DE3012175C2 - Leistungstakter für Heizstellen, insbesondere in Elektroherden - Google Patents

Description

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Die Erfindung geht aus von einem Leistungstakter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem bekannten Leistungstakter (deutsche Offenlegungsschrift 26 25 715), bei dem ein eigenbeheiztes Arbeitsbimetall sowie ein Kompensälionsbimetall vorgesehen ist ist zur Abfühlung der jeweiliger. Stellung einer Soll-Wert-Nockenscheibe (Bedienorgan bzw. Einstellwelle) ein im wesentlichen U-förmiger, um eine Schwenkachse schwenkbarer Übertragungshebel vorgesehen, dessen einer Arm einen Schnappfederkontakt trägt und dessen anderer Arm durch eine Kompensations-Birnetallfeder gebildet ist, die durch eine Feder gegen die Nockenscheibe des Bedienorgans gedrückt wird. Die Kompensations-Bimetallfeder ist relativ lang und besitzt eine Eigenelastizität die bei Materialschwankungen variieren kann. Aufgrund dieser möglichen Abweichung in der Elastizität und durch die Überlagerung von elastischem Verhalten und Bimetall-Verformung können sich beträchtliche unerwünschte Regelabweichungen ergeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Leistungstakter der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art so auszugestalten, daß derartige Regelabweichungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Ausgestaltung des Leistungstakter gemäß den im Kennzeichnungsteil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. Dadurch wird eine weitgehende Annäherung an den Idealfall einer Kompensationseinrichtung erreicht, nämlich an einen Übertragungshebel, der hinsichtlich seiner Übertragungsfunktion weitgehend unbeeinflußt ist vom Elastizitäts- und Formänderungsverhalten einer langgestreckten Bimetallfeder. Schädliche Überlagerungen von elastischem Verhalten und Bimetall-Verformung sind hier nicht zu befürchten. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist an dem Betätigungshebel ein bewegbarer Schaltstift geführt, der durch das Kompensationsbimetall selbsttätig verstellbar ist. Der Schaltstift ist lose in einer Lageröffnung des Übertragungshebels geführt, welche Lageröffnung von dem einseitig am Übertragungshebel befestigten blattfederartigen Kompensationsbimetall zumindest zum Teil überdeckt wird. Durch die jeweilige Stellung des Kompensationsbimetalls entsprechend der Umgebungstemperatur wird lediglich die Lage des im Übersetzungshebel gelagerten Schaltstiftes verändert, im übrigen die Funktion des Übertragungshebels nicht schädlich beeinflußt.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine erste Ausführungsform des Leistungstakter in Schnittansicht,

F i g. 2 eine F i g. 1 ähnliche zweite Ausführungsform des Leistungstakters,

Fig.3 die Schnittansicht einer dritten Ausführungsform des Leistungstakters.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 ist allgemein mit 1 ein Gehäuse bezeichnet, an und in dem mittels einer Stellschraube 2 ein allgemein mit 3 bezeichneter Leistungstakter befestigt ist, der durch Verdrehen der Stellschraube 2 höhenmäßig justiert werden kann. Der Leistungstakter 3 besitzt einen an der Stellschraube 2 gelagerten Block 4, an dem wiederum ein Arbeits- oder Schaltbimetall 5 gelagert ist, das als Langgestreckte, einseitig eingespannte Bimetallfeder ausgebildet ist und von einer Bimetallheizung 6 umgeben ist. Am freien Ende des Arbeitsbimetalls 5 ist ein Druckansatz 40 befestigt, während der Block 4 ferner einen stationären

Schaltkontakt 7 trägt, der mit einem beweglichen Schaltkontakt 8 zusammenwirkt Der bewegliche Schaltkontakt 8 ist angeordnet auf einer Schnappkontaktfeder 9 eines im Block 4 befestigten Federarmes 10, der an seinem freien Federende eine Lageröffnung der Lagermulde aufweist, in der eine Kugel 11 gelagert ist, derart, daß diese Kugel zwischen dem Druckansatz 40 des Arbeitsbimetalls 5 und dem Federarm 10 verspannt ist und dazu dient, die vom Arbeitsbimetall 5 bei dessen Verformung ausgehende Druckkraft auf den Federarm 10 und damit auf die Schnappkontaktfeder 9 möglichst reibungsfrei iu übertragen.

Wesentlicher Bestandteil des erläuterten Leistungstakter ist ferner ein von Hand, z. B. mittels eines Wählknebels betätigbares Bedienorgan, gebildet durch eine Drehwelle 12 und eine drehfest darauf angeordnete Nockenscheibe 13. Zur Übertragung der Kontur der Nockenscheibe 13 auf den oben erläuterten Bimetallschalter dient ein in Form eines starren Formteils ausgebildeter Übertragungshebel 14, der auf der einen Seite innerhalb einer die Nockenscheibe 13 umfassenden Aussparung 15 einen Fühlansatz 16 aufweist, der federnd gegen die Nockenscheibe 13 gedrückt wird, und welcher Übertragungshebel 14 um eine am Gehäuse 1 befestigte Schwenkwelle 17 schwenkbar ist und so der Kontur der Nockenscheibe 13 zu folgen vermag. Für die Lagerung der Schwenkwelle 17 dient eine einseitig offene Lagernut 18. Der Übertragungshebel 14 ist ferner mit einer durchgehenden Lageröffnung 19 versehen, in der ein Schaltstift 20 verschiebbar geführt ist, wobei die Länge dieses Lagerstiftes 20 größer ist als die Dicke des Übertragungshebels 14. An dem, de.n Fühlansatz 16 entgegengesetzten freien Ende des Übertragungshebels 14 durch eine Niet 21 befestigt ist ein blattfederartiges Kompensationsbimetall 22, das an der in Fig. 1 unteren Begrenzungsfläche des Übertragungshebels 14 flächig anliegt und dabei die Lagernut 18 und teilweise auch die Lageröffnung 19 überdeckt. Das Kompensationsbimetall 22 befindet sich damit in einer Position, in der es durch den als Schirmelement dienenden Übertragungshebel 14 thermisch gegenüber der Bimetallheizung 6 des Arbeitsmetalles 5 abgeschirmt ist.

Die elektrischen Anschlüsse von Bimetallheizung 6 und der Schaltkontakte 7 und 8 sind der Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellt.

Die Funktionsweise des erläuterten Leistungstakters ist folgende:

In der in F i g. 1 gezeigten Nullstellung des Leistungstakters sind die Schaltkontakte 7, 8 geöffnet und somit ^5Ü der Heizstromkreis einer nicht weiter dargestellten Kochplatte unterbrochen. Hierbei stützt sich der Übertragungshebel 14 mit seinem Fühlansatz 16 auf einen erhöhten Nockenansatz 23 der Nockenscheibe 13 ab. Mit dem Verdrehen des Bedienorgans und damit der Nockenscheibe 13 in eine bestimmte Temperatur-Sollwertsteilung wird der Übertragungshebel 14 in F i g. 1 nach unten verschwenkt, womit der sich am Schaltstift 20 abstützende Federarm 10 dieser Bewegung folgt, verbunden mit einer Betätigung der Schnappkontaktfeder 9 in die Schließstellung, in der die Schaltkontakte 7 und 8 geschlossen sind. Entsprechend dem Leistungstakter-Prinzip erfolgt über die Bimetallheizung 6 eine Aufheizung des Arbeitsbimetalls 5, das über den Druckansatz 40 und die Kugel 11 bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur und damit Formänderung am Arbeitsbimetall 5 eine Öffnung der Schaltkontakte 7, 8 bewirkt, bis sich das ab diesem Zeitpunkt unbeheizte Arbeitsbimetall wieder soweit abgekühlt hat, daß es in die in F i g. 1 dargestellte Ruhelage zurückgekehrt ist, womit die Schaltkontakte erneut geschlossen werden. Während dieser Regelvorgänge erfolgt durch das Kompensationsbimetall 22 eine Kompensation bzw. Anpassung des Schaltspiels an die den Leistungstakter umgebende Umgebungstemperatur, z. B. innerhalb eines Elektroherdes. Mit steigender Umgebungstemperatur hebt sich das Kompensationsbimetall 22 von der Begrenzungsfläche des Übertragungshebels 14 leicht ab, wodurch die relative Stellung des Schaltstiftes 20 zum Übertragungshebel 14 und zum Federarm 10 verändert wird.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 unterscheidet sich im wesentlichen nur durch eine andere Ausgestaltung des in F i g. 2 mit 24 bezeichneten Übertragungshebels. Die übrigen, mit dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 im wesentlichen übereinstimmenden Teile dieses Leistungstakters werden nicht nochmals erläutert; zu ihrer Funktion wird auf vorstehende Beschreibung verwiesen. Der Übertragungshebei 24, der ebenfalls als Formteil ausgebildet ist, weist ähnlich wie bei Fig. 1 eine einseitig offene Lagernut 25 für die Lagerung der am Gehäuse 1 befestigten Schwenkwelle 17 auf. Auf der anderen Seite besitzt der Übertragungshebel 24 einen Fühlansatz 26 zur Abfühlung der Kontur der Nockenscheibe 13. Zwischen Schwenkachse und Fühlansatz ist in einer durchgehenden Lageröffnung 27 ein Schaltstift 28 verschiebbar geführt, der einerseits über eine z. B. tellerartige Feder 29 und einen Stiftkopf 30 an der in F i g. 2 oberen Begrenzungsfläche des Übertragungshebels 24 federnd nachgiebig abgestützt ist und unterhalb des Übertragungshebels 24 mit einer Sicherungsscheibe 31 versehen ist. Zwischen der unteren Begrenzungsfläche des Übertragungshebels 24 und der Sicherungsscheibe 31 befindet sich ein allgemein mit 32 bezeichnetes Kompensationsbimetall, bestehend aus zwei äußeren Bimetallscheiben 33 und einer inneren Zwischenscheibe 34. Bei Erhöhung der Umgebungstemperatur, also im Kopensationsfalle wölben sich die Bimetallscheiben 33 tellerfederartig nach unterschiedlichen Richtungen aus und drücken hierbei den Schaltstift 27 an der Sicherungsscheibe 31 in Pfeilrichtung in F i g. 2 nach unten entgegen der Kraft der Feder 29.

Bei beiden erläuterten Ausführungsformen ist der Leistungstakter über den Block 4 am freien Ende einer Stellwelle 2 befestigt, welche Stellwelle am Gehäuse 1 gelagert ist. Dabei kann wie in F i g. 3 dargestellt zwischen Block 4 und Gehäuse 1 eine Druckfeder 39 angeordnet sein. Durch Verdrehen der mit einem Gewinde versehenen Stellwelle 2 läßt sich die Höhe des Leistungstakters bzw. seine lagemäßige relative Anordnung zu dem ebenfalls am Gehäuse 1 gelagerten Bedienorgan bzw. Nockenscheibe 13 in einfacher Weise verändern bzw. einjustieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Leistungstakter für Heizstellen, insbesondere in Elektroherden, mit einem durch ein Bedienorgan von Hand auf die gewünschte Heizleistung einstellbaren Bimetallschalter sowie mit einem Kompensationsbimetall, durch das in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur die Schaltstrecke des Bimetallschalters des Leistungstakter selbsttätig verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungshebel (Obertragungshebel 14,24) vorgesehen ist, der durch das Bedienorgan zur wahlweisen Einstellung der zusammenwirkenden Schaltkontakte (7,8) des Bimetallschalters verstellbar ist und daß an diesem Betätigungshebel das Kompensationsbimetall derart gelagert ist, daß es relativ gegenüber dem Betätigungshebel verstellbar ist

2. Leistungstakter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Betätigungshebel ein bewegbarer Schaltstift (20,28) geführt ist, der durch das Kompensationsbimetall (22, 32) selbsttätig verstellbar ist

3. Leistungstakter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstift (20) lose in einer Lageröffnung (19) des Übertragungshebels (14) geführt ist welche Lageröffnung von dem einseitig am Übertragungshebel befestigten blattfederartigen Kompensationsbimetali (22) zumindest zum Teil überdeckt wird.

4. Leistungstakter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungshebel (14) im Bereich zwischen der Lageröffnung (19) für den Schaltstift (20) und der Befestigungsstelle für das Kompensationsbimetall (22) eine einseitig offene, vom Kompensationsbimetall überdeckte Lagernut (18) für eine Schwenkwelle (17) aufweist.

5. Leistungstakter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstift (28) mit einem tellerfederartigen, am Übertragungshebel (24) im Bereich einer Lageröffnung (27) für den Schaltstift befestigten Kompensationsbimetall (32) gekoppelt ist, durch das der Schaltstift entgegen der Federkraft (Feder 29) verstellbar ist.

6. Leistungstakter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensationsbimetall (22,32) von der Bimetallheizung (6) durch ein Schirmelement, vorzugsweise durch das Betätigungselement thermisch abgeschirmt ist.

7. Leistungstakter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Arbeitsbimetall (5) des Bimetallschalters und dem durch das Bedienorgan (Nockenscheibe 13) verstellbaren, einen Schaltkontakt (8) des Bimetallschalters aufweisenden Federarm (10, 35) eine Kugel (11) zur Kraftübertragung gelagert ist.

8. Leistungstakter, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er an einer Stellwelle (2) befestigt ist, die ihrerseits an dem das Bedienorgan (Nockenscheibe &o 13) tragenden Gehäuse (1) gelagert und gegenüber dem Bedienorgan verstellbar ist.