DE2422624B2

DE2422624B2 - Temperaturbegrenzer

Info

Publication number: DE2422624B2
Application number: DE19742422624
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-05-10
Filing date: 1974-05-10
Publication date: 1977-09-01
Also published as: GB1516142A; FI751371A; SE7505244L; FR2270747A1; FI57509B; FI57509C; SE437105B; AU8090575A; AT349112B; FR2270747B1; SE405310B; AU8128275A; GB1516141A; DE2422624A1; DE2422624C3; SE7804327L; AU500530B2; ATA319675A

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperaturbegrenzer mit einem Temperaturfühlorgan, dessen Schaltergehäuse, das einen bezüglich seiner Schalttemperatur fest eingestellten Schalter enthält, an der Unterseite der unbeheizten Mittelzone einer Elektrokochplatte angeordnet ist.

Derartige Temperaturbegrenzer sind aus dem DT-PS 11 23 059 und der DT-AS 11 04 087 bekanntgeworden. Sie besitzen in einem Isolieirgehäuse ein Bimetall und einen Schnappschalter zur Abschaltung eines Heizleiters. Normalerweise wird nur ein von beispielsweise drei Heizleitern (be:i 7-Takt-Schaltung) abgeschaltet, so daß nur knapp die Hälfte der Gesamtleistung abgeschaltet wird. Da Bimetalle in den relativ hohen Temperaturbereichen, in denen der Temperaturbegrenzer arbeitet, schon sehr labil sind und nur geringe Betätigungskräfte bringen, ist: die Schalt-Temperaturdifferenz zwischen Ausschalten und Wiedereinschalten (Schalthysterese) sehr groß. Sie liegt in der Größenordnung von ca. 80⁰C. Daher und wegen der losen thermischen Kopplung an die Elektrokochplatte, hatten die bekannten Temperaturbegrenzer die Eigenschaft, nach einmaligem Abschalten erst dann wieder einzuschalten, wenn die Kochplatte abgeschaltet oder auf

<*> einen minimalen Leistungswert eingestellt wurde. Dadurch ergaben sich aber Schwierigkeiten, wenn von der Kochplatte eine hohe Leistungsabnahme bei hoher Kochguttemperatur gefordert wurde (z. B. beim Fritieren.).

*5 Aus der US-PS 19 79471 ist ein Schalter bekanntgeworden, der über zwei Stangen mit geringem Ausdehnungskoeffizienten mit dem Kochplattenrand verbunden ist und in Abhängigkeit von dessen

Ausdehnung schaltet. Dieser Schalter ist mechanisch hr aufwendig und schaltet nicht trägheitslos, da die Kochplatte eine relativ große Wärmeträgheit hat. Bei ■ er Ausführung mit einer Kochplatte aus Isoliermate^e'al mit einer nach oben offenen Strahlungsbeheizung ist als Ausdehnungselement ein U-förmiger Träger verendet, der die ganze Kochplatte überquert. Dabei sind •edoch'auch die unbeheizten Rand- und Mittelzonen ;'f_aß_{t U}nd auch die Kopplung an die Beheizung ist benfalls sehr schlecht. Auch hier wird also nur die Durchschnittstemperatur der Kochplatte erfaßt, so daß gegenüber der eingangs beschriebenen Ausführung keine Besserung zu erwarten ist.

Aus der US-PS 36 66 920 ist ein einstellbarer Temperaturregler bekanntgeworden. Er ist in Kontakt mit dem Kochgefäß angeordnet. Der einen mit Schleichkontakt arbeitenden Bimetallschalter enthaltende Regler soll seine Wärme im wesentlichen vom Kochgefäß erhalten. Die Heizelemente sollen möglichst keinen Einfluß auf das Regelergebnis haben.

Aus der DT-PS 9 13 355 ist ebenfalls ein einstellbarer Temperaturregler bekanntgeworden, der eine Stange besitzt, die in Wärmekontakt mit dem Kochplattenerund' gebracht ist und sich, gegen unmittelbaren Wärmeeinfluß von den Heizleitern her abgeschirmt, unter der Kochplatte hindurch erstreckt.

In der Stange befindet sich das temperaturempfindliche Organ. Auch hier wird versucht, die mit der Wärmeträgheit des Kochplattenkörpers behaftete Temperatur abzufühlen und die unmittelbare Tempera- 3= turauswirkung der Heizleiter auszuschalten.

Ferner ist durch die DT-OS 2042 681 ein Temperaturschaltgerät mit einem Ausdehnungselement bekanntgeworden, das über eine Springscheibe ein gesondertes Schaltelement betätigt. Dieser Temperaturschalter hat ein Schaltergehäuse und ein mit linearer Ausdehnung arbeitendes Temperaturfühlorgan. Es handelt sich hier jedoch um einen Ausschalter für ein Heißwassergerät.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Temperaturbegrenzer der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der aufgrund seiner Ausbildung und Anordnung eine Abschaltung in möglichst enger Beziehung von der Temperatur der Heizleiter mit nur geringer Schalthysterese ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das an dem Schaltergehäuse montierte Temperaturfühlorgan aus einer Ausdehnungshülse mit größerem thermischem Ausdehnungskoeffizienten als ein in ihr angeordneter Übertragungsstab besteht und von der unbeheizten Mittelzone aus im wesentlichen radial nach einer Seite mit geringem Abstand und enger thermischer Kopplung an die Beheizung der Elektrokochplatte über die die Beheizung aufnehmende Unterseite des Heizringbereiches hinwegragt.

Das gegen hohe thermische Belastung unempfindliehe Temperaturfühlorgan mit Ausdehnungshülse und Übertragungsstab ist also eng an die Temperatur der Heizleiter gekoppelt, überträgt aber nur relativ wenig Wärme auf den Schalterkopf mit einem Schnappschalter, der daher als Präzisionsschalter ausgebildet sein kann und mit einem Schaltweg von nur einem Hunderstel Millimeter arbeiten kann. Der Ubertragungsstab kann daher direkt auf den Schnappschalter einwirken. Bei einfachster und robustester Bauweise wird damit ein Temperaturbegrenzer mit höchster Ansprechempfindlichkeit geschaffen. Auch die Anschlüsse sind im Bereich der unbeheizten Mittelzone rp|_a»iv nroblemlos herzustellen. Obwohl die im folgenden beschriebene Temperaturbegrenzerausbildung mit direkter Einwirkung des Übertragungsstabes auf den Schnappschalter und mit nur einem Kontakt am Schnappschalter sehr vorteilhaft ist, kann jedoch auch eine bereits vorgeschlagene Temperaturbegrenzerausführung nach der DT-PS 23 43 834.8 vom 30.8. 1973 oder eine Ausführung nach der vorn gleichen Anmelder gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung eingereichten Anmeldung »Schnappschalter« verwendet werden.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine von unten gesehene Ansicht einer Elektrokochplatte mit einem Temperaturbegrenzer, F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 1I-II in F i g. 1, F i g. 3 ein Detail einer Variante, in einer Schnittdarstellung, bei der die Schnittlinie quer zu der von Fig. 2 liegt,

F i g. 4 einen Längsschnitt durch einen Temperaturbegrenzer,

F i g. 5 eine vergrößerte Ansicht der Ausdehnungshülse, von ihrem freien Ende her gesehen,

F i g. 6 ein schematisches Schaltbild des Temperaturbegrenzers im Zusammenwirken mit einem Leistungstakter,

F i g. 7 ein schematisches Diagramm, bei dem jeweils die Temperatur über der Zeit aufgetragen ist und das in seinem oberen Teil die Verhältnisse am Temperaturbegrenzer und im unteren Teil die am Leistungstakter veranschaulicht,

F i g. 8 ein Diagramm entsprechend F i g. 7 in einem anderen Betriebszustand.

In Fig. 1 ist eine Elektrokochplatte 11 von unten dargestellt, die, wie auch aus F i g. 2 zu erkennen ist, aus einem Kochplattenkörper 12 aus Gußmaterial besteht, der an der Unterseite einen Heizringbereich Ü3 besitzt. Dort liegen in Nuten 14 Heizleiter für die Beheizung 15 in Form von Wendeln. Sie sind in einer als Einbettung 16 dienenden Isoliermasse eingebettet, die die spiralförmig verlaufenden Nuten füllt. Der Heizringbereich wird nach außen durch eine Ringrippe 17 und nach innen durch eine Ringrippe 18 abgegrenzt. Innerhalb der Ringrippe 18 liegt eine unbeheizte Mittelzone 19, in deren Mitte ein Mittelauge 20 angegeossen ist, das zur Befestigung der Kochplatte bzw. von Abdeckungen dient. Insoweit handelt es sich also um eine übliche Elektrokochplatte.

Im Bereich der unbeheizten Miuelzone 19 ist das einen Schnappschalter 21 (siehe F i g. 4) aufnehmende Schaltergehäuse 22 eines Temperaturbegrenzers 23 angeordnet. Das Gehäuse besteht aus Isolierstoff, beispielsweise Steatit, und hat eine im wesentlicher flache rechteckige Form mit zur Ringrippe 18 hin abgeschrägten Ecken 24. Wie aus F i g. 2 zu erkennen ist sind die Höhenabmessungen des Schaltergehäuses 22 sehr gering und auch die radialen Abmessungen sind se gering, daß das Schaltergehäuse 22 zwischen den Mittelauge 20 in der Mitte der unbeheizten Mittelzon» und der Ringrippe bequem angeordnet werden kann Dazu tragen auch die abgeschrägten Ecken 24 bei, dii eine Anpassung an die Form der Mittelzone ermögli chen.

Etwas außerzentrisch ragt aus der nach außei gerichteten, die abgeschrägten Ecken 24 tragende Seite des Gehäuses ein Temperaturfühlorgan 25 hervo das aus einer Ausdehnungshülse 26 aus Material m:

relativ hohem thermischem Ausdehnungskoeffizienten und einem darin angeordneten Übertragungsstab 27 aus Material mit geringem thermischem Ausdehnungskoeffizienten, beispielsweise einem Keramikstab, besteht (F ig. 4).

Fig. 1 zeigt, daß das stabförmige Temperaturfühlorgan 25 von der unbeheizten Mittelzone aus im wesentlichen radial (gegenüber einem Radius etwas seitlich versetzt) über den Heizringbereich 13 hinwegragt. Es läuft dabei durch eine Aussparung 28 der Ringrippe 18 hindurch. Die flache Bauweise des Gehäuses erlaubt es, daß das Temperaturfühlorgan 25 unmittelbar angrenzend an die Unterseite (in den Zeichnungen die Oberseite) der die Heizleiter umgebenden isoliermasse verläuft, und zwar vorteilhaft sogar in einem gewissen Wärmekontakt, der allerdings wegen der Ausdehnungsbewegung der Ausdehnungshülse 26 nicht sehr stark sein sollte. An der Außenseite ist dafür zu sorgen, daß zwischen dem Temperaturfühlorgan mit seiner die Ausdehnungshülse und den Übertragungsstab verbindenden Justierschraube 29 und der äußeren Ringrippe 17 noch ausreichend Platz für die Ausdehnung des Stabes verbleibt.

Von der Rückseite des Scraltergehäuses 22, die dem Temperaturfühlorgan 25 gegenüberliegt, führen An-Schlüsse 30 hinweg, die über Leitungen 31 angeschlossen sind. Die Leitungen 31 führen durch eine Isolierdurchführung 32 aus der unbeheizten Mittelzone hinaus. Diese ist, wie aus F i g. 2 zu erkennen ist, mit einer in die innere Ringrippe 18 hineingestellten flachen dosenförmigen Kappe 33 abgeschlossen, die zusammen mit einer nicht dargestellten üblichen unteren Plattenabdeckung über eine in das Mittelauge 20 geschraubte Schraube befestigt ist. Die Kappe 33 dient zum Schutz des den Schalter enthaltenden Teils des Temperaturbegrenzers vor Staub und anderen störenden Umwelteinflüssen. Die Leitungen 31 können bequem auf beiden Seiten an dem Mittelauge 20 vorbeigeführt werden, da die Anschlüsse 30 in der Nähe der beiden Schmalseiten des Schaltergehäuses 22 liegen.

In Fig.3 ist eine abgewandelte Ausführun^sform dargestellt, bei der bei im übrigen gleicher Ausbildung der unbeheizten Mittelzone und des Temperaturbegrenzers 23 der Heizringbereich der Elektrokochplatte 11 durch ein Blech 34 abgedeckt ist, das die ringförmige Gestalt des Heizringbereichs 13 hat, jedoch etwas größer ist, so daß es zwischen die Ringrippen 17 und 18 eingepreßt werden kann und sich dann selbst hält. Dieses Blech liegt dicht über der Unterseite der als Einbettung 16 dienenden Isoliermasse und schließt diese S° gegen Außeneinflüsse völlig dicht ab (z. B. Staubentwicklung). Gleichzeitig schafft dieses in Wärmekontakt mit der Isoliermasse bzw. den dazwischen vorragenden, die Nuten 14 voneinander trennenden Rippen stehende Blech eine ideale Wärmeübertragungsfläche zur engen thermischen Ankopplung des Tcmperaturfühlorgans 25 an die Temperatur des Heizringbereiches. Das Temperaturfühlorgan 25 verläuft dann auch dicht unterhalb (in der Zeichnung oberhalb) dieses Bleches 34. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist es zu drei Vierteln *° von einer Abdeckung 35 umschlossen, die die Querschnittsform eines großen Omega hat und aus Blech gebogen ist. Die Abdeckung 35 ist entsprechend der Längsausdehnung des Temperaturfühlorgans 25 langgestreckt und liegt mit ihren Flanschen 36 auf dem Blech ⁶S

34 auf und kann dort beispielsweise durch Punktschwei· ßung befestigt sein. Es ist auch möglich, die Abdeckung

35 vorteilhaft an die Kappe 33 unmittelbar anzuschließen, so daß der gesamte Temperaturbegrenzer umschlossen und thermisch noch enger an die Elektrokochplatte gekoppelt ist. Trotzdem ist dabei nur das Temperaturfühlorgan der hohen Temperatur des Heizringbereiches ausgesetzt und kann so sehr schnell auf Änderungen der Heizleitertemperatur reagieren, während das Schaltergehäuse 22 mit dem temperaturempfindlichen Schalter im Bereich der unbeheizten Mittelzone, also einem kälteren Bereich liegt. Es ist also zu erkennen, daß sowohl die Abdeckung 35 als auch das Blech 34 sowohl zum Schutz der Elektrokochplatte und des Temperaturbegrenzers vor Verschmutzung oder anderen Umwelteinflüssen dient, als auch zur engen thermischen Kopplung des Temperaturfühlorgans mit möglichst geringer thermischer Trägheit an die Temperatur der Heizleiter.

Einzelheiten des Temperaturbegrenzers sind in der F i g. 4 zu erkennen. Das bereits beschriebene Temperaturfühlorgan 25 ragt durch eine öffnung des Schaltergehäuses 22 hindurch. Die Ausdehnungshülse 26 besitzt einen Flansch 37, an dem eine Scheibe 70 zur Vergrößerung des Flansches angesetzt ist. Das Gehäuse ist einteilig aus keramischem Isoliermaterial, z. B. Steatit, gefertigt und besitzt eine Ausdehnung 40, die zu einer Seite, d. h. quer zum Ausdehnungselement, hin offen ist und nach der Schaltermontage durch einen isolierenden Deckel 71 (F i g. 2) verschlossen wird. Der Flansch 37 mit der Scheibe 70 ist von der Seite her in einen Schlitz SB des Gehäuses im Bereich der öffnung 78 für das Temperaturfühlorgan hineingesteckt und legt dieses somit fest.

In der Ausnehmung 40 ist der Schnappschalter 21 angeordnet. Der Schnappschalter 21 besitzt eine Schnappfeder 41 mit einer aus dieser herausgebogenen Federzunge 42, die sich an einem Stützlager 43 abstützt. Der Betätigungspunkt 44, an dem der Übertragungsstab 27 angreift, liegt relativ dicht beim Stützlager 43, so daß wegen des geringen Hebelarmes der Schalter mit größter Feinfühligkeit schaltet, d.h. seine Schaltdifferenz zwischen Ausschaltung und Wiedereinschaltung liegt bei einem Weg am Betätigungspunkt 44 von ca. Vioo mm.

Die Schnappfeder 41 trägt an ihrem freien Ende einen Kontakt 45, der mit einem in einen Schlitz des Gehäuses von der Seite her eingesteckten und dadurch befestigten und mit dem Anschluß 30 einstückigen Gegenkontaktteil 46 zusammenwirkt. Ein ebenfalls durch Einstecker festgelegtes und aus Blech gebogenes Widerlager 47 sorgt für eine Abstützung der Schnappfeder ir geöffneter Stellung der Kontakte und ist so angeordnet daß die Schnappfeder nur den unbedingt zur öffnung der Kontakte notwendigen Weg zurücklegt, Aud dadurch wird die Feinfühligkeit des Schalters verbes sert. Der andere Anschluß 30 ist als ein in einen aus dei Ausnehmung 40 hinausführenden Schlitz 72 eingesteck ter gebogener Träger 73 in Form eines Blechstreifen! ausgeführt, dessen in der Ausnehmung 40 liegende: Ende durch seitliches Einstecken in einen Schlitz 7« festgelegt ist. An dem Träger 73 ist das Basisteil 75 de Schnappschalters 21 angebracht, das an einem Ende da Stützlager 43 und am anderen Ende die dor angebrachte Schnappfeder trägt. Der Träger 73 stütz sich im Bereich des Betätigungspunktes 44 an den Gehäuse ab.

Das Gehäuse ist im wesentlichen rechteckig mit dci bereits erwähnten abgeschrägten Ecken 24.

Es wird ein sehr einfach aufgebauter und sch feinfühliger Temperaturbegrenzer geschaffen, der mi

kleinsten Abmessungen auskommt. Der in Fig.4 dargestellte Temperaturbegrenzer kann beispielsweise bei einer wirksamen Länge der Ausdehnungshülse von nur etwa 45 mm bei einer Temperaturdifferenz von 360 K gegenüber der Raumtemperatur einen Ausdehnungsweg von ca. ³ViOo mm liefern. Bei einem Schaltweg von Vioo mm zwischen Ein- und Ausschaltung liegt also die Hysterese des Temperaturbegrenzers bei etwa 10 K. Dies ist außerordentlich wenig gegenüber ca. 80 K, mit denen man bei Bimetallschaltern rechnen muß. Es ist trotzdem keine Hebelübersetzung notwendig, sondern der Übertragungsstab kann unmittelbar auf den Betätigungspunkt 44 der Schnappfeder 41 einwirken. Es sei noch erwähnt, daß die Ausdehnungshülse 26 zwar vorzugsweise aus Fertigungsgründen einen kreisförmigen Querschnitt hat, jedoch auch, insbesondere zur Anpassung an die Oberfläche des Heizringbereiches, einen anderen Querschnitt, beispielsweise einseitig abgeplattet oder vierkantig haben kann.

Durch die in Querrrichtung zum Temperaturfühlorgan und damit zum Hauptkraftverlauf ungeteilte Ausführung des Gehäuses ist sichergestellt, daß in Kraftrichtung keine Elastizitäten auftreten, die zu unexaktem Schalten führen könnten. Dafür sorgt auch die Tatsache, daß der Schalter und das TemperaturschaUorgan normalerweise von der Schnappfeder 41 in Kraftschluß gehalten sind.

Es ist zu erkennen, daß auf die Ausdehnungshülse 26 ein Wärmcübertragungsglied 76 in Form einer Blechscheibe aufgesteckt ist. Dies sorgt einerseits für eine große Wärmeübertragungsfläche für Strahlungs- und Konvektions-Übertragung und kann durch Kontakt mit Teilen der Kochplatte oder des Bleches 34 auch Wärme durch Leitung an die Ausdehnungshülse übertragen. Auch ein Abkanten der Scheibe in eine zur Kochplatte parallele Ebene kann vorteilhaft sein.

Es ist ferner bevorzugt, den Wärmeübergangswiderstand des Temperaturfühlorgans, ggf. einschließlich der Wärmeübertragungsgliedcr, durch entsprechende Oberflächenbehandlung zu verringern. Dazu eignet sich eine Beschichtung 77 mit einem hochwäimcbeständigen, rauhen Lacküberzug, der die relativ glatte und blanke Oberfläche der meist aus Edelstahl bestehenden Ausdehnungshülse in ihren Wärmeübertragungseigenschaften wesentlich verbessert.

Wie aus den Fig.4 und 5 zu erkennen ist, ist in die Ausdehnungshülse 26, die aus einem sehr dünnen rostfreien Stahlrohr besteht, an ihrem unteren Ende eine Justierschraube 80 eingeschraubt. Das dazu in der Ausdehnungshülse 26 vorgesehene Gewinde 81 ist durch Drücken hergestellt. Obwohl dies das Verfahren ist, das um wenigsten Wandstärke benötigt, kann es doch vorkommen, daß im Bereich der Gcwindescheitcl das Rohr beim Drücken nahezu durchgeschnitten ist. Daher ist das Gewinde dadurch hergestellt worden, daß es gegen einen Gewindekern durch eine Iftngsgetciltc Pinole gedrückt wurde, die drei Abschnitte 82 des Rohres nach innen drückt und dazwischen längsvcrlaufcnde Ausbuchtungen oder Stege 83 stehen lüßt. In diese ist kein oder nur wenig Gewinde von innen hineingedrückt, so daß sie einen langsgerichteten Zusammenhalt im Bereich der Gewindcabschnitte bilden und vor allem auch je zu beiden Seiten des dreiecksförmigen Steges die volle Materialstarke für das Gewinde ;tur Verfügung haben. Auch dieses Merkmal trägt zur Schaffung eines schnell und genau ansprechenden Temperaturbegrenzers bei. da es ermöglicht, daß die Ausdehnungshülse sehr dünn und daher mit geringer Wärmeträgheit ausgeführt werden kann.

Vorteilhaft ist der Übertragungsstab 27 aus Keramikmaterial hergestellt. Dieses hat im gesamten Temperaturbereich fast keine Wärmeausdehnung, was bei anderen Materialien geringer Wärmeausdehnung meist nur in einem bestimmten Temperaturbereich gegeben ist. Der Keramikstab hat auch den Vorteil einer sehr geringen Wärmekapazität, so daß auch hier die

ίο Empfindlichkeit des Temperaturbegrenzers gesteigert wird.

In F i g. 6 ist die Schaltung des Temperaturbegrenzers 23 im Zusammenwirken mit einem Leistungstakter 50 dargestellt. Der Leistungstakter führt den für die Beheizung 15 notwendigen Heizleitern der Elektrokochplatte die Energie, und zwar stets die volle Energie, in Leistungsimpulsen zu, deren Periode und Dauer die durchschnittliche zugeführte Leistung bestimmen. Er kann üblicher Bauart sein, und im dargestellten schematischen Schaltbild besitzt er einen Schalter 51, der normalerweise geschlossen ist und von einem Bimetall 52 bei dessen Ausdehnung in der Wärme geöffnet werden kann. Das Bimetall ist mittels eines Steuerheizwiderstandes 53 beheizt. Die Einwirkung des Bimetalls 52 auf den Schalter 51 kann mittels eines Betätigungsknopfes 54 gesteuert werden, an dem die gewünschte Leistung eingestellt wird. Beim dargestellten Beispiel sind in dem Gesamtstromkreis der Kochplatte der Schalter 51, der Steuerheizwiderstand 53, die Heizleiter zur Beheizung 15 der Kochplatte und der Schnappschalter 21 des Temperaturbegrenzers hintereinander geschaltet. Das bedeutet, daß der Stromkreis und damit die Beheizung der Kochplatte und des Energiereglers unterbrochen werden, wenn entweder der Schnappschalter 2t oder der Schalter 51 (bzw. beide) geöffnet werden. Wesentlich ist, daß der Temperaturbegrenzer 23 durch seine Ausbildung und Anordnung an der Kochplatte eine derartige Charakteristik zeigt, daß bei seinem Wirksamwerden seine Schaltperiodc zwischen Ein- und Ausschalten in der gleichen Größenordnung liegt, wie die Schaltperiode des Encrgiereglers.

Das heißt, daß im Vergleich zu den üblichen Temperaturbegrenzern der Temperaturbegrenzer 23 eine sehr kurze Schaltperiode haben muß. Diese wird einerseits durch die enge Ankopplung des Temperaturfühlorgans an den Heizringbereich und damit an die Temperatur der Heizleiter und andererseits r¹ :h die sehr geringe Temperaturdifferenz zwischen .nn- und Ausschalten erreicht. Der Temperaturbegrenzer nach F i g. 4 in der Anordnung nach den F i g. 1 bis 3 ist dazt bestens geeignet. Es ist jedoch auch möglich, andere Temperaturbegrenzer einzusetzen, die diese Aufgab« erfüllen. Solche sind beispielsweise in der unter den Titel »Schnappschalter« am gleichen Tage vom gleichei Anmelder eingereichten Anmeldung beschrieben. Aucl bezüglich des Leistungstakter und der Schaltuni können Abwandlungen getroffen werden. So kan beispielsweise der Stcucrheizwiderstand 53 auch i

(.0 einen Purallelkreis gelegt werden, der jedoch auch vor Schalter 51 abhängig ist, und der Temperaturbegrenze braucht nicht die volle Leistung zu schalten, sonder kann auch eine Teilleistung schalten, obwohl es sch vorteilhaft ist, wenn er zur Schaltung der gesamte

i>s Leistung eingesetzt ist.

Anhand der F i g. 7 und 8 wird die Funktionsweise di Steuereinrichtung nach F i g. 6 beschrieben. In F i g. 7 i die normale Arbeitsweise einer Kochplatte versinnbil·

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licht, bei der unterhalb der Ausschalttemperatur des Temperaturbegrenzers, die beispielsweise bei 405⁰C liegt, gearbeitet wird. Wenn der Schalter 51 des Leistungstakter eingeschaltet ist, so werden die Heizwiderstände 15 und 5.3 wirksam, und die Temperatur des Bimetalls des Leistungstakters steigt an (Linien 55), bis der über den Betätigungsknopf 54 einstellbare Ausschaltpunkt 56 des Leistungstakters erreicht wird. Der Schalter 51 öffnet sich, und die Heizwiderstände 15 und 53 werden ausgeschaltet, so daß die Temperatur am Bimetall sinkt (Linie 57), bis die Schalthysterese (Temperaturdifferenz zwischen der eingestellten Ausschalttemperatur 58 und der Wiedereinschalttemperatur 59) überbrückt ist und beim Wiedereinschaltpunkt 60 der Leistungstakter den Schalter 51 wieder einschaltet und somit ein neuer Zyklus beginnt. Dies ist die übliche Arbeitweise eines Leistungstakters. Die Schaltperiode zwischen zwei Ausschaltpunkten 56 bzw. Wiedereinschaltpunkten 60 liegt dabei normalerweise unter einer Minute, so daß infolge der Wärmeträgheit der Kochplatte eine gleichmäßige Beheizung möglich ist. Die Schaltperioden hängen jedoch von dem jeweiligen Betriebszustand ab. Insbesondere die unterschiedliche Wärmeableitung aus der Kochplatte durch die Unterschiede in Art und Fülle der Koch- bzw. Bratgefäße (der Temperaturbegrenzer wird wohl am ehesten beim Braten wirksam werden) haben einen großen Einfluß auf die Schaltperioden.

Es ist aus F i g. 7 zu erkennen, daß der Temperaturbegrenzer bei dem dort dargestellten Funktionsbeispiel nicht zum Ansprechen kommt. Der Leistungstakter 50 ist zwar so hoch eingestellt, daß die Kochplatte bis dicht an die zulässige Grenze heran beheizt wird. Der Schnappschalter 21 des Temperaturbegrenzer 23 bleibt jedoch ständig eingeschaltet, weil die Ausschalttemperaturgrenze 61 des Temperaturbegrenzers nicht erreicht wird. Es ist jedoch zu erkennen, daß infolge der sehr engen Kopplung das Temperaturfühlorgan 25 des Temperaturbegrenzers 23 die infolge der Takte in der Energiezuführung entstehenden Temperaturschwankungen -- in etwas abgeschwächter From — mitgeteilt bekommt. Dies wäre bei einem nicht so eng gekoppelten Temperaturbegrenzer nicht der Fall. Dort würde die obere Linie in Fig.7, d. h. die vom Temperaturbegrenzer abgefühlte Kochplattentemperatu., im wesentlichen waagerecht verlaufen. Die Linie zwischen den beiden sägezahnartigen Kurven zeigt die Einschaltdauer 62 und die Schaltperiode 63 an. Der Quotient beider ergibt die relative Einschaltdauer und damit die eingestellte Teilleistung.

In Fig.8 ist nun als Beispiel der Fall dargestellt, daß bei unveränderter Einstellung des Leistungstakters beispielsweise durch Entfernung eines Kochgefäßes auf der Kochplatte oder durch Ersetzen eines größeren, mehr Wttrme verbrauchenden Kochgefäßes durch ein kleineres die Temperatur der Kochplatte ansteigen kann. Bei eingeschaltetem Stromkreis steigt daher die vom Temperaturbegrenzer abgefühlte Temperatur (Linie 64) stärker an und erreicht die fest eingestellte Ausschalttcmperaturgrenze 61 früher als in Fig.7. In diesem Fall wird der Ausschaltpunkt 65 des Temperaturbegrenzers erreicht, bevor der Steuerheizwiderstand 53 des Leistungstakters das Bimetall soweit aufgeheizt hat, daß dort der Ausschaltpunkt bzw. die Ausschalttcmperatur 58 des Leistungstakters erreicht worden wäre (dies würde beim Durchlaufen der in F i g. 8 strichlierlcn Linie erfolgen).

Es ist also zu erkennen, daß am Ausschaltpunkt 65 der Temperaturbegrenzer durch öffnen seines Schnappschalters 2t den Stromkreis des Leistungstakters und der Kochplatte abschaltet. Der Schalter 51 des Leistungstakters 50 bleibt ständig eingeschaltet, trotzdem sinken wegen der Ausschaltung der Beheizungen 15 und 53 die Temperaturen sowohl an der Kochplatte als auch am Bimetall 52 ab. Wenn die Wiedereinschalt-Temperaturgrenze 66 des Temperaturbegrenzers erreicht ist, so schaltet dieser den Schalter 51 wieder ein,

ίο und die Kochplatte und der Leistungstakter werden wieder mit Strom versorgt, da der Leistungstakter überhaupt nicht ausgeschaltet hatte. Aus der Darstellung der Leistungsimpulse ist zu erkennen, daß trotz unveränderter Stellung des Leistungstakters die Einschaltdauer und vor allem die relative Einschaltdauer verringert wurde. Es ist also zu erkennen, daß der Temperaturbegrenzer die Taktfunktion des Leistungstakters beim Erreichen einer bestimmten Temperaturgrenze übernimmt und dann weich und stufenlos die Leistung so weit herabsetzt, daß die höchstzulässige Temperaturgrenze nicht überschritten wird. Es entsteht also die Kombination zweier vorteilhaft räumlich voneinander unabhängiger taktender Schaltorgane, von denen das eine einstellbar ist und unterhalb einer bestimmten Begrenzungstemperatur allein wirksam ist und von dieser nicht beeinflußt wird, während bei Erreichen einer bestimmten Begrenzungstemperatur das andere Schaltorgan die Taktfunktion des ersten übernimmt. Dabei ist es wichtig, daß in gewissen

Grenzen die vorbestimmten Schaltperioden vom Temperaturbegrenzer und Leistungstakter in der gleichen Größenordnung liegen. Der Idealfall ist gegeben, wenn beide vorbestimmten Schaltperioden gleich sind. Sie können jedoch auch teilweise bis zum

Mehrfachen voneinander abweichen, sofern dadurch noch keine störenden Temperaturschwankungen auf das Kochgefäß durchgeleitet werden. Es darf jedenfalls nicht vorkommen, daß durch eine extrem lange Schaltperiode des Temperaturbegrenzers die Kochplat-

te und damit auch der Leistungstakter für lange Zeit außer Betrieb gesetzt wird, so daß die Hausfrau infolge der Abkühlung des Kochgefäßes meint, sie habe zu wenig Leistung eingestellt und dann den Leistungstakter höher dreht. Das würde ihr anfänglich gar nichts

nützen, und beim nächsten Ausschalten des Temperaturbegrenzers wäre die Ausschaltperiode dann noch länger. Wenn hier von einer vorbestimmten Schallperiode gesprochen ist, so soll das die Schaltperiode des jeweiligen Schaltorgans im Falle seines Wirksamwcr-

dens bedeuten. So ist beispielsweise aus F i g. 7 zu erkennen, daß die tatsächliche Schaltperiodc des Leistungstakters zwar kurz ist und eine endliche Länge hat, daß jedoch die tatsächliche Schaltperiode des Temperaturbegrenzers, da er überhaupt nicht wirksam

wird, theoretisch unendlich lang ist. Trotzdem ist seine

vorbestimmte Schaltperiode, die beispielsweise aus

Fig.8 zu erkennen ist, in der Größenordnung

derjenigen des Energiereglers.

Es wird eine Steuereinrichtung geschaffen, die für die

Hausfrau besonders übersichtlich und trotzdem in ihrer Wirkung ausgezeichnet ist. Die Hausfrau stellt am Leistungstakter eine bestimmte Leistungsstufe ein und diese Leistung wird im Falle der Überschreitung einer Höchsttemperatur stufenlos herabgesetzt. Bekanntlich

wird ja die Einstellung von Leistungsstufen von vielen Hausfrauen vorgezogen, da die Einstellung einer Temperaturstufe wie bei Automatikreglern eine Umgewöhnung der Hausfrau und ein aewisses abstraktes

Denken voraussetzt. Auch baulich ist die Steuereinrichtung sehr einfach, da ein die Forderungen erfüllender Temperaturbegrenzer, wie aus F i g. 4 zu ersehen ist, sehr einfach herstellbar ist und auch ein Leistungstakter keinen großen Bauaufwand zu haben braucht. Trotzdem

sind zwischen Leistungstakter und Kochplatte nur rein elektrische Zuleitungen notwendig, was gegen einem Automatikregler einen baulichen Vorteil stellt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Temperaturbegrenzer mit einem Temperaturfühlorgan, dessen Schaltergehäuse, das einen bezüglich seiner Schalttemperatur fest eingestellten Schalter enthält, an der Unterseite der unbeheizten Mittelzone einer Elektrokochplatte angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das an dem Schaltergehäuse (22) montierte Temperaturfühlorgan (25) aus einer an sich bekannten Ausdehnungshülse (26) mit größerem thermischem Ausdehnungskoeffizienten als ein in ihr angeordneter Übertragungsstab (27) besteht und von der unbeheizten Mittelzone (19) aus im wesentlichen radial nach einer Seite mit geringem Abstand und enger thermischer Kopplung an die Beheizung (15) der Elektrokochplatte (11) über die die Beheizung (15) aufnehmende Unterseite des Heizringbereiches (13) hinwegragt.

2. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den Schalter (21) aufnehmende Gehäuse (22) im Randbereich der unbeheizten Mittelzone (19) angebracht ist und den Bereich des Mittelpunktes der Elektrokochplatte (11) freiläßt.

3. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlorgan (25) durch eine Aussparung (28) an einer den Heii'ringbereich (13) der Elektrokochplatte (11) gegen die unbeheizte Mittelzone (19) abgrenzenden Ringrippe (18) ragt.

4. Temperaturbegrenzer nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlorgan (25) unmitielbar unter der Einbettung (16) der Heizleiter für die Beheizung (15) verläuft.

5. Temperaturbegrenzer nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennreichnet, daß das Temperaturfühlorgan (25) unmittelbar unter einem die Unterseite des Heizringbereiches (13) abdeckenden Blechs (34) verläuft.

6. Temperaturbegrenzer nach einem der Ansprüche Ii bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlorgan (25) von einer nach unten geschlossenen Abdeckung (35) teilweise umschlossen ist.

7. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung ein Ω-förmiges Blech ist, dessen Flansche (36) zur Elektrokochplatte (11) hin gerichtet sind.

8. Temperaturbegrenzer nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (35) an dem Blech (34) angebracht ist.

9. Temperaturbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlorgan (25) bzw. seine Abdeckung (35) zur Kontakt-Wärmeübertragung mit der Elektrokochplatte (11) in Berührung steht.

10. Temperaturbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsstab (27) ohne Übersetzung direkt auf die Schnappfeder (41) eines Schnappschalters (21) einwirkt.

11. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungspunkt (44), an dem der Übertragungsstab (27) an der Schnappfeder (41) angreift, nahe bei dem Stützlager (43) für die Federzunge (42) des Schnappschalters

(21) liegt.

12. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnungshülse (26) an ihrem schalterseitigen Ende einen Flansch 37 besitzt, der in das einteilige, seitlich offene und von einem Deckel (7t) abgedeckte Schaltergehäuse (22) eingesteckt ist.

13. Temperaturbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlorgan unter dem Druck der Schnappfeder (41) des Schnappschalters (21) kraftschlüssig festgelegt ist.

14. Temperaturbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltergehäuse (22) an der Seite, an der das Temperaturfühlorgan (25) aus ihm hervorragt, abgeschrägte bzw. abgerundete, sich der Rundung der unbeheizten Mittelzone (19) der Etektrokochplatte (11) anpassende Ecken (24) hat.

15. Temperaturbegrenzer nach einem der Anspruchs 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Temperaturfühlorgan (25) Wärmeübertragungsglieder (76) angebracht sind.

16. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungsglieder (76) auf das Temperaturfühlorgan (25) aufgeschobene Scheiben sind.

17. Temperaturbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Temperaturfühlorgan (25) eine die Wärmeaufnahme vergrößernde Eleschichtung (77) besitzt.