DE1615262B2

DE1615262B2 - Regler fuer elektrische heizelemente, insbesondere kochplatten

Info

Publication number: DE1615262B2
Application number: DE1967F0052375
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-05-10
Filing date: 1967-05-10
Publication date: 1977-05-12
Also published as: DE1615262A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Regler für elektrische Heizelemente, insbesondere Kochplatten, der über ein einziges Stellglied einstellbar ist und aus einem mit einem Temperaturfühler verbundenen Ausdehnungsglied und einem Schnappschalter mit einem Betätigungsglied aus Bimetall besteht, das über die Schaltkontakte gesteuert elektrisch beheizt ist, wobei nach Erreichen der gewünschten Temperatur, also im stationären Bereich, das Bimetall im Zusammenwirken mit einem Anschlag die entsprechende Lei

stungszufuhr steuert.

Aus der GB-PS 7 33 403 ist ein derartiger Regler bekanntgeworden. Bei ihm verstellt jedoch das Stellglied in Form einer Einstellschraube nicht das Ausdehnungsglied und damit den Abstand zum Bimetall, sondern verändert über eine Feder nur den Druck auf das Ausdehnungsglied. Es muß also in dem Kreis ein kompressives oder federndes Organ, d. h. ein kompressives Medium im Temperaturfühlorgan, vorhanden sein,

ίο so daß, abhängig vom Druck auf das Ausdehnungsglied, die Schaltung früher oder später erfolgt. Damit ist aber ein exaktes Schalten ausgeschlossen. Bei der bekannten Ausführung fehlt ein scharf begrenzter Arbeitspunkt, und die Reproduzierbarkeit der Schaltvorgänge ist schlecht.

Es ist ferner aus der DT-PS 10 46211 eine kombinierte Temperatur- und Leistungsregelung bekanntgeworden, bei der das Ausdehnungsglied nicht in den Kreis des taktenden Leistungssteuerungsgliedes eingreift. Dieser letztere Kreis ist völlig selbständig und kann bezüglich seiner mittleren Leistung über eine Kurvenscheibe eingestellt werden. Es ist also bei dieser Ausführung nicht möglich, die Leistungstaktung in Abhängigkeit von dem Ausdehnungsglied und damit der Temperatur zu regeln. Aus den DT-PS 8 73 883 und 10 75 761 sind Regler bekanntgeworden, mit denen versucht wurde, die Fortkochleistung nach einer bestimmten Ankochphase, die abhängig von der Temperatur des ankochenden Gutes oder der Kochplatte ist, einzuregeln. Diese Regler arbeiten jedoch stufenweise und erlauben daher nur eine grobe Anpassung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Regler der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Taktung abhängig von der abgefühlten Temperatur ist und der trotz einer feinfühligen und genauen Arbeitsweise eine schnelle Annäherung an die Solltemperatur ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Ausdehnungsglied einen durch das Stellglied entsprechend der gewünschten Temperatur am Fühler voreingestellten Abstand zwischen dem Bimetall und dem Anschlag verstellt und daß der der höchsten Temperatureinstellung entsprechende Abstand des von dem Ausdehnungsglied bewegten Teils wenigstens dreimal so groß ist, wie der durch die Steuerheizung erreichbare Ausbiegung des Bimetalls.

Das Ausdehnungsglied betätigt also den Schnappschalter nicht mehr unmittelbar, sondern es verändert in Abhängigkeit von der Temperaturänderung am Fühler den voreingestellten Abstand zwischen einem Anschlag und einem durch eine Steuerheizung gegen diesen ausbiegenden Bimetallglied, das beim Zusammentreffen mit dem Anschlag einen einzigen Schnappschalter betätigt.

Dadurch, daß der der höchsten Temperatureinstellung entsprechende Weg des von dem Ausdehnungsglied bewegten Teils mindestens dreimal so groß ist, wie der durch die Steuerheizung erreichbare Ausbiegeweg des Bimetalls, ist es möglich, den voreingestellten Abstand zwischen dem Anschlag und dem Bimetall so groß zu wählen, daß der Anschlag erst dann gegenüber dem Bimetall schaltungswirksam wird, wenn die gewählte Temperatur am Fühler annähernd erreicht ist.

Es wird also mit der vollen zur Verfügung stehenden Heizleistung so schnell wie möglich aufgeheizt, und erst im Bereich der Solltemperautr setzt die Taktung der Leistung ein. Ferner ergibt sich der Vorteil, daß bei

Verwendung einer Kurvenscheibe als Stellglied diese mit großer Genauigkeit der Ausdehnung des Ausdehnungskörpers folgend ausgebildet werden kann. Die notwendige Leistung wird dem Leistungsfaktor dadurch eingegeben, daß sich bei geringer Temperaturänderung am Fühler gegenüber einem eingestellten Sollwert, die entsprechende Taktleistung am Bimetall von selbst einstellt. Trotz des aus dem Stand der Technik erkennbaren Strebens der Fachwelt nach einem Regler, der der Praxis in idealer Weise angepaßt ist, ist die vorliegende einfache und betriebssichere Lösung erstmalig mit der Erfindung vorgeschlagen worden.

Der Regler kann auf verschiedene Weise gestaltet sein. Es kann das Ausdehnungsglied gegen den fest angeordneten Schnappschalter verstellbar sein und seine Ausdehnung auf den Anschlag für das Bimetall vergrößert übertragen werden. Umgekehrt kann das Ausdehnungsglied fest angeordnet sein und seine Ausdehnung vergrößert auf den Anschlag übertragen werden, während der Schnappschalter mit dem Bimetall gegen den Anschlag verstellbar ist. Das fest angeordnete Ausdehnungsglied kann auch seine Ausdehnung vergrößert auf den Schnappschalter übertragen, wäh- ) rend der mit dem Bimetall des Schnappschalters zusammenwirkende Anschlag durch eine zwischen dem Ausdehnungsglied und dem Schnappschalter durchgehende Einstellwelle mit Kurvenscheibe gegen das Bimetall anstellbar ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Schema einer Ausführungsform mit verstellbar angeordnetem Ausdehnungsglied,

F i g. 2 das Schema einer Ausführungsform mit fest angeordnetem Ausdehnungsglied und anstellbarem Schnappschalter,

Fig.3 das Schema einer Ausführungsform mit fest angeordnetem Ausdehnungsglied und von diesem gegen einen anstellbaren Anschlag bewegbaren Schnappschalter.

Der mit 1 bezeichnete Temperaturfühler ist bei den Ausführungsbeispielen eine flache Dose, die in nicht dargestellter bekannter Weise innerhalb eines Durchbruchs eines Kochplattenkörpers durch Federkraft am Boden des auf der Kochplatte stehenden Kochtopfes mit Wärmekontakt anliegt und außerdem durch Wärmeleitung zu einem gewissen Grad auch mit der Heizung der Kochplatte gekoppelt sein kann. Der Temperaturfühler ist durch ein Kapillarrohr 2 mit einem Ausdehnungsglied 3 in Gestalt einer Membrandose verbunden. Das ganze System 1, 2, 3 ist mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt, die beim Erwärmen des Fühlers 1 den Ausdehnungskörper 3 ausdehnt, z. B. die Membran der Membrandose durchbiegt.

Das Ausdehnungsglied 3 wirkt in noch zu beschreibender Weise mit einem an sich bekannten Schnappschalter 4 mit den Schalterkontakten 5 und 6 zusammen. Der Schnappschalter 4 hat ein aus Bimetall bestehendes Betätigungsglied 7, das in nicht dargestellter Weise über die Schaltkontakte 5, 6 gesteuert elektrisch beheizt ist. Das Bimetall 7 kann zur Beheizung von dem Strom durchflossen sein oder eine Fremdheizung in Form eines von dem Strom durchflossenen Heizwiderstandes haben. Die Anordnung ist so getroffen, daß sich das Bimetall, wie in F i g. 1 strichpunktiert angedeutet, vom Schnappschalter 4 weg ausbiegt, wenn es durch die Steuerheizung erwärmt wird. Die erreichbare Ausbiegung si ist durch die konstante Heizleistung der Steuerheizung gegeben.

Dem Bimetall 7 liegt ein Anschlag 8 gegenüber, der solche Stellungen einnehmen kann, daß er ganz außerhalb des durch die Steuerheizung ausgebogenen Bimetalls 7 liegt und daher unwirksam bleibt oder daß er in den Ausbiegebereich s 1 des Bimetalls 7 hineinragt und dann das temperaturabhängige Ausbiegen des Bimetalls zur Erzielung von Schaltungen begrenzt.

Bei dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Ausdehnungsglied 3 über einem bei 10 schwenkbar gelagerten Hebelarm 11 angeordnet, der an seinem freien Ende den Anschlag 8 trägt. Mittels einer Schraubenspindel 12, gegen deren freies Ende das Ausdehnungsglied unter der Kraft einer Feder 13 kraftschlüssig anliegt, ist der Anschlag 8 in seinem Abstand von dem Bimetallglied 7 des Schnappschalters 4 verstellbar. Je höher die am Fühler gewünschte Temperatur ist, desto größer muß der Abstand zwischen dem Bimetall 7 und dem Anschlag 8 eingestellt werden. Der in Fig. 1 eingezeichnete Abstand s2 soll den Ausgangszustand zeigen, bei dem der Anschlag 8 bei kaltem Fühler 1 in die der höchsten Temperatureinstellung entsprechende Stellung gebracht und das Bimetall noch kalt ist, also der Heizstrom noch nicht eingeschaltet ist.

Von der eingestellten Lage aus bewegt sich nach Einschalten des Stromes der Anschlag 8 nach Maßgabe der temperaturabhängigen Dehnung des Ausdehnungsgliedes 3 dem durch die Steuerheizung in wenigen Sekunden in die äußerst erreichbare, strichpunktiert eingezeichnete Lage um den Betrag s 1 ausgebogenen Bimetall 7 entgegen. Solange der Anschlag 8 außerhalb des Ausbiegebereichs 51 des Bimetalls steht, bleibt er unwirksam. Es findet also keine Schaltung statt, und die Kochplatte wird ununterbrochen mit der vollen zur Verfügung stehenden Heizleistung betrieben. Sobald der Anschlag 8 in den Ausbiegebereich 51 des Bimetalls

7 eintritt, wird der Schnappschalter 4 durch Abstützen seines ausgebogenen Bimetalls an dem Anschlag 8 in die Ausschaltstellung gebracht. Dabei wird auch die Steuerheizung des Bimetalls ausgeschaltet. Das hat zur Folge, daß sich das Bimetall gegen die ausgezogen gezeichnete Ausgangsstellung zurückbiegt und von dem Anschlag 8 frei wird und der Schnappschalter wieder einschaltet, so daß sich das Bimetall erneut gegen den Anschlag 8 hin ausbiegt. Es wird also die elektrische Leistung in zeitlich voneinander getrennten Impulsen der Kochplatte zugeführt. Die sich hierbei ergebende mittlere Heizleistung ist um so größer, je weniger der Anschlag 8 in den Ausbiegebereich s 1 des Bimetalls 7 eingedrungen ist.

Mit der Spindel 11 ist die Ausgangslage des Anschlags

8 einstellbar, und zwar wird der Abstand des Anschlags 8 von dem Bimetall 7 um so größer eingestellt, je höher die gewünschte Temperatur am Fühler 1 sein soll. Die Ausgangsstellungen des Anschlags 8 werden so gewählt, daß in jedem Falle der Anschlag 8 kurz vor Erreichen der eingestellten Temperatur am Fühler 1 in den Ausbiegebereich s 1 des Bimetalls 7 eintritt. Dann regelt das Bimetall im Zusammenwirken mit dem Anschlag 8 von selbst die der Temperatureinstellung entsprechende Leistung ein. Der Weg, den der Anschlag 8 von seiner in F i g. 1 strichpunktiert angedeuteten Ausgangsstellung für die höchste Temperatureinstellung bis zum Erreichen des stationären Betriebs zurücklegt, ist in F i g. 1 mit s 3 bezeichnet.

Der Weg s3 ist mehrfach so groß wie der durch die Steuerheizung erreichbare Ausbiegeweg s 1 des Bimetalls 7. Dieser große Weg des Anschlags 8 ist dadurch

erzielt, daß zwischen dem Ausdehnungsglied 3 und dem Anschlag durch den Hebel 11 eine große Wegübersetzung besteht.

Beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist das Ausdehnungsglied 3, z. B. eine Membrandose, fest angeordnet, und seine Dehnung wird auf einen bei 15 schwenkbar gelagerten Hebel 16 übertragen, der in der Nähe seines freien Endes den mit dem Bimetall-Betätigungsglied 7 des Schnappschalters 4 zusammenwirkenden Anschlag 8 trägt. Hierdurch ist der Dehnungsweg des Ausdehnungsgliedes 3 vergrößert auf den Anschlag 8 übertragen. Der notwendige Kraftschluß zwischen dem Hebel 16 und dem Ausdehnungsglied 6 wird durch eine Feder 17 hergestellt.

Der Schnappschalter 4 ist seinerseits auf einem bei 18 schwenkbar gelagerten Hebel 19 angeordnet und durch eine Feder 20 mit einer auf einer Einstellwelle 21 sitzenden Kurvenscheibe 22 in Kraftschluß gehalten. Es hat also der Anschlag 8 eine bestimmte Ausgangsstellung, von der aus er sich nach dem Einschalten des Stromes gegen das durch den Einfluß der Steuerheizung ausgebogene Bimetall 7 bewegt. Der Schnappschalter 4 mit dem Bimetall 7 ist durch die Kurvenscheibe 22 gegen den Anschlag 8 einstellbar, der sich ihm beim Erwärmen des Fühlers 1 entgegenbewegt. Auf diese Weise sind gleichfalls mit einem einzigen Stellglied (Kurve 22) alle Einstellungen zwischen dem Anschlag 8 und dem Schnappschalter 4 durchführbar, die es ermöglichen, daß der Anschlag 8 kurz vor Erreichen der eingestellten Fühlertemperatur in den durch die Steuerheizung gegebenen Ausbiegebereich des Bime

ίο

talls eintritt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.3 wird die Dehnung des wiederum fest angeordneten Ausdehnungsgliedes 3 vergrößert auf den Schnappschalter 4 übertragen, der auf einer um eine Achse 24 schwenkbar gelagerten Wippe 25 aufgebaut ist. Die Übertragung erfolgt durch ein Hebelsystem, das aus einem von dem Ausdehnungsglied unmittelbar beeinflußten Hebel 26, der bei 27 schwenkbar gelagert ist, einem bei 28 schwenkbar gelagerten Zwischenhebel 29, einem an der Wippe 25 festen Hebelarm 30 und mit diesen Hebeln in Schneiden 31,32,33 und 34 verhängten Zuggliedern 35 und 36 besteht. Der Kraftschluß in dem Hebelsystem wird durch eine an der Wippe 25 angreifende Feder 37 hergestellt. Ein ähnliches System von in Schneiden miteinander verhängten Übertragungshebeln und Zuggliedern ist bei Dezimalwaagen üblich.

Der mit dem Bimetall-Betä^igungsglied 7 des Schnappschalters 4 zusammenwirkende Anschlag 8 ist an einem um die Achse 24 schwenkbaren Hebel 40 angeordnet, der durch eine Feder 41 mit einer auf einer Einstellwelle 42 sitzenden Kurvenscheibe 43 in Kraftschluß gehalten wird. Es ist also der Anschlag 8 gegen das von dem Ausdehnungsglied 3 ihm mit der Wippe 25 entgegenbewegte Bimetallglied 7 anstellbar. Die Einstellwelle 42 geht etwa in der Mitte zwischen dem Ausdehnungsglied und dem Schnappschalter 4 durch.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Regeleinrichtung in einem kleinen quaderförmigen Gehäuse untergebracht werden kann, wie es in F i g. 3 strichpunktiert angedeutet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Regler für elektrische Heizelemente, insbesondere Kochplatten, der über ein einziges Stellglied . einstellbar ist und aus einem mit einem Temperaturfühler verbundenen Ausdehnungsglied und einem Schnappschalter mit einem Betätigungsglied aus Bimetall besteht, das über die Schaltkontakte gesteuert elektrisch beheizt ist, wobei nach Erreichen der gewünschten Temperatur, also im stationären Bereich, das Bimetall im Zusammenwirken mit einem Anschlag die entsprechende Leistungszufuhr steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsglied (3) einen durch das Stellglied (Spindel 12 oder Kurve 22 bzw. 43) entsprechend der gewünschten Temperatur am Fühler (1) voreingestellten Abstand fs 2) zwischen dem Bimetall (7) und dem Anschlag (8) verstellt und daß der der höchsten Temperatureinstellung entsprechende Abstand (s 3) des von dem Ausdehnungsglied (3) bewegten Teils wenigstens dreimal so groß ist wie der durch die Steuerheizung erreichbare Ausbiegeweg (si) des Bimetalls (7).

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsglied (3) gegen den fest angeordneten Schnappschalter (4) verstellbar ist und seine Ausdehnung vergrößert auf den Anschlag (8) übertragen wird (F i g. 1).

3. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsglied (3) fest angeordnet ist und seine Ausdehnung vergrößert auf den Anschlag (8) übertragen wird, während der Schnappschalter (4) mit dem Bimetall (7) gegen den Anschlag anstellbar ist (F i g. 2).

4. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsglied (3) fest angeordnet ist und seine Ausdehnung über ein Hebelsystem (26, 35,29,36,30) vergrößert auf den Schnappschalter (4) übertragen wird und daß der mit dem Bimetall (7) des Schnappschalters zusammenwirkende Anschlag (8) durch eine zwischen dem Ausdehnungsglied und dem Schnappschalter durchgehende Einstellwelle (42) mit Kurvenscheibe (43) gegen das Bimetall des Schnappschalters anstellbar ist (F i g. 3).

5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnappschalter (4) auf einer Schwinge angeordnet und das zwischen dieser und dem Ausdehnungsglied (3) angeordnete Hebelsystem aus schwenkbaren Übertragungshebeln (26, 29, 30) und in Schneiden (31, 32, 33, 34) eingehängten Zuggliedern (35, 36) besteht und der Kraftschluß in dem Hebelsystem und mit dem Ausdehnungsglied durch eine an dem Schnappschalter angreifende Feder (37) hergestellt ist.