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Thermostatische Schaltvorrichtung für elektrische Brotröster Elektrische
Brotröster mit höherem Bedienungskomfort besitzen eine Schaltvorrichtung, die den
Röstvorgang nach Erreichen des gewünschten Bräunungsgrades der Brotscheiben durch
Abschalten der Heizkörper selbsttätig beendet. Diese Schaltvorrichtungen bestehen
in der Regel aus einem Temperaturfühler, einem oder mehreren, im Stromkreis der
Heizkörper liegenden Schaltern und gegeben--nfalls einem Relais, wobei diese Elemente
zwar elektrisch zusammenwirken, nicht aber unbedingt räumlich vereinigt sein müssen.
Ist der Brotröster außerdem mit ein, -in ein- und ausfahrbaren, in Röststellung
verriegelbaren Brotschlitten versehen, löst die Schaltvorrichtung zur weiteren Bedienungserleichterung
zumeist noch die Verriegelung des Schlittens, worauf dieser durch eine Feder in
die Entnahmestellung ausgefahren wird.
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Bei der Ausbildung derartiger Schaltvorrichtungen und der Anordnung
ihrer Elemente im Röstergehäuse muß beachtet werden, daß der Bräunungsgrad der Brotscheiben,
der bei fortlaufendem Gebrauch des Brotrösters möglichst gleichmäßig sein soll,
von ein;,r Vielzahl verschiedener Faktoren abhängt. So wird die Röstzeit, die für
eine bestimmte Bräunung notwendig ist, z. B. von der Größe der Brotscheiben, der
Brotsorte, Roggen oder Weizen, und vor allem von der Feuchtigkeit des Brotes beeinflußt.
Weitere Faktoren sind Schwankungen der Netzspannung und Unterschiede in der Wärmemenge,
die von den Heizkörpern abgegeben wird. z. B. am Anfang des ersten gegenüber den
darauffolgenden Röstintervallen.
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Bei der Mehrzahl der bisher bekannten Schaltvorrichtungen hat man
versucht, das Problem des gleichmäßigen Bräunungsgrades dadurch zu lösen, daß der
Röstzeit ein fester, auf Erfahrung beruhender oder durch Versuche ermittelter Wert
zugrunde gelegt wird.
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Diese z. B. mit Uhrwerken ausgerüsteten Schaltvorrichtungen arbeiten
zeitabhängig und können die vorstehend genannten Faktoren naturgemäß nicht erfassen.
Andere bekannte Schaltvorrichtungen sind mit einem Bimetallstreifen als Temperaturfühler
versehen, der entweder direkt die Kontakte des Schalters für die Heizkörper öffnet
oder schließt oder ein Relais besitzt, das seinerseits diesen Schalter für die Heizkörper
betätigt und gleichzeitig den Brotschlitten entriegelt.
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Diese Bimetallstreifen sprechen entweder auf die Strahlung der Heizkörper
an oder werden von einer eigenen Heizwicklung erwärmt. Auch hierbei handelt es sich
im Grunde noch um einen zeitabhängigen Schalter, der jedoch schon den Einfluß schwankender
Netzspannungen berücksichtigt. Um auch die von den Eigenschaften der Brotscheiben
herrührenden Faktoren zu erfassen, hat man bei weiteren bekannten Schaltvorrichtungen
die Bimetallstreifen in unmittelbarer Nähe der Röstkammer angeordnet und gegebenenfalls
gegen die Heizkörper des Rösters abgeschirmt, so daß das Bimetall im wesentlichen
nur auf die Oberflächentemperatur der Brotscheiben anspricht. Mit derartigen Konstruktionen
wurden zwar bisher die günstigsten Ergebnisse hinsichtlich einer gleichmäßigen Bräunung
erzielt, jedoch treten dabei neue Mängel auf, die die Grenzen der Verwendbarkeit
von Bimetallstreifen, die unmittelbar die Kontakte des Schalters betätigen, aufzeigen.
Kontakte im Bereich des Röstraumes verschmutzen und korrodieren leicht und erfordern
deshalb einen verhältnismäßig hohen Kontaktdruck, der sich nur durch eine Verstärkung
des Bimetalls erreichen läßt. Große Metallmassen besitzen aber eine größere Wärmekapazität
und arbeiten daher sehr träge, besonders bei der verhältnismäßig geringen Wärmeabstrahlung
von der Oberfläche der Brotscheiben. Benutzt man daher sehr dünne Bimetallstreifen,
um die Ansprechzeit zu verringern, reicht bald der Kontaktdruck nicht mehr aus,
um auch bei längerer Benutzungsdauer und verschmutzten oder korrodierten Kontakten
ein sicheres Schalten zu gewährleisten. Außerdem sind diese Schaltelemente dann
sehr empfindlich gegen Erschütterungen oder erfordern teure Edelmetalle als Kontaktmaterial.
Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß es sich bei derartigen Schaltvorrichtungen
meistens nicht vermeiden
läßt, die stromführenden Leitungen innerhalb
des heißen Röstraumes zu verlegen.
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Ein Temperaturfühler, der ebenfalls in unmittelbarer Nähe der Röstkammer
angeordnet ist, hat die Form eines Drahtes, der in einem Bügeleingespannt: ist und
dessen temperaturabhängige Längenänderung auf einen federnd gelagerten Schalthebel
übertragbar ist. Allein für die übertragung der Längenänderung werden vier Spanndrähte
vorgesehen. Hinzu kommt noch eine Hebelübersetzung über vier aneinandergekoppelte
Arme zur Verstellung der Spanndrahteinspannung. Die Konstruktion ist entsprechend
kompliziert.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, eine thermostatische Schaltvorrichtung
für elektrische Brotröster zu schaffen, die bei der Steuerung der Röstzeit die vom
Röstgut herrührenden Einflüsse weitgehend berücksichtigt, jedoch die Mängel bisher
bekannter Schaltvorrichtungen vermeidet.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Schaltvorrichtung für elektrische
Brotröster mit einem auf die Oberflächentemperatur des Röstgutes ansprechenden und
aus einer Ausdehnungslegierung bestehenden Temperaturfühler durch einen am Röstergestell
bewegbar angelenkten Schalthebel gekennzeichnet, der unter der Wirkung einer Feder
mit einem Arm auf die Kontakte eines außerhalb des Röstraumes angebrachten, die
Röstzeit steuernden und in seiner Stellung gegenüber der Ausgangslage des zugeordneten
Schaltarmes einstellbaren Schalters einwirkt und dessen anderer, in den Röstraum
ragender Arm mittels eines als Temperaturfühler dienenden Bandes in an sich bekannter
Weise gegen das Röstergestell verspannt ist.
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Durch die Erfindung wird eine Vereinfachung erzielt, die die Ansprechgenauigkeit
der automatischen Steuerung erheblich verbessert. Dabei macht sich vorteilhaft bemerkbar,
daß das aus Schalthebel, Band und Feder gebildete System bei jeder Temperatur, d.
h. bei jeder Ausdehnung des Bandes, in sich vollkommen starr und unempfindlich gegen
Erschütterungen ist.
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Das Band kann an sich gegenüber seinem Hebelarm in verschiedenen Richtungen
gespannt sein. Da aber bei einer gegebenen Längsdehnung des Bandes ein möglichst
großer Winkelausschlag des Hebelarmes anzustreben ist, sieht die Erfindung nach
einem weiteren vorteilhaften Merkmal vor, daß das Band bei Normaltemperatur annähernd
parallel zu seinem Hebelarm angeordnet ist.
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Bei Verwendung eines Relais zum Schalten der Heizkörper ist in weiterer
Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß die in Form einer Stromwicklung ausgebildete
Erregerwicklung des Relais parallel zu dem im Stromkreis der Heizkörper liegenden
Schalter geschaltet ist, wobei das Relais nach Öffnen der während des Röstvorganges
geschlossenen Schalterkontakte durch den Schalthebel in an sich bekannter Weise
die Beendigung des Röstvorganges bewirkt.
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Durch die Parallelschaltung des Schalters mit einer derartig ausgebildeten
Erregerwicklung des Relias wird die Kontaktbelastung des Schalters wesentlich verringert
und seine Lebensdauer trotz schleichender Kontaktgabe, bedingt durch die langsame
Bewegung des Schalthebels, in vorteilhafter Weise erhöht.
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Bei einem elektrischen Brotröster mit einem von Hand gegen Federwirkung
absenkbaren und durch das Relais am Ende der Röstzeit aus der verriegelten Arbeitsstellung
auslösbaren Brotschlitten ist nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
im Stromkreis der Heizkörper ein Hauptschalter vorgesehen, der durch den Brotschlittten
während seiner Auf- oder Abwärtsbewegung aus- bzw. einschaltbar ist.
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Der durch den Schalthebel betätigte Schalter öffnet den Stromkreis
für die Heizkörper also nicht direkt, sondern mittelbar auf dem Umweg über das Relais,
den Brotschlitten und den Hauptschalter, während das Schließen des Stromkreises
von Hand durch Absenken des Brotschlittens erfolgt.
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Auf diese Weise kann ein schnell öffnender Schalter, z. B. ein Springschalter,
als Hauptschalter gewählt werden, da die Rückstellfeder des Brotschlittens ausreicht,
um auch große Schaltkräfte zu überwinden. Außerdem kann der Hauptschalter unabhängig
vom Relais, z. B. an entgegengesetzter Stelle, am Brotröster angebracht werden,
wie es mitunter aus räumlichen Gründen zweckmäßig sein kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 die Seitenansicht eines Brotrösters, teilweise im Schnitt, F i
g. 2 ein Schaltbild, F i g. 3 einen Blick auf die eine Schmalseite des Brotrösters
bei abgenommener Gehäusewange, F i g. 4 eine Ansicht längs der Schnittlinie 4-4
in F i g. 1, wobei einzelne Teile der Schaltvorrichtung entfernt sind, F i g. 5
einen Blick auf die andere Schmalseite des Brotrösters bei abgenommener Gehäusewange,
F i g. 6 eine Ansicht längs der Schnittlinie 6-6 in F i g. 1 und F i g. 7 die Seitenansicht
eines Teiles der Schaltvorrichtung, teilweise geschnitten.
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Der in F i g. 1 dargestellte Brotröster besteht im wesentlichen aus
einem Sockel 1, an den sich seitlich zwei nach oben ragende Wangen 2 und 3 anschEeßen.
Beide Gehäuseteile bestehen aus einem wärmedämmenden Kunststoff. Auf dem Sockel
1 sind Tragbügel 4 und 5 angebracht, auf denen ein den Röstraum begrenzender U-förmiger
Rahmen 6 befestigt ist. Die beiden Schenkel 6a und 6b des Rahmens sind mittels Schienen
7 und 8 (F i g. 1 und 6) so verbunden, daß oben eine Öffnung 9 zum Einschieben einer
oder mehrerer Brotscheiben 10 frei bleibt (F! g. 6). Zwischen dem Joch 6
c des Rahmens und den beiden Schienen 7 und 8 sind die Haltegitter 11 und 12 und
die Heizkörper 13 und 14 befestigt (F i g. 6). Der Röstraum ist nach außen durch
Bleche 15 und 16 abgedeckt.
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Zwischen den Haltegittern 11 und 12 ist ein Brotschlitten 17 vorgesehen,
der in Schlitzen 6d und 6e in den Schenkeln des Rahmens geführt ist (F i g. 3, 4
und 5). Das eine abgekröpfte Ende 17a des Schlittens stützt sich über eine Rolle
18 auf einer schrägen Führung 19 auf der Innenseite der einen Gehäusewange
3
ab, während am anderen Ende des Schlittens ein am Rahmen 6 schwenkbar gelagerter
Arm 20 angreift, der den Brotschlitten durch Wirkung einer Feder 21 nach oben in
die in F i g. 1 dargestellte Lage zu drükken sucht. Am abgekröpften Ende 17a des
Brotschlittens ist ein Bedienungsgriff 22 angebracht, der durch die zugeordnete
Gehäusewange 3 nach außen geführt ist. Ferner ist an diesem Ende des Brotschlittens
ein Haken 23 vorgesehen, der in der unteren Röstlage des Brotschlittens unter eine
am Rahmen 6
schwenkbar gelagerte Klinke 24 greift (F i g.
4), die durch eine nicht dargestellte Feder in die in F i g. 1 gezeichnete Sperrlage
gedrängt wird.
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Die Auslösung .der Verriegelung erfolgt selbsttätig durch die anschließend
näher beschriebene thermostatische Schaltvorrichtung.
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Wie F i g. 1 und deutlicher F i g. 7 zeigen, ist am rechten Schenkel
6 b des Rahmens 6 ein Lagerbock 25 befestigt, in dem ein zweiarmiger Hebel
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schwenkbar gelagert ist.
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Ein Arm 27 dieses Hebels ragt durch eine Öffnung 28 (F i g.
6) im Rahmenschenkel 6 b in den Röstraum hinein und erstreckt sich parallel
und in geringem Abstand zur Oberfläche einer zwischen die Gitter 11 und 12 eingeschobenen
Brotscheibe. Der andere, etwa rechtwinklig abgebogene Arm 29 befindet sich außerhalb
des Röstraumes und wirkt auf einen noch näher zu beschreibenden Schalter 30 ein.
Zwischen dem freien Ende des Hebelarmes 27 und dem Lagerbock 25 als festem
Widerlager ist ein Band 31 aus einer Ausdehnungslegierung gespannt, das als
Temperaturfühler dient. Die Anordnung des Bandes ist dabei so getroffen, daß es
bei Normaltemperatur, z. B. bei abgeschaltetem Gerät, etwa parallel zu seinem Hebelarm
liegt, um schon kleine Längsdehnungen des Bandes in möglichst große Winkelwege des
Schalthebels umzusetzen. Am anderen Arm 29 des Hebels 26 greift eine Feder 32 an,
die den Hebel im Uhrzeigersinn (gemäß F i g. 1) zu verdrehen sucht und damit das
Band unter Spannung hält.
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Der mit dem Hebelarm 29 zusammenwirkende Schalter 30 ist zwecks
Einstellung des Schaltweges zwischen beiden Teilen auf einer Mutter 33 befestigt,
die mittels einer Schraube 34 mit Stellknopf 35 hin-und herbewegbar ist.
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Eine Feder 36 zieht die Mutter ständig in eine Richtung, so daß eventuelles
Spiel vermieden wird. Am Rahmenschenkel 6 b ist ferner ein Relais 37 befestigt,
dessen Erregerwicklung als Stromwicklung, d. h. wenige Windungen mit relativ großem
Drahtquerschnitt, ausgebildet ist. Der Anker 38 des Relais wirkt auf die
Klinke 24 ein. Der andere Rahmenschenkel 6a trägt einen Hauptschalter 39 und einen
Klemmenblock 40, an den die Adern des Netzkabels 41 angeschlossen sind (F
i g. 5). Zur Betätigung des Hauptschalters durch das Ende 17a des Brotschlittens
17 ist ein am Rahmenschenkel 6a schwenkbar gelagerter Arm 42 vorgesehen.
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Aus F i g. 2 geht die Schaltung der elektrischen Bauteile des Brotrösters
hervor. Die Heizkörper 13
und 14 sind hintereinandergeschaltet, während
das Relais 37 parallel zum Schalter 30 liegt, um eine zu große Kontaktbelastung
am Schalter zu vermeiden. In den übrigen Figuren ist die Leitungsführung durch gestrichelte
Linien angedeutet.
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Die Funktion des Brotrösters ist folgende: Vor Beginn des Brotröstens
steht der Brotschlitten in der oberen, in F i g. 1 dargestellten Lage, der Hauptschalter
39 ist geöffnet, während der Schalter 30 geschlossen ist, so daß das Relais im wesentlichen
stromlos ist.
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Nach Einlegen der Brotscheiben 10 wird der Schlitten 17 durch
Drücken auf den Griff 22 so weit abgesenkt, bis der Haken 23 unter der Klinke 24
einrastet, so daß der Schlitten in dieser Lage verriegelt ist. Am Ende seiner Abwärtsbewegung
verschwenkt das Ende 17a des Schlittens 17 den Arm 42 im Uhrzeigersinn
(17! g. 5) und schließt damit über den Hauptschalter 39 den Stromkreis für
die Heizkörper 13 und 14, so daß der Röstvorgang beginnt. Mit wachsender
Bräunung der Brotscheiben nimmt auch die Wärmestrahlung von ihrer Oberfläche auf
das Band 31 zu. Dieses dehnt sich bei seiner Erwärmung allmählich aus, wodurch die
Feder 32 den Hebel 26
so weit im Uhrzeigersinn zu schwenken vermag, bis der
Hebelarm 29 den Schalter 30 öffnet. In diesem Augenblick fließt der Strom über die
Wicklung des Relais 37, wodurch der Anker 38 angezogen wird. Dieser drückt auf die
Klinke 24 und löst dadurch die Verriegelung des Brotschlittens. Die Feder
21 drückt den Schlitten nach oben, wodurch der Hauptschalter 39 öffnet. Die
Heizkörper sind damit abgeschaltet, und der Röstvorgang ist beendet.
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Die Schaltvorrichtung arbeitet außerordentlich empfindlich, weil das
dünne Ausdehnungsband 31
vermöge seiner sehr geringen Wärmeträgheit praktisch
verzögerungsfrei die der jeweiligen Bestrahlung äquivalente Temperatur annimmt.
Durch Verstellen des Schalters 30 mittels dies Knopfes 35 läßt sich
der Schaltweg zwischen Schalter und Hebelarm und damit die den Bräunungsgrad bestimmende
Röstzeit verändern.
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Alle spannungsführenden Leitungen sind außerhalb des Röstraumes geführt.
Insbesondere sind die Leitungen zur Verbindung beider Schalter 30 und 39 in einem
Tunnel 43 des Sockels 1 verlegt.