DE3525093A1 - Temperaturregler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperaturregler mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Regler dieser Art werden immer dann eingesetzt, wenn auf relativ einfache Weise eine Temperatur um einen Regelpunkt herum geregelt werden soll, der vom Kunden nicht beeinflußbar und somit werkseitig vorgegeben ist. Typische Anwendungsbereiche für derartige Regler sind Haushaltsgeräte, beispielsweise Elektrokochtöpfe, Friteusen, Föns, Bügeleisen (einfacher Bauart ohne Temperaturverstellmöglichkeit durch die Bedienungsperson) u. dgl. Die wesentlichen Elemente derartiger Temperaturregler sind eine Bimetallsprungscheibe und ein in den Strompfad eines Heizelementes einschaltbarer Schaltkontakt, die gemeinsam an einem Reglersockel angeordnet sind. Die Bimetallsprungscheibe ist in ihrem Randbereich derart gelagert, daß sie sich mit ihrem Zentrum oberhalb einer ersten Sprungtemperatur in eine erste Richtung (A) und unterhalb einer zweiten Sprungtemperatur in eine zweite Richtung (B) auswölben kann. Das Bewegungsteil des Schaltkontaktes ist an die Sprungbewegung des Zentrums der Bimetallsprungscheibe über ein Stellglied (beispielsweise einen axial verschiebbaren Stift) derart angekoppelt, daß der Kontakt bei Auswölbung der Bimetallsprungscheibe in einer der Richtungen (A) geöffnet ist.

Neben den infragestehenden Temperaturreglern ist in den Strompfad der vorstehend erläuterten Geräte grundsätzlich ein Ein-/Ausschalter angeordnet, der zur manuellen Ein- und Ausschaltung des Gerätes dient. Bei Geräten, bei denen zwei Temperaturen durch zwei infragestehende Temperaturregler geregelt werden (bei Friteusen beispielsweise eine erste Fett-Temperatur von 200°C und eine weitere Fett-Temperatur von beispielsweise 160°C, ist der Ein-/Ausschalter als Dreifach-Umschalter ausgebildet, wobei bei zwei der drei möglichen Schaltstellungen je ein Regler in den Stromkreis eingeschaltet ist und bei der dritten möglichen Schaltstellung der Stromkreis unterbrochen ist.

Sowohl bei Einfach- als auch bei Mehrfachreglern ist es mithin notwendig, einen zusätzlichen Schalter vorzusehen und mit dem/den Regler(n) zu verdrahten. Dies ist teuer, aufwendig, was die Herstellung anbelangt, und auch störanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturregler derart auszubilden, daß er ohne weitere Schaltmittel in einen Heizstromkreis eingeschaltet werden kann. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichenden Merkmale des Anspruches gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Durch die Erfindung wird der Schaltkontakt des Reglers nicht nur bei Erreichen der Regeltemperatur zur Unterbrechung des Heizstrompfades herangezogen, sondern kann auf einfache Weise durch die Bedienungsperson auch zur dauerhaften, bleibenden Ausschaltung des Gerätes verwendet werden. Durch die beidseitig auswölbbare monostabile Stahlsprungscheibe ist sichergestellt, daß sich der Schaltkontakt auch bei manueller Betätigung sprungartig öffnet, wodurch ein übermäßiger Kontaktverschleiß vermieden wird. Das Betätigungsende des Stellarmes wird von einer Ausschalteinrichtung beaufschlagt, die relativ einfach z. B. als Exzenter, verrastbarer Druckknopf o. dgl. ausgebildet sein kann, je nachdem ob eine Drehbewegung oder eine Druckknopfbewegung zur Ausschaltung des jeweiligen Gerätes günstiger ist.

Wird die Stahlscheibe zwischen der Bimetallsprungscheibe und dem Stellglied angeordnet, so ist es möglich, die Bimetallsprungscheibe mit ihrer sensitiven Seite an einer wärmeübertragenden Grundplatte des Reglers anliegen zu lassen, wodurch der Regler auf Temperaturänderungen besonders schnell reagiert. Vorteilhafterweise steht der Stellarm seitlich aus dem Reglersockel hinaus und verläuft i. w. rechtwinklig zur Längsrichtung des Bewegungsteils des Schaltkontaktes. Dadurch beeinflussen sich die sich ebenfalls in Längsrichtung des Schaltkontaktes erstreckenden Anschlußfahnen und die den Stellarm beaufschlagende Ausschalteinrichtung nicht negativ.

Vorteilhafte Ausbildungen und Anordnungen des Stellarmes bezogen auf die Stahlscheibe ergeben sich aus Ansprüchen 6-10. Ansprüche 11 und 12 befassen sich mit einer sehr kompakten und abgeschlossenen Ausbildung eines Reglers, bei dem die Bimetallsprung- und die Stahlscheibe innerhalb eines topfartigen metallischen Gehäuseteils geschützt untergebracht sind.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:

Fig. 1 eine monostabile Stahlscheibe mit daran befestigtem gesonderten Stellarm,

Fig. 2 eine monostabile Stahlscheibe mit daran einstückig angeordnetem Stellarm;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Bimetallsprungscheibe und daran in Parallellage anliegende Stahlscheibe in Stellung B;

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung ähnlich Fig. 3 mit angedeutetem Stellglied, Schaltkontakt, Ausschalteinrichtung, Reglersockel und Grundplatte;

Fig. 5, 5a einen Teilschnitt, zum Teil schematisiert, durch eine weitere Reglerausbildung;

Fig. 6 einen Schnitt durch einen Doppelregler, wobei der linke Reglerteil in manueller Ausschaltstellung und der rechte Regler in Einschaltstellung ist.

Zunächst wird auf Fig. 4 Bezug genommen. Dort ist schematisch ein Temperaturregler 1 dargestellt, der einen Reglersockel 2, eine Bimetallsprungscheibe 3, einen in den Strompfad eines nicht dargestellten Heizelementes einschaltbaren Schaltkontakt 4 und eine monostabile Stahlscheibe 5 aufweist. Die Bimetallsprungscheibe 3 ist in ihrem Randbereich 6 derart auf einer Grundplatte 7 gelagert, daß sie sich mit ihrem Zentrum 8 oberhalb einer ersten Sprungtemperatur in eine erste Richtung A und unterhalb einer zweiten Sprungtemperatur in eine entgegengesetzte Richtung B wölben kann. In Fig. 4 ist die Bimetallsprungscheibe in Stellung B dargestellt.

Das Bewegungsteil 9 des Schaltkontaktes 4 ist mit dem Zentrum 8 der Bimetallsprungscheibe über ein Stellglied 10 derart verbunden, daß der Schaltkontakt 4 bei Auswölbung der Bimetallsprungscheibe in Richtung A aufgedrückt wird.

Zwischen dem Stellglied 10 und der Bimetallsprungscheibe 3 liegt in Parallellage an letzterer die bereits erwähnte Stahlscheibe 5. Es handelt sich bei dieser Stahlscheibe um eine sog. monostabil auswölbende Stahlscheibe d. h. eine Stahlscheibe, die durch manuelle Einwirkung von einer ersten Wölbrichtung in eine zweite Wölbrichtung durchgestellt werden kann, bei Nachlassen der manuellen Einwirkung allerdings in ihre Ausgangswölbrichtung selbsttätig zurückspringt.

Um diese Durchstellbewegung durchzuführen, ist in der Randzone 11 ein Stellarm 12 angeordnet, dessen Stellende 13 mit dem Randbereich der Stahlscheibe 5 biegefest verbunden ist und dessen Betätigungsende 14 durch eine Ausschalteinrichtung 15 beaufschlagt wird. Bei dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel ist die Ausschalteinrichtung 15 als Druckknopf mit Selbsthaltefunktion ausgebildet, der mit seinem inneren Ende 16 das Betätigungsende 14 beaufschlagt. Wird die Ausschalteinrichtung 15 in Pfeilrichtung 17 eingedrückt, so springt die Stahlscheibe 5 in Stellung A, verschiebt dabei das Stellglied 10 in Pfeilrichtung 18 und öffnet schlagartig den Schaltkontakt 4. Die Bimetallsprungscheibe 3 bleibt bei dieser manuellen Auschaltung unbeeinflußt in der Wölbestellung B.

Aus Fig. 3 geht besonders deutlich hervor, wie die Bimetallsprungscheibe 3 und die Stahlscheibe 5 - beide im Ruhezustand (Stellung B) - in Parallellage aneinander liegen. Springt die Bimetallsprungscheibe 3 infolge eines Temperaturanstieges über die erste Sprungtemperatur in die Wölbstellung A um, so nimmt sie die monostabile Stahlscheibe ebenfalls in die Stellung A mit. Mit anderen Worten vollführt die Stahlscheibe zusammen mit der Bimetallsprungscheibe eine Zwangsbewegung.

In Fig. 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele der monostabilen Stahlscheibe gezeigt.

Wie aus Fig. 1 besonders deutlich zu sehen ist, kann der Stellarm 12 mit seinem Stellende 13 flächig auf der Randzone 11 der Stahlscheibe 5 angeordnet, beispielsweise aufgeschweißt oder aufgelötet sein. Seine Abstehlänge 1 über den Scheibenrand 19 hinaus entspricht etwa dem Radius r der Stahlscheibe 5, ferner steht der Stellarm etwa über den halben Radius r/2 in die Scheibenfläche hinein. In Fig. 2 ist angedeutet, daß der Stellarm auch einstückig mit der Stahlscheibe ausgebildet sein kann.

Nachfolgend wird auf Fig. 5 und 5a Bezug genommen. Dort ist ein Regler gezeigt, bei dem die Bimetallsprungscheibe und die Stahlscheibe in einem topfartig ausgebildeten metallischen Gehäuseteil 30 angeordnet sind. Bimetallsprungscheibe 3 und Stahlscheibe 5 liegen in Parallellage (wie auch bei den anderen Ausführungsformen) auf dem Boden 31 des Gehäuseteils 30 auf, das Stellglied 32 verläuft rechtwinklig zur mittleren Ebene der Bimetallsprungscheibe und der Stahlscheibe und wird in einem i. w. kreisförmigen Sockelteil 33 geführt, das zur Gänze vom Gehäuseteil 30 umschlossen wird. Im Oberteil 34 des Reglers 5 ist der nicht näher dargestellte Schaltkontakt angeordnet, der (wie bei den anderen Ausführungsbeispielen auch) vom Stellglied 32 infolge der Wölbbewegungen der Bimetallsprungscheibe und/oder der Stahlscheibe geöffnet oder geschlossen wird. Mit dem Schaltkontakt ist die Anschlußfahne 35 verbunden.

Nachdem es zweckdienlich ist, das topfartig ausgebildete Gehäuseteil 30 in seinem Unterbereich möglichst geschlossen auszubilden (dieses kann in Wärmereservoirs eintauchen und deswegen sehr unmittelbar auf die dort vorhandene Wärme reagieren), ist der Stellarm i. w. Z- förmig gebogen, wobei der erste Z-Schenkel 40 flächig am Randbereich der Stahlscheibe 5 angeordnet ist oder in diesen übergeht, der zweite Z-Schenkel 41 etwa parallel zum zylinderförmigen Abschnitt 35 des Gehäuseteils 30 verläuft und der dritte Z-Schenkel 42 als Betätigungsende aus dem Gehäuseteil 30 heraussteht.

Wird das Betätigungsende in Pfeilrichtung 43 gemäß Fig. 5 und 5a verdrückt, so springt die Stahlscheibe 5 (und nur diese) von der in Fig. 5a dargestellten Wölbstellung B in die nach oben ausgewölbte Wölbstellung A um.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Dopprelregler sind in Parallellage nebeneinander zwei Regler 1, 1′ auf einer gemeinsamen wärmeübertragenden Grundplatte 50 angeordnet. Die Ausschalteinrichtung 51, 51′ ist auch bei dem in Fig. 6 dargestellten Beispiel wieder als axial verschiebbarer Stift ausgebildet und geeignet, die seitlich aus den Reglersockeln 2, 2′ herausstehenden Stellarme 12, 12′ gemeinsam oder alternativ zu beaufschlagen. Gemeinsame Beaufschlagung bedeutet, daß die Strompfade durch beide Regler unterbrochen sind und damit das den beiden Reglern nachgeschaltete Heizelement vollständig abgeschaltet ist. Wird nur ein Regler durch die zugehörige Ausschalteinrichtung 51 oder 51′ abgeschaltet, so wird in dem zum eingeschalteten Regler gehörigen Solltemperaturbereich geregelt. Sind beide Regler eingeschaltet, so erfolgt die Regelung aufgrund der Parallelschaltung der beiden Regler um den höheren Regelsollwert.

Wie aus den Schnittdarstellungen der Regler 1, 1′ ferner hervorgeht, stehen die Stellarme 12, 12′ aus einer zwischen Grundplatte 7, 50 und dem Reglersockel 2, 2′ angeordneten Öffnung 52, 52′ heraus, die gleichzeitig eine gewisse Führung für die Stellarme 12, 12′ gegen Verdrehung zusammen mit den Stahlscheiben bewirken.

Ferner ist aus Fig. 6 zu entnehmen, daß die gemeinsame Grundplatte 50 seitlich über die Sockel 2, 2′ der Regler 1, 1′ hinaussteht und die Abstehlänge Z, Z′ der Stellarme 12, 12′ kleiner ist als die Überstehlänge Ü, Ü′ der Grundplatte 50. Dadurch lassen sich die gegen die Grundplatte gerichteten Kräfte der Ausschalteinrichtung wirkungsvoll abfangen.

Claims (20)

1. Temperaturregler mit folgenden Merkmalen:

- an einem Reglersockel (2) sind eine Bimetallsprungscheibe (3) und ein in den Strompfad eines Heizelementes einschaltbarer Schaltkontakt (4) angeordnet, wobei

• --die Bimetallsprungscheibe (3) in ihrem Randbereich (6) derart gelagert ist, daß sie sich mit ihrem Zentrum (8) oberhalb einer ersten Sprungtemperatur in eine erste Richtung (A) und unterhalb einer zweiten Sprungtemperatur in eine entgegengesetzte Richtung (B) wölbt und
• -- das Bewegungsteil (9) des Schaltkontaktes (4) mit dem Zentrum (8) der Bimetallsprungscheibe (3) über ein Stellglied (10) derart verbunden ist, daß der Schaltkontakt (4) bei Auswölbung der Bimetallsprungscheibe in Richtung A geöffnet ist,

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

- in Parallellage zur Bimetallsprungscheibe (3) ist eine beidseitig auswölbbare monostabile Stahlscheibe (5) angeordnet,

• -- in deren Randzone (11) ein Stellarm (12) angeordnet ist, dessen Stellende (13) mit dem Randbereich der Stahlscheibe (5) biegefest verbunden ist und dessen Betätigungsende (14) mit einer die monostabile Stahlscheibe (5) in Auswölbrichtung A überführenden und/oder festhaltenden Ausschalteinrichtung (15) beaufschlagbar ist.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlscheibe (5) zwischen der Bimetallsprungscheibe (3) und dem Stellglied (10) angeordnet ist.

3. Regler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellarm (12) seitlich aus dem Reglersockel (2) heraussteht.

4. Regler nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellarm (12, 12′) aus einer zwischen einer wärmeübertragenden Grundplatte (7) und dem Reglersockel (2) angeordneten Öffnung (52) hinaussteht.

5. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrichtung des Stellarmes (12) etwa rechtwinklig zur Längsrichtung des Bewegungsteils (9) des Schaltkontaktes (4) verläuft.

6. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellarm (12) mit seinem Stellende (13) flächig auf der Randzone (11) der Stahlscheibe (5) befestigt ist.

7. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellende (13) etwa über den halben Radius (r/2) der kreisförmigen Stahlscheibe (5) in die Scheibenfläche hineinsteht.

8. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellarm (12) radial vom Scheibenrand absteht und seine Abstehlänge (1) vom Scheibenrand etwa dem Scheibenradius (r) entspricht.

9. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellarm (12) als federnder Metallstreifen ausgebildet ist, dessen Stellende (13) mit der Stahlscheibe (5) verklebt, verschweißt oder verlötet ist.

10. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellarm (12) etwa rechtwinklig zur Scheibenoberfläche verläuft.

11. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsende (14) des Stellarmes (12) aus einem die Bimetall- (3) und die Stahlscheibe (5) topfartig einschließenden metallischen Gehäuseteil (30) heraussteht.

12. Regler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellarm (12) Z-förmig gebogen ist derart, daß der erste Z-Schenkel (40) flächig am Randbereich der Stahlscheibe (5) angeordnet ist oder in diesen übergeht, der zweite Z-Schenkel (41) etwa parallel zum zylinderförmigen Abschnitt (35) des metallischen Gehäuseteils verläuft und der dritte Z-Schenkel (42) als Betätigungsende aus dem Gehäuseteil (30) heraussteht.

13. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellarm (12) einstückig mit der Stahlscheibe (5) ausgebildet ist.

14. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Stellarmes (12) etwa 15%- 35% des Scheibendurchmessers (2 r) beträgt.

15. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Parallellage nebeneinander zwei Regler (1, 1′) auf einer gemeinsamen wärmeübertragenden Grundplatte (50) angeordnet sind und die Ausschalteinrichtung zur gleichzeitigen und/oder alternativen Beaufschlagung der Stellarme ausgebildet ist.

16. Regler nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Grundplatte (50) seitlich über die Sockel (2, 2′) der gemeinsam auf ihr angeordneten Regler (1, 1′) hinaussteht und die Abstehlänge (Z, Z′) der Stellarme (12, 12′) kleiner oder gleich der Überstehlänge (Ü, Ü′) der Grundplatte (50) ist.

17. Regler nach einem der Ansprüche 15 oder 16, gekennzeichnet durch seine Verwendung an Haushaltsgeräten, bei welchen alternativ zwei unterschiedliche Temperaturen geregelt werden.