DE1920551C3 - Regler fuer Elektrowaermegeraete - Google Patents

Description

9. Rej^er nach Anspruch 7, dadurch gekenn- wieder abkühlen, bevor der Kochstrom erneut eingezeichnet, daß in die Schraubspindel eine thermi- schaltet wird. Die Aufheizkurve steigt dann nur langsche Kompensation eingebaut ist und daß die 55 sam auf die erwünschte Temperatur an. Ein gewisser Mutter (25) der Schraubspindel an der dem Aus- Ausgleich findet zwar dadurch statt, daß die Elektrodehnungsglied (40) der temperaturabhängigen kochpfalten eine gewisse Wärmekapazität haben, die Steuerung zugewandten Ende der Schraubspindel dazu mithilft, die Lücke zwischen dem Abschalten liegt, des Kochstromes und dem erwünschten Temperatur·

60 wert zu überspringen, bei Strahlungskochplatten oder anderen Heizgeräten ohne große Wärmekapazität

_____ findet dieser Ausgleich jedoch nicht statt. Außerdem

""~"~~~' ist ec wünschenswert, die Wärmekapazität einer

Kochplatte so klein wie möglich zu halten.
65 Die Ausdehnungselemente haben die Eigenschaft, bei der Annäherung an ihre höchste Temperatur nur

Die Erfindung betrifft einen Temperaturregler für noch geringe Ausdehnungswege zu liefern. Bei einer ^lektrowärmegeräte, insbesondere für Elcktrokoch- Regelung im oberen Leistungsbereich ist es daher er-

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forderlich, ausreichende Wege zur Verfügung zu haben, um eine sichere Leistungsquantelung vornehmen zu können.

Diese Forderungen widersprechen sich direkt Wird ein großer Ausdehnungsweg für das Ausdehnungselement gewählt, so kann eine sichere Ansteuerung eines bestimmten Temperaturwertes nicht vorgenommen werden, und wird ein kleiner Ausdehnungsweg gewählt, so ist im oberen Temperaturbereich keine einwandfreie Regelung möglich. Die bis- io. herigen Lösungen stellten daher einen Kompromiß dar, der meist auf eine schnell Ansteuerung des gewünschten Temperaturwertes verzichtet Eine gewisse Abhilfe könnte nur eine degress _ Kurvensteuerung im Regelgestänge schaffen h.*.c solche Kurve ist jedoch ein schwierig herzueieF..· -uss Präzisionsteil. Außerdem kompliziert ei" <>-rariiges Regelgestänge den Aufbau des gesamte- Reglers. Einen weiteren Störeinfluß stellt äh '■i-'-ckwirkung der Temperatur der Kochplatte aui den i'emperaturfühler dar, da es so meist nicht möglich ist, ausschließlich die Temperatur des Kochgutes abzufühlen.

Es ist ferner ein Regler bekanntgeworden, bei dem ein von Hand betätigbarer Zeitschalter einen Widerstand verstimmt, so daß dem Regler eine höhere Ein- *5 Stelltemperatur vorgetäuscht wird. Mit dieser Einrichtung soll eine schnelle Aufheizung einer elektrischen Automatikplatte sichergestellt v/erden. Es ist jedoch dazu stets eine besondere Einstellung und/oder Betätigung des Zeitschalters erforderlich. Die vorgenannten Probleme} werden dadurch nicht behoben.

Es sind weiterhin reine Energieregler bekannt, bei denen ein Thermostatschalter über einen Regelwiderstand gesteuert wird. Auch die Steuerung des Thermostatschalter über einen Bimetallschutzschalter ist bekanntgeworden. Im ersten Falle ist nur eine reine Energieregelung möglich, während in dem zuletzt beschriebenen Fall lediglich eine Schutzschaltung geschaffen wird, die zur Regelung einer Kochplattr nicht einsetzbar ist. Auch die Kombination beider Arten führt nicht zu einem Regler, der die obengenannten Probleme löst.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Regler der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der eine sichere Ansteuerung eines bestimmten Temperaturwertes, insbesondere des Kochpunktes von Wasser, ermöglicht und der im oberen Leistungsbereich der Kochplatte-eine gute Regelmöglichkeit schafft.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Regelgestänge einen Hilfskontakt betätigt, der eine Zusatz-Beheizung des Ausdehnungselementes (Quantelelernentes) im oberen Leistungsbereich bewirkt.

Das Ansteuern eines bestimmten Temperaturwertes mit anschließendem Einhalten dieses Temperaturwertes erfordert eine meist nur geringe Leistung für das Einhalten des Temperaturwertes. Diese Regelmöglichkeil: wird also im unteren Leistungsbereich betrieben. Beispielsweise beträgt die Weiterkochlsistung bei einer Elektrokochplatte von 2(KK) Watt nur etwa »/«ο der vollen Leistung. In diesem Bereich hat das geringer beheizte Ausdehnungselement einen kleineren Ausdehnungsweg. Dieser Weg, der sich zu dem Ausdehmingsweg des Ausdehnungsgliedes addiert, ermöglicht es also, daß die Abschaltung erst sehr kurz vor de-n Erreichen des gewünschten Temperaturwertes erfolgt. Diese geringe Spanne wird auch von einem Eiektrowärmegerät mit geringer Wärmekapazität »Überschossen«. Im oberen Leistungsbereich dagegen wird das Ausdehnungselement stärker beheizt, so daß seine Ausdehnungswege größer werden und eine zuverlässige Regelung mit einem vorteilhaft als Schraubspindel auszubildenden Regelgestänge möglich ist

Der Hilfskontakt verteuert die Bauart des Reglers kaum, da ohnehin zwei Schaltkontafcte vorhanden sind, die bei Ausschaltung des Elektrowännegerätes das Netz auf beiden Polen abschaltet Es hat sich herausgestellt, daß bei der Umschaltung der Beheizung für das Apsdebnungselement kein nennenswerter Sprung in der Charakteristik der Leistungsregelung auftritt

Vorzugsweise erfolgt die Einschaltung der stärkeren Beheizung bei etwa Vs bis V2 der vollen Leistung des Elektrowärmegerätes. Damit ist sichergestellt, daß die zum Ansteuern eines einzuhakenden Temperaturwertes benötigten Reglerstellungen im 3ereich der schwachen Beheizung !«epm.

Die Beheizung im oberen x^eistungsbereich des Reglers beträgt vorteilhaft das Zwei- bis Vierfache der Beheizung im unteren Leistungsbereich. Durch diese relativ starken Unterschiede in der Beheizung wird gleichzeitig erreicht, daß der Regler, der überwiegend im unteren Bereich benutzt wird, thermisch gciuiger beansprucht wird.

Nach einem Merkmal in der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Einschaltung der niedrigen Leistung durch Parallelschaltung eines Widerstandes erfolgen. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß das meist sehr kleine Ausdehnungselement wie bisher mit einer einfachen Beheizung gebaut sein kann, während der Widerstand vom Bauaufwand her kaum ins Gewicht fällt. Der Widerstand kann auch vorteilhaft außerhalb des Reglergehäuses angeordnet sein, so daß dieses insgesamt geringer thermisch beansprucht wird.

Der Widerstand kann jedoch ^anz eingespart werden, wenn das Ausdehnungselement mit zwei Heizwicklungen versehen wird, von denen eine die niedrige Leistung bringt, während beide zusammen die volle Leistung ergeben können

Einige Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch einen Regler mit einer ebenfalls schematischen Darstellung seiner Schaltung,

F i g. 2 ein Schaltbild eines Reglers in ausgeschaltetem Zustand,

· σ 1 Aftl C/*(iattKil^| antcnr

Cin 1

Reglers in s inem unteren Leistungsoereich und

F i g. 4 ein Schaltbild entsprechend F i g. 1 eines Reglers i < seinem oberen Leistungsbereich.

In F i g. 1 ist ein Regier dargestellt, der einen elektrischen Schnappschalter ü besitzt, Auf den Druckpunkt 17 des Schnappschalters 11 wirkt ein Hebel ein, an dessen anderem Ende am Ausdehnungselement 16 angeschlossen ist. Dieses ist kraftschlüssig zwischen den ersten und einen zweiten Hebel zwischengeschaltet. Beide Hebel sind um die gleiche Achse schwenkbar gelagert.

Das Ausdehnungselement 16, das im dargestellten Beispiel aus einer Ausdehnungshülse aus einem Material mit hohem thermischem Ausdehnungskoeffizienten und einem darin liegenden Stab mit geringem

thermischem Ausdehnungskoeffizienten besteht, ist lergehäuses angebracht. Durch die Parallelschaltung kraftschlüssig zwischen die beiden Hebel geschaltet. des Widerstandes 59 wird das Ausdchnungsel^ment Das Ausdchnungselemcnl 16 besitzt eine elektrische 16 in diesem Leistungsbereich schwächer beheizt, als Widerstandsheizung, der über zwei Scheiten 51, SZ es der Auslegung seiner¹ Beheizung entspricht.
Strom zugeführt werden kann. Auf den zweiten Hc- 5 Durch die Beheizung des Ausdehnungselementes bei wirkt ein Ausdehnungsglied 40 ein, das aus einer 16 dehnt sich dieses, das in den Fig. 2 bis 4 als ein-Mcmbran-Druckdosc besteht. Diese ist mit einem fächer Ausdehnungsstab dargestellt isl, aus und wirkt Kapillarröhr 41 an einen Temperaturfühler 42 arige- in Ausschaltrichtung auf den Schnappschalter: 11 ein. schlossen* die in Abhängigkeit von der Temperatur Durch die Beheizung derkochplatte wird gleichzeitig eines F.lektrowärmegerätes 30 beheizt ist Im vorlie- to die Temperatur des Koch gutes erhöht Die in dem gendcn Falle wurde als bevorzugtes Ausfuhrungsbei- Temperaturfühler 42 befindliche Ausdehnungsflüsspiel das Elektrowärmegerät 30 als eine Elektrokoch- sigkeit dehnt sich aus und übt über das Kapillarrohr platte dargestellt, in deren unbeheizter Mittelzone der 41 einen erhöhten Druck auf das Ausdehnungsglied Temperaturfühler 42 angeordnet ist. Auf das Aus- 40 aus. Die beiden Ausdehnungswege addieren sich, dchnungsglied 40 wirkt ein Regelgestänge 22 ein, das 15 Wenn sie susreichend groß sind, wird der Schalter 11 im vorliegenden Falle als eine Schraubspindel ausgc- abgeschaltet. Es ist zu erkennen, daß der Schalter bebildet ist, die mit einer Mutter 25 zusammenwirkt reits abschaltet, wenn die Temperatur noch unterhalb Auf dem Reglergcstänge sind an einer Hülse 53 nicht des eingestellten Temperaturweges liegt, und zwar dargestellte Schaltnocken befestigt, die auf Kontakte um den Betrag, der dem Ausdehnungsweg des Aus-27. 28. 29 einwirken können. Das Reglergeslänge 22 so dehnungselemenles 16 entspricht Infolge der gerinwird über einen Bedienungsknopf 33 betätigt. In die gen Beheizung des Ausdehnungselementes 16 ist die-Schraubspindel ist vorzugsweise eine aus Ausdeh- ser Weg jedoch so klein, daß er von der Wärmekapanungshülse und Stab mil geringer Ausdehnung beste- zität der Kochplatte leicht überbrückt wird. Die Behende thermische Kompensation eingebaut, heizung 54 des Ausdehnungselementes und der

Die Kochplatte 30 wird aus zwei elektrischen Zi»- 35 Widerstand SO werden einaßdcr so angepaßt, daß die leitungen 31. 32 gespeist. Die Schaltkontakte 27, 28 in diesem Zu- and dem Ausdehnungselement 16 zubilden eine doppelpolige Abschaltung, die die Koch- geführte Leistung nur etwa 'It bis zur Hälfte der Leiplatte und den Regler in ausgeschaltetem Zustand von stu'ig beträgt, für die die Beheizung 54 ausgelegt den Zuleitungen 31. 32 elektrisch abtrennt. Der ist.

Strom wird der Kochplatte 30 über die Kontakte des 30 Nach Abkühlung des Ausdehnmigselementss 16

Schalters 11 und die Beheizung 54 des Ausdehnungs- wird der Schalter wieder eingeschaltet und führt der

elementcs 16 zugeführt. Parellel zu der Beheizung 54 Kochplatte erneut einen Leistungsstoß zu. Dadurch

liegt ein Schaltkontakt 29. der einen im folgenden wird gleichzeitig auch wieder das Ausdehnungsele-

noch näher erläuterten HilMontakt bildet. Der in ment 16 beheizt, so daß kurz danach wieder eine Ab-

der Zeichnung dargestellte Regler arbeitet wie 35 schaltung stattfindet Unterjder Einwirkung des Tem-

folgt: peraturfühiexs findet die tin- und Ausschaltung in

Im ausgeschalteten Zustand sind die Kontakte des ihrer Häufigkeit und Dauer so oft statt, wie es dem Schalters 11, die doppelpolige Abschaltung 27, 28 eingestellten Wert und der Temperatur des Kochgu- _t und der HÜfskonlakt 29 offen, und die Kochplatte ist tes entspricht. ι stromlos. In dieser Stellung ist die Schraubspindel 40 Wenn der Regler auf eine höhere Leistungsstufe · mittels des Betätigungsknopfes 33 so gedreht, daß eingestellt wird (Fig. 4), so wird bei einer bestimmder von ihr auf den Druckpunkt 17 des Schalters 11 ten. je nach den Umständen zu wählenden Reglerausgeübte Druck den Schalter 11 in geöffneter Stei- stellung, vorzugsweise nach der Hälfte des vorgesehelung hält. Die Schraubspindel 22 ist in dieser Stel- nen Reglerweges bzw. im Bereich zwischen Vi bis "/» lung am weitesten in die Mutier 25 hineingeschraubt. 45 der vollen Leistung, der HHfskontakt 29 wieder ge- : Die auf der Schraubspindel 22 angeordneten Nocken öffnet. Damit wird der parallel geschaltete Wider- i halten die Kontakte 27, 28. 29 offen (Fig. 2). Beim stand aus dem Stromkreis der Beheizung 54 au?~jb-Einschalten (F i g. 3) durwh Drehung der Spindel mit- schaltet, so daß nun die volle Beheizung des Ausdeh- j tels des Bedienungsknopfes 33 werden die beiden Mungselernenles \6 wirksam wird. Diese Beheizung ; Schallkontakte 27, 28 für die doppelpolige Abschal- 50 kann beispielsweise 6 Watt betragen, während die j lung eingeschaltet Gleichzeitig wird dis SchiSöbspiu- verminderte pfopr zwischen 1,5 usd 3 Watt liegt ! del so weit aus der Mutter 25 hinausgeschraubt, so Das Ausdehnungsdement 16 kommt dabei auf höhedaß das Ausdehnungsglied 40 und das Ausdehnungs- re Temperaturen, so daß sein Ausdehnungsweg größer element 16, die in der schematischen Darstellung wird Auf diese Weise ist im oberen Leistungsbereich | hintereinander angeordnet sind, nachgeben können 55 eine weichere Regelung möglich, und es kann er- ! und der Schalter 11 unter der Wirkung seiner Feder reicht werden, daß die Regelung zuverlässig bis nahe j einschaltet. In F i g. 3 ist eine Scfaaltstellung darge- an die volle Leistung der Kochplatte heran möglich stellt, die zu einem unteren Ixistungsbereich des Reg ist Der Vorgang der Regelung, d. h. der Quantelung, lers gehört und beispielsweise der Aufheizung eines ist im übrigen der gleiche wie zuvor beschrieben.
Behälters mit Wasser mit anschließendem leichtem 60 Das Ausdehnungselement kann auch als eine be- , Weiterkochen entspricht heizte Kammer ausgebildet sein, die über ein Kapil- ■

Bei der Einschaltung des Reglers wurde außer den larrohr mii einer Druckdose in Verbindung steht ;

Kontakten 27, 28 gleichzeitig der Hilfskontakt 29 ge- Dabei kann entweder eine gesonderte Druckdose j

schlossen. Der Strom aus den Zuleitungen 31, 32 vorgesehen sein, oder es kann die Druckdose de»

fließt daher sowohl über die Beheizung 54 des Aus- 65 Temperaturfühlers benutzt werden. Die Veränderung dehnungselcmentes 16 als auch über einen Wider- der Beheizung des Ausdcnnangseiemcfflcs fcarln auf stand 50 zu der Kochplatte 38. Der Widerstand 5# verschiedene Arten erfolgen. Außer dem bcschrlebcist im vorliegenden Falle {Fig. 1} außerhalb des Reg- nen V/iderstand können auch mehrere Hcizwicklun-

gen auf dem Ausdehnungselement angebracht sein, und dieses kann im Haupt- bzw. Nebenschluß beheizt sein.

Die Erfindung ist an einem Regler besonders vorteilhaft, bei dem das Regelgestänge aus einer Schraubspindel besteht Es entfällt dabei die Notwendigkeil, mit Übcrsctzungsgliedcrn zu arbeiten. Es kann ein einfacher Aufbau mit kraftscUüssiger, direkter Hintereinanderschaltung der funküonellen Bauelemente erzielt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (8)

platten mit einem Ausdehnungsglied, das mit einem Patentansprüche- Temperaturfühler am Eiektrowärmegerät in Verbindung steht und mit einem in Abhängigkeit von dem dem Eiektrowärmegerät zugeführten Strom beheizten

1. Temperaturregler für Elektrowärmegeräte, 5 Ausdehnungselement (Quantelelement), wobei Ausinsbesondere für Elektrokochplatten mit einem dehnungseiement (Quantelelement) und Ausdehnungs-Ausdehnungsglied, das mit einem Temperaterfüh- glied -uf einen elektrischen Schalter, insbesondere ler am Eiektrowärmegerät in Verbindung steht einen Schnappschalter, einwirken und wobei ein ma- und mit einem in Abhängigkeit von dem dem nuell betätigbares Regelgestänge, insbesondere eine Eiektrowärmegerät zugeführten Strom beheizten io Schraubspindel, vorhanden ist, das der Einstellung Ausdehnungselement (Quantelelement), wobei entsprechend linear abhängig auf Ausdehnungsglied, Ausdehnungselement (Quantelelement) und Aus- Ausdehrmngselement (Quantelelement) bzw. Schalter dehnungsglied auf einen elektrischen Schalter, zur Einstellung der Temperatur einwirkt,
insbesondere einen Schnappschalter, einwirken Derartige Regler sind als Regler für Elektrokoch- und wobei ein manuell betätigbares Regelgestän- 15 platten bekanntgeworden. Sie besitzen beispielsge, insbesondere eine Schraubspindel, vorhanden weise ein elektrisch beheiztes Bimetall, das auf den ist, das der Einstellung entsprechend linear ab- Druckpunkt eines Schnappschalters einwirkt und von hängig auf Ausdehnungsglied, Ausdehnungsele- dem Kochstrom durchflossen wird. Der Kochstrom ment (Quanteleleri-Jit) bzw. Schalter zur Einstel- wird von dem Schnappschalter ein- bzw. ausgeschallung der Temperatur einwirkt, dadurch ge- ao tet. Die Lage des Bimetalls in bezug auf den kennzeichnet, daß das Regelgestänge (22) Schnappschalter ist über ein Regelgestänge verändereinen Hilfskontakt (29) betätigt, der eine Zusatz- bar, um verschiedene Leistungen einstellen zu kön-Beheizung des Ausdehnungselementes (Quantel- nen. Beim Einschalten der Kochplatte wird das Biclementes) (16) im oberen Leistungsbereich be- metall beheizt und wirkt dann in Ausschaltrichtung wirkt as auf den Schnappschalter ein. Nach dem Ausschalten

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekenn· kühlt sich das Bimetall ab und schaltet dementsprezeichnet, daß die Einschaltung der Zusatz-Behei- chend den Kochstrom wieder ein. Es wird somit eine zung bei etwa Vs bis ' . der vollen Leistung des Aussetzregelung geschaffen. Diese Art der Regelung Elektrowärmeger.ies (30) erfolgt. wird auch als »Quantdung« bezeichnet. Die bekann-

3. Regler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 30 ten Regler arbeiten außerdem mit einem Temperagekennzeichnet, daß die Bvheizuu^ im oberen turfühler zusammen, der auf die Temperatur der Leistungsbereich das Zwei- hip. Vierfache der Kochplatte bzw. des Kochgutes anspricht. Diese Beheizung im unteren Leistungsi «reich be- Temperaturfühler bestehen meist aus einer Fühlerträgt dose und einem als Membrandose ausgebildeten Aus-

4. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 35 dehnungsglied, das über ein Kapillarrohr mit dem dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltung Temperaturfühler verbunden ist. Das Ausdehnungsder niedrigen Leistung für die Beheizung durch element und das Ausdehnungsglied sL d hintereinan-Parallelschaltung eines Widerstandes (50) er- dergeschaltet, so daß ihre Ausdehnungsbewegungen folgt. in gleicher Richtung auf den Schalter einwirken.

5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekenn- 40 Derartige Regler arbeiten sehr zuverlässig und zeichnet, daß der Widerstand (50) außerhalb des weitgehend zufriedenstellend, es ergibt sich jedoch Regiergehäuses angeordnet ist eine Schwierigkeit, die insbesondere bei dem Einsatz

6. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dieser Regler zur Regelung von elektrischen Kochdadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungs- platten stört. Zum Ansteuern eines bestimmten Temelement (16) zwei Hei7*vicklungen trägt. 45 peraturwertes, beispielsweise dem Kochpunkt von

7. Regler nach einem der Ansprüche I bis 6, Wasser, das sich in ein^m Behälter auf der Elektrodadurch gekennzeichnet, daß das Regelgestänge kochplatte befindet, wird eine relativ lange Zeit be-(22) als Schraubspindel ausgebildet ist nötigt. Der Kcchstrom wird nämlich schon vor dem

8. Regler nach Anspruch 7, dadurch gekenn- Erreichen des erwünschten Temperaturwertes abgezeichnet, daß die Schraubspindel direkt auf das 5° schaltet da das Ausdehnungsglied beim Einschalten Ausdehnungsglied (40) der temperaturabhängi- des Kochstrcmes ebenfalls aufgeheizt wird. Nach der