DE2730446A1

DE2730446A1 - Elektrisches zeitschaltwerk

Info

Publication number: DE2730446A1
Application number: DE19772730446
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Goessler
Original assignee: EGO Elektro Gerate Blanc und Fischer GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 1977-07-06
Filing date: 1977-07-06
Publication date: 1979-01-18
Also published as: YU158578A; IT1097466B; ES471442A1; SE7806357L; IT7825314A0; FI782136A; DK266678A; GB1599078A; NO782201L; FR2397057B3; FR2397057A1; NO147323B; CH612538A5; AU514566B2; JPS5434076A; NO147323C; ZA783538B; AU3740578A; US4205292A; GR66016B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Zeitschaltwerk, das mit elektrisch beheiztem Bimetall arbeitet.

Es sind Zeitschaltwerke vorgeschlagen worden, bei denen ein beheiztes Bimetall eine mechanische Klinke betätigt, die nach Aufheizung des Bimetalls ein federnd vorgespanntes Teil freigibt, das einen Schritt weiterrückt. So können mehrere Aufheizungs- und Abkühlungszyklen des Bimetalls hintereinander geschaltet werden, die die Schaltzeit gegenüber der bloßen einmaligen Aufheizung des Bimetall verlängern. Bei diesen Zeitschaltwerken ist jedoch die Schaltzeit nur stufenweise einstellbar und die Mechanik ist auch relativ aufwendig und, wie jede Mechanik, störungsanfällig und dem Verschleiß ausgesetzt.

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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Zeitachaltwerk der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das mit einem minimalen Aufwand an Mechanik in geringer Baugröße herstellbar ist und ein verbessertes Schaltverhalten hat.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mehrere aus Bimetall mit Beheizung und davon betätigbarem Schalter bestehende Einheiten derart hintereinandergeschaltet sind, daß die Betätigung eines Schalters die Bimetallbeheizung des zugehörigen Bimetalls ausschaltet und die der folgenden Einheit einschaltet und daß die Schalter nach Betätigung im betätigten Zustand bleiben und durch Prenidbetätigung rückstellbar sind.

Es wird also eine Kaskade von Bimetallen geschaffen, die als einziges mechanisches Glied einen Schalter enthalten. Vorzugsweise kann zur stufenlosen Einstellbarkeit eine Einstelleinrichtung vorgesehen sein, durch die die Position wenigstens eines der (vorzugsweise aller) Bimetalle relativ zum zugehörigen Schalter verstellbar ist. Dadurch kann das Zeitschaltwerk von kleinsten Zeiten bis zur Maximalzeit stufenlos eingestellt werden.

Die Maximalzeit kann dadurch groß gewählt werden, daß die Beheizungen der Bimetalle massebehaftet bzw. träge ausgebildet sind. Bei ihnen steht auch jeweils die Maximalzeit zur Verfügung, im Gegensatz zu solchen, bei denen das gleiche Bimetall immer wieder beheizt wird, da diese bei der folgenden Zyklen nicht vollständig ausgekühlt sind, Wenn hier von Bimetallen die Rede ist, so sind darunter

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thermische Ausdehnungselemente zu verstehen, die auf die Schalter einwirken können. Es könnten also auch Ausdehnungsstäbe, -hülsen o. dgl. verwendet werden, obwohl Bimetalle wegen ihrer großen Ausbiegungswege besonders bevorzugt sind.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild eines Zeitschaltwerkes nach der Erfindung mit drei Einheiten,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform mit zwei Einheiten,

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

Fig. 1 zeigt ein Zeitschaltwerk 11, das drei Einheiten 12, 13, 14 enthält, die jeweils ein Arbeitsbimetall mit einer elektrischen Beheizung 16 dafür und einen Schalter 17 enthalten. Jedem Arbeitsbimetall ist ein Kompensationsbimetall 18 zur Kompensation der Umgebungstemperatur zugeordnet, über das die Position des Arbeitsbimetalls zum Schalter 17, auf den es einwirkt, einstellbar ist. Die Einstellung erfolgt für alle drei Einheiten 12, 13»

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gemeinsam über einen Knebel 19.

Die Schalter 17 sind Schnapp-Umschalter, die von der bei den Einheiten 13 und 14 dargestellten Lage in die Lage umschnappen, die bei Einheit 12 dargestellt ist und in dieser Lage verbleiben, bis sie über eine Fremdbetätigung, die hier als manuelle Druckknopfbetätigung 20 angedeutet ist, wieder in die bei den Einheiten 13 und 14 dargestellte Lage zurückgeführt werden.

Im dargestellten Beispiel sind die Beheizungen 16 der Arbeitsbimetalle 15 an einen Anschluß 21 des Haushaltsstromnetzes gelegt und stehen mit einem Kontakt 22 des Schalters 17 in Verbindung. Die beweglichen Schaltglieder 23 der Schalter 17 und die anderen Gegenkontakte 24 (die nach dem Umschnappen vom Schaltglied kontaktiert werden) sind derart in Reihe geschaltet, daß der zweite Anschluß 24 des Stromnetzes jeweils entweder mit dem Kontakt 22 oder über das Schaltglied 23 und den anderen Gegenkontakt 24 mit dem Schaltglied der nächsten Einheit in Verbindung steht.

In Fig. 1 ist ferner ein Leistungssteuergerät 25 für eine Elektrokochplatte 26 angedeutet, das einen Schnappschalter 27 besitzt, der von einem Bimetall 28 betätigt wird, das von einer Beheizung 29 beheizt ist. Es handelt sich um ein an sich bekanntes taktendes Leistungssteuergerät, das dem Heizwiderstand 30 der Elektrokochplatte die Leistung in Impulsen von je nach der Einstellung unterschiedlicher relativer Einschaltdauer zuführt. Die Einstellung des Leistungssteuergerätes erfolgt beim Ausführungsbeispiel ebenfalls über den Knebel 19» mit dem auch das Zeitschaltwerk eingestellt wird. Die Beheizung 29 des Leistungssteuergerätes wird vom Zeitschaltwerk

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geschaltet und steht mit dem Kontakt 24 der letzten Einheit 14 des Zeitschaltwerkes in Verbindung. Der andere Pol der Beheizung 29 steht über den Schalter 27 des Leistungssteuergerätes mit dem Anschluß 21 in Verbindung, so daß die Beheizung des Leistungssteuergerätes von ihm selbst geschaltet wird.

Das Zeitschaltwerk nach Pig. 1 ist als Ankochunterstützung bei einer leistungsgesteuerten Kochplatte gedacht. Bei diesen Kochplatten wird die Leistung stufenlos von Hand eingestellt, so daß bei Einstellung auf einen niedrigen Portkochwert, der meist in der Größenordnung unter einem Viertel der Gesamtleistung der Kochplatte liegt, das Ankochen eehr lange dauern würde. Daher ist das Zeitschaltwerk 11 dazu gedacht, das Takten, d.h. das periodische Ein- und Ausschalten des Schalters 27 des Leistungssteuergerates 25, für eine bestimmte Ankochdauer zu verhindern. Das Zeitschaltwerk nach der Erfindung ist infolge der Kopplung zwischen Einstellung des Leistungssteuergerätes und des Zeitschaltwerkes dabei vorteilhaft so eingerichtet, daß sich die Zeitdauer der Ankochphase mit voller Leistung der Elektrokochplatte nach der eingestellten Portkochleistung bemißt. Dies berücksichtigt die Tatsache, daß die Hausfrau bei einem Kochtopf mit großem Inhalt, der eine lange Ankochzeit braucht, normalerweise auch die Portkochleistung höher einstellt als bei einer geringen Kochgutmenge.

Das in Pig. 1 dargestellte Zeitschaltwerk arbeitet wie folgt:

Nach Einstellung der gewünschten Leistung und damit auch der Laufdauer des Zeitschaltwerkes durch den Knebel 19

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sind die schwenkbar gelagerten Bimetallglieder aus Kompensationsbinietall 1β und Arbeitsbimetall 15 in eine bestimmte Position zu ihren Schaltern 17 gebracht. Noch vom vorigen Ankochvorgang standen alle Schalter 17 in der Stellung, die bei der Einheit 12 dargestellt ist, d.h. die Schaltglieder 23 lagen an den Kontakten 24 an. Durch Betätigung des Druckknopfes 24 setzt nun die Hausfrau den Ankochvorgang in Betrieb. Dabei werden die Schaltglieder 23 aller drei Schalter 17 entgegen dem Uhrzeigersinn zum Umschnappen gebracht und liegen nun an den Kontakten 22 an. Dadurch wird zuerst bei der Einheit 12 die Beheizung 16 des Arbeitsbimetalls 15 eingeschaltet und nach der vorzugsweise recht lang gewählten Aufheizungszeit des Bimetalls 15 bringt dieses entsprechend seiner Einstellung durch die von dem Knebel 19 betätigte Einstelleinrichtung 31 das Schaltglied 23 des Schalters 17 zum Umschnappen in die in Fig. 1 dargestellte Lage. Dadurch wird die Heizung 16 der Einheit 12 sbromlos und das Arbeitsbimetall kühlt sich wieder ab, bringt jedoch aufgrund des Verhaltens des Schalters 17 das Schaltglied 23 nicht wieder zum Zurückschnappen in die vorherige Lage.

Es ist zu erkennen, daß dadurch die Beheizung 16 der Einheit 13 eingeschaltet wird, die nun ebenfalls den vorher beschriebenen Arbeitszyklus durchführt. Nach dem Umschalten des Schalters 17 der Einheit 13 wird die Einheit 14 in gleicher Weise in Betrieb gesetzt, nach deren Schalten schließlich über die drei Schalter 17 des Zeitschaltwerkes mit ihren Schaltgliedern 23 und Kontakten 24 die Beheizung 29 des Leistungssteuergerätes 25 Strom bekommt und der normale TaktungsVorgang des Leistungssteuerungsgerätea einsetzt.

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Ks ist also zu erkennen, daß beim Zeitschaltwerk nach der Erfindung die Schaltzeiten der einzelnen Einheiten 12, 13, 14 sich addieren, so daß man auf beträchtliche Maximalzeiten kommt. Durch die Einstellbarkeit aller drei Einheiten ist diese Zeit jedoch auch auf geringe Werte einzustellen, wenn es erwünscht ist. Es wäre natürlich auch möglich, nur einzelne der Einheiten einstellbar zu machen und einige (sozusagen die Grundzeit) konstant ablaufen zu lassen. Ferner ist es möglich, die Einschaltung statt als Druckbetätigung 20 auch über eine andere Betätigungsart (beispielsweise durch ein drehbares Glied über Nocken o. dgl.) durchführen zu lassen. Es ist auch möglich, das Umschalten der Schalter 17 in ihre Anfangslage auch schon beim Zurückdrehen des Knebels 19 auf Null vorzunehmen. In diesem Falle würde dann bei jedem Ankochvorgang automatisch das Zeitschaltwerk ablaufen.

In den Fig. 2 und 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Zeitschaltwerkes 11* dargestellt, das nur zwei Einheiten 12', 13' aufweist. Es ist in einem im wesentlichen quadratischen flachen Gehäuse 32 untergebracht, das mit einem Deckel 33 verschlossen ist und von der Einstellwelle 34 in Richtung seiner geringsten Abmessung mittig durchragt wird.

Das Zeitschaltwerk 11' ist wegen seiner flachen Bauweise besonders geeignet, als Vorsatzschalter für ein Leistungssteuergerät zu dienen, d.h. an seine Rückseite kann ein Leistungssteuergerät der gleichen Grundabmessungen unmittelbar anschließen und so mit dem Zeitschaltwerk zu einem Block zusammengefügt werden. Die Einstellwellen beider

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Geräte können ineinander eingreifen.

Die Einstellwelle 34 ist durch den Knebel 19 drehbar. Ferner kann der Knebel 19 in Richtung auf das Zeitschaltwerk gedrückt werden, wobei er eine Hülse 35 entgegen der Kraft einer die Einstellwelle umgebenden Druckfeder 36 niederdrückt. Die Hülse ist mit einem Rückstellnocken 37 mit zwei Schrägflächen 38 für die Rückstellung der Schaltglieder 24 der Schalter 17 verbunden.

Die Arbeitsbimetalle 15 der beiden Einheiten 12', 13* sind parallel zueinander zu beiden Seiten der Einstellwelle 34 quer zu deren Achse angeordnet und um Achsen 39 mit zur Einstellwelle paralleler Erstreckung schwenkbar. Über eine Abwinklung und Druckfedern 40 werden Schwenkhebel 41 an eine auf der Einstellwelle 34 drehfest angeordnete Einatellkurve 42 angedrückt. Die Schwenkhebel bestehen ebenfalls aus Bimetallmaterial und bilden die Kompensationsbimetalle.

Die Beheizungen 16 der Arbeitsbimetalle 15 sind massebehaftet und mit relativ weiter Wärmekopplung von den Bimetallen ausgeführt, so daß die Zeitkonstante des Bimetalls relativ groß wird. Die Stromzuführung zu diesen Beheizungen kann entweder über die Achsen 39» die Druckfedern 40 oder über gesonderte bewegliche Zuleitungen erfolgen.

Die freien Enden der Arbeitsbimetalle 15 wirken über Justierschrauben 43, die gleichzeitig die Kontakte bilden, auf die Schaltglieder 23 ein, die, wie insbesondere aus Fig. 3 zu erkennen sind, aus flachen Platten bestehen, die sich an ihren beiden Kanten mit Schneiden einerseits

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an einem Stützlager 44 und andererseits an einer bügelförmigen Feder 45 abstützen, die das Schaltglied 23
unter eine Druckvorspannung setzt. Die Bügelfeder ist
mit ihrem anderen Ende ebenfalls an dem Stützlager 44
eingestützt. Die Schaltglieder 23 arbeiten mit zwei
festen Gegenkontakten 24 zusammen, die, durch eine Isolierwand getrennt, Rücken an Rücken zwischen den beiden spiegelbildlich zueinander angeordneten Schaltern 17 angeordnet sind. Die Schaltglieder haben einen in Richtung auf die Schaltermitte zu weisenden Vorsprung, an dem abgeschrägte Lappen 46 ausgeformt sind, die mit dem Rückstellnocken 37 zusammenwirken können, wenn das Schaltglied so umgeschnappt ist, daß es mit seinem Kontakt
am Gegenkontakt 24 anliegt. Da beim Umschnappen des Schaltgliedes zur Anlage am Gegenkontakt 24 der Totpunkt der
Bügelfeder 45 überschritten wird, springt das Schaltglied 23 auch dann nicht wieder in seine dargestellte Ausgangslage zurück, wenn das Bimetall sich abkühlt und
wieder die dargestellte, nach außen geschwenkte Lage
einnimmt.

Es ist zu erkennen, daß die Ausbildung der Schalter17 besonders einfach ist. So erfolgt beispielsweise die Kontaktierung der Bimetallbeheizungen 16 unmittelbar über den Abstützpunkt, d.h. die Justierschraube 43, und es ist kein besonderer Gegenkontakt notwendig. Der Aufbau des Zeitschaltwerkes ist unkompliziert und mit einem Minimum an mechanischem und elektrischem Aufwand durchzuführen und der Schalter baut sehr klein.

Obwohl beim in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel schon eine Hintereinanderschaltung von zwei Ein-

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heiten eine für Ankochvorgänge ausreichende Zeit gewährleistet, ist es möglich, durch größere Anzahl von Einheiten beliebige Zeiten herzustellen, beispielsweise wenn das Zeitschaltwerk zu anderen Zwecken verwendet wird als zur Steuerung der Ankochzeit von Elektrokochplatten.

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-hS-Leerseite

Claims

Ansprüche

1.j Elektrisches Zeitschaltwerk, das mit elektrisch beheiztem Bimetall arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere aus Bimetall (15) mit Beheizung (16) und davon
betätigbarem Schaltens(17) bestehende Einheiten (12,
13, 14, 12·, 13') derart hintereinandergeschaltet sind, daß die Betätigung eines Schalter (17) die Bimetallbeheizung (16) des zugehörigen Bimetalls (15) ausschaltet und die der folgenden Einheit einschaltet und daß die
Schalter (17) nach Betätigung im betätigten Zustand bleiben und durch Premdbetatigung rückstellbar sind.

Zeitschaltwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur stufenlosen Einstellbarkeit eine Einstelleinrichtung (31) vorgesehen ist, durch die die Position wenigstens eines der Bimetalle (15) relativ zum zugehörigen Schalter (17) verstellbar ist.

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3. Zeitschaltwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Einstelleinrichtung (31) die Relativposition aller Bimetalle (15) zu ihren Schaltern (17) veränderbar ist.

4. Zeitschaltwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (17) der letzten Einheit (14) die Ausgangsleitung des Zeitschaltwerkes (11) schaltet.

5. Zeitschaltwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (17) nicht von selbst zurückspringende Schnapp-Umschalter sind.

6. Zeatschaltwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den elektrisch beheizten Bimetallen (15) Kompensationsbimetalle (18) zugeordnet sind.

7. Zeitschaltwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beheizungen (16) der Bimetalle (15) massebehaftet bzw. träge ausgebildet sind,

b. Zeitschaltwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zwei Einheiten (12*, 13') aufweist, deren Arbeitsbimetalle (15) mit ihren Beheizungen (16) zu beiden Seiten einer zwischen ihnen hindurchragenden Einstellwelle (34) angeordnet sind.

9. Zeatschaltwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsbimetalle (15) mit ihrer Beheizung (16) schwenkbar gelagert sind.

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10. Zeitschaltwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die eine Einstellkurve (42) aufweisende Einstellwelle (34) Schwenkhebel (41) anlegen, die ein Kompensationsbimetall enthalten.

11. Zeitschaltwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (17) ein bewegliches Schaltglied (23) aufweisen, das,in einem Stützlager (44) abgestützt, von einer vorzugsweise bügeiförmigen Feder (45) unter Druckvorspannung gegen das Stützlager (44) gesetzt ist und zwischen einem mit dem Arbeitsbimetall (15) beweglichen Kontakt (22) und einem festen Gegenkontakt (24) umschnappbar gelagert sind.

12. Zeitschaltwerk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltglieder (23) durch mechanische Druckbzw. Drehbetätigung rückstellbar sind.

13. Zeitschaltwerk nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltglieder (23) im wesentlichen parallel zu der Einstellwelle (34) angeordnet sind.

14. Zeitschaltwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es als Vorsatzschalter zu einem Steuergerät (25) für Elektrokochplatten (26) ausgebildet ist.

15· Zeitschaltwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (31) zugleich die Sollwerteinstellung des Steuergerätes (25) betätigt.

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1t>. Zeitschaltwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellung durch eine gesonderte manuelle Betätigung (20) zur Einschaltung eines Ankochvorganges vornehmbar ist.

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