DE2839161A1

DE2839161A1 - Temperaturbegrenzer fuer eine glaskeramik-kocheinheit

Info

Publication number: DE2839161A1
Application number: DE19782839161
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Goessler; Hans Mayer; Eugen Wilde
Original assignee: EGO Regeltechnik GmbH
Current assignee: EGO Regeltechnik GmbH
Priority date: 1978-09-08
Filing date: 1978-09-08
Publication date: 1980-03-20

Description

Temperaturbeyrenzer für eine G laskeramik-
Kocheinheit Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturmelder für eine C;Iaskerantik-Kocheinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE-OS 26 27-373 ist bekannt geworden, daß bei einer Glaskeramik-Koheinheit, die mit einem von der Unterseite her an die glaskeramik andrü'kbaren Rontaktheizkörper arbeitet, eis Temperaturbegrenzer verwendet werden kann, der unterhalb des aus spiralförmig gewickelten Heizrohren bestehenden Kontaktheizkörpers verläuft und entsprechend der DE-OS 23 43 833 aufgebaut sein kann Ein solcher Temperaturbegrenzer hat einen stabförmigen Temperaturfühler, der aus einem Rohr und einem darin liegenden Stab mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht,und enthält einen davon betätigten Leistungs- Schnappschalter für die Beheizung der Glaskeramik-Ko.eh E äche .
-Nach der DE-OS 26 27 373 ist eine Signaleinrichtung vorgesehen, die aus einen gesonderten kleinen temperaturempfindlichen Schalter besteht, der ebenfalls einen Temperaturfühler mit Rohr und Stab unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten aufweist Er ragt von der Außenseite der Kocheinheit an der Unterseite der Kontakthcizkörpcr entlang radial nach innen und ist wärmemäßig eng an die -Beheizung der Glaskeramikplatte gekoppelt.
Diese beiden temperaturempfindlichen Schalter haben generell andere Aufgaben. Während der Leistungs-Temperaturbegrenzer in der Nähe der oberen zulässigen Temperatur der Glaskeramikplatte schalten muß, d.h. in Temperaturbereichen zwischen 600 und 8000C (ca.900 bis 1.100K), soll der Signalschaltereine Warnung vor dem Berühren der heißen Kochfläche bilden und muß demnach bei einer Temperatur unter 1000C (370K), vorzugsweise bei 65 bis 70"C(340 bis 345K) schalten und sollte etwa bei 50°C (325K) wieder ausschalten-. Außerdem sollten unterschiedliche Wärw,ekopplungsverhältnisse für die beiden temperaturempfindlichen Schalter vorliegen, so daß ein unabhängiger Aufbau zwingend notwendig erschien.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufbau einer Glaskeranik-Kochfläche und insbesondere den ihrer temperaturabhängigen Schalter zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöst.
Obwohl dies auf den ersten Blick nicht möglich erschien, hat sich herausgestellt, daß es bei dem im Anspruch 1 beschriebenen Schalter möglich ist, von dem gleichen Temperaturfühler sowohl den Leistungsschalter, als auch den Signalschalter betätigen zu lassen, obwohl ihre Temperaturwerte um Größenordnungen auseinanderliegen. Normalerweise sind temperaturabhängige Schalter, auch wenn sie mehrere bei unterschiedlichen Temperaturen schaltende Kontakte haben, nur für einen bestimmten Temperaturbereich ausgelegt. Einen bei für derartige Regler sehr hohen Temperaturen von nahezu 1000K ausgelegten Temperaturbegrenzer mit einem Schalter zu versehen, der bei einer von der Genztemperatur aus gerechnet, um eine Zehnerpotenz darunter liegenden Temperatur schaltet, erschien undenkbar.
Erstaunlicherweise hat sich herausgestellt, daß der nach der Erfindung aufgebaute Temperaturbegrenzer nicht nur einwandfrei arbeitet, sondern auch bezüglich des Zugriffs zur Glaskeramik-Kochfläche sowohl die Bedingungen für die Temperaturbegrenzung wie auch für die Signalisierung erfüllt. Es gelingt ihm, die Solltemperatur im Bereich der Maximaltemperatur für die Glaskeramik-Kochplatte sicher und ohne Temperaturspitze anzusteuern und mit relativ geringen Hysteresewerten durch An- und Abschaltung einzuhalten und gleichzeitig wird eine sichere Signalisierung für das Erwärmen der Kochplatte ermöglicht, ohne daß eine unzulässige Verzögerung auftritt, die zu Verbrennungen beim Benutzer führen könnte.
Auch der Nachlauf ist so, daß die Abschaltung des Signalkontakts erst dann und nicht zu lange nach dem Erreichen einer ungefährlichen Temperatur erfolgt.
Die Vorteile der Erfindung bestehen ferner darin, daß statt zweier unterschiedlicher temperaturempfindlicher Schaltgeräte nur eines hergestellt und montiert werden muß. Dabei kann die Justage nach dem Einbau in die später unter die Glaskeramikplatte zu setzende Kocheinheit kalt, d.h. durch Herbeiführen des Schaltzustandes und Rückdrehung der entsprechenden Justierschrauben um einen vorgegebenen Betrag erfolgen, so daß die Einheit fertig justiert nur noch unter die Glaskeramikplatte gesetzt zu werden braucht.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gellen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung im Zllsammenhang mit den Zeichnungen hervor.
Ein Ausftihrungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert, Es zeigen Fig 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Temperaturbegrenzers mit Draufsicht auf den Sockel seiner offenen Seite her bei abgenommener Abdeckplatte, Fig. 2 eine Teildraufsicht auf eine für eine Claskeramikplatte vorgesehene StrahIungs-Heizeinheit und Fig. 3 einen Schnitt durch ein Detail nach der Linie III-III in Fig.2-Der in Fig. 1 dargestellte Temperaturbegrenzer 1-1 besitzt einen Sockel 12, in Form eines- langgestreckten, relativ flachen und bis auf eine Abschrägung an einer Ecke rechteckig begrenzten Teils aus eInem keramischen Isoliermaterial, z,.
Steatit. Von einer Flachseite aus ragen zwei Ausnehmungen 13, 14 in den Sockel hinein-, die durch einen Kanal 15 miteinander verbunden sind. Durch beide. Ausnehmungen und den Kanal verläuft ein Hebel 16 hindurch, der auch auf seinem freitragenden Abschnitt Durch seitliche Abkantung versteift ist und an seinem Ende einen ggf. angepunkteten biegsamen Abschnitt 17 besitzt, mit dem er durch seitliches Einschieben am Sockel so festgelegt ist, daß er um diesen als Scharnier schwenkbar ist.
Relativ nahe an diesem Scharnier ist am Hebel 16 ein erster Betätigungsdruckpunkt 18 und an dem entgegengesetzten Ende ein zweiter BetätigungsdruckE1unkt 19 angebracht, die jeweils in entgegenyesetzte Richtungen weisen. Der Betätigungsdruckpunkt 19 ist mit einer Justierschraube 20 einstellbar.
Zwischen den beiden Betätigungsdruckpunkten 18, 19 greift eine Justierschraube in Form einer Schraubmutter 2t an, die auf ein Gewinde an einem oberen Stück 22 eines Ausdehnungsstabes geschraubt ist, das durch eine öffnung in dem Hebel hindurchragt. Eine sich an einem Halterungsteil 23 über ein Auflageteil 23 r abstützende Feder 24 drückt den Hebel in Fiq. 1 nach oben.
Der in seiner Gesamtheit mit 25 bezeichnete Ausdehnungsstab besteht aus rostfreiem Stahl und erstreckt sich in einem Rohr 24 aus einem Material mit geringerem Ausdehnungskoeffizienten, das vorzugsweise eine gewisse Isoliereigenschaft hat, und aus einem keramischen oder glas artigen Material mit hoher Temperaturbeständigkeit besteht, beispielsweise Steatit oder Quarz. Dieses Rohr ist am oberen und unteren Ende in Metallhülsen gefaßt. An der unteren Metallhülse 26 greift der Ausdehnungsstab 25 mittels eines äußeren gequetschten Abschnittes an, so daß dort eine den Ausdehnungsstab auf Zug belastende Verbindung besteht. Die obere Hülse 27 hat an ihrem stirnseitigen Ende eine Kugelkalotte, die mit einem entsprechenden kugligen Vorsprung des Halterungsteils 23 so zusammenwirkt, daß der Temperaturfühler unabhängig von einer gewissen Schwenkung gegenüber dem Sockel ist.Dieser gequetschte bzw. flachgeschlagene Abschnitt dient dem Verdrehungsschutz des Zugstabes 25 beim Justieren der Mutter 21. Das Auflageteil 231 für die Feder hat dafür ein kombiniertes Rund-Langloch (Schlüsselloch-Form).
In der Ausnehmung 13 liegt ein Leistungs-Schnappschalter 29, der einen aus einem Blechstreifen hergestellten Schalterträger 30 und eine daran befestigte Schnappfeder 31 aufweist, deren Federzunge 32 an einem Stützlager des Trägers 30 eingestützt ist. Am freien Ende befindet sich ein Schaltkontakt 33, der mit einem festen Gegenkontakt 34 zusammenwirkt. In der auf der anderen Seite des Temperaturfühlers und seiner Anbringung an dem Hebel legende Ausnehmung 14 ist ebenfalls ein Schnappschalter angeordnet, und zwar der Signalschalter 35, der, da er lediglich einen Signalstrom zu schalten hat, wesentlich schwächer ausgeleyt sein kann und ebenfalls einen durch Einschieben am Sockel befestigten Schalter träger 36 besitzt, an dem sich zwischen zwei Stützlagern eine Schnappfeder 37 hält. Sein Kontakt 38 wirkt mit einem Gegenkontakt 39 zusammen.
Wie aus den Fig.2 und 3 zu erkennen ist, ragt der Tempraturfühler im wesentlichen diametral, jedoch leicht gegenüber der Mittelachse versetzt über die Strahlungs-Kocheinheit 40 hinweg, deren Beheizung durch offenliegende Heizwendeln 41 gebildet wird, die eine flachgedrückte bzw. ovale Form haben, deren eine flache Seite nach oben weist und die in Nuten einer Isoliorstoffplatte 42 liegen. In dem Abstand 43 zwischen den Strahlheizkörpern und der Glaskeramikplatte 44 ist der aus Rohr 24 und Ausdehnungsstab 25 bestehende Temperaturfühler 45 jeweils mit einem Abstand zur Strahlungsheizeinheit und zur Glaskeramikplatte angeordnet. Wenn, was bevorzugt ist, das Rohr 24 aus einem isolierenden Material besteht, bleibt aucli der volle durch den Abstand zwischen Heizwendeln und Glaskeramikplatte gebildete elektrische Isolierabstand erhalten, ohne daß der Temperaturfühler eine überschlagsbrücke bilden könnte. Der Temperaturfühler ist so angeordnet, daß die metallischen Hülsen 26,27 weitgehend außerhalb des Bereiches der elektrischen Heizkörper liegen. Der Schaltersockel 12 ist außerhalb der gesamten, in einer Blechschale eingeschlossenen Heizeinheit angeordnet.
Der Temperaturbegrenzer nach der Erfindung arbeitet wie folgt: Beim Einschalten der Beheizung wird sowohl die Glaskeramik-Kochplatte als auch der Temperaturfühler erwärmt. Da vorzugsweise das Rohr 24, ebenso wie die Glaskeramikplatte aus einem nicht sehr gut leitenden Material besteht, folgen beide der Aufheizung etwa im gleichen Maße, d.h. gegenüber einem Temperaturfühler mit metallischem Ausdehnungsrohr wird die Erwärmung des Temperaturfühlers etwas verzögert, so daß sie der der Glaskeramikplatte entspricht. Bei Err-eichen der Solltemperatur des Signalschalters 35, in der Größenordnung von 65 bis 700C (340 bis 350K) ist infolge der Ausdehnung des innenliegenden Ausdehnungsstabes 25 der Hebel ausreichend weit im Uhrzeigersinne verschwenkt worden, daß der bis dahin unter dem Druck des Betätigungsstückes 19 geöffnete Signalschalter 35 sich schließt und über eine nicht dargestellte Signallampe m der Kocheinheit anzeigt, daß die Oberfläche der Glaskeramikplatte nun so heiß ist, daß man sie nicht mehr anfassen sollte. Dies kann beispielsweise auch durch eine Beleuchtung der Unterseite der Glaskeramikplatte erfolgen, die diese hell und damit warm erscheinen läßt.
Bei der nunmehr erfolgenden weiteren Erwärmung hebt der weiter im Uhrzeigersinne verschwenkte Hebel 16 mit seinem Betätigungspunkt 19 von der Schnappfeder 37 ab und der Betätigungspunkt 18 nähert sich dem entsprechenden Druckpunkt auf der Schnappfeder 31 des Leistungsschalters 29. Wenn die Solltemperatur des Leistungsschalters, die kurz unter der maximal zulässigen Temperatur für die Glaskeramikplatte liegt, erreicht ist, schnappt die Schnappfeder um, und die bis dahin geschlossenen Kontakte 33, 34 öffnen sich, so daß die Heizwendeln 41 abgeschaltet werden und sich abkühlen. Bei weiterhin angeschalteter Kocheinheit arbeitet nun der Temperaturbegrenzer im Leistungsimpulsen, die je nach der Wärmeabnahme auf der Oberseite der Glaskeramikplatte 44 durch ein Kochgefäß o.dgl. eine kürzere oder längere relative Einschaltdauer haben. Der dargestellte und beschriebene Aufbau des Temperaturbegrenzers ermöglicht es, die Solltemperatur im Leerlauf ohne eine anfängliche Temperaturspitze anzusteuern und dann in relativ gleichmäßigen Temperaturimpulsen von nicht zu kurzer Folge (was wegen der dadurch bewirkten zu häufigen Funkstörung unzulässig wäre) zu arbeiten. Dazu trägt ebenfalls der vorteilhafte Aufbau des Temperaturfühlers bei, der eine gewisse Dämpfung und eine thermische Verzögerung darstellt, ohne daß man mit einer zu großen Hysterese im Bereich des Schalters arbeiten müßte. Im übrigen ist die Leistung der Kocheinheit so gewählt, daß beim üblichen Kochen mit gutem Geschirr der Temperaturregler nicht oder nur selten abschaltet.
Es ist besonders voreeilhaft, daß durch die Anordnunq der beiden Schalter auf beiden Seiten des Temperaturfühlers eine gewisse räumliche Trennung zwischen diesen vorliegt. Der Aufbau mit einem beide Schalter betätigenden Hebel ist besonders vorteilhaft,und es ist zu erkennen, daß durch die Ausbildung des Hebels als einarmiger Hebel und die Anordnung der Betätigungsdruckpunkte darauf das Ubersetzungsverhältnis so bestimmt wurden kann, daß der bei der niedrigeren Temperatur schaltende Signalschalter mit einer Übersetzung und der Leistungsschalter mit einer Untersetzung geschaltet wird.
Diese Verhältnisse könnten jedoch auch geändert werden, wobei jedoch vorteilhaft die Tatsache unterschiedlicher Ubersetzungen beibehalten werden sollte. Trotz der relativ starken Verschwenkung des Hebels im Bereich des Signalschalters 35 neiqt dessen Schnappfeder 37 nicht zum ÜberdrUcken, weil der Betätigungskontakt bei dem sehr langen Ausdehnungsweg, der zwischen dem Schaltpunkt des Signalschalters und dem des Leistungsschalters liegt, das Betätigungsstück 19 nicht mehr auf den Schalter einwirkt.
Der beschriebene Temperaturbegrenzer ist besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit Strahlheizeinheiten, wo er zwischen den Strahlheizkörpern und der Glaskeramikplatte angeordnet ist.
Der Aufbau des Temperaturbegrenzers ist besonders einfach und montageleicht, weil alle Teile von einer Seite her in Schlitze des Schaltersockels 12 einschiebbar und dadurch festgelegt sind. Die eingeschobenen Teile werden zusätzlich an diesen Punkten mit temperaturbeständigem Lack festgelegt. Durch llberdecken der in Fig. b oberen Fläche, zu der sich die Ausnehmungen 13, t4 öffnen, durch eine Isolierplatte wird der Schalter gegen Berührung abgeschlossen.
L e e r s ei t e

Claims

Temperaturbegrenzer für eine Glaskeramik-Kocheinheit A n s p r ü c h e 1. Temperaturbegrenzer für eine Glaskeramik-KocheinheiL mit mi einem im wesentlichen stabförmigen Temperaturfühler, der aus einem Rohr und einem darin liegenden Stab mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht, und mit einem davon betätigten, in einem Sockel angeordneten Leistungs-Schnappschalter zur Ausschaltung der Leistung der Beheizung der Glaskeramik-Kochfläche bei einer knapp unterhalb der zulässigen Temperatur der Gluskeramik-Kochfläche liegenden Begrenzungstemperatur ausgerüstet ist,wobei der Rocheinheit eine Signaleinrichtung zur Warnung vor dem Berühren der heißen Kochfläche mit einem Lelaperaturabhängig arbeitenden Signalschalter zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalschalter (35) in dem Sockel (12) als ein zweiter, gesonderter Schalter enthalten ist, der von dem gleichen Temperaturfühler (45) betätigbar ist wie der Leistungsschalter (29).
2. Tenperaturbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennztichnet, daß der Leistungs- und der Signalschalter (29,35) von einem schwenkbaren Hebel (16) betätigbar sind, an dem der Temperaturfühler (45) angreift.
3. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der hebel (16) einseitig gelagert ist und der Betätigungspunkt (18) des Leistungsschalters (29) sich wesentlich näher an der Lagerung befindet als der Betätigungspunkt (19) des Signalschalters (35).
4. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt des Teniperaturfühlers. (45) an dem Hebel (16) zwischen den Betätigungspunkten (18, 19) für Signal- und Leistungsschalter (35,29) liegt.
5. Temperaturbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (45) aus einem Ausdehnungsstab (25) und einem diesen umgebenden Rohr (24) aus Material mit geringerem thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht.
b. Temperaturbegrenzer nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus einem Material mit elektrischen und/oder thermischen Iseliereigenschaften, vorzugsweise aus Steatit bzw. Quarz besteht.
7. Temperaturbegrenzer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch cJekennzeichnet, daß der Ausdehnungsstab (25) durch eine am hebel (16) angreifende Feder (24) unter Zugbelastung gesetzt ist.
8. Temperaturbegrenzer nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Rohr (24) über eine kuc3~Lige Führung (23,27) am Sockel (12) abstützt.
9. Temperaturbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalschalter (35) ein Schnappschalter ist, dessen Schaltfeder(37-) von dem zugehörigen Betätigungspunkt (19) des Hebels (16) bei steigender Temperatur entlastbar ist.
10. Temperaturbegrenzer nach einem er vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundjusierung und die gegenseitige Justierung der Schalter (29,35) durch Justierschrauben t20,21) im kalten Zustand vornehmbar sind,die zwischen Temperaturfühlern (45) und Hebeln (16)sowie an einem Betätigungspunkt (19) wirksam sind.
11. Temperaturbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (45) zwischen der Glaskeramik-Kochfläche (44)-und einem in Abstand (43) dazu angeordneten elektrischen Strahlheizkörper (41) angeordnet ist.
12. Temperaturbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (29, 35) jeweils in einer seitlichen, durch eine Platte verschließbaren Ausnehmung (13,14) des flachen Sockels (12) liegen, die durch einen den Hebel (16) aufnehmenden Kanal (151 miteinander verbunden sind.