DE2422686A1

DE2422686A1 - Energieregler fuer elektrokoch- oder -waermegeraete

Info

Publication number: DE2422686A1
Application number: DE19742422686
Authority: DE
Inventors: Karl Fischer; Werner Keller; Hans Mayer
Original assignee: Individual
Current assignee: EGO Elektro Geraete AG
Priority date: 1974-05-10
Filing date: 1974-05-10
Publication date: 1975-11-20
Also published as: DE2422686C3; FR2270759A1; DE2422686B2

Description

PATENTANWÄLTE

Dlpl.-Ing. EIDENEIER Dlpl.-Chem. Dr. RUFF Dlpl.-Ing. J. BEIER

7 STUTTGART 1 Neckaretraße 50 Telefon C071O 22 70 51

10. Mai 197M - JB/Rie

Anmelder: Karl Fischer

7519 - Oberderdingen, Am Gänsberg

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Energieregler für Elektrokoch- oder -wärmegeräte

Die Erfindung betrifft einen Energieregler für Elektrokoch- oder -wärmegeräte, der die dem Elektrogerät zugeführte Energie entsprechend der eingestellten Teilleistung in einzelnen Leistungsimpulsen zuführt (quantelt) und der ein Einstellglied, ein Ausdehnungselement mit einer elektrischen Beheizung und einen von dem Ausdehnungselement betätigbaren Schnappschalter besitzt, der die dem Elektrogerät

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Poeteoheokkonto Stuttgart 42080 · Dresdner Bank Stuttgart Konto 0 011341

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zugeführte Energie und die Beheizung des Ausdehnungselementes schaltet und der zwischen Einstellglied und Schnappschalter unter Zwischenschaltung des Ausdehnungselementes eingeschaltete Übertragungshebel besitzt.

Ein bei Elektrokochplatten viel verwendeter Energieregler besitzt einen Schaltersockel mit einer an diesem befestigten Brücke, die ein Lager für eine Einstellwelle mit einer Einstellkurve trägt. Die Einstellkurve wirkt auf einen Übertragungshebel ein, der auf einer am Schaltersockel befestigten Welle schwenkbar gelagert ist. Parallel zu diesem Hebel liegt ein elektrisch beheiztes Bimetall, das an einem Ende des Hebels abgestützt und am anderen Ende schwenkbar gelagert ist. An ihm ist ein Winkelhebel befestigt, der auf ein Kompensationsbimetall einwirkt, das ebenfalls auf einer am Schaltersockel befestigten Welle schwenkbar gelagert ist. Dieses wiederum drückt bei Betätigung auf den Betätigungspunkt einer Schnappfeder eines Schnappschalters, um diesen auszuschalten und damit die Elektrokochplatte und die Beheizung des Bimetalls abzuschalten, wenn das Bimetall soweit erhitzt war, daß es auf Grund seiner Ausbiegung die Abschaltung bewirkt hat. Nach Abkühlung schaltet der Schnappschalter wieder ein und quantelt somit die Leistung, die der Elektrokochplatte zugeführt wird. Die Beheizung des Bimetalls ist dabei parallel zur Elektrokochplatte geschaltet, so daß man mit einer Heizwicklung aus sehr dünnem Draht auskommt, die auf das Bimetall von außen gewickelt ist.

Obwohl ein derartiger Energieregler in zahlreiche Elektrokochgeräte eingebaut ist und dort sehr zuverlässig arbeitet, wäre seine Verbesserung wünschenswert, insbesondere bezüglich der sicheren Ansteuerung von Leistungswerten im untersten und im obersten Bereich der Leistungsskala. Es war bisher mit allen

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Leistungsreglern schwierig, so geringe Leistungen sicher anzusteuern, wie man sie beispielsweise zum Wärmen von Brei o. dgl. braucht. Diese Leistungen liegen im Bereich unterhalb von fünf Prozent der Gesamtleistung, beispielsweise bei einer 2000 W-Kochplatte bei 50 W. Unterhalb von 150 W liefert das Bimetall wegen seiner Labilität und der daraus resultierenden geringen Betätigungsdrücke für den Schnappschalter keine genau reproduzierbaren Werte. Auch geringfügige Lagerspiele wirkten sich hierbei erschwerend aus. Auch im oberen Leistungsbereich arbeitete der Regler nicht zufriedenstellend, über sechzig Prozent der Gesamtleistung war keine Teilleistung mehr einstellbar. Ferner war die Kompensation sehr schwer durchzuführen und brachte weitere Elastizität in das System.

Aus der DAS 1 920 552 ist ein Energieregler bekannt geworden, der eine Einstell-Schraubspindel hat, die auf eine Hebelmechanik einwirkt. Zwischen zwei Übertragungshebeln ist ein Ausdehnungselement in Form einer Ausdehnungshülse mit innen liegendem schwach ausdehnendem Übertragungsstab eingeschaltet. Einer dieser Übertragungshebel wirkt mit übersetzung auf den Betätigungspunkt eines Schnappschalters ein. Obwohl hierbei einige Nachteile des Bimetalls weitgehend überwunden sind, ist jedoch dieser Schalter relativ schwierig herzustellen. Auch die Lagerung der Übertragungshebel am Schaltersockel ist schwierig durchzuführen und ihre Stiftlagerungen können infolge von Lagerspiel bei den kleinen Wegen, die ein derartiges Ausdehnungselement bei seiner Beheizung bringt, Schwierigkeiten machen. Bei dem nicht kraftschlüssig geschlossenen System können Totwege auftreten.

Es ist andererseits aus der Deutschen Offenlegungsschrift 1 765 625 ein Ausdehnungsstab bekannt geworden, der über

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einen doppelten Winkelhebel auf einen Schnappschalter einwirkt. Dieser Stab besitzt eine äußere Schicht aus Widerstandsmaterial, die als Beheizung angeschlossen ist. Dieser Ausdehnungsstab wirkt über an seinen Enden angebrachte Kugeln auf die Übertragungshebel ein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Energieregler der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der bei einfachstem Aufbau sowohl im Bereich der niedrigsten Leistung als auch im Eereich der jeweils höchsten Leistung einwandfreie und reproduzierbare Teilleistungen anzusteuern ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Ausdehnungsglied ein Ausdehnungsstab ist, der im wesentlichen direkt auf den Betätigungsdruckpunkt einer Schnappfeder eines Schnappschalters einwirkt, der einen Schalthystereseweg von weniger als 2/100 mm aufweist, und daß der kurze Ausdehnungsstab und die Übertragungshebel einen unter Federkraft vollständig kraftschlüssig geschlossenen steifen Mechanismus mit nicht totwegbehafteten Lagern und Übertragungspunkten gegeneinander und zum Einstellglied und unter Ausschaltung aller sich im Arbeitsbereich auswirkender Elastizitäten im Mechanismus und seinem mechanischen Rückschluß über das steife Gehäuse bilden.

Ein solcher Energieregler ermöglicht es, z. B. bei einer Kochplatte mit einer Höchstleistung von 2000 W Leistungswerte von 50 bis 2000 W stufenlos und reproduzierbar anzusteuern. Sowohl die Begrenzung im unteren Bereich als auch die mangelnde Ansteuerbarkeit im oberen Bereich der Leistungskurve sind nicht mehr vorhanden. Das ist insofern erstaunlich, als der Ausdehnungsstab vorteilhaft sehr kurz sein sollte, um in einem Energieregler untergebracht werden zu können. Ein solcher Ausdehnungsstab von etwa 30 mm Länge

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hat aber nur einen Ausdehnungsweg von ca. 15/100 mm bei seiner höchsten Aufheizung gegenüber der Raumtemperatur. Auf jeden Fall liegt dieser Ausdehnungsweg weit unter 1 mm. Gegenüber den mehreren Millimetern, die ein Bimetall als Ausdehnungsweg bei seiner Aufheizung hat_r sind das sehr geringe Werte. Man würde nun annehmen, daß man, um ein exakteres Schalten zu verwirklichen, das Organ mit den größten Ausdehnungswegen nimmt, da dann die Schalthysterese des Schaltorgans sich nicht mehr auswirkt.· Der Erfindungsvorschlag geht in die entgegengesetzte Richtung. Hier wird mit einem Ausdehnungselement gearbeitet, das einen bewußt kleinen Ausdehnungsweg hat; jedoch durch die überall kraftschlüssige " Anlage, durch die Vermeidung von Totwegen und durch den sehr '"* starren Mechanismus in Verbindung mit dem diesen Mechanismus tragenden starren Gehäuse ist es möglich, die geringen Ausdehnungswege ohne jeden Wegverlust auf den Schalter einwirken zu lassen. In allen bisherigen Systemen waren erhebliche Elastizitäten und Möglichkeiten für Totwege durch die Lager oder nicht ausreichende kraftschlüssige Anlage vorhanden. Bei der Erfindung ermöglicht es dagegen die starre Mechanik in Zusammenhang mit einem auf sehr kleine Schaltwege ansprechenden Schnappschalter, die Bewegung des Ausdehnungsstabes direkt und insbesondere ohne Übersetzung auf den Schnappschalter einwirken zu lassen. Infolge der vorteilhaften Auswirkungen dieser Grundidee kann, die Übersetzungsmechanik zwischen der Einstellkurve und dem Ausdehnungsstab liegen. Hier ist eine relativ große Übersetzung vorgesehen, damit sich Ungenauigkeiten in der Ausbildung oder Lagerung der Einstellkurve nicht auf die Schaltgenauigkeit auswirken.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der aus keramischem Isoliermaterial bestehende Grundkörper des Energiereglers eine Ausnehmung besitzen, in die die Über-

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tragungshebel von der Öffnung der Ausnehmung her eingeschoben und an dem einteiligen Grundkörper nach Art von Schneidenlagerungen mittels an den Übertragungshebeln vorgesehener Scnneiden gelagert und durch Federkraft festgelegt sind. Es ist zu erkennen, daß bei diesem vorteilhaften Aufbau nicht nur sichergestellt ist, daß keine Totwege entstehen, sondern daß auch der Aufbau einfach aus leicht zusammensteckbaren Teilen vorgenommen werden kann.

Auch der Schnappschalter kann vorteilhaft durch Einschieben in die Ausnehmung von deren Öffnung her am Grundkörper festgelegt sein. Damit entfällt eine gesonderte Befestigung durch Schrauben, Nieten o. dgl.

Die Ausnehmung des Grundkörpers kann sich in Achsrichtung des Einstellgliedes erstrecken. Dieses kann eine mittels einer Einstellwelle drehbare Kurve sein. Diese ermöglicht es, die gewünscnten Drehwinkel am Betätigungsknopf der Leistungskurve nach Wunsch anzupassen. Es ist beispielsweise, häufig erwünscht, daß im Bereich der geringsten Leistung ein relativ großer Drehwinkelbereich zur genauen Einstellung am Einstellknopf vorhanden ist, während im oberen Bereich eine größere Leistungszunahme einem entsprechenden Drehwinkel zugeordnet sein kann.

Bei dem Energieregler nach der Erfindung ist auch besonders leicht die Kompensation der Umgebungstemperatur vorzunehmen. Dazu kann vorteilhaft einer der Übertragungshebel ein senr steifes Kompensationsbimetall enthalten. Es stellt somit keine elastische Stelle im sehr starren übertragungssystem zwiscnen Einstellglied und Schnappscnalter dar. Aucü dies wird durcn die geringen Scnaltwege und das steife Gesamtsystem ermöglicht,

Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Übertragungshebel je an ihrem einen Ende gelagerte Hebel sind, die im wesentlichen parallel

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zueinander angeordnet sind und die Bewegung des Einstellgliedes herunter übersetzen. Der Ausdehnungsstab kann vorteilhaft durch eine zwischen ihm und dem Schnappschalter angeordnete Feder kraftschlüssig gegen die Übertragungshebel gedrückt sein. Dadurch wird das gesamte System des Ausdehnungsstabes mit den· Übertragungshebeln kraftschlüssig zusammengedrückt gehalten, so daß keine Totwege auftreten können. An sich könnte auch die Schnappfeder des Schnappschalters eine ähnliche Funktion übernehmen, sie sollte jedoch vorteilhaft damit nicht belastet werden. Bei Verstellung des Energiereglers würde auch der von ihr andernfalls zu fordernde Weg zu groß werden.

Es ist vorteilhaft, wenn der Ausdehnungsstab lose durch Öffnungen wenigstens einer Halterung gesteckt ist, die an dem Grundkörper des Energiereglers befestigbar ist. Diese kann ein U-förmiges Blech sein, das den Ausdehnungsstab aufnehmende Öffnungen in seinen beiden Armen hat. Diese Halterung, die vorteilhaft vor der Fertigstellung des Ausdehnungsstabes angebracht wird und schon während seiner Herstellung vorteilhafte Dienste leistet, führt den Ausdehnungsstab so, daß nicht zu befürchten ist, daß er während der Montage oder im Betrieb seine Lage verändert.

Der Energieregler kann besonders raumsparend trotz ausreichender Länge des Ausdehnungsstabes aufgebaut werden, wenn die Übertragungshebel auf einer Seite und der Schnappschalter auf der anderen Seite der Einstellwelle des Einstellgliedes quer zu deren Achsrichtung verlaufend angeordnet ist und wenn der Ausdehnungsstab, diese miteinander verbindend, seitlich an der Einstellwelle vorbei verläuft. Dadurch ergibt sich insbesondere auch ein in Achsrichtung der Einstellwelle sehr kurzer Schalter, der keine große " Einbautiefe benötigt und damit auch in flachen Kochmulden

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mit senkrechter Welle angeordnet werden kann. Trotzdem benötigt er auch in radialer Richtung kaum mehr Platz als durch die Größe des Einstellknopfes ohnehin vorgegeben ist.

Nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung wird ferner ein Ausdehnungsstab mit einer elektrischen Beheizung vorgeschlagen, der im Zusammenhang mit dem vorbeschriebenen Energieregler besonders vorteilhaft eingesetzt werden kann. Dieser besitzt nach der Erfindung einen langgestreckten, rohrförmigen metallischen Mantel und einen in diesem in eine Isoliermasse eingebetteten stromdurchflossenen Widerstandsdraht· Dieser Widerstandsdraht kann gerade und ungevendelt sein und über den Mantel hervorragen. Der Widerstandsdraht kann zur mechanischen Übertragung der Ausdehnungsbewegung ausgebildet sein. Besonders vorteilhaft sind jedoch auf die Enden des Mantels Kappen aufgesetzt, die zur mechanischen Übertragung der Ausdehnungsbewegung ausgebildet sind, und aus ihnen ragen die Enden des Widerstandsdrahtes bzw. seiner elektrischen Anschlüsse seitlich heraus.

Der Widerstandsdraht kann vorteilhaft von dem dem Elektrogerät zugeführten Gesamtstrom durchflossen sein. Trotzdem liegt seine höchste Leistungsaufnahme unter 5 W. Mit dem beschriebenen Ausdehnungsstab wird ein ideales Ausdehnungselement für die Herstellung des Energiereglers geschaffen. Er kann aus einem Rohrheizkörper durch Freilegen der Enden einfach hergestellt werden. Trotz der großen mechanischen Steifigkeit, die die elastizitätsfreie Übertragung größter Betätigungskräfte erlaubt, ist die Herstellung sehr einfach und die benötigte Leistung für die Beheizung sehr gering. Auch ist es einfach möglich, die Beheizung unterschiedlichen Spannungen und Leistungen der zu steuernden Elektrowärmegeräte anzupassen. Man braucht einfach Rohrheizkörper mit anderen Durchmessern ,der Widerstandsdrähte zu benutzen.

Der wesentlichste Vorteil liegt darin, daß die" gesamte im Widerstandsdraht freiwerdende Wärme unmittelbar zur Behei-

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zung des Ausdehnungsstabes herangezogen werden kann. Es war bisher üblich, einen Ausdehnungsstab so herzustellen, daß ein Stab aus einem Material mit hohem Ausdehnungskoeffizienten mit einer Wicklung oder einer Hülse aus widerstandsmaterial umgeben wurde. Bei der Beheizung war es unausweichlich, daß diese Wicklung oder Hülse sich von dem Ausdehnungsstab abhob, da sie sich auf höhere Temperaturen erwärmte. Ferner strahlte sie die Hülfte der Leistung grundsätzlich nach außen ab, ohne daß sie wirksam werden konnte, und nach innen mußte die Wärme noch durch die elektrische Isolation' hindurch. Die bisherigen Energieregler benötigten daher eine wesentlich höhere Leistung für die Beheizung ihres Ausdehnungselementes und mußten somit größer und temperaturbeständiger sowie mit Lüftu^ngsöffnungen im Gehäuse hergestellt werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Querschnitt durch einen Energieregler

nach der Linie I - I in Fig. 2, in gegenüber Fig. 2 vergrößertem Maßstab, Figur 2 einen Längsschnitt durch den Energieregler,

Figur 3 einen Schnitt nach der Linie III - III in Fig. 2,

Figur 4 ein Detail, nach der Linie IV - IV in Fig. geschnitten und in vergrößertem Maßstab und

Figur 5 ein Detail des in Fig. 1 dargestellten Ausdehnungsstabes.

Der in den Zeichnungen dargestellte Energieregler 11 besitzt einen rechteckigen Grundkörper 12 aus einem keramischen Isoliermaterial, das beispielsweise unter dem Namen Steatit bekannt ist. Wie aus Fig. 2 zu er-

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kennen ist, besitzt er eine Ausnehmung 13, deren Öffnung 14 zur Bedienungsseite hin liegt und in der die wesentlichen Teile des Energiereglers angeordnet sind. Durch den Grundkörper 12 erstreckt sich eine Einstellwelle 15 hindurcn, die an ihrem bedienungsseitrgen Ende einen Einstellknopf 16 trägt. Sie ist im Bereich dieses Endes in einer Hülse 17 gelagert, die von einer Metallplatte 18 getragen wird, die unter Zwischenlage einer Isolierplatte 19 die Öffnung 14 der Ausnehmung 13 verschließt.

Die Einstellwelle 15 ragt durch den Boden des Grundkörpers 12 und einen Schalterkörper 20 hindurch, der zu einem an dem Energieregler 11 angeschlossenen Schalter für die doppelpolige Abschaltung und ggf. Signalkontaktgabe gehört. In diesem ist, wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, ein doppelter Schaltnocken 22 auf die Einstellwelle 15 aufgesteckt, der zwei Kontaktfedern 23 betätigt, die mit Gegenkontakten 24 zusammenwirken. Die Kontaktfedern und die Gegenkontakte sind durch Einstecken in entsprechende Schlitze am Schalterkörper festgelegt. Insoweit entspricht der Schalter 21 weitgehend einem Schalter, wie er in der Deutschen Patentschrift 2 131 564 beschrieben ist. Es ist jedoch bei dem vorliegenden Schalter dafür gesorgt, daß die Anschlüsse nicht im Bereich der Seiten, sondern im Bereich der Rückwand des Schalterkörpers 20 liegen. Dies ist wegen der Zugänglichkeit der Anschlüsse sehr wichtig, da sonst zusätzlicher seitlicher Raum um den Schalter herum notwendig wäre, um die Anschlüsse herzustellen. Diese Anschlüsse sind federnde Steckklemmen, wie sie auch in der genannten Deutschen Patentschrift 2 131 564 beschrieben sind.

Der Schalterkörper 20 hat eine Ausnehmung 25, in der die Kontaktfedern und der Schaltnocken 22 angeordnet sind. Diese schließt sich an die Rückwand 26 des Grundkörpers des Energiereglers an und wird von dieser verschlossen.

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Wie aus Pig. 1 zu erkennen ist, ist auf die Einstellwelle 15 drehfest ein Einstellglied/gesteckt, das eine Kurve an seinem Umfang besitzt. Mit dieser Kurve wirkt ein erster Übertragungshebel 28 mit seinem einen Ende zusammen, der mit seinem anderen Ende in einer V-förmigen Ausnehmung 29 des Grundkörpers 12 nach Art einer Schneidenlagerung aufliegt und dadurch gelagert ist. An einer Abbiegung des Übertragungshebels 28 greift eine Zugfeder 30 an, die an einem in einen Schlitz des Grundkörpers gesteckten Halter 31 befestigt ist. Der Übertragungshebel 28 ist durch Umkippen seiner Seitenkanten versteift.

Über eine Justierschraube 32, die durch eine Öffnung im Grun'dkörper zugänglich ist, stützt sich ein zweiter Übertragungshebel 33 an einem Teil des Übertragungshebels 2d ab, der etwa ein Viertel der wirksamen Länge des Übertragungshebels 28 von der Schneidenlagerung entfernt ist. Die Justierschraube 32 ist in ein Kompensationsbimetall 34 eingeschraubt, das einen Teil des Übertragungshebels 33 bildet und mit dem übrigen Teil 37 als Sitz des Übertragungshebels vernietet ist. Dieser Teil 37 ist an seinem äußeren Ende, ebenso wie der Übertragungshebel 28, zur Bildung einer Schneide 35 für eine Schneidenlagerung abgebogen. Die Schneide 35 steht dazu in einer V-förmigen Ausnehmung 36.

Der im übrigen wiederum durch Aufkippen seiner Ränder versteifte Teil 37 des Übertragungshebels 33 hat eine gegenüber der Schneide 35 in entgegengesetzter Richtung abgebogene Nase, die eine Druckfeder 38 zentriert, die die Schneide 35 in die V-Ausnehmung 36 preßt.

Die Justierschraube 32 bzw. die herausgepreßte Tülle im Kompensationsbimetall 34» die das Gewinde für die Justierschraube trägt, zentriert eine Druckfeder 39» die sich wie

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die Feder 38 am Gehäuse abstützt und die Justierschraube gegen den Übertragungshebel 28 kraftschlüssig andrückt. An sich würde diese Druckfeder 39 ausreichen, um auch den Übertragungshebel 28 in seine Schneidenlagerung zu pressen und den Anlagedruck des Kontaktendes 40 auf der Kurve sicherzustellen. Da es jedoch wichtig ist, daß sowohl die Schneidenlagerungen als auch die Übertragungshebel untereinander unter einem wesentlichen Kontaktdruck stehen, ist zusätzlich die Feder 30 vorgesehen.

Die Ausführung der Schneidenlagerung ist aus Fig. 4 zu erkennen. Man sieht, daß die Schneide 35 breiter ist als der übrige Hebel im Bereich der Ausnehmung 36. Durch diese V-förmige Verbreiterung wird sichergestellt, daß der Hebel nicht an dem Boden 41 der Ausnehmung 13 scheuern und somit die Genauigkeit der Lagerung verfälschen kann. Die Schneide ist ferner durch einen mittleren Ausschnitt 42 zweigeteilt, so daß sie nur mit ihren beiden äußeren Enden am Grund der Ausnehmung 36 aufsteht. Dadurch wird auch sichergestellt, daß sie eine definierte Auflage hat und der Hebel nicht zum seitlichen Kippen neigt.

Beide Übertragungshebel 28, 33 liegen derart, daß sie von der Bedienungsseite her in die nach dieser Seite offene Ausnehmung 13 eingeschoben werden können. Der Grund der einen Teil der Schneidenlagerungen bildenden Ausnehmungen 29» 36 liegt also in Achsrichtung der Einstellwelle 15.

Über eine Justierschraube 43 stützt sich der Teil 37 des Übertragungshebels 33 auf einem Ausdehnungsstab 44 ab. Dieser steht senkrecht auf dem in Fig. 1 an der oberen Seite der Ausnehmung 13 liegenden Übertragungshebel 33 und verläuft an der Einstellwelle 15 einseitig

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vorbei, bis kurz vor das untere Ende der Ausnehmung 13. Dort ist ein Schnappschalter 45 dadurch am Grundkörper 12 festgelegt, daß die Enden seiner Grundplatte 46 in Schlitze 47 eingesteckt sind, die zur Bedienungsseite hin offen sind. Gesichert wird der Schalter,ebenso wie die Übertragungshebel 28, 33₇durch die aufgeschraubte Metallplatte bzw. die Isolierplatte 19.

Der Schnappschalter 45 ist von üblicher Bauart mit einer Schnappfeder 48, auf deren Betätigungspunkt 49 der Ausdehnungsstab 44 drückt. Die quer zur Erstreckung des Ausdehnungsstabes 44 liegende Schnappfeder besitzt eine Federzunge 50, die unter Knickspannung in ein aus der Grundplatte 46 herausgebogenes Stützlager 51 eingestützt ist. Dieses liegt sehr dicht beim Betätigungspunkt 49, so daß in Verbindung mit einem sehr geringen Kontaktabstand ein minimaler Schaltweg erreicht wird, der der Größenordnung von 1/100 mm liegt. Das freie Ende der Schnappfeder trägt einen Schaltkontakt 52, der normalerweise an einem Gegenkontakt 53 anliegt. Da3 Widerlager für die Schnappfeder in geöffnetem Zustand wird durch eine Ausbiegung der Grundplatte 46 gebildet.

Das feste Ende der Schnappfeder 48 ist mit der Grundplatte unter Zwischenlage eines Blattfederstreifens 54 vernietet. Über dessen" hoch abgebogenes eines Ende wird durch eine Litze-jtier elektrische Anschluß zur Schnappfeder und damit zum Kontakt 52 hergestellt und das andere Ende des Blattfederstreifens 54 liegt zwischen dem in Fig. 1 unteren Ende des AusdehnungsStabes 44 und dem Betätigungspunkt 49 der Schnappfeder und ist derart vorgespannt, daß es den Ausdehnungsstab 44 mit relativ großer Kraft aufwärts, d. h. in Richtung auf den Übertragungshebel 33_;zu pressen sucht. Dadurch ist der Ausdehnungsstab in kraftschlüssigem Kontakt

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mit dem Übertragungsnebel 33, auch wenn durch entsprecnende Einstellung des Einstellgliedes 27 der aus den Hebeln 2ö, 33 und dem Ausdehnungsstab 44 bestehende Mecnanismus soweit nach oben verschoben ist, daß der Betätigungspunkt 49 nicht menr an dem Ausdehnungsstab 44 bzw. der Unterseite des Federstreifens 54 anliegt. Die Schnappfeder braucht also nicht für einen Kontaktdruck zu sorgen.¹

Der Ausdehnungsstab 44 ist durch eine Halterung 56 gehalten, die die Form eines ü-förmigen Blechstreifens hat, der am Boden 41 der Ausnehmung 13 befestigt ist und dessen beide Arme 57 Öffnungen 53 haben, durch die der Ausdehnungstab 44 derart gesteckt ist, daß er sich längs noch bewegen kann. Damit ist sicnergestellt, daß der Ausdehnungsstab auch nicht seitlicn zwischen der Justierschraube 43 und der Feder 54 herausrutschen kann.

Wie aus Fig. 5 zu erkennen ist, besteht der Ausdehnungs- . stab, der dort in sehr starker Vergrößerung dargestellt ist, aus einem äußeren metallischen Mantel 60 aus rostfreiem Stahl, in dem rait tig axial ein massiver, d.. h. ungewendelter Widerstandsdraht 61 in einer mineralischen isolierenden Einbettmasse 62 angeordnet ist. Es handelt sich dabei um einen Ronrheizkörper, wie er auch als Fühlerelement hergestellt und verwendet wird. An seinen beiden Enden ist der Widerstandsdraht freigelegt, indem der äußere Mantel 60 und die Einbettmasse abgeschält wird. Dort ist der Widerstandsdraht 61 mit einer Kontaktschelle verschweißt, die ihrerseits mit einer Zuleitungslitze 55 elektrisch leitend verbunden ist. Die Schelle ragt seitlich von dem Ausdehnungsstab hinweg, und zwar durcn einen Schlitz 64 in einer Kappe 65 hindurch, die, wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, die mechaniscne Anlagefläche des Ausdehnungstabes bildet.

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Diese Kappe sitzt mit einer Schulter auf dem Mantel 60 auf, so daß bei dieser Ausführungsform der Draht 61 vom mechanischen Druck unbeeinflußt ist. Dagegen fließt der Strom lediglich durch den Widerstandsdraht 61 und erhitzt so den gesamten Ausdehnungsstab mit größter Effektivität. Der gesamte Ausdehnungsstab ist nur ca. 3 mm stark, so daß auch die Wärmeisolierung durch die Einbettmasse 62 sehr gering ist.

Die Zuleitung 66 wird, ebenso wie der Anschluß des Gegenkontaktes 53 j durch die Rückwand 26 des Grundkörpers 12 hindurch direkt in den Schalter 21 geführt. Von der Zuleitung 66 führt die Litze 55 zum in Fig. 1 oberen Ende des Ausdehnungsstabes. Der Gesamtstrom, der dem Elektrogerät, beispielsweise einem Elektroofen und insbesondere einer Elektrokochplatte, zugeführt werden soll, läuft dann durch den Widerstandsdraht 61 hindurch und wird über die Litze 55 und dem Blattfederstreifen 54 der Schnappfeder 48 des Schnappschalters 45 zugeführt. Dort schaltet das Kontaktpaar 52, 53 die gesamte Leistung des Elektrogerätes und die der Beheizung durch den Widerstandsdraht Entsprechend der Einstellung des Einstellgliedes 27 wird nach einer Zeit der Beneizung eine solche Ausdehnung des Ausdehnungsstabes 44 erreicht, daß der Schnappschalter zum Ausschalten gebracht wird. Wenn der Ausdehnungsstab 44 ausreichend abgekühlt ist, schaltet der Schnappschalter wieder ein und der Zyklus beginnt von neuem. Die unterschiedliche Leistung entsprechend der Einstellung an dem Einstellknopf 16 wird durch das Einschaltverhältnis bestimmt, d. h. die Dauer einer Einschaltung im Verhältnis zur gesamten Schaltperiode. Es ist zu erkennen, daß bei der niedrigsten Leistung von ca. zwei bis drei Prozent die Ausschaltzeiten dreißig bis fünfzig Mal so lang sind wie die Einschaltzeiten.

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Dies setzt eine außerordentlich große Steifheit im System voraus. Jede Labilität oder Flexibilität im System würde die Reproduzierbarkeit der Leistungswerte gefährden. Durch den sehr steifen Ausdehnungsstab und das sehr steife Gesamtsystem ist es auch möglich, Leistungen in der Größenordnung der installierten Leistung, d. h. der Gesaratleistung des Elektrogerätes, sicher anzusteuern. Dazu sind sehr hohe Temperaturen am Ausdehnungselement notwendig, die bei den bisherigen mit Bimetall arbeitenden Energiereglern keine ausreichenden Schaltkräfte mehr geliefert haben, da Bimetalle bei höheren Temperaturen in ihrer Arbeitsweise immer weicher werden. Daher waren bei den bekannten Energiereglern teilweise schon oberhalb von sechzig Prozent der gesamten Leistung keine Teilleistungen mehr einstellbar, sondern der Regler sprang stufenlos auf die volle Leistung über und das Bimetall schaltete nicht mehr periodisch aus.

Es ist also zu erkennen, daß ein vollständig kraftschlüssig geschlossenes System geschaffen wird, das durch einfaches Einstecken der einzelnen Übertragungs- und Schaltelemente von der Bedienungsseite her montiert werden kann und das keine einzige aufwendige Schwenklagerung benötigt. Dabei ist es nicht nur für die großen Schaltkräfte und geringen Schaltwege, die der Ausdehnungsstab ermöglicht, vorteilhaft, daß die Lagerungen und die Übertragungshebel eine so exakte und starre Kraftübertragung ermöglichen, sondern andererseits ist es auch wieder für die Schneidenlagerungen von Vorteil, daß der Ausdehnungsstab so geringe Schaltwege macht, da dann die Schwenkbewegungen der Schneidenlagerungen so gering sind, daß hier weder eine Abnutzung noch störende Reibung auftritt.

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Von der dargestellten Ausführungsform sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So können beispielsweise die Druckfedern, auch generell als Blattfedern ausgeführt werden, die in Schlitze am Grundkörper eingesteckt sind. Die gleiche Ausführung könnte die Halterung für den Ausdehnungsstab haben, die beispielsweise aus zwei einzelnen Blechen mit Öffnungen bestehen kann, die in den Grundkörper eingesteckt sind.

Auch am Schalter 21 sind Varianten denkbar. Es könnte beispielsweise eine Flachkurve anstelle der Schaltnocken 22 verwendet werden, so daß die Kontaktfedern dann in Fig. 3 flach liegen könnten. Dies hätte den Vorteil, daß durch einfache Abbiegung in einer Ebene bei Kontaktfedern und Gegenkontakten die Steckanschlüsse aus Federblechstreifen hergestellt werden könnten. Am Ausdehnungsstab kann statt der Schellen der Widerstandsdraht selbst abgebogen und durch die Schlitze in den Kappen geführt sein.

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Claims

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Ansprüche

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1.Energieregler für Elektrokoch- oder -wärmegeräte, der die ^-^ dem Elektrogerät zugeführte Energie entsprechend der eingestellten Teilleistung in einzelnen Leistungsimpulsen zuführt (quantelt) und der ein Einstellglied, ein Ausdehnungselement mit einer elektrischen Beheizung und einen von dem Ausdehnungselement betätigbaren Schnappschalter besitzt, der die dem Elektrogerät zugeführte Energie und die Beheizung des Ausdehnungselementes schaltet und der zwischen Einstellglied und Schnappschalter unter Zwischenschaltung des Ausdehnungselementes eingeschaltete Übertragungshebel besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsglied ein Ausdehnungsstab (44) ist, der im wesentlichen direkt auf den Betätigungspunkt (49) einer Schnappfeder (48) eines Schnappschalters (45) einwirkt, der einen Schalthystereseweg von weniger als 2/100 mm aufweist, und daß der kurze Ausdehnungsstab (44) und die Übertragungshebel (28, 33) einen unter Federkraft vollständig kraftschlüssig geschlossenen steifen Mechanismus mit nicht totwegbehafteten Lagern (29, 36) und Übertragungspunkten gegeneinander und zum Einstellglied (26) und unter Ausschaltung aller sich im Arbeitsbereich auswirkender Elastizitäten im Mechanismus und seinem mechanischen Rückscnluß über das steife Gehäuse bilden.

2. Energieregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus keramischem Isoliermaterial bestehende Grundkörper (12) des Energiereglers (11) eine Ausnehmung (13) besitzt, in die die Übertragungshebel (28, 33) von der Öffnung (14) der Ausnehmung (13) her eingeschoben und an dem einteiligen Grundkörper (12) nach Art von Schneidenlagerungen mittels an den übertragungshebeIn (28, 33) vorgesehener

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Schneiden (35) gelagert und durch Federkraft (30, 38) festgelegt sind.

3. Energieregler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Schnappschalter (45) durch Einschieben in die Ausnehmung (13) von deren Öffnung (14) am Grundkörper (12) festgelegt ist.

4. Energieregler nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnenmung (13) sich in Achsrichtung des Einstellgliedes (26) erstreckt.

5. Energieregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellglied (27) eine mittels einer Einstellwelle (15) drehbare Kurve ist.

6. Energieregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Übertragungshebel (33) ein sehr steifes Kompensationsbimetall (34) enthält.

7. Energieregler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungshebel (28, 33) an ihrem einen Ende gelagerte Hebel sind, die im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind und die Bewegung des Einstellgliedes (27) herunter übersetzen.

8. Energieregler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeicnnet, daß der Ausdehnungsstab (44) durch eine zwischen ihm und dem Schnappschalter (45) angeordnete Feder kraftschlüssig gegen einen der Übertragungshebel (33) gedrückt ist.

9. Energieregler nach einem der Ansprücne 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsstab (44) öse durcn Öffnungen (58) wenigstens einer Halterung (56) gesteckt ist, die an dem Grundkörper (12) des Energiereglers (11) befestigt ist.

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Ίϋ. Energieregler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (56) ein U-förmiges Elecn ist, das den Ausdehnungsstab (44) aufnehmende Öffnungen (5ö) in seinen beiden Armen (57) hat.

11. Energieregler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsnebel (28, 33) auf einer Seite und der Schnappschalter (45) auf der anderen Seite der Einstellwelle (15) des Einstellgliedes quer zu deren Achsrichtung verlaufend angeordnet sind und daß der Ausdehnungsstab (44), diese miteinander verbindend, seitlich an der Einstellwelle (15) vorbei verläuft.

12. Energieregler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (13) in dem einstückigen Grundkörper (12) mit einer Metallplatte (ld) verschlossen ist, die ein Lager (17) für die Einstellwelle (15) trägt.

13· Energieregler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung zur Bedienungsseite hin gewandt ist.

14. Energieregler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der bedienungsfernen Seite des Grundkörpers (12) ein Schalterkörper (2ü) eines mittels der Einstellwelle (15) betätigbaren Schalters (21) für die doppelpolige Abschaltung und ggf. Signalkontaktgabe angeordnet ist.

15. Energieregler nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalterkörper (2u) eine zum Grundkörper (12) hin gewandte und von diesem verscnlossene Ausnehmung (25) aufweist.

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16. Energieregler nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse des Energiereglers (11) an der bedienungsfernen Rückseite des Schalterkörpers (20) als Steckanschlüsse angeordnet sind.

17. Energieregler nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsstab (44) einen langgestreckten, rohrförmigen metallischen Mantel (6ü) und einen in diesem in einer Isoliermasse (62) eingebetteten stromdurchflossenen Widerstandsdraht (61) besitzt.

18. Energieregler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (61) gerade und ungewendelt ist.

19. Energieregler nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (60) nicht stromdurchflossen ist,

20. Energieregler nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (61) über den Mantel (60) an den Enden hervorragt.

21. Energieregler nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (61) zur mechanischen Übertragung der Ausdehnungsbewegung ausgebildet ist.

22. Energieregler nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Enden des Mantels (60) Kappen (65) aufgesetzt sind, die zur mechanischen Übertragung der Ausdehnungsbewegung ausgebildet sind und aus denen die Enden des Widerstandsdrahtes (61) bzw. seiner elektrischen Anschlüsse (63) seitlich herausragen.

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^3. Energieregler nach einem der Ansprüche 17 bis ^2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winderstandsdrant (61) von dem gesamten dem Elektrogerät zugeführten Strom durcnflossen ist.

c^4. Energieregler nacn einem der Ansprüche 17 bis 2.3, dadurcn gekennzeichnet, daß die höchste Leistungsaufnanme des AusdeJrinungss tabes (44) unter 5 Watt liegt.

25. Energieregler nacn einem der Ansprüche 9 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsstab (44) vor dem Aufsetzen der Kappen (65) und/oder Anbringung der elektriscnen Anschlüsse (63, 55) durch Öffnungen (5o) der den Ausdehnungsstab (44) umfassenden Halterung (56) gesteckt ist.

d.t. Energieregler nacn einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Konrheizkörper mit an seinen Enden freigelegtem Widerstandsdraht (61) hergestellt ist.

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