DE2422686B2 - Leistungssteuergeraet fuer elektrokoch- oder -waermegeraete - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Leistungssteuergerät für Elektrokoch- oder -wärmegeräte, das die dem Elektrogerät zugeführte Energie entsprechend der eingestellten Teilleistung in einzelnen Leistungsimpulsen zuführt (quantelt) und das ein Einstellglied, ein Ausdehnungselement mit einer elektrischen Beheizung und einen von dem Ausdehnungselement betätigbaren Schnappschalter mit geringem Schalthystereseweg besitzt, der die dem Elektrogerät zugeführte Energie und die Beheizung des Ausdehnungselementes schaltet, und das zwischen Einstellglied und Schnappschalter unter Zwischenschaltung des Ausdehnungselementes eingeschaltete Übertragungshebel besitzt.

Ein derartiges Leistungssteuergerät ist aus der DT-AS 19 20 551 bekannt geworden. Es besitzt eine Einstell-Schraubspindel, die auf eine Hebelmechanik einwirkt. Zwischen zwei Übertragungshebeln ist ein Ausdehnungselement in Form einer Ausdehnungshülse mit einem innenliegenden Übertragungsstab mit geringer Wärmedehnung eingeschaltet. Einer dieser Übertragungshebel wirkt mit Übersetzung auf den Betätigungspunkt eines Schnappschalters ein. Gegenüber üblichen Leistungssteuergeräten (Energiereglern) mit Bimetallen konnten hierbei einige Vorteile erreicht werden; insbesondere konnten die in vielen Fällen nachteiligen Folgen der Labilität relativ dünner Bimetalle im oberen Temperaturbereich ausgeschaltet werden. Allerdings war auch das Leistungssteuergerät nach der DT-AS 19 20 551 relativ schwierig herzustellen. Die Lagerung der Übertragungshebel am Schaltersockel ist bei den zu fordernden Ansprüchen an die Genauigkeit schwierig herzustellen und die Stiftlagerungen können infolge von Lagerspiel bei den kleinen Wegen, die ein derartiges Ausdehnungselement bei seiner Beheizung erzeugt, Schwierigkeiten machen. Bei dem nicht kraftschlüssig geschlossenen System können Totwege auftreten.

Aus der DT-PS 7 56 796 ist ein nicht einstellbarer Thermostat für Wasserboiler bekannt geworden, der dort als Temperaturbegrenzer dient. Für eine stufenlose Leistungseinstellung durch Quantelung ist dieser temperaturabhängige Schalter nicht vorgesehen. Insofern können auch die den quantelnden Leistungssteuergeräten eigenen Probleme, die die Erfindung lösen will und die im folgenden noch näher erläutert werden, nicht auftreten. Der bei den bekannten Thermostaten verwendete Schalter ist kein Schnappschalter der

S eingangs erwähnten Art. Sein Kippelement ist versteift, also in Längsrichtung nicht biegsam. Bei seiner Betätigung öffnet sich daher zuerst schleichend und schnappt schließlich erst nach öffnung des Kontaktes in eine stabile Aus-Stellung um. Bei einem Leistungssteuergerät, das im 3etrieb dauernd ein- und ausfchalten muß, würden die Kontakte daher in kürzester Zeit zerstört werden.

Aus der DT-PS 6 85 451 ist ein einstellbarer Temperaturregler mit einem Schnappschalter bekannt geworden. Auch hier besteht der Temperaturfühler aus einem System eines Rohrs in einer Stange, die jeweils unterschiedliche thermisch Ausdehnungskoeffizienten haben. Eine Verwendung als Leistungssteuergerät ist nicht vorgesehen und auch nicht möglich. Alle Lagerungen sind an gesonderten und daher federnden Trägern oder Brücken vorgesehen und bei den Lagern handelt es sich um normale Zapfenlager, die stets Totwege haben und daher eine Reproduzierbarkeit der Schaltvorgänge nicht ausreichend gewährleisten.

Aus der DT-OS 17 65 215 ist ferner ein Ausdehnungsstab bekannt geworden, der über einen doppelten Winkelhebel auf einen Schnappschalter einwirkt. Dieser Stab besitzt eine äußere Schicht aus Widerstandsmaterial, die als Beheizung angeschlossen ist. Der Ausdehnungsstab wirkt über an seinen Enden angebrachte Kugeln auf die Übertragungshebel ein.

Bei den bisherigen Leistungssteuergeräten war es schwierig, Leistungswerte im untersten und im obersten Bereich der Leistungsskala sicher und reproduzierbar anzusteuern. Inbesondere die schlechte Einstellbarkeit geringer Leistungen, wie man sie beispielsweise bei Elektrokochplatten zum Wärmen von Brei od. dgl. braucht, war sehr störend. Diese Leistungen liegen im Bereich unterhalb von 5% der Gesamtleistung, beispielsweise bei einer 2000-Watt-Kochplatte bei 50 W. Unterhalb von 150W lieferten die bisher gebräuchlichen Leistungssteuergeräte keine reproduzierbaren Werte mehr. Auch im oberen Leistungsbereich arbeiteten die bekannten Leistungssteuergeräte nicht zufriedenstellend. Werte zwischen 60 und 100% der Gesamtleistung waren nicht mehr sicher ansteuerbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Leistungssteuergerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das bei einfachem Aufbau sowohl im Bereich der niedrigstens Leistung als auch im Bereich der jeweils höchsten Leistung einwandfreie und reproduzierbare Teilleistungen anzusteuern ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Ausdehnungsglied ein an sich bekannter Ausdehnungsstab ist, der mi: einem Ende im wesentlichen direkt auf den Betätigungspunkt einer Schnappfeder des Schnappschalters einwirkt und mit dem anderen Ende an einem Übertragungshebel abgestützt ist, daß der kurze Ausdehnungsstab und die Übertragungshebel unter Federkraft gegeneinander sowie gegen das Einstellglied und die Schnappfeder gedrückt sind und daß die Lagerung der Übertragungshebel über totwegfreie Lager unter Ausschaltung von sich im Arbeitsbereich auswirkenden Elastizitäten an dem steifen Gehäuse erfolgt.

Mit einem solchen Leistungssteuergerät sind auch die bisher nicht zu erreichenden niedrigen und hohen Teilleistungsbereiche einwandfrei anzusteuern. Ferner

ist eine einwandfreie reproduzierbare Zugehörigkeit zwischen eingestelltem Leistungswert und resultierender Teilleistung gegeben, was für ein stufenloses Steuergerät besonders wichtig ist,

Ein solches Leistungssteuergerät 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 hat aber nur einen Ausdehnungsweg von etwa ^l5/ioo mm MM bei seiner höchsten Aufheizung gegenüber der Raumtemperatur. Auf jeden Fall liegt dieser Ausdehnungsweg weiter unter 1 mm. Gegenüber den mehreren Millimetern, die ein Bimetall als Ausdehnungsweg bei seiner Aufheizung hat, 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 näher zu erläuternde Vorschlag 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. Die starre Mechanik ermöglicht es 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 Einsiellkurvc und dem Ausdehnungsstab liegen. Hier ist eine relativ große Übersetzung vorgesehen, damit sich Umgenauigkeiten in der Ausbildung oder Lagerung der Einstellkiirve nicht auf die Schaltgenauigkcit auswirken.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann der aus keramischen Isoliermaterial bestehende Grundkörper des Leistungssteuergerates eine Ausnehmung besitzen, in die die Übertragungshebel von der öffnung der Ausnehmung her eingeschoben und an dem einteiligen Grundkörper nach Art von Schneidenlagerungen mittels an den Übertragungshebeln vorgesehener Schneiden 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 entfallt eine gesonderte Befestigung durch Schrauben, Nieten od. dgl.

Die Ausnehmung des Grundkörpers kann sich in Achsrichtung des Einstellglicdcs erstrecken. Dieses Wnnn eine mittels einer Einstellwellc drehbare Kurve sein. Diese ermöglicht es, die gewünschten 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 entsprechend kleineren Drehwinkel zugeordnet sein kann.

Bei dem Leistungssteuergerät ist auch besonders leicht die Kompensation der Umgebungstemperatur vorzunehmen. Dazu kann vorteilhaft einer der Übertragungshebel ein sehr steifes Kompensationsbimetall enthalten. Es stellt somit keine elastische Stelle im sehr starren Übertragungssystem zwischen Einstellglied und Schnappschalter dar. Auch dies wird durch die geringen Schaltwege und das steife Gesamtsystem ermöglicht.

Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal ist vorgesehen, daß die Übertragungshebel je an ihrem einen Ende gelagerte Hebel sind, die im wesentlichen parallel 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 Überlragungshebel gedruckt 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 Leistungsstcucrgerätes 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 Leistungssteuergerates 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.

Das Leistungsstcucrgerät kann besonders raumsparend trotzt ausreichender Länge des Ausdchnungsstubcs aufgebaut werden, wenn die Übcrtragungshcbel auf einer Seite und der Schnappschalter auf der anderen Seite der Einstellwelle des Einstellgliedes quer zu deren Achsrichtung verlaufend angeordnet sind und wenn der Ausdehnungsstab, die miteinander verbindend, seitlich an der Einstcllwelle vorbei verlauft. Dadurch ergibt sich insbesondere auch ein in Achsrichtung der Einstellwellc sehr kurzer Schalter, der keine große Einbautiefc benötigt und damit auch in flachen Kochmulden 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 weiteren bevorzugten Merkmal wird ferner ein Ausdehnungsstab mit einer elektrischer Beheizung vorgeschlagen, der im Zusammenhang mi¹ dem vorbeschriebenen Leistungssteuergerät, besonder! vorteilhaft eingesetzt werden kann. Dieser besitzt einet langgestreckten, rohrförmigen metallischen Mantel um einen in diesem in eine Isoliermasse elngebettetei siromdurchflossenen Widerstandsdraht. Dieser Wider

f.

de. ,o ke. Die

rSs_tan_dsd_raH_l vorteil, Elektrogerät zugeführten Gesamtstrom sei. Trotzdem liegt seine höchste Leistungsaufnahme unter 5 W. Mit dem beschriebenen Ausdehnungss ab wird ein ideales Ausdehnungselement fur die Hers _e,-lung des Lcistungssteuergerates geschaffen. Er kann aus einem Rohrheizkörper durch Freilegen der Enden einfach hergestellt werden. Trotz der großen mcc sehen Steifigkeit, die die elast,_Z»tätsfre.e Übertragung größter Betätigungskräfte erlaubt, ist deHcrJung sehr einfach und die benötigte Leistung ur de Beheizung sehr gering. Auch ,st es einfach moghch die

Beheizung unterschiedlichen Spannungen und Leistungen der zu steuernden Elektrowärmegerate anzupassen. Man braucht einfach Rohrheizkörper mit anderen Durchmessern der Widerstandsdrähtc zu bcnu'zcn

Der wesentlichste Vorteil hegt dann, daß die gesamte im Widerstandsdraht freiwerdende Wärme unm.ttelbar zur Beheizung des Ausdehnungsstabes herangezogen

werden kann. Es war bisher üblich, einen Ausdehnung stab so herzustellen, daß ein Stab aus einem Ma.ei ia mit hohem Ausdehnungskoeffizienten mit einer Wicklung oder eine Hülse aus Widerstandsmaterial umgeben wurde. Bei der Beheizung war es unausweichlich, da υ dicse Wicklung oder Hülse sich vor,dem A^dcji^ssstab abhob, da sie sich auf höhere Temper. en JS erwärmte. Ιά>πκτ strahlte sie die Hai te der Leistung grundsätzlich nach außen ab, ohne daß s^e^wirksam werden konnte, und nach innen mußte die Warnienoc

durch die elektrische Isolation hindurch. Die b.shcr gen Leis.ungssteuergerä.e benötigten daher eine wesentlich höhere Leistung für die Beheizung ihres Ausdehnungelementes und mußten somit größer und tempcraUiiDtstilndigcr sowie mit Luflungsöffnungen im OeliauM. hergestellt werden. ,

liin Aiisführiingsbeispiel der !-.rfnuUing im m ' '»*> /eichnung dargestellt und wird im folgenden naliei

erlliutert. Ils zeigt .

l-ig. 1 einen Querschnitt durch um LeistungsMUiu_ gerttt nach der Linie Il in Fig. 2. in gegenüber I-1 g. ι ^ vergrößienem Maßstab, F i g. 2 einen Längsschnitt durch das; Steuergerät. F i g. J einen Schnitt nach der Linie IlMl in H g. 2. Fig.4 ein Detail nach der Linie IV-IV in Mg. 1 geschnitten und in vergrößertem Maßstab und

F ig. 5 ein Detail des in F ig. I ^d"^r8^eslclllcn " Ausdehnungsstubes. , , , ,„„

Das in den Zeichnungen dargestellte Le.stungssicuer· gerat 11 besitzt ein rechteckiges Gehäuse 12 aus einem keramischen Isoliermaterial. Wie aus F' 8;^{2 z}" f.^rkc"_{u ft0} nen ist. besitzt es eine Ausnehmung 13. deren Öffnung 14 zur Bedienungsseite hin liegt und in der dU wesentlichen Teile des Lcistungssteuergertl es angco d· net sind. Durch das Gehäuse 12 erstreckt sich eine Einstellwelle 13 hindurch, die an Ihrem bed.enung»seIt · gen Ende einen Einstellknopf 16 trägt. Se lsi im Bereich dieses Endes in einem als Hülse ausgebildeten Lager1,7 gelagert, das von einer Metallplatte 18 getragen wird, die unter Zwischenluge einer Isolierplatte 19 die

;^ e^pt '!5

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daUid.^jnsuuu Schalterkörpers20liegen.

S _{cs is}? wegen der Zugünglichkeit der Anschlüsse sehr Des wegen Jc ^. g^ ^.^ ^ ^ ^

wien g. _{notwenclig wü}re, um die Anschlüsse

^jauer Anschlüsse sind federnde Steck-

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,^^'beschrieben_sind

- Ji Ausnehmung 25, in

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der de K ^ ^ ^ _{Rückwand 26}

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IJbcrxray"^ _{cm andcrcn Endc in ci}„_Cm V-förmigen

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· ^^^ ^^^^ _{gdugcr| is( cj}

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, (Ibertragungshebels 28 von der Schneidenlagerung ^V, »- ,^₁, _|uslicrst._hruubc 32 ist in ein

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, ,_s Obertragungshebels 33 bildet und mit dem übrigen ι _ ^ ^ Q_bcrlrugungshcbcls ve-rnietut ist.

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tier ÜbcrtraKiinushcbel 28, zur Bildung einer Schneide γ Schncidenlngcrung abgebogen. Die Schneide

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wunder versteifte Teil 37 des Übertrugungshcbels 33 hm ^ g'nüber der Schneide 33 in entgegengesetzter

Richninii ab«cbogene Nase, die eine Druckfeder 38 Richtung uog ^^ ^ ^ ^ _v._{Ausnchmung 36}

^prC _Dic Justierschraube 32 bzw. die herausgepreßte TuIc υκU , _blmelB„ _{34i dic} das Gewinde für die

Jj f_c°_rX_{Dube lragll} zentriert eine Druckfeder 39, de ^IS'^1C^"^^U _Fccler ^B _{38 um} ochüuse abstützt und die IcJ wc α _{den ubcPlragunghebe}| ₂₈

S_g andrückt An sich würde diese pruckfcdcr riscm g ^ ^ ^ _{übertragungshebel} 28 in

» « _Schneidenlagerung zu pressen und den Anlageeine stnn , _kf_{cnde8 40} auf der Kurve sicherzustcldruek ac. ₇οββ32/2Β>

len. 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 F i g. 4 5 zu erkennen. Man sieht, daß die Schneide 35 breiter ist als der übrige Hebel im Bereich des Lagers 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 des Lagers 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 Lager 29, 36 liegt also im Achsrichtung der Einstellwelle 15.

Über eine lustierschraube 43 stützt sich der Teil 37 des Übertragungshebels 33 auf einem Ausdehnungsstab 44 ab. Dieser steht senkrecht auf dem in F i g. 1 an der oberen Seite der Ausnehmung 13 liegenden Überlragungshebel 33 und verläuft an der Einstellwclle 15 einseitig vorbei, bis kurz vor das untere Ende der Ausnehmung 13. Dort ist ein Schnappschalter 45 dadurch am Gehäuse 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 Überiragungshebel 28, 33, durch die aufgeschraubte Metallplatte 18 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 Erstrekkung des Atisdehnungsstabcs 44 liegende Schnappfeder besitzt eine Federzunge 50, die unter Knickspiuinung in ein aus der Grundplatte 46 herausgebogenes Stützlager 51 eingestürzt ist. Dieses liegt sehr dicht beim Ik'tatigungspunkt 49, so daß in Verbindung mit einem sehr geringen Kontaktabstand ein minimaler Schaliwcg erreicht wird, der in der Größenordnung von Vnminm liegt. Das freie KmIc der Sehnappfeder trägt einen Schalikontukt 52, der normalerweise an einem Gegenkontakt S3 anliegt. Das Widerlager für die Schnappfeder in geöffnetem Zustand wird durch eine Ausbiegung der Grundplatte 46 gebildet.

Das feste Ende der Schnuppfeder 48 ist mit der Grundplatte 46 unter Zwischenlage eines Blattfeder-Streifens 54 vernietet. Über dessen hoch abgebogenes eines Ende wird durch eine Litze der elektrische Anschluß SS zur Schnappfeder und damit zum Schultkontnkt 52 hergestellt und das andere Ende des Blutifcdcrstrcifens 54 liegt /wischen dem in F i g. 1 unteren Ende des Ausdehnungsstabes 44 und dem Beiltiigungspunkt 49 der Schnappfeder und ist dcrurt vorgespannt, daß es den Ausdehnungsstab 44 mit relativ

?roßer Kraft aufwärts, d.h. in Richtung auf den !ibertragungshcbel 33, zu pressen sucht. Dadurch ist der Ausdehnungsstab in kraftschlüssigem Kontukt mit dem Übertragungshebel 33, auch wenn durch entsprechende Einstellung des Einstellgliedes 15, 27 der aus den Übertragungshebeln 28, 33 und dem Ausdehnungsstab 44 bestehende Mechanismus so weit nach oben verschoben ist, daß der Betutigungspunkt 49 nicht mehr an dem Ausdehnungsstab 44 bzw. der Unterseite des Blattfederstreifens 54 anliegt. Die Schnappfeder braucht also nicht für einen Kontaktdruck zu sorgen.

Der Ausdehnungsstab 44 ist durch eine Halterung 56 gehalten, die die Form eines U-förmigen Blechstreifens hat, der am Boden 41 der Ausnehmung 13 befestigt ist und dessen beide Arme 57 öffnungen 58 haben, durch die der Ausdehnungsstab 14 derart gesteckt ist, daß er sich längs noch bewegen kann. Damit ist sichergestellt, daß der Ausdehnungsstab auch nicht seitlich zwischen der Justierschraube 43 und dem Blattfederstreifen 54 herausrutschen kann.

Wie aus Fig. 5 zu erkennen ist, besteht der Ausdehnungsstab, der dort in sehr starker Vergrößerung dargestellt ist, aus einem äußeren metallischen Mantel 60 aus rostfreiem Stahl, in dem mittig axial ein massiver, d. h. ungewendelter Widerstandsdraht 61 in einer mineralischen isolierenden Einbettmasse 62 angeordnet ist. Es handelt sich dabei um einen Rohrheizkörper, wie er auch als Fühlerclement hergestellt und verwendet wird. An seinen beider. Enden ist der Widerstandsdraht freigelegt, indem der äußere Mantel 60 und die Einbettmasse abgeschält wird. Dort ist der Widerstandsdraht 61 mit einem Anschluß 63 verschweißt, der seinerseits mit einer Zuleitungslitze als Anschluß 55 elektrisch leitend verbunden ist. Die Schelle als Anschluß 63 ragt seitlich von dem Ausdehnungsstab hinweg, und zwar durch einen Schlitz 64 in einer Kappe 65 hindurch, die, wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, die mechanische Anlagefläche des Ausdehnungsstabes bildet.

Diese Kappe sitzt mit einer Schulter auf dem Mantel 60 auf, so daß bei einer Ausführungsfonn der Widerstandsdrahl 61 vom mechanischen Druck unbeeinflußt ist. Dagegen fließt der Strom lediglich durch den Widerstandsdrain 61 und erhitzt so den gesamten Ausdehnungsstab mit größler Effektivität. Der gesamte Ausdehnungsstab ist nur etwa 3 mm stark, so daß auch die Wärmeisolierung durch die Isoliermasse 62 sehr gering ist.

Die Zuleitung 66 wird, ebenso wie der Anschluß des Gegenkontaktes 53 durch die Rückwand 26 des Gehäuses 12 hindurch direkt in den Schalter 21 μοΙΟΐιΠ. Von der Zuleitung 66 führt die Litze als Anschluß 55 zum in F i g. 1 oberen Ende des Ausdehniingssiabev Her Gesamtstrom, der dem Elektrogerät, beispielsweise einem Elektroofen und insbesondere einer Elektrokoclv plutte, zugeführt werden soll, fliellt dann durch der Widerstandsdraht 61 hindurch und wird über die Litze als Anschluß 55 und dem Blattfederstrcifen 54 dei Schnuppfeder 48 des Schnappschalter 45 zugeführt Dort schaltet das Kontaktpaur 52, 53 die gesamt« Leistung des ElektrogerUtes und die der Bcheizuni durch den Widerstandsdruht 61. Entsprechend de Einstellung des Einstellgliedcs 15, 27 wird nach eine Zeit der Beheizung eine solche Ausdehnung de Ausdehnungsstabes 44 erreicht, daß der Schnuppschal ter zum Ausschalten gebracht wird. Wenn de Ausdehnungsstab 44 ausreichend ubgekühlt ist, schalte der Schnuppschalter wieder ein und der Zyklus beginn von neuem. Die unterschiedliche Leistung entsprechen der Einstellung un dem Einstellknopf 16 wird durch du Einschültverhttltnis bestimmt, d.h. die Duuer ein« Einschaltung im Verhältnis zur gesamten Schultpcrlod Es ist zu erkennen, daß bei der niedrigsten Leistung vo etwa zwei bis drei Prozent die Ausschaltzelten dreiöll bis fünzigmal so lang sind wie die Einschaltzeiten. Dies setzt eine außerordentlich große Steifheit 11

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 Leistungen, d. h. der Gesamtleistung 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 Lagetungen und die Übertragungshebel eine so exakte und starre Kraftübertragung ermöglichen, sondern andererseits ist es auch wieder für die Schneidenlageriingen von Vorteil, daß der Ausdehnungsstab so geringe Schaltwege macht, da dann die Schwenkbewe-S gungen der Schneidenlagerungen so gering sind, daß hier weder eine Abnutzung noch störende Reibung auftritt.

Von der dargestellten Ausführungsform sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So können beispielsweise

ίο die Druckfedern auch genereil 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 öffnunger bestehen kann, die in den Grundkörper eingesteckt sind.

Auch am Schalter 21 sind Varianten denkbar. Ei

könnte beispielsweise eine Flachkurve anstelle det Schaltnocken 22 verwendet werden, so daß dit Kontaktfedern dann in F i g. 3 flach liegen könnten. Die« hätte den Vorteil, daß durch einfache Abbiegung ir einer Ebene bei Kontaktfedern und Gegenkontakter die Steckanschlüssc aus Fcdcrblechstreifen hcrgestell werden könnten. Am Ausdehnungsstab kann statt dei Schellen der Widerstandsdraht selbst abgebogen um durch die Schlitze in den Kappen geführt sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (26)

1. Patentansprüche:

   t. Leistungssteuergerät für Elektrokoch- oder -Wärmegeräte, das die dem Elektrogerät zugeführte Energie entsprechend der eingestellten Teilleistung in einzelnen Leistungsimpulsen zuführt (quantelt) und das ein Einstellglied, ein Ausdehnungselement mit einer elektrischen Beheizung und einen von dem Ausdehnungselement betätigbaren Schnappschalter mit geringem Schalthystereseweg besitzt, der die dem Elektrogerät zugeführte Energie und die Beheizung des Ausdehnungselementes schaltet und das zwischen Einstellglied und Schnappschalter unter Zwischenschaltung des Ausdehnungselementes eingeschaltete Übertragungshebel besitzt, d a durch gekennzeichnet, daß das Ausdehnungsglied ein an sich bekannter Ausdehnungsstab (44) ist, der mit einem Ende im wesentlichen direkt auf den Betätigungspunkt (49) einer Schnappfeder (48) des Schnappschalters (45) einwirkt und mit dem anderen Ende an einem Übertragungshebel (33) abgestützt ist, daß der kurze Ausdehnungsstab (44) und die Übertragungshebel (28,33) unter Federkraft gegeneinander sowie gegen das Einstellglied (27,15) und die Schnappfeder (48) gedrückt sind und daß die 2<j Lagerung der Übertragungshebel über totwegfreie Lager (29, 36) unter Ausschaltung von sich im Arbeitsbereich auswirkenden Elastizitäten an dem steifen Gehäuse (12) erfolgt.
2. 2. Leistungssteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sein aus keramischem Isoliermaterial bestehendes Gehäuse (12) eine Ausnehmung (13) besitzt, in die die Übertragungshebel (28, 33) von der öffnung (14) der Ausnehmung (13) her eingeschoben und an dem einteiligen Gehäuse (12) 3:5 nach Art von Schneidenlagerungen mittels an den Übertragungshebeln (28, 33) vorgesehener Schneiden (35) gelagert und durch Federkraft (30, 38) festgelegt sind.
3. 3. Leistungssteuergerät nach Anspruch 2, dadurch «o gekennzeichnet, daß auch der Schnappschalter (45) durch Einschieben in die Ausnehmung (13) von deren öffnung (14) am Gehäuse (12) festgelegt ist.
4. 4. Leistungssteuergerät nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (13) sich in Achsrichtung des Einstellgliedes (26) erstreckt.
5. 5. Leistungssteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellglied (27, 15) eine mittels einer Einstellwelle (15) drehbare Kurve ist.
6. 6. Leistungssteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Übertragungshebel (33) ein sehr steifes Kompensationsbimetall (34) enthält.
7. 7. Leistungssteuergerät 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 der <» als Einstellglied dienenden Kurve (27) herunter übersetzen.
8. 8. Leistungssteuergeräi nach einem der Ansprüche t bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsstab (44) durch eine zwischen ihm und 6;i dem Schnappschalter (45) angeordnete Feder kraftschlüssig gegen den Übertragungshebel (33) eedrückt ist.
9. 9. Leistungssteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsstab (44) lose durch Öffnungen (58) wenigstens einer Halterung (56) gesteckt ist, die an dem Gehäuse (12) befestigt ist.
10. 10. Leistungssteuergerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (56) ein U-förmiges Blech ist, das den Ausdehnungsstab (44) aufnehmende öffnungen (58) in seinen beiden Armen (57) hat.
11. 11. Leistungssteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungshebel (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. 12. Leistungssteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bi·-, 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (13) in dem einstückigen Gehäuse (12) mit einer Metallplatte verschlossen ist, die ein Lager (17) für die Einstellwelle (15) trägt.
13. 13. Leis'.ungssteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung zur Bedienungsseite hin gewandt ist.
14. 14. Leistungssteuergerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an der bedienungsfernen Seite des Gehäuses (12) ein Schalterkörper (20) eines mittels der Einstellwelle (15) betätigbaren Schaltern (21) für die doppelpolige Abschaltung und ggf. Signalkontaktgabe angeordnet ist.
15. 15. Leistungssteuergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalterkörper (20) eine zum Gehäuse (12) hin gewandte und von diesem verschlossene Ausnehmung (25) aufweist.
16. 16. Leistungssteuergerät nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse des Leistungssteuergeräts (11) an der bedienungsfernen Rückseite des Schaltkörpers (20) als Steckanschlüsse angeordnet sind.
17. 17. Leistungssteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsstab (44) einen langgestreckten rohrförmigen metallischen Mantel (60) und einen in diesem in einer Isoliermasse (62) eingebetteten stromdurchflossenen Widerstandsdraht (61) besitzt.
18. 18. Leistungssteuergerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (61) gerade und ungewendelt ist.
19. 19. Leistungssteuergerät nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (60) nicht stromdurchflossen ist.
20. 20. Leistungssteuergerät nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (61) über den Mantel (60) an den Enden hervorragt.
21. 21. Leistungssteuergerät nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (61) zur mechanischen Übertragung der Ausdehnungsbewegung ausgebildet ist.
22. 22. Leistungssteuergerät 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 heruasragen.
23. 23. Leistungssteuergerät nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsdraht (61) von den; gesamten dem Elektrogerät zugeführten Strom durchflossen ist.
24. 24. Leistungssteuergerät nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die höchste Leistungsaufnahme des Ausdehnungsstabes (44) unter 5 Watt liegt.
25. 25. Leistungssteuergerät nach einem der Ansprüche 9 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsstab (44) vor dem Aufsetzen der Kappen (65) und/oder Anbringung der elektrischen Anschlüsse (63, 55) durch öffnungen (58) der den Ausdehnungsstab (44) umfassenden Halterung (56) gestreckt ist.
26. 26. Leistungssteuergerät nach einen; der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsstab (44) aus einem Rohrheizkörper mit an seinen Enden freigelegten Widerstandsdraht (61) hergestellt ist.