprechenden Betrag zusammen. Die Folge davon ist, daß der Druck des Hebels 5
auf die Schnappfeder 6 nachläßt, bis sie in die Einschaltstellung zurückschnappt.
Schließlich kann die Schnappfeder 6 von dem Zapfen 7 des Schalthebels 5 ganz freigegeben
werden. Die Schaltspiele wiederholen sich entsprechend, um die Temperatur auf dem
eingestellten Wert zu halten.
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Das Hebelsystem dieses Temperaturreglers besteht nur aus zwei aus
gestanzten Blechteilen hergestellten Hebeln und einem auf preßtechnischem Wege hergestellten
Schalthebel. Ferner erfolgt die Lagerung dieser Hebel auf eine außerordentlich einfache
Weise. Daraus ergibt sich eine einfache und wirtschaftliche Herstellung sowie eine
bequeme und schnelle Montage. Die gleichen Vorteile gewährleistet auch die bekannte,
ausstanzbare Schnappfeder des Schnapp-Schalters, die mittels Schrauben an der Isolierplatte
des Reglers schnell und betriebssicher zu befestigen ist.
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Dadurch, daß der Schnappschalter die Bewegung des Stellgliedes nicht
mitzumachen braucht, können einfache starre Verbindungen (Stanzteile) verwendet
werden.
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Ein weiterer Vorteil des Temperaturreglers ist darin zu sehen, daß
der Schaltersockel eine für sich abgeschlossene Baueinheit bildet, die in ebenso
einfacher Weise wie die anderen Reglerteile leicht auswechselbar an der Blechgrundplatte
befestigt werden kann. Ferner sind die Reglerteile so in den Regler eingebaut, daß
ein übersichtlicher und klarer Aufbau sowie eine bequeme Justierung dieser Teile
möglich ist.
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Der Temperaturregler besitzt ferner eine hohe Ansprechempfindlichkeit
und Regelgenauigkeit, was neben anderen Gründen auch darauf zurückzuführen ist,
daß das Hebelsystem nicht unter dem Einfuß von sich nachteilig auf die Arbeitsweise
des Reglers auswirkenden Federkräften steht. Das Hebelsystem weist außer der Schnappfeder
nur zwei Federn auf, die dazu dienen, eine überdrückung bzw. Beschädigung des Hebelsystems
zu verhindern.