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Temperaturregler für elektrische Geräte, insbesondere
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Wasch- und Geschirrspülmaschinen Die Erfindung betrifft einen Temperaturregler
für elektrische Geräte, insbesondere Wasch- und Geschirrspülmaschinen, mit wenigstens
einem Schnappschalter und einem mit einem flüssigen oder gasförmigen Ausdehnungsmedium
gefüllten und über ein Kapillarrohr mit einem Temperaturfühler in Verbindung stehenden
Ausdehnungsglied, das auf der einen Seite über einen übertragungsmechanismus mit
dem von ihm bei Erreichen einer vorbestimmten Schalttemperatur geschalteten Schnappschalter
gekoppelt und auf der anderen Seite gegen ein in einem Gehäuseteil drehbar gelagertes
Stellglied über eine mit dem Stellglied drehfest verbundene Kurvenscheibe abgestützt
ist, durch die eine vorbestimmte Abhängigkeit der Schalttemperaturwerte von dem
Verstellwinkel des Stellgliedes definiert ist.
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Bei einem aus der DE-OS 2532 231 bekannten Temperaturregler mit diesen
Merkmalen ist auf dem in Gestalt einer in einem Gehäuserahmen drehbar gelagerten
Spindel ausgebildete Stellglied eine etwa schneckenförmige Kurvenscheibe angeordnet,
deren spiralige Umfangsfläche als Kurvenfläche gestaltet ist, gegen die sich das
Ausdehnungselement (Membrandose) über einen axial verschieblich gelagerten Stift
abstützt. Die Stiftachse
und die Achse des Stellgliedes verlaufen
rechtwinklig zueinander; durch entsprechende Gestaltung der Kurvenfläche kann auch
ein nicht-linearer Zusammenhang zwischen dem Verstellwinkel des Stellgliedes und
den zugeordneten Schalttemperaturwerten hergestellt werden.
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Die mit dieser Anordnung erzielbare Feinheit der Einstellung der Schalttemperaturwerte
ist deshalb begrenzt, weil der Durchmesser der an ihrem Umfang abgetasteten schneckenförmigen
Kurvenscheibe für den in einem solchen Reglergehäuse zur Verfügung stehenden beengten
Platz rasch zu groß werden würde.
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Auch bereitet es Schwierigkeiten, den gesamten Verdrehwinkelbereich
von 3600 des Stellgliedes auszunutzen. Schließlich gehen Maßänderungen der Kurvenscheibe,
wie sie bei Kunststoffmaterial bspw.
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durch die bekannte geringfügige Wasseraufnahme unvermeidbar sind,
verhältnismäßig stark in die erzielbare Einstellgenauigkeit der Schalttemperaturwerte
ein, was für eine Reihe von Anwendungsfällen unerwünscht ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Temperaturregler für elektrische
Geräte, insbesondere Wasch- und Geschirrspülmaschinen, zu schaffen, der es gestattet,
über einen weiten Verdrehwinkelbereich des Stellgliedes eine feinfühlige, exakte
Einstellung beliebiger Schalttemperaturwerte zu erzielen, ohne daß dadurch ein erhöhter
Platzbedarf des ganzen Temperaturreglers oder ein für solche Geräte unwirtschaftlich
großer konstruktiver Aufwand bedingt wären.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Temperaturregler
erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenfläche auf einer Planseite
der Kurvenscheibe angeordnet ist und die im Bereiche der Kurvenfläche begrenzt axial
bewegliche Kurvenscheibe auf der dem Ausdehnungsglied abgewandten Seite gehäusefest
axial abgestützt ist.
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Durch die planseitige Anordnung der Kurvenfläche auf der Kurvenscheibe
ergeben sich wesentlich günstigere Abtastverhältnisse der Kurvenfläche die eine
sehr feinfühlige Verstellung der jeweils einzustellenden Schalttemperaturwerte ermöglicht.
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Da die Kurvenscheibe auf der dem Ausdehnungsglied und damit der Abtastung
ihrer Kurvenfläche gegenüberliegenden Seite axial abgestützt ist, kann mit einer
verhältnismäßig kleinen Wandstärke der Kurvenscheibe das Auslangen gefunden werden,
was seinerseits wiederum zur Folge hat, daß bei der Herstellung der Kurvenscheibe
aus Kunststoffmaterial durch Wasseraufnahme bedingte Maßänderungen nur sehr kleine
Absolutwerte erreichen können.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kurvenscheibe durch ein
verstellbares Justierglied abgestützt das bei der Herstellung eine exakte Justierung
der Kurvenfläche bezüglich des Ausdehnungselementes und damit den Ausgleich von
etwaigen Herstellungstoleranzen etc. gestattet.
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Die Kurvenscheibe kann außerdem mit Vorteil mit dem Ausdehnungsglied
über ein axial beweglich gelagertes Kurvenflächen-Abtastelement gekuppelt und auf
einer
der Angriffsstelle des Abtastelementes axial gegenüberliegenden
Stelle abgestützt sein. Damit ist sichergestellt, daß die Kurvenscheibe lediglich
an der Abstütz- bzw. Abtaststelle auf Druck beanspricht, im übrigen aber keinerlei
verformenden oder exzentrisch wirkenden Kräften ausgesetzt wird.
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Damit die Kurvenscheibe sich ohne weiteres an die durch die gehäusefeste
Abstützung gegebene Einstellung bezüglich des Ausdehnungsgliedes anpassen kann,
kann die Anordnung derart getroffen sein, daß die Kurvenscheibe mit dem Stellglied
in einer eine begrenzte Taumelbewegung der Kurvenfläche gestattenden Weise verbunden
ist. Dazu kann in einer sehr einfachen Ausführungsform die Kurvenscheibe einen die
Kurvenfläche tragenden, formstabilen, kranzartigen Bereich aufweisen, der mit dem
Stellglied über wenigstens ein elastisches Glied verbunden ist. Dieses elastische
Glied kann grundsätzlich nach Art von Speichen oder dergl. ausgebildet sein, doch
hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der kranzartige Bereich über das elastische
Glied bildende verformbare Scheibenbereiche mit einer mit dem Stellglied gekuppelten
Nabe verbunden ist. Dieser Scheibenbereich kann durchbrochen oder durchgehend sein;
vorteilhaft ist es, wenn er eine geringere Wandstärke als der kranzartige Bereich
aufweist, so daß er elastisch verformbar ist.
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Die Kurvenscheibe besteht zweckmäßigerweise aus Kunststoffmaterial,
bei dem wegen der geringen Wandstärken und der gehäusefesten Abstützung des kranzartigen
Bereiches nur geringfügige Abmessungsänderungen und -toleranzen zu erwarten sind.
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Bei der eingangs erwähnten bekannten, im wesentlichen schneckenförmigen
Kurvenscheibe, die an ihrem Umfang abgetastet wird, wird der mit dem Ausdehnungsglied
gekuppelte Abtaststift bei der Verdrehung des Stellgliedes in einem Drehsinn ebenfalls
in einer einzigen Richtung fortschreitend bewegt, bspw. vorgeschoben.
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Dies bedeutet, daß die Schalttemperaturwerte ebenfalls, z.B. in steigender
Reihenfolge, d.h. auf jeden Fall in einsinniger Aufeinanderfolge, einaestellt werden.
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Etwa bei Waschmaschinen besteht aber gelegentlich der Wunsch einer
sogenannten Einknopfbedienung, d.h.
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das Bestreben geht dahin, einzelnen Waschprogrammen bestimmte Verstellwinkelbereiche
des Stellgliedes zuzuordnen, in denen dann ihrerseits verschiedene durch das jeweilige
Programm gegebene Waschtemperaturen eingestellt werden können. Um eine solche Bedienungsweise
zu ermöglichen, kann die Anordnung derart getroffen sein, daß durch die Kurvenfläche
einer in vorbestimmtem Drehsinn erfolgenden fortschreitenden Verdrehung des Stellgliedes
größer und kleiner werdende Schalttemperaturwerte in vorbestimmten Aufeinanderfolge
zugeordnet sind.
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Außerdem hat es sich für bestimmte Anwendungsfälle als vorteilhaft
erwiesen, wenn die Kurvenfläche eine Stufenfläche ist, deren einzelnen Stufenbereichen
jeweils diskrete vorbestimmte Schalttemperaturwerte zugeordnet sind. Auch kann dem
Stellglied - wie dies an sich bekannt ist - eine vorbestimmte Stellungen der Nockenscheibe
bestimmende Rasteinrichtung zugeordnet sein, die in einer einfachen Ausführungsform
derart
gestaltet ist, daß sie eine mit dem Stellglied verbundene, mit gehäusefesten Rastelementen
zusammenwirkende Rastscheibe aufweist, wobei dann die Kurvenscheibe an der Rastscheibe
drehfest gelagert ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Temperaturregler gemäß der Erfindung,
im axialen Schnitt gemäß der Linie I-I der Fig. 1, in einer Seitenansicht, Fig.
2 den Temperaturregler nach Fig. 1, in einer Draufsicht auf die Unterseite, Fig.
3 die Kurvenscheibe des Temperaturreglers nach Fig. 1, in einer Seitenansicht, teilweise
im Schnitt und in einem anderen Maßstab, Fig. 4 die Kurvenscheibe nach Fig. 3, in
einer Draufsicht auf deren Kurvenfläche, Fig. 5 eine Abwicklung des kranzartigen
Bereiches der Kurvenscheibe nach Fig. 3, in einer Seitenansicht, und Fig. 6 das
Bedientableau einer mit einem Temperaturregler nach Fig. 1 ausgerüsteten Waschmaschine,
in einer Draufsicht und in schematischer Darstellung.
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Der in den Fig. 1,2 dargestellte Temperaturregler ist insbesondere
zum Einsatz in Wasch- und Geschirrspülmaschinen bestimmt. Er kann aber auch für
andere elektrische Geräte und dergl. benutzt werden. Er weist einen aus Blech gestanzten
und gebogenen Gehäuserahmen 1 auf, der eine Grundplatte 2 bildet, auf der ein auf
einem Keramiksockel 3 angeordneter Schnappschalter 4 befestigt ist. Die in Gestalt
von Flachsteckern ausgebildeten elektrischen Zuleitungen zu den Schaltkontakten
5,6 und 7 des Schnappschalters 4 sind mit 8, 9 und 10 bezeichnet.
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Der mittlere Schaltkontakt 6 sitzt auf einer federelastischen Schaltzunge
11, die auf der dem Schaltkontakt 6 gegenüberliegenden Seite bei 12 in der bei solchen
Schnappschaltern üblichen Weise an einem Federblechrahmen 13 befestigt ist. Auf
die Schaltzunge 11 wirkt ein übertragungshebel 14 ein, der auf der der Schaltzunge
11 gegenüberliegenden Seite an einem seitlichen Wandteil 15 des Rahmenbügels 1 mittels
eines elastisch verformbaren Lagerbügels 16 um eine horizontale Schwenkachse verschwenkbar
gelagert ist.
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Mit dem übertragungsbügel 14 ist ein Ausdehnungsglied in Gestalt einer
Membrandose 17 über einen auf einer Membrandosenseite angeordneten Ansatz 18 gekoppelt,
während die Membrandose 17 auf ihrer gegenüberliegenden Seite über ein zylindrisches
Formstück 19 gegen einen Abtaststift 20 abgestützt ist, der über eine Lagerbüchse
21 in einer entsprechenden Ausnehmung der Grundplatte 2 axial verschieblich gelagert
ist. Die Membrandose 17 ist mit einem gasförmigen oder flüssigen Ausdehnungsmedium
gefüllt; sie steht über ein in Fig.2 bei 22 angedeutetes Kapillarrohr mit einem
nicht weiter dargestellten Temperaturfühler in Verbindung.
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Z.B. bei steigender Temperatur am Orte des Temperaturfühlers verschwenkt
die einseitig an dem Abtaststift 20 abgestützte Membrandose 17 den Ubertragungshebel
14, bezogen auf Fig. 1, im Uhrzeigersinn. Diese Bewegung wird von dem Ubertragungshebel
14 auf die Schaltzunge 11 des Schnappschalters 4 übertragen, der bei Erreichen einer
vorbestimmten Stellung die Schaltzunge 11 in an sich bekannter Weise in eine neue
Schaltstellung umschnappen läßt, womit der Schaltzustand des angeschlossenen Gerätes
über die Schaltkontakte 5,6,7 verändert wird.
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Der Temperaturwert, bei dem diese Umschaltung des Schnappschalters
4 erfolgt, kann durch entsprechende axiale Verstellung des Abtaststiftes 20 eingestellt
werden.
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Zu diesem Zwecke ist an dem Rahmenbügel 1 oberhalb der Grundplatte
2 ein ebenfalls als Blechformteil ausgebildetes Bügelteil 23 angeordnet, das eine
im wesentlichen U-förmige Querschnittsgestalt aufweist und mit dem Rahmenbügel 1
verbunden ist. In einer Ausnehmung 24 des Bügelteiles 23 ist mittels eines zylindrischen
Nabenteiles 25 ein in Gestalt einer zylindrischen Spindel 26 ausgebildetes Stellglied
drehbar gelagert, das bei 27 eine zum Aufstecken eines Drehknopfes dienende Fläche
trägt. Einstückig mit dem Nabenteil 25 verbunden ist eine zu der Spindel 26 koaxiale
Rastscheibe 28, die an ihrem Umfang zweckentsprechend verteilt angeordnete Rastausnehmungen
29 aufweist, in die ein in einem Lagerbügel 30 gegen Federkraft axial verschieblich
gelagertes
Rastelement 31 eingreift. Der Lagerbügel 30 ist auf dem Bügelteil 23 befestigt und
trägt eine zusätzliche Lagerbohrung 32 für die Spindel 26.
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Mit der Spindel 26 ist über das Nabenteil 25 der Rastscheibe 28 eine
Kurvenscheibe 33 drehfest verbunden, deren Aufbau insbesondere aus den Fig. 3 bis
5 zu ersehen ist.
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Die Kurvenscheibe 33 weist einen außenliegenden kranzartigen Bereich
34 auf, der über einen elastisch verformbaren dünnen Wandbereich 35 mit einer zentrischen
stabilen Nabe 36 verbunden ist.
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Die Wandstärke des elastisch verformbaren Wandbereiches 35 beträgt
typischerweise ca. 0,2 mm oder weniger, während die axiale Dicke des kranzartigen
Bereiches 34 bspw. in der Größenordnung von 4 - 5 mm liegen kann.
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Auf der der Nabe 36 abgewandten Planfläche des kranzartigen Bereiches
34 ist eine Kurvenfläche 37 ausgebildet, deren Profil insbesondere aus der Abwicklung
nach Fig. 5 zu ersehen ist und im einzelnen noch erläutert werden wird.
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Wie aus Fig. 1 zu entnehmen, ist die Kurvenscheibe 33 mit ihrer Nabe
36 in eine entsprechende Axialbohrung 38 des Nabenteiles 25 drehfest eingesetzt.
Mit der Kurvenfläche 37 liegt sie auf dem abgerundeten Ende des Abtaststiftes 20
auf, der ein Kurvenflächen-Abtastelement bildet. Gleichzeitig ist die Kurvenscheibe
33 auf der gegenüberliegenden Seite, und zwar
an einer der Abtaststelle
des Abtaststiftes 20 axial gegenüberliegenden Stelle, gehäusefest axial abgestützt.
Zu diesem Zwecke ist in eine entsprechende Gewindebohrung 39 des Bügelteiles 23
eine Justierschraube 40 eingeschraubt, gegen die die Kurvenscheibe 33 an ihrem kranzartigen
Bereich 34 über eine drehbar gelagerte Kugel 41 abgestützt ist.
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Bei einer Verdrehung der Spindel 26 wird die Kurvenscheibe 33 mitgenommen.
Dabei verstellt sie über ihre Kurvenfläche 37 den Abtaststift 20, womit der jeder
Winkelstellung der Spindel 26 zugeordnete Schalttemperaturwert eingestellt wird.
Die Justierschraube 40 gestattet es, nach der Herstellung etwa vorhandene Toleranzen
einmalig auszugleichen und damit die Schalttemperaturwerte exakt einzujustieren.
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Da der formstabile, kranzartige Bereich 34 der Kurvenscheibe 33 über
das ein elastisches Glied bildende dünne Wandteil 35 mit der Spindel 26 derart verbunden
ist, daß der kranzartige Bereich 34 und damit die Kurvenfläche 37 eine Taumelbewegung
bezüglich der Spindel 26 ausführen können, kann die Kurvenscheibe 33 sich der durch
die Justierschraube 40 gegebenen axialen Einstellung der Abstützstelle ohne weiteres
selbsttätig anpassen. Alternativ wäre auch denkbar, daß die Kurvenscheibe 33 an
der Spindel 26 begrenzt axial verschieblich, aber drehfest mit der Spindel 26 verbunden,
gelagert wäre.
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Die Kurvenfläche 37 ist in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise als
Stufenfläche ausgebildet, wobei
die einzelnen ebenen Stufenbereiche,
von denen einer beispielhaft mit 37a bezeichnet ist, in programmgemäßer Weise aufeinanderfolgen.
Ersichtlich ist die Anordnung derart getroffen, daß bei einer in einem vorbestimmten
Drehsinn erfolgenden fortschreitenden Verdrehung der Spindel 26 die eingestellten
Schalttemperaturwerte nicht in gleichsinniger, d.h. auf- und absteigender Reihenfolge,
aufeinanderfolgen, sondern daß durch die Kurvenfläche 37 größer und kleiner werdende
Schalttemperaturwerte programmgemäß aufeinander folgen. Damit ergibt sich bspw.
die aus Fig. 6 ersichtliche programmgemäße Zuordnung einzelner Schalttemperaturwerte
zu bestimmten Drehwinkelstellungen der Spindel 26. Diese Drehwinkelstellungen sind
durch die Rastscheibe 28 bestimmt, welche mit ihren Rastausnehmungen 29 auf die
Kurvenscheibe 33 abgestimmt ist. Diese Raststellungen sind in Fig. 4 angegeben.
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