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Steuerbeheizung für ein
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Leistungssteuergerät Die Erfindung betrifft eine Steuerbeheizung
für ein Steuergerät, das ein von dieser Steuerbeheizung erwärmbares Ausdehnungslement
und einen von diesem betätigbaren Schalter aufweist.
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Derartige Steuergeräte dienen beispielsweise der Steuerung der Leistung
von Kochgeräten. Dabei ist ein Bimetall-Schalter vorhanden, wobei das Bimetall von
einer Steuerbeheizung beheizt wird. Es ist nun oft wünschenswert, das Taktverhalten
des Bimetall-betätigten Schnappschalters in zwei Bereiche einzuteilen, nämlich den
Kochbereich und den Bratbereich.
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Es ist bereits bekannt (DE-PS 16 15 231), daß die Steuerheizwicklung
eines derartigen Bimetalls eine Mittelanzapfung aufweist, wobei über einen Schalter
entweder die eine Wicklung oder beide Wicklungen in Betrieb genommen werden. Diese
Art der Leistungsauftrennung ist fertigungstechnisch sehr schwer herstellbar, weil
die aus sehr dünnem Draht bestehende Heizwicklung in der Wicklungsmitte aufgetrennt
und herausgeführt werden muß und erst danach die zweite Wicklungshälfte gefertigt
werden kann.
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Es ist ebenfalls bekannt (DE-AS 26 25 715), parallel zu der einzigen
Heizwicklung eine Diode zu schalten, wobei bei Einschalten der Diode der Steuerbeheizungswicklung
nur eine Halbwelle der sinusförmigen Netzspannung zugeführt wird. Damit wird ebenfalls
eine Anderung der Leistung der Steuerbeheizung ermöglicht. Hierzu wird jedoch ein
eigenes Bauteil, nämlich die Diode, benötigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuerbeheizung zu
schaffen, die es möglichst mit einfachen und wirkungsvollen Mitteln ermöglicht,
die Steuerbeheizung mit unterschiedlichen elektrischen Leistungen zu betreiben.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung eine Steuerbeheizung
vor, die eine auf ein Keramiksubstrat aufgebrachte Widerstandsschicht ist.
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Diese Widerstandsschicht, die aus einem geeigneten Widerstandsmaterial
besteht, macht es nun möglich, mit Hilfe von Kontaktabgriffen eine einfache Unterteilung
der Widerstandsschicht herzustellen.
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Das Aufbringen der Widerstandsschicht kann beispielsweise durch Aufdampfen
geschehen. Durch entsprechende Ausgestaltung der Widerstandsschicht kann die Größe
des elektrischen Widerstandes in weiten Grenzen bestimmt werden. Besonders günstig
ist es jedoch, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Widerstandsschicht
aufgedruckt ist. Hierzu eignet sich insbesondere ein Siebdruckverfahren.
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In Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß die Widerstandsschicht
mindestens eine mittlere Anzapfung aufweist.
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Diese mittlere Anzapfung braucht nicht genau in der Mitte zwischen
den beiden Endanzapfungen zu liegen. Mit dieser Anzapfung sind insgesamt vier Möglichkeiten
der unterschiedlichen Schaltung der einzelnen Widerstandsbereiche möglich.
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Besonders günstig ist es, wenn die Widerstandsschicht aus Cermet besteht.
Dabei sind in einer Glasfritte Platin, Rhodium oder ein anderes geeignetes Metall
in Oxidform pulverförmig beigemischt.
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Besonders günstig ist es, wenn, wie es nach den Maßnahmen der Erfindung
möglich ist, die elektrischen Anschlüsse auf die Widerstandsschicht oder eine zusätzliche
Versilberung bzw. Silber-Palladium-Schicht aufgelötet sind. Dies ist eine besonders
einfach zu verwirkl ichende und ausreichend feste Befestigung der Anschlüsse.
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Da das Keramiksubstrat möglichst nahe an dem Ausdehnungselement angeordnet
sein soll, schlägt die Erfindung weiterhin vor, daß es mit Hilfe von Laschen an
dem als Bimetallstreifen ausgebildeten Ausdehnungselements befestigt
sein
kann. Dabei kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß die Laschen
zur Stromzuführung zu der Steuerbeheizung dienen.
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Da der Bimetallstreifen aus Metall, d.h. einem elektrischen Leiter
besteht, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß die Laschen um ein auf der dem
Keramiksubstrat abgewandten Seite des Bimetallstreifens angeordnetes Isolierplättchen
herumgreifen.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnung.
Hierbei zeigen: Fig. 1 eine abgebrochene Aufsicht auf ein Leistungssteuergerät mit
einer erfindungsgemäßen Steuerbeheizung; Fig. 2 eine Aufsicht auf eine Steuerbeheizung
mit drei Anschlüssen; Fig. 3 eine Ansicht des Bimetallstreifens und der Steuerbeheizung
der Anordnung nach Fig. 1 von rechts; Fig. 4 eine Aufsicht auf die Anordnung nach
Fig. 3 von oben, und Fig. 5 eine Ansicht des Bimetallstreifens der Fig. 3 von der
anderen Seite.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Steuergerät ist ein etwa U-förmiger
Kontaktträger 11 vorhanden, der aus zwei Schenkeln 12 und 13 besteht, wobei der
längere Schenkel 12 eine L-förmige Abbiegung 14 aufweist, an deren freiem Ende er
mit dem anderen Schenkel 13 verbunden ist. Der längere Schenkel 12 besitzt etwa
in seiner Mitte einen Ansatz 15, der an seiner rechten Seite eine Einkerbung 16
aufweist. An seinem linken, freien Ende besitzt der Schenkel 12 ein Gewinde 17,
in das eine Einstell- bzw.
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Justierschraube 18 eingeschraubt ist. Die Schraube 18 besitzt kurz
unterhalb ihres Kopfes eine umlaufende, im Querschnitt etwa dreieckige Nut 19, in
der das gabelförmige Ende 20 einer Schnappfeder 21 derart eingesetzt ist, daß die
beiden Gabelzinken beidseitig der Schraube 18 liegen.
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Die Schnappfeder 21 ist elektrisch leitend mit einem Kupferkabel 22
verbunden und trägt an ihrer rechten Seite einen beweglichen Kontakt 23. Das freie
Ende der kürzeren Zunge 24 der Schnappfeder 21 stützt sich in der Einkerbung 16
des Ansatzes 15 ab.
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Dem beweglichen Kontakt 23 der Schnappfeder 21 liegt ein fest angeordneter
Kontakt 25 gegenüber, der außerhalb des Gehäuses 26 elektrisch anschließbar ist.
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Mit Hilfe der Einstellschraube 18 läßt sich einstellen, bei welchem
Druck auf den Auslösepunkt 27 der Schnappfeder 21 ein Umspringen der Schnappfeder
erfolgt.
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Im linken Teil des Gehäuses 26 ist ein Bimetallstreifen 28 angeordnet,
der etwa L-förmig ausgebildet ist, wobei im Winkel des L ein Zapfen 29 angeordnet
ist. Das freie
Ende 30 des kürzeren Schenkels greift an dem Auslösepunkt
27 der Schnappfeder 21 an. Am entgegengesetzten Ende des Bimetallstreifens 28 besitzt
dieser eine Justierschraube 31. Die in der Fig. 1 dargestellte Stellung des Bimetallstreifens
28 entspricht seiner Stellung in warmem Zustand.
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Er ist also im Bereich seines längeren Schenkels gebogen, während
das freie Ende 30 des kürzeren Schenkels den Schnappschalter geöffnet hat.
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Rechts von dem längeren Schenkel des Bimetallstreifens 28 ist ein
Keramiksubstrat 32 in Form eines dünnen Plättchens angeordnet. Das Keramiksubstrat
ist im Bereich seiner Enden mit Hilfe von zwei Laschen 33, 34 an dem Bimetallstreifen
28 befestigt. Auf dem Keramiksubstrat 32 ist eine Widerstandsschicht aufgebracht,
wie sich im folgenden noch aus Fig. 2 und 3 zeigen wird. Die Stromzufuhr zu der
Widerstandsschicht erfolgt über die untere Lasche 33, eine mittlere Anzapfung 35
sowie die obere Lasche 34. Die verschiedenen Schaltmöglichkeiten der einzelnen Bereiche
der Widerstandsschicht sind nicht dargestellt, da dies allgemein bekannt ist.
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Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf ein Keramiksubstrat, wie es etwa in
Fig. 1 verwendet ist, beispielsweise von rechts in Fig. 1 gesehen. Das Keramiksubstrat
32 besitzt eine Schicht 36 aus Widerstandsmaterial, die vom Anschlußbereich 37 etwa
längs des Randes bis zum Anschlußbereich 38 verläuft. Der im Bereich der kürzeren
Seite 39 verlaufende Widerstandsschichtstreifen besitzt eine Abzweigung, die zu
dem Anschlußbereich 40 führt. Die Widerstandsschicht 36 des Keramiksubstrates 32
nach Fig. 2 läßt sich derart betreiben, daß einmal der Widerstand zwischen den Punkten
37 und 40 verwendet wird, einmal der Widerstand
zwischen den Punkten
40 und 38, während die dritte Möglichkeit darin besteht, den Widerstand zwischen
37 und 38 zu benutzen. Ebenfalls möglich ist natürlich auch eine Parallelschaltung
von zwei Widerstandsbereichen.
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Fig. 3 zeigt die Ansicht der Anordnung des Bimetallstreifens 28 und
des Keramiksubstrates 32 nach Fig. 1 von rechts. Es ist zu sehen, daß der Bimetallstreifen
an seinem linken Ende eine Gewindebohrung 41 zum Einsetzen der Justierschraube 31
besitzt. An seinem rechten Ende ist zu sehen, daß er hier um den Zapfen 29 herumgeführt
ist, der beidseitig in das Gehäuse 26 eingesetzt wird. Auf der in Fig. 3 hinteren
Seite des Bimetallstreifens 28 ist ein Isolierplättchen 42 angeordnet, wobei die
aus Fig. 1 schon hervorgehenden Laschen 33 und 34 von hinter dem Isolierplättchen
42 um die Kanten des vor dem Bimetallstreifens 28 liegenden Keramiksubstrates 32
herumgreifen. An den in der Fig. 3 unteren Enden sind die Laschen 33, 34 auf den
entsprechenden Anschlußbereichen 37, 38 und 40 aufgelötet, wobei die Laschenenden
in diesem Bereich die Form von Lötstützpunkten besitzen. Die Anschlußbereiche 37,
38 und 40 der Widerstandsschicht 43 in Fig. 3 können eine Kontaktversilberung besitzen.
Die Widerstandsschicht 43 in Fig. 3 besitzt eine andere Form als die Widerstandsschicht
36 in Fig. 2. Aus der geometrischen Form ist in etwa zu erkennen, daß sowohl der
Widerstandsbereich zwischen den Anschlußbereichen 37 und 40 als auch der zwischen
den Anschlüssen 38 und 40 etwa den gleichen Widerstandswert besitzen. An dem Anschlußbereich
38 ist die mittlere Anzapfung 35 herausgeführt, während an dem unteren Ende der
Lasche 34 ebenfalls ein Anschluß 44 vorhanden ist. Der Anschluß der Lasche 33 erfolgt
auf der hinteren Seite des Isolierplättchens 42, was aus Fig. 5 hervorgeht, die
die Anordnung nach Fig. 3 von der hinteren Seite zeigt. Hier ist zu sehen, daß die
Lasche
33 eine Lötfahne 45 besitzt. Ebenfalls zu sehen ist, daß
der Bimetallstreifen auf seine der Beheizung abgekehrten Seite einen Ansatz 46 aufweist,
der mit einem entsprechenden Einschnitt 47 in den Isolierplättchen 42 zur Zentrierung
bzw. Ausrichtung des Isolierplättchens 42 zusammenwirkt.
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In Fig. 4 ist nochmals zu sehen, wie das Keramiksubstrat 32 mit Hilfe
der Laschen 33 und 34, die etwa im Bereich der Enden des Keramiksubstrates 32 angreifen,
dicht an dem geradlinig verlaufenden Bimetallstreifen 28 angeordnet sind. Bei der
Erwärmung des Bimetallstreifens 28 erlauben es die Laschen 33 und 34, daß das Keramiksubstrat
32 gerade bleibt und sich nicht verbiegt. Dennoch ist eine enge thermische Kopplung
zwischen Keramiksubstrat 32 und Bimetallstreifen 28 gegeben. Das Keramiksubstrat,
für das vorzugsweise Aluminiumoxid (Al203) verwendet wird, besitzt eine gute Wärmeleitfähigkeit,
so daß die von der Widerstandsschicht entwickelte Wärme gleichmäßig und schnell
an den Bimetallstreifen 28 abgegeben wird.
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L e e r s e i t e