DE3014938A1

DE3014938A1 - Thermostatbaugruppe

Info

Publication number: DE3014938A1
Application number: DE19803014938
Authority: DE
Inventors: Jun William David Ryckman
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1979-04-20
Filing date: 1980-04-18
Publication date: 1980-11-06
Also published as: BR8002372A; FR2454690A1; GB2046907A; US4283701A; IT1130564B; JPS55157833A; IT8020839A0; NL8001852A

Description

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Thermostatbaugruppe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Thermostatbaugruppe und betrifft insbesondere eine Baugruppe/ die bei einem kleinen Dampfbügeleisen verwendbar ist, das eine Extradampfmenge mit einem

Stoßdampferzeuger liefert, der im hinteren Teil des Bügeleisens angeordnet ist, und dessen Thermostatbefestigung eine enge direkte Verbindung mit einer benachbarten, profilierten äußeren Bügeleisenoberfläche ergibt. Der Thermostat ist so aufgebaut, daß er die Größe und die Empfindlichkeit beim Eichen und beim Temperaturüberschwingen durch eine eingebaute Verzögerung für eine im wesentlichen gleichmäßige Sohlenplattentemperatur verringert.

Viele Bügeleisen, ob Dampf- oder Trockenbügeleisen, haben eine Befestigung für einen die Temperatur steuernden Thermostaten, bei denen die Befestigung einen Vorsprung auf der Sohlenplatte aufweist, der einen Wärmeableiter oder einen Wärme sammelnden

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Leiter zum Abfühlen der Temperatur ergibt, und ein Thermostat ist auf dem Ansatz befestigt, damit ein Ansprechen auf Temperaturänderungen erfolgt, die durch verschiedene manuelle Einstellungen gefordert werden. Im allgemeinen ist in einem Bügeleisen der Thermostat in der Mitte oder im vorderen Teil der Sohlenplatte befestigt, damit der heißeste Teil erfaßt und entsprechend reagiert wird.

Jüngere Entwicklungen haben zu leichten, kleineren Kunststoffbügeleisen niedrigeren Preises geführt, bei denen viele der Standardmerkmale für Trocken-, Dampf- und Stoßdampfarbeitsvorgänge beibehalten worden sind, und diese kleineren Bügeleisen haben Probleme beim Anbringen der üblichen Thermostaten zum Erzielen zufriedenstellender Ergebnisse mit sich gebracht. Ein typisches Bügeleisen dieser allgemeinen Bauart ist in der US-PS 3 986 282 beschrieben, bei dem ein hinterer Stoßdampf generator benutzt wird, welcher eine Änderung des Aufbaues gegenüber üblichen größeren Bügeleisen erforderlich gemacht hat, weil einfach nicht genug Raum in dem kleinen, leichten Bügeleisen für sämtliche zum Erzielen der verschiedenen Merkmale erforderlichen Teile zur Verfügung stand. Eine Verbesserung, die einen Bügeleisenaufbau ergibt, bei dem einige Verbindungsglieder beseitigt sind,und eine direkte Thermostatkupplung durch die Seite des Bügeleisens hindurch benutzt wird, ist aus der US-PS 4 045 894 bekannt.

Die aus diesen Patentschriften bekannten Anordnungen ergeben einen begrenzten Raum für die Thermostatbefestigung an der Sohlenplatte, was zu Schwierigkeiten beim Eichen führt, und es muß ein kompensierter Thermostat benutzt werden, um ein Temperaturüberschwingen zu minimieren. Verfügbare Thermostaten haben für diese Einstellung einfach keine geeignete Empfindlichkeit beim Eichen mit minimalem Überschwingen. Hauptaufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Thermostatbaugruppe _zu schaffen, die in einem kleinen Bügeleisen benutzt werden kann und die Eichempfind-

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lichkeit innerhalb einer kleineren Umhüllenden verringert und gleichzeitig das Temperaturüberschwingen für eine gleichmäßige Sohlenplattentemperatur verringert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein

weg- und aufgebrochenes Bügeleisen mit der Thermostatbaugruppe,

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische An

sicht des zusammengebauten Thermostaten und

Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht der

Kompensations- und Verzögerungsanordnung nach der Erfindung.

Die Erfindung wird in Verbindung mit einem kleinen, leichten Kunststoffbügeleisen beschrieben, da sie insbesondere für diesen Zweck geeignet ist, obwohl die Thermostatbaugruppe an sich auch für andere Zwecke als für kleine Bügeleisen benutzt werden kann. Außerdem stellt die Erfindung eine verbesserte Version des aus der US-PS 4 045 894 bekannten Aufbaus dar.

Fig. 1 zeigt ein kleines, leichtes Kunststoffbügeleisen für Dampf- und Extradampfstoßbetrieb, mit einer Sohlenplatte 10 mit herkömmlichen Dampföffnungen, mit einem einstückigen, gepreßten oder gespritzten Kunststoffprofilgehäuse 12, das mit einem Handgriff 14 versehen ist und einen herkömmlichen Dampfknopf 16 sowie einen Extradampfstoßknopf 18 hat. Ein gesonderter Kunststoff rand 20 trennt das Gehäuse 12 von der heißen Sohlenplatte 10, und ein innerer Wassertank oder ein inneres Wasserreservoir, das sich insgesamt an der Stelle 22 befindet, wird über die Öffnung 24 gefüllt. Eine herkömmliche Stabilisierungsschiene hält

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das Eisen in seiner Fersenruhesteilung und kann benutzt werden, um die elektrische Leitungsschnur aufzuwickeln, wie es in der US-PS 4 045 894 beschrieben ist.

Wegen der kompakten Anordnung des Bügeleisens, das kleiner als das konventionelle Bügeleisen und aufgrund seines Aufbaus aus Kunststoff leichter ist, ist die Verwendung eines herkömmlichen vorderen Handgriffthermostaten oder eines Sattelplattensteuerteils unter dem Handgriff 14 schwierig, weil der innere Wassertank 22 vorhanden ist. Zur Überwindung dieser Schwierigkeit ist ein seitlicher Thermostatknopf vorgesehen, mit dem die gewünschte Bügeleisentemperatur in der Kompaktanordnung einstellbar ist und der auf der Profilseite des Gehäuses 12 befestigt ist.

Zum Liefern normalen Dampfes empfängt ein vorderer Hauptdampferzeuger 26 Wassertropfen, wenn der Knopf 16 in der oberen Position ist, was bekannt ist. Der sich ergebende Dampf wird durch geeignete Durchlässe geleitet, die zwischen der Sohlenplatte 10 und der Deckplatte 28 sind, und der Dampf tritt über die üblichen Öffnungen in der Sohlenplatte aus. Für zusätzlichen Stoßdampf ist ein hinterer Stoßdampferzeuger 30 in der hinteren Hälfte des Bügeleisens angeordnet, so daß bei Bedarf Wasser wahlweise in der Bügeleisenfersenruheposition, in der das Bügeleisen aufgestellt ist, zu ihm geleitet werden kann, damit Stoßdampf in der vertikalen Stellung geliefert wird, oder aber das vertikale Dämpfen kann entfallen und der hintere Generator 30 braucht lediglich benutzt zu werden, um einen Extradampfstoß zusätzlich zu dem in dem Hauptgenera.tor 26 erzeugten zu liefern, wobei die Deckplatte 28 und die Sohlenplatte 10 die Dampfverteileinrichtung sowohl für den Generator 26 als auch für den Generator 30 bilden.

Zum Schaffen einer geeigneten Wärmeregulierthermostatanordnung in einem solchen kleinen, leichten Bügeleisen, das einen anderen Innenaufbau als ein herkömmliches Bügeleisen hat, ist eine durch eine Wand gebildete Umrandung, die insgesamt mit 32 be-

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zeichnet ist, zwischen den Generatoren auf der Sohlenplatte vorgesehen, die einen gesonderten Bereich begrenzt, der in dem hinteren Teil des Bügeleisens angeordnet ist und einen nach oben vorstehenden, integralen Ansatz 34 aufnimmt und hält, bei dem es sich um einen integralen Teil der Sohlenplatte handelt, der für eine gute Wärmeleitung von dieser her sorgt.

Zum Aufnehmen der Umrandung 32 und des Ansatzes 34 hat die Deckplatte 28 eine entsprechende Öffnung 36, die fest um das obere Ende der Umrandung 32 paßt, so daß sich die Umrandung durch die Deckplattenöffnung erstreckt und mit dieser bündig ist, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Der insgesamt mit 38 bezeichnete Thermostat ist auf der Seite des Ansatzes 34 befestigt und seine Betätigungswelle 40 ist abgewinkelt durch eine öffnung 4 2 in der Seite des Gehäuses 12 hindurchgeführt, wo ein geeigneter Thermostatknopf zum Einstellen der gewünschten Temperatur befestigt ist.

Wegen des beschränkten Raums in dem beschriebenen kleinen Bügeleisen und wegen der Stelle, an der der Thermostat an der Sohlenplatte auf dem Ansatz 34 befestigt werden muß, ist es erforderlich, einen kompensierten Thermostaten zu benutzen, um ein Temperaturüberschwingen zu minimieren. Bei solchen, im Handel erhältlichen Thermostaten wird ein kurzes Hauptbimetallblatt benutzt, an dessen freies Ende ein umgekehrtes Kompensationsbimetall angeschweißt ist. Da die beiden Bimetalle einander entgegenwirken, ist die Gesamtbewegung des freien Endes, das die Kontakte betätigt, sehr klein. Das macht den Thermostaten für ein genaues Eichen ziemlich empfindlich, und kleine Abmessungsänderungen, die sich aus dem Verschleiß von elektrischen Kontakten ergeben können, führen zu großen Änderungen in der Temperatureinstellung. Das bringt Probleme bei der Massenfertigung mit sich und führt dazu, daß unbefriedigenderweise, wenn auch kurzzeitig, gewartet werden muß, bis das Bügeleisen eine gleichmäßige Sohlenplattentemperatur angenommen hat.

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Gemäß der Erfindung, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, wird durch die hier beschriebene Thermostatkonstruktion die Empfindlichkeit beim Eichen um einen Faktor von ungefähr 3 verringert, und außerdem wird auch das Temperaturüberschwingen beim anfänglichen Aufheizen stark verringert. Der Thermostat 38 gleicht vielen kompensierten Thermostaten, da er ein erstes Hauptbimetallblatt 44 hat, bei dem es sich für die Zwecke des in Fig. 1 gezeigten Bügeleisens um ein mehrschichtiges Trimetall mit einer inneren Kupferschicht zur größeren Wärmeansprechempfindlichkeit handeln kann, wobei das Blatt ein rechteckiges Blatt ist, das an einem Befestigungszapfen 46 an einem Ende abgestützt ist, der in engem Kontakt mit dem Ansatz 34 gehalten wird, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, um die Sohlenplattentemperatur in normaler Weise abzufühlen. Mit Abstand oberhalb des Bimetalls 44 befindet sich ein zweiter, nach oben vorgespannter Arm 48, welcher einen Kontakt 50 eines Kontaktpaares trägt, der über den Arm 48, eine Klemme 52 und das Heizelement mit einer Seite der Netzleitung zum Aufheizen des Bügeleisens verbunden ist. Oberhalb des Arms 48 befindet sich ein dritter Arm 54, der einen zweiten Kontakt 56 trägt, welcher seinerseits zu der anderen Klemme 58 und zu der anderen Seite der Netzleitung führt. Sämtliche Arme sind durch Isolierteile 64 voneinander isoliert. Eine andere Temperatur wird eingestellt, indem die Welle 40 gedreht wird, wodurch ein verlängerter Isolierkopf 60 durch eine Öffnung 62 in dem Arm 54 hindurchbewegt und auf diese Weise die Position des vorgespannten Arms 48 geändert wird, der seinerseits das Ausmaß der Bewegung ändert, die das Bimetallblatt 44 benötigt, damit die Drehung der Welle 40 im Uhrzeigersinn mit deren üblichem Linksgewinde zu einer höheren Temperatur führt, bevor die Kontakte 50 und öffnen, um das elektrische Heizelement an der Sohlenplatte abzuschalten. Dieser Aufbau ist bei den in üblicher Weise arbeitenden Bimetallthermostaten bekannt. Bei im Handel erhältlichen Thermostaten wird, wie oben erwähnt, ein Hauptbimetall ähnlich dem Bimetall 44 benutzt, mit der Ausnahme, daß es kürzer ist, mit einem umgekehrten Kompensationsbimetall an dem freien Ende, so daß die Gesamtbewegung klein ist, da sich der kurze Haupt-

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teil nach oben biegt, wenn die Temperatur ansteigt, während sich sein Kompensations- oder freies Ende nach unten biegt. Die Gesamtbewegung wird auf den Kontaktarm 54 durch einen geeigneten Isolator übertragen, wie beispielsweise den Isolator 66, der normalerweise durch das Kompensationsblatt am Ende des herkömmlichen Bimetalls betätigt wird.

Diese Standardkonstruktion mit kleiner Gesamtbewegung macht, wie weiter oben erwähnt, den Thermostaten für das Abgleichen empfindlich, und jedwede Abmessungsänderungen, beispielsweise durch Verschleiß der Kontakte 50 und 56, führen zu großen Änderungen in der Temperatureinstellung. Außerdem besteht die Tendenz, daß sich das Kompensationsbimetall zu schnell nach unten biegt und so beim ersten Aufheizen ein Überschwingen gestattet. Gemäß der Erfindung ist, um das zu vermeiden, das herkömmliche Bimetallblatt 44 mit einer geeigneten Öffnung oder einem geeigneten Ausschnitt versehen, z.B. vorzugsweise mit einem einzelnen schmalen Schlitz 68, der sich teilweise über das Blatt an oder im wesentlichen in der Nähe von dessen freiem Ende erstreckt. Die Tiefe des Schlitzes kann geändert werden, um die Zeitsteuerung der Kompensation zu ändern, und wird von dem besonderen Verwendungszweck abhängig sein, was im folgenden deutlich werden wird. Gemäß der Darstellung in den Fig. 2 und 3 ist der Schlitz 68 im wesentlichen rechtwinkelig zu der Verformungslängsachse 70 des Bimetalls 44 eingeschnitten. Der Schlitz 68 dient dem Zweck, den freien Endteil des Bimetalls 44 zu isolieren und eine geringe Verzögerung beimAufheizen des Endteils hervorzurufen. Somit heizt sich der Endteil etwas später als normal oder nach einer geringfügigen Verzögerung beim Aufheizen auf. Wenn eine längere Verzögerung erwünscht ist, wird der Schlitz tiefer gemacht, oder, wenn eine kürzere Verzögerung erwünscht ist, wird der Schlitz weniger tief gemacht. Der hier beschriebene Thermostat ist außerdem mit einem Kompensationsbimetallblatt 72 versehen, das, wie dargestellt, im Querschnitt U-förmig ist. Dieses Blatt ist entgegengesetzt zu dem Blatt 44 verformbar, d.h., wenn das Blatt 44

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unter Wärmeeinwirkung nach oben geht, ist das !Compensationsblatt 72 bestrebt, seine U-Form zu schließen, was insgesamt zu einer kleineren Bewegung führt, die über den Isolator 66 auf den Kontakt 56 übertragen wird.

Um die Gesamtlänge des Thermostaten für dessen umgrenzten kleineren Befestigungsraum in dem Bügeleisen kurz zu halten, ist es wichtig, daß das Kompensationsblatt 72 zwischen dem Schlitz 68 und dem freien Ende des Blattes 44 angeordnet und quer oder mit rechtwinkelig zur Verformungslängsachse 70 des Blattes 44 angeordneter Verformungsachse 74 angeordnet ist. Dadurch wird die Gesamtlängsausdehnung des gesamten Thermostaten minimiert und gleichzeitig die Verwendung eines relativ langen Hauptbimetalls 44 sowie einer großen Länge des dazu rechtwinkeligen Kompensationsblattes 72 ermöglicht, was zu einer größeren Kontaktbewegung innerhalb einer kleinen Umhüllenden führt und das Eichen leichter und die Drift aufgrund eines Kontaktverschleißes geringer macht. Die Bimetallbewegung wird über den Isolator 66 übertragen, der auf dem Ende des Blattes 72 ruht und das Blatt betriebsmäßig mit dem Kontakt 56 verbindet.

Zum Verzögern des Zeitpunkts, in welchem die Wärme das Kompensationsblatt 72 erreicht, während gleichzeitig das Hauptblatt 44 schnell auf Temperaturänderungen anspricht, sind-diese entgegengesetzt verformbaren Blätter hauptsächlich auf entgegengesetzten Seiten des Schlitzes angeordnet, wobei das Kompensationsblatt 72 an dem freien Ende des Blattes 44 befestigt ist, wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Zum Übertragen der Wärme von dem Blatt 44 auf das Kompensationsblatt 72 ist dieses an dem freien Endteil des Blattes 44 durch Anschweißen eines U-Schenkels an Schweißstellen 75 längs einer Linie befestigt, die rechtwinkelig zur Verformungsachse 74 und parallel zur Längsachse 70 ist, um einen guten Kontakt direkt neben dem Schlitz zu gewährleisten, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Außerdem werden die Blätter an ihren entgegengesetzten Ausdehnungsseiten zur richtigen Kompensation miteinander verschweißt. Mit anderen Worten, die obere, sich wenig ausdehnende Fläche des

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Blattes 44 und die äußere, sich stark ausdehnende, entgegengesetzte Fläche des Kompensationsblattes 72 sind verschweißt, so daß das Blatt 44 nach oben geht, wenn ihm Wärme zugeführt wird, und sich das im Querschnitt U-förmige Blatt 72 zum Kompensieren schließt. Das Blatt 44 hat somit vor allem einen ersten, langgestreckten, ebenen Teil rechts von dem Schlitz 68, der hauptsächlich auf Wärme anspricht, um sich nach oben gerichtet zu verformen, und einen zweiten, freien Endteil, der an dem Ende des ersten Teils links von dem Schlitz 68 befestigt ist und in Zusammenwirkung mit dem Blatt 72 dem Isolator 66 eine kompensierende oder nach unten gerichtete Verformungsbewegung gibt.

Zum Verzögern der Zeiteinstellung der Kompensation kann die Tiefe des Schlitzes 68 in dem Hauptbimetallblatt 44 vergrössert werden, und das Ausmaß der Kompensation kann geändert werden, indem die Abmessungen des Kompensationsblattes 72 geändert werden, und umgekehrt. Es sei außerdem angemerkt, daß keine dieser Einstellungen eine große Auswirkung auf den stationären Betrieb nach dem anfänglichen Aufheizen hat. Die rechtwinkelige oder 90°-Achsenbeziehung des Kompensationsblattes 72 zu dem Hauptblatt 44 verkürzt den Gesamtraum des Thermostaten und hält gleichzeitig das Kompensationsblatt 72 sicher von dem mittleren Kontaktarm 48 fern, um das Kurzschließen derselben zu verhindern, und zwar dank des großen Zwischenraums 76 zwischen den beiden. Die Anordnung ergibt, wie oben dargelegt, eine größere Kontaktbewegung für eine bestimmte Temperaturänderung, und zwar dank der größeren Länge des Hauptbimetalls 44, so daß der Thermostat leichter geeicht werden kann und seine Drift aufgrund von Verschleiß oder Kontakterosion geringer ist. Sie ermöglicht, daß der größte Teil des Aufheizens des Kompensationsblattes 72 nach dem ersten öffnen der elektrischen Kontakte 50 und 56 erfolgt, was zur Folge hat, daß das erste'Öffnen der Kontakte bei einer niedrigeren Temperatur des Hauptbimetalls 44 als bei späteren Öffnungsvorgängen auftritt. Dieses frühe öffnen in dem ersten

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Zyklus verringert das überschwingen wesentlich.

Die Erfindung schafft einen Thermostaten und insbesondere einen Thermostaten in Kombination mit einem Bügeleisen, der in seinem Gesamtraumbedarf beträchtlich kürzer ist und trotzdem langgestreckte, temperaturempfindliche Blätter für eine grössere Kontaktbewegung bei einer bestimmten Temperaturänderung dank der größeren Länge hat. Der Thermostat ist leichter zu eichen und verringert die Drift aufgrund von Kontaktverschleiß, während er die anfängliche Übertragung von Wärme durch seinen Schlitz verzögert, um jedwedes Überschwingen in der Bügeleisensohlenplattentemperatur zu verringern.

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Claims

Dr. rer. nah Horst Schüler <°1ΑΓ°'" '' *\ Αό

PATENTANWALT Telefon (0611) 235555

3014938 Telex: 04-16759 mapat d

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GENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road
Schenectady, N.Y./U.S.A.

Patentansprüche :

1 .') Thermostatbaugruppe mit Kontakten zum Schließen und Öffnen eines elektrischen Stromkreises zur Steuerung der Wärmezufuhr zu einem Medium und mit einem durch Wärme verformbaren Blatt, das an einem Punkt abgestützt ist und mit einem der Kontakte mit Abstand 'von der Abstützung betriebsmäßig verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Öffnung (68) in dem verformbaren Blatt (44), die zwischen der Abstützung (46) und der betriebsmäßigen Verbindung angeordnet ist, um das Leiten von Wärme zu der betriebsmäßigen Verbindung zu verzögern.
2. Thermostatbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Wärme verformbare Blatt (44) aus zwei entgegengesetzt verformbaren Teilen besteht, die hauptsächlich auf entgegengesetzten Seiten der Öffnung (68) angeordnet sind.
3. Thermostatbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsteile so befestigt sind, daß ihre Verformungshauptachsen (70, 74) im wesentlichen rechtwinkelig zueinander sind.
4. Thermostatbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

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daß der eine Teil des durch Wärme verformbaren Blattes im wesentlichen ein ebenes, langgestrecktes Blatt (44) ist, das längs einer Längsachse (70) verformbar ist, und daß der andere, entgegengesetzt verformbare Kompensationsteil (72) im Querschnitt U-förmig ist und an einem Ende des einen Teils befestigt ist.
5. Thermostatbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der andere, im Querschnitt U-förmige Kompensationsteil (72) an dem einen Teil (44) auf einer zu der Längsachse (70) parallelen und zu der Verformungsachse (74) des im Querschnitt U-förmigen Teils im wesentlichen rechtwinkeligen Linie befestigt ist.
6. Thermostatbaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die entgegengesetzt verformbaren Teile (44, 72) auf ihren Seiten entgegengesetzter Ausdehnung aneinander befestigt sind.

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