DE1915974A1 - Regelschalter,insbesondere Temperaturregelschalter - Google Patents

Description

• Regelschalter, insbesondere Temperaturregelscbalter Die Erfindung betrifft einen Regelschalter, insbesondere Temperaturregelschalter für elektrische Geräte mit Anheizstufe und Fortheizstufe, wobei die Heizleistung über einen Schaltknebel von Hand wählbar ist und wobei die Einschaltdauer der Anheizstufe durch ein mittels Schaltknebel löschbares Zeitschaltwerk begrenzt wird, bei dem entgegen einer Federkraft ein Drucklastenschieber verstellbar ist, mit auf gemeinsamer, schwenkbarer Trägerplatte angeordnetem Kompensations- und Arbeitsbimetall mit einer Heizwicklung, die während der Anheizstufe über einen Unterbrecher bei überbrücktem Verstimmungswiderstand beheizt wird.
• Ein solcher Regelschalter dient vornehmlich zur automatischen Temperatur- bzw. Wärmeregelung von Kochplatten, an denen die Heizleistung vorgewählt wird. Über einen Schaltknebel wird dazu ein Sollwert für einen Bimetall-Energieregler zur stufenlosen Regelung der dem elektrischen Gerät zugeführten Energie bestimmt. Ein Temperaturfühler gibt indirekt Aufschluß über die an die Kochplatte und das Kochgut abgegebene Wärme.
• Bei der Wahl kleinerer leistungen entsteht zwangsläufig eine unnötige Wartezeit, bis das Kochgut die gewünschte Wärme erreicht. Es ist bekannt, zum Anheizen deshalb annähernd die volle verfugbare leistung einzuschalten und nach Ablauf einer gewissen Zeit automatisch eine Umschaltung auf eine vorgewählte Fortheisstufe herbeizufähren. Zu diesem Zweck wird neben dem Energieregler ein Zeitschaltwerk benutzt. Das Zeitschaltwerk kann einen mit seinem Arbeitsbimetall gekuppelten Klinkenhebel (Wippe) und einen nach Handbetätigung von diesem verriegelten, nach Heizung des Bimetalles entriegelten und unter Federkraft zurücklaufenden Drucktastenschieber aufweisen (Gbm 1 936 100). Der Drucktastenschieber betätigt mittelbar einen Unterbrecherkontakt für die Steuerung der Heizwicklung des Arbeitsbimetalls in Selbstunterbrecherschaltung und evtl. einen Kurzschließerkontakt für die Steuerung eines Verstimmungswiderstandes (des Energiereglers). Die Ablaufzeit eines solchen Schaltwerkes ist zum Ausgleich der Fertigungstoleranzen der einzelnen Teile meist justierbar. Zur Justierung muß jedoch beispielsweise erst die Lagerung des Klinkenhebels verstellt Werden.
• Bei der vom Erwärmen und Erkalten des Arbeitsbimetalles abhängigen Bewegung des Drucktastenschiebers und damit der Yerklinkung und Entklinkung treten an den rauhen Stanzfläcben der Zähne und Hebel Reibungskräfte auf, die besonders beim Eiitklinken große Bimetallkräfte erfordern. Die erhohte und unterschiedliche Reibung beeinflußt die vorgegebene Ablaufzeit des Schaltwerkes in unbestimmbarer Weise. Eine Schmierung hat unerwünschte Nebenerscheinungen, z.B. fuhren reibungsmindernde Zusätze in Schmierstoffen zur Verschmutzung von Kontakten und damit zu Funktionsstörungen an Kontakten mit kleineren Spannungen (Kurzschlußkontakt). Außerdem ändern selbst hochwertige Schmierstoffe ihre Beschaffenheit.
• Der Erfindung liegt die-Aufgabe zugrunde, die Verklinkungs-und Hemmvorrichtung des Schaltwerkes und das Zusammenspiel des Drucktastenschiebers mit der Übertragungseinrichtung gegen Störungen unanfällig zu machen und für einen reibungsfreien Bewegungsablauf mit definierter, justierbarer Ablaufset zu sorgen. Dabei soll das gesamte Schaltwerk in möglichst-kompajkte Bauweise- als Einbauelement-konzipiert seine Die Lösung erfolgte an einem Regel schalter ;der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß derart, daß der Drucktasten schieber des Zeitschaltwerkes Nuten aufweist, in die Zahne eines Rastrades mit justierbarer Hemmvorrichtung eingreifen, das neben einem Kontaktfedern steuernden Schaltrad angeordnet ist, daß Rastklinke und Klinkenfeder nahezu reibungsfrei auf der Oberfläche der Zähne und Rastnocken des Rastrades gleiten und daß die IIemmvorrichtung eines der durch die Kontakt federn gesteuerten Bimetalle mit Rastklinke und Klinkenfeder ist.
• Durch die Anordnung einer Nutenreihe am Drucktastenschieber ist eine Drehbewegung der Rast- und Schaltvorrichtung, vorzugsweise des Rastrades, möglich. Am Rastrad angeordnete Rastnocken können in besonders vorteilhafter Weise so gestaltet werden, daß minimale Entklinkungskräfte beim Lösen von einer möglichat aus Bronzeband bestehenden Rastklinke und einer Klinkenfeder auftreten. Das Rastrad kann aus Preßstoff hergestellt sein und derart mit der Rastklinke und Klinkenfeder in Eingriff kommen, daß keine Stanzflächen aufeinanderreiben. Da der Drucktastenschieber das Rast rad beim Einschalten nur um etwa ein Drittel einer vollen Umdrehung dreht, kann den in die Nuten fassenden und den mit der Klinkenfeder zusammenwirkenden Zähnen bzw. Rastnocken eine jeweils verschiedene, reibungsmindernde Form gegeben werden. Rastklinke und Klinkenfeder sind günstigerweise direkt an einem der Bimetalle befestigt, vorzugsweise am Kompensationsbimetall, weil dann das Arbeitsbimetall auf den äußeren Schenkel des Systems verlegt werden kann.
• Liegt das Arbeitsbimetall im Inneren des Zeitschaltwerkes, so entsteht eine unerwünschte Stauung der die Heizwicklung umgebenden Wärme. Die erfindungsgemäße Anordnung ist außerdem so gewählt, daß beim Erkalten des Arbeitsbimetalles die entklinkende Kraft am Kompensationsbimetall durch eine an der schwenkbaren Trägerplatte befestigte Feder wirksam unterstützt wird. Die Zeitgenauigkeit wird verbessert und der Streubereich wird wesentlich eingeengt.
• Zur Justierung des Abstandes zwischen den Abreißkanten von Rastklinke und Klinkenfeder braucht zweckmäßigerweise nur eine Justierschraube oder eine elliptische Justiersoheibe betätigt zu werden. Damit werden Pertigungstoleranzen an Zähnen und Rastnocken ausgeglichen und die genaue Ablaufzeit des Zeitschaltwerkes bestimmt (z. B. 8 min.).
• Die Drehbewegung des Rastrades kann gleichzeitig zur Bedienung der Unterbrecher- und Kurzschlußkontakte ausgenutzt werden, oder die Schaltkontakte werden über ein separates Schaltrad gesteuert. Im ersten F-<ll sitzen Rast- und Schaltrad zweckmäßig auf einer Achse und bilden ein j?ormteil.Im zweiten Fall koppelt der Drucktastenschieber die Bewegung beider Räder. Das Zeitschaltwerk ist in beiden Fällen über den Schaltknebel und einen Auslösehebel löschbar, indem das Rastrad auf seiner Achse verschoben und entklinkt wird.
• Die beschriebenen Elemente des Zeitschaltwerkes können in vorteilhafter Weise auf einer Montageplatte aufgebaut sein, die in einem U-förmigen Tragbügel befestigt ist. Die notwendigen Lagerstellen, Sockel usw. stellen mit der Montageplatte zusammen eine Einheit dar.
• Einzelne Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig die Ausgangsstellung des Zeitwerkes, Fig.2 das eingeschaltete Zeitwerk Fig.3 eine Variante der Montage des Zeitwerkes, Fig.4 eine Justiervorrichtung, Fig.5 eine Ausführung mit separatem Schaltrad, Fig.6 eine Ansicht dieser Ausführung von der Seite des Drucktastenschiebers, Fig.7 eine Draufsicht auf das in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellte Ausführungsbeispiel, Fig.8 einen Schnitt im Sinne der in Fig. 5 angedeuteten Schnittlinie und Pfeile.
• In einem U-förmigen Tragbügel 1 befindet sich ein Zeitschaltwerk, das von außen über einen Drucktastenschieber 2 und einen Schaltknebel 3 bedient wird (Fig. 1 und Fig 2). In Nuten 4 des Drucktastenschiebers 2 greifen Zähne 5 eines Rastrades 6, das mit einem Schaltrad 7 eine Einheit bildet und mit diesem zusammen auf einer Achse 8 sitzt. Das Rastrad 6 weist auf: äußere Rastnocken 9, 10, 11, innere Rastnocken 38, 39 und 40 (Fig. 2), Zähne 5 und am Schaltrad 7 Sohaltnocken 12 und 13 Auf der Achse 8 befindet sich ferner eine Druckfeder 14. Die äußeren Rastnocken 9, 10 und 11 stehen mit der Rastklinke 15 und die inneren Rastnocken 38, 39,40 mit der Klinkenfeder 16 in Eingriff. Die Schaltnocken 12 und 13 wirken auf die Kontaktfedern, die Kurzschließfeder 17 und die Unterbrecherfeder 18; 12 mittelbar auf einen Kurzschließer 19 und 13 auf einen Unterbrecher 20. Der Kurzschließer 19 überbrückt den Verstimmungswiderstand 21. Über den Unterbrecher 20 wird eine Heizwicklung 22 eines Arbeitsbimetalles 23 beheizt, das neben einem Kompensationsbimatall 24 auf einer gegen Wirkung einer Feder 25 schwenkbaren Trägerplatte 26 angeordnet ist. Zwischen den Bimetallen 23 und 24 erkennt man eine Zugfeder 27, gegen deren Zug der Drucktastenschieber 2 bewegt wird.
• Zur Verstellung des Abstandes zwischen den Abreißkanten von Rastklinke 15 und Klinkenfeder 16 dient eine Justierschraube 28 (Fig.1) oder eine elliptische Justierscheibe 29 (Fig. 4).
• Der Schaltknebel 3 weist einen Nocken 30 auf, der über einen Auslösehebel 31 die axiale Verschiebung des Rastrades 6 auf der Achse 8 verursacht. Der Schaltknebel 3 wirkt ferner, was nicht dargestellt ist, über Nocken auf ein Arbeitsbimetall eines Energiereglers zur Einstellung der gewunschten Temperatur ein und betätigt Schalter für die Heizwicklung des Gerätes, z. B.
• dei Kochplatte.
• Die Kontaktfedern 17 und 18 sind nebeneinander an einem Sockel 33 angebracht, der mit der inFig. 3 wiedergegebenen Montageplatte 34 eine Einheit bilden kann. Fig. 3 zeigt ferner eine Lösung der Lagerung der Trägerplatte 26, die ebenso an der ontageplatte 34 angeordnet ist wie Fährungsnasen 35 für den Drucktastenschieber 2.
• In Fig. 5 wird eine Vorrichtung mit separatem Schaltrad 36 wiedergegeben, das in eine Zahnstange 37 (Fig. 8) am Drucktastenschieber 2 greift. Das separate Schaltrad 36 hat nach Fig. 7 Schaltnocken 13 über die die Unterbrecherfeder 18 und damit der hier nicht dargestellte Unterbrecher 20 betätigt wird. Der Kurzschliei3er 19 wird nach Ablauf des Zeitwerkes über die Kurzschließfeder 17 und den in Fig. 7 nicht erkennbaren Schaltnocken 12 geöffnet.
• Die Wirkungsweise des Zeitwerkes wird an Hand der Figuren 1 und 2 erläutert. Fig. 1 zeigt das ausgeschaltete Zeitwerk.
• Der Drucktastenschieber 2 steht nach vorn, der Nocken 30 am Scnaltknebel 3 hält über den Auslösehebei ~4 das Rastrad 6 in seiner axialen Verschiebung fest. Das Zeitwerk ist erst einschaltbar nach Drehung des Schaltknebels 3 aus der Nullage auf den gewünschten Sollwert. Der Drucktastenschieber 2 wird gedrückt, das Rastrad 6 wirdzwangsläufig nach vorn gedreht und verrastet, wie in Fig. 2 dargestellt ist, mit seinem äußeren Rastnocken 9 an der Rastklinke 15. Gleichzeitig wird die Zugfeder 27 gespannt und:damit das Zeitwerk aufgezogen.
• Bei eingeschaltetem Zeitwerk wird die Heizwicklung 22 unstetig über den Unterbrecher 20 beheizt, der Verstimmungswiderstand 21 ist durch den Kurzschließer 19 überbrückt. Zu diesem Zweck sind die Schaltnocken 12 und 13 am Schaltrad 7 angeordnet. Der Kurzschließer 19 ist in Fig. 2 geschlossen und bleibt in diesem Zustand, bis der Schaltnocken 12 an der Kurzschließfeder 17 anschlägt. Der Unterbrecher 20 ist anfänglich geschlossen.
• Durch die in der Folge entstehende Wärme krümmt sich das Arbeitsbimetall 23. Die Trägerplatte 26 schwenkt nach unten, die am Kompensationsbiaetall ?4 gehalterte Rastklinke 15 gleitet am äußeren Rastnocken 9 ab, das Rastrad 6 dreht sich von der Zugfeder getrieben rechtsherum; es wird aber gehemmt, weil der innere Rastnocken 38 an der Klinkenfeder 16 anschlägt. In der gleichen Zeit gerät die Unterbrecherfeder 18 in die Lücke zwischen zwei Schaltnocken 13, der Unterbrecher 20 öffnet sich und unterbricht die Beheizung des Arbeitsbimetalles 23, das abkühlt. Infolge der Abkühlung des Arbeitsbimetalles 23 kann die Trägerplatte nach oben schwenken, die Klinkenfeder 16 enthemmt das Rastrad 6, das seine Drehung erneut aufnimmt, bis die Rastklinke 15 am äußeren Rastnocken 10 anschlägt. über einen weiteren Schaltnocken 13 und die Unterbrecherfeder 18 wird der Unterbrecher 20 wieder geschlossen - usw. Das Zeitwerk läuft in etwa 8 Minuten ab. Nach dieser Zeit wird der Kurzschließer 19 Uber den Schaltnocken 12 geöffnet, dem Gerät wird nicht iehr die volle, sonder während der Fortheizstufe die mittels Schaltknebel 30 gewählte Leistung zugeführt.
• Das Zeitwerk kann gelöscht werden, indem der Schaltanebe; 3 auf Null gestellt wird. Wie bereits beschrieben wurde, erfolgt aadurch die Axialverschiebung des Rastrades 6, die Verklinkung wird gelöst und der Drucktastenschieber 2 springt in die Ausgangslage.
• Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind im folgenden zuaamienfassend beschrieben: Ein kontrollierbarer, definierbarer und weitgehend reibungsfreier Bewegungsablauf des Zeitschaltwerkes wird durch die neuartige Gestaltung und besondere Materialauswahl erreicht. Das Zeitschaltwerk kann in kompakter, geschlossener Bauweise gebaut werden. Die Justierung der Ablaufzeit ist in einfacher Weise durchfUhrbar, der Streubereich ist minimal.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann bei anderen Anforderungen an die Bedienungsart des Gerätes das Zeitschaltwerk auch über eine verlängerte Achse 8 wie ein Uhrwerk aufgezogen werden. Die Zugfeder 27 kann in diesem Falle durch eine Uhrenfeder ersetzt sein.

Claims (14)

Patentansprüche

1. Regelschalter, insbesondere Temperaturregelschalter für elek-<- trische Geräte mit Anheizstufe und Fortheizstufe, wobei aie Heizleistung über einen Schaltknebel von Hand wählbar ist und wobei die Einschaltdauer der Anheizstufe durch ein mittels Einschaltknebel löschbares Zeitschaltwerk begrenzt wird, bei dem entgegen einer Federkraft ein Drucktastenschieber verstellbar ist, mit auf gemeinsamer, schwenkbarer Trägerplatte angeordnetem Kompensations- und Arbeitsbimetall mit einer Heizwicklung, die während der Anheizstufe über einen Unterbrecher bei überbrücktem Verstimmungswiderstand beheizt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucktastenschieber (2) des Zeitschaltwerkes Nuten (4) aufweist, in die Zähne (5) eines Rastrades (6) mit justierbarer Hemmvorrichtung eingreifen, das (6) neben einem Kontaktfedern (17,18) steuernden Schaltrad (7) angeordnet ist, daß Rastklinke (16) bzw.

Klinkenfeder (15) nahezu reibungsfrei auf der Oberfläche der Rastnocken (9,10,11) bzw. der Rastnocken (38,39,40) des Rastrades (6) gleiten und daß die Hemmvorrichtung eines der durch die Kontaktfedern (17,18) gesteuerten Bimetalle (23,24) mit Rastklinke (15) und Klinkenfeder (16) ist.

2. Regelschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rastklinke (15) und Klinkenfeder (16) aus Bronzeband bestehen.

3. Regelschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastrad (6) aus Preßstoff besteht und derart mit der Rastklinke (15) und der Klinkenfeder (16) in Eingriff kommt, daß keine Stanzflächen aufeinanderreiben.

4. Regelschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Rastklinke (15) und Klinkenfeder (16) direkt an einem der Bimetalle (23,24) gehaltert sind.

. Regelschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsbimetall (23) außen angeordnet ist.

6. Regelschalter nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, da3 zur Justierung des Abstandes zwischen den Abreißkanten von Rastklinke (15) und Klinkenfeder (16) eine Justierschrau be (2d) vorgesehen ist.

7. Regelschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Justiervorrichtung eine Justierscheibe (29) vorgesehen ist.

8. Regelschalter nach Anspruch 1 bis 5 und Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß Rastrad (6) und Schaltrad (7) auf einer gemeinsamen Achse (8) angeordnet sind.

9. Regelschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Rastrad (6) und Schaltrad (7) ein einheitliches Element mit Zähnen (5), Rastnocken (9,10,11,38,39,40) und Schaltnocken (12,13) sind.

10. Regelschalter nach Anspruch 1 und einem oder mehreren weiteren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (7) getrennt vom Rastrad (6) mit dem Drucktastenschieber (2) im Eingriff steht und mit dem Rastrad (6) gekoppelt ist.

11. Regelschalter nach Anspruch 1 und einer der mehreren weiteren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entklinkund und damit zur Lösung des Zeitschaltwerkes das Rastrad (6) auf der Achse (8) axial gegen eine Druckfeder (14) mittels eines Auslösehebels (31) verschiebbar ist.

12. Regelschalter nach Anspruch 1 und einem oder mehreren weiteren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitschaltwerk in einem U-förmigen Tragbügel (1) angeordnet ist.

13. Regelschalter nach Anspruch 1 und einem oder mehreren weiteren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente des Zeitschaltwerkes auf einer Montageplatte (34) gehaltert sind, die im U-förmigen Tragbügel (1) befestigt ist.

14. Regelschalter nach Anspruch 1 und einem oder mehreren weiteren Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine an der Trägerplatte (26) ungeordnete Zugfeder (25) die entklinkende Kraft des Kompensationsbimetalles (24) unterstützt.