DE545211C - Schaltwerk zur UEberwachung von insbesondere elektrischen Kocheinrichtungen u. dgl. - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 26. FEBRUAR 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 545211 KLASSE 21 h GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. Juli 1928 ab

Zur Überwachung von Kocheinrichtungen o. dgl. hat man Schaltuhren vorgeschlagen, die nach einer bestimmten einstellbaren Zeit, der Wartezeit, die Kocheinrichtung in Betrieb setzen und nach einer bestimmten, ebenfalls einstellbaren Zeit, der Anwärme- und Kochzeit, die Kocheinrichtung wieder abschalten. Wird der Kochtopf mit einem Mantel von wärmeisolierendem Material umgeben, also z. B. in einer Kochkiste untergebracht, so braucht nur während der Anwärmezeit Wärme zugeführt zu werden. Sobald der Inhalt des Topfes die kritische Temperatur erreicht hat, kocht er selbst weiter.

Die Zeit, die der Anwärmevorgang in Anspruch nimmt, ist abhängig von dem Inhalt des Topfes, von der Temperatur, auf die der Inhalt erhitzt werden soll, von der Wärmezufuhr pro Zeiteinheit, von der Wärmeisolation des Topfes u. dgl. Sie wechselt deshalb von Fall zu Fall. Um diese Ungleichmäßigkeiten auszuschalten, hat man auch Überwachungsvorrichtungen vorgeschlagen, bei denen nach einer einstellbaren Wartezeit durch eine Uhr die Kocheinrichtung in Betrieb gesetzt wird, die Abschaltung aber nicht durch die Uhr, sondern durch einen Thermostaten, der mit dem Topf inhalt in wärmeleitender Verbindung steht, bei Erreichung der kritischen Temperatur erfolgt. Derartige Überwachungsvorrichtungen haben aber den Nachteil, daß der Thermostat beim Abschaltevorgang eine große Kraft aufbringen muß, um den Schalter des Heizstromkreises zu öffnen oder den Hahn der Gas- oder Dampfleitung zu schließen. Die starke Belastung des Thermostaten bringt es mit sich, daß die Ansprechgrenze unsicher wird infolge elastischer oder thermischer Nachwirkungen. Es wird deshalb der Inhalt des Topfes bald zu stark gekocht, bald überhaupt nicht durchgekocht.

Nach einem anderen bekannten Vorschlag schaltet der Thermostat nicht unmittelbar, sondern unter Zwischenschaltung eines Schützes die Heizwicklung ab. Diese Ausführungsform ist aber umständlicher und teurer, da hier noch einbesonderes Schaltschütz notwendig ist.

Durch die Erfindung wird dieser Mangel beseitigt. In an sich bekannter Weise wird die Kocheinrichtung nach einer einstellbaren Wartezeit durch eine Uhr eingeschaltet und der Heizvorgang während der Anwärmezeit durch einen Thermostaten überwacht. Erfindungsgemäß schaltet aber die Temperaturüberwachungsvorrichtung nicht selbst oder unter Zwischenschaltung eines Schützes den Kochapparat ab, sondern die Schaltleistung wird von dem Zeitwerk aufgebracht. Im einzelnen arbeitet das Schaltwerk in der Weise, daß zu Beginn der Wartezeit ein Zeitwerk in

''"■) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Paul Paschen in Nürnberg.

Gang gesetzt wird, am Ende der Wartezeit die Kocheinrichtung eingeschaltet und das Zeitwerk oder wenigstens sein Schaltgetriebe stillgesetzt wird, bei der kritischen Temperatür durch den Thermostaten das Zeitwerk oder sein Schaltgetriebe wieder in Gang gesetzt wird, das dann nach einer gewissen Zeit die Abschaltung der Kocheinrichtung herbeiführt. Der Thermostat hat hier nur die geringe, zur Ingangsetzung des Zeitwerks erforderliche Schaltleistung aufzubringen.

Zweckmäßig läßt man nach der Wiederingangsetzung des Zeitwerks durch die Temperaturüberwachungsvorrichtung das Schaltgetriebe mit größerer Geschwindigkeit als während der Wartezeit durch das Zeitwerk in die Ausschaltestellung bewegen. Es wird deshalb stets kurz nach dem Ansprechen der Überwachungsvorrichtung die Kocheinrichtung durch das Zeitwerk abgeschaltet. Erfordert der Topfinhalt eine längere Kochzeit, so kann man durch das Zeitwerk nach der Wiedereinschaltung durch die Temperaturüberwachungsvorrichtung zunächst die Wärmezufuhr zur Kocheinrichtung vermindern und erst nach Ablauf der Kochzeit vollkommen abstellen. Bei elektrischen Kocheinrichtungen kann die Verminderung der Wärmezufuhr dadurch erfolgen, daß man z. B. die während der Anwärmezeit parallel geschalteten Heizelemente in Reihe schaltet oder die im Dreieck geschalteten Elemente in Stern schaltet, bei Gas-, Dampf- oder Warmwasserheizung, indemman den betreffenden Hahn auf »Klein« stellt. Das Zeitwerk braucht zu diesem Zweck nur noch eine weitere Steuervorrichtung zu erhalten; erfolgt die Steuerung der einzelnen Schalter oder Hähne z. B. durch einen vom Zeitwerk angetriebenen Drehkörper, so braucht an diesem Drehkörper nur noch ein weiterer, gegebenenfalls einstellbarer Steuerteil angebracht zu werden.

Als Antrieb für das Zeitwerk eignet sich besonders ein elektrischer Kleinmotor, z. B.

ein Ferraris- oder Synchronmotor oder ein Federmotor mit kleiner Gangreserve und elektrischer Aufzugsvorrichtung. Das Zeitwerk kann dann in einfachster Weise durch Abschalten des Motors oder der Aufzugsvorrichtung von der Leitung stillgesetzt werden.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt. Die Abb. 1 zeigt das Schaltbild des Schaltwerks ;

die Abb. 2 und 3 zeigen das Schaltgetriebe des Zeitwerks in zwei verschiedenen Stellungen; die Abb. 4 zeigt schematisch das Getriebe

des Zeitwerks unter Weglassung der Schalter, die Abb. 5 das Arbeitsdiagramm.

Das Heizelement 1 (Abb. 1) der Heizeinrichtung 2 ist mit dem einen Ende an den Netzleiter 3, mit dem anderen Ende an die Klemme 4 des Zeitwerks 44 angeschlossen. Die Klemme 4 ist mit dem Kontakt 5 des Schaltarmes 6 verbunden, der über die Klemme 7 an den anderen Netzleiter 8 angeschlossen ist. Mit dem anderen Kontakt 9 des Schaltarmes 6 ist die Klemme 10 und das eine Ende der Magnetwicklung 11 des zum Antrieb des Zeitwerks dienenden Ferrarismotors verbunden; das andere Ende ist über die Klemme 12 an den Netzleiter 3 angeschlossen. Zwischen den Klemmen 4 und 10 liegt ein von einem Thermostaten überwachter Schalter 13, der an der Kocheinrichtung 2 angebracht ist. Der Thermostat steht mit dem Stoff, der gekocht werden soll, in leitender Verbindung. Der Schalter 13 ist normalerweise offen, wird jedoch bei Erreichung der kritischen Temperatur geschlossen. Derartige Thermostaten-Schalter und thermische Regler sind allgemein bekannt und sollen deshalb nicht näher erläutert werden.

In den Abb. 2 und 3 sind mit 6 wieder der Schaltarm, mit 5 und 9 die beiden Kontakte bezeichnet. Die Stromzufuhr zum Schaltarm erfolgt von der Klemme 14 aus mittels der Litze 15. Der Schaltarm ist um die Achse 16 drehbar gelagert. An dem Punkt 17 greift das eine Ende der Labilfeder 18 an, deren anderes Ende bei 19 an einem mit der um die Achse 20 drehbaren Wippe 21 verbundenen Arm befestigt ist. Der Hub der Wippe wird durch die Anschläge 22, 23 begrenzt, der Hub des Schaltarmes 6 durch die Endkontakte 5,9.

Die Steuerung des Schaltarmes 6 erfolgt durch einen vom Ferrarismotor angetriebenen, gestrichelt angedeuteten Drehkörper 24 mit den Steuerfingern 25, 26 und dem beweglichen Anschlag 27. Die Finger 25, 26 arbeiten mit der Wippe 21, der Anschlag 2y mit dem Schaltarm 6 zusammen.

Der Drehkörper 24 ist fest auf der Achse des Zahnrades 28 angebracht. Das Zahnrad 28 wird über das Ritzel 29, die Klinke 30, das Sperrad 31, die Schneckengetriebe 32, 33 und das Schneckenrad 34 von der auf der Achse des Ferrarismotors sitzenden Schnecke 35 angetrieben. Das Sperradgetriebe 30, 31 läßt im Sinne des Pfeiles 36 eine Drehung des Drehkörpers 24 gegen das Zeitwerk zu. In diesem Sinne kann der Körper von Hand gegen das Zeitwerk verdreht und auf die gewünschte Wartezeit eingestellt werden. Die Wartezeit wird auf der Skala 37 des Drehkörpers 24 durch einen am Gestell angebrachten Zeiger 38 angezeigt.

Mit dem Zahnrad 28 kann auch das Ritzel 39 in Eingriff gebracht werden, das mittels des Schneckenrades 40 von der Schnecke 35 des Ferrarismotors mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit als der des Ritzels

2g angetrieben wird. Das Ritzel 39 ist an dem Kupplungsarm 41 (Abb. 2 und 3) gelagert, der unter der Einwirkung des Gegengewichts 42 in die Einrückstellung strebt, aber durch den Anschlag 43 des Schaltarmes 6 (Abb. 2) in die Ausrückstellung gebracht werden kann.

Das Schaltwerk arbeitet auf folgende Weise: Nach dem Einstellen auf eine bestimmte Wartezeit, z. B. auf 3 Stunden, befindet sich das Schaltgetriebe in der Stellung der Abb. 3. Die Kocheinrichtung ist ausgeschaltet, der Ferrarismotor des Zeitwerks eingeschaltet, die Kupplung zwischen den Rädern 28, 39 ausgerückt. Der Drehkörper wird infolgedessen mit geringer Geschwindigkeit vom Zeitwerk angetrieben, und zwar im Sinne des Pfeiles 36.

Während dieser dreistündigen Wartezeit a ist die Kocheinrichtung außer Betrieb (vgl. Abb. ζ), die die Temperatur des zu kochenden Stoffes in Abhängigkeit von der Zeit darstellt. Kurz vor Ablauf der Wartezeit trifft der Finger 25 auf den einen Arm der Wippe 21,

ag bis diese, genau nach Ablauf von 3 Stunden, samt dem Schaltarm 6 in die Stellung der Abb. 2 schnappt. Dadurch wird der Ferrarismotor (Kontakt 9') abgeschaltet, das Zeitwerk also stillgesetzt und die Kocheinrichtung (Kontakt 5) eingeschaltet. Die Temperatur des erwärmten Stoffes nimmt während der Anwärmezeit /; zu, bis sie den kritischen Wert c erreicht, bei dem dieTemperaturüberwachungsvorrichtung anspricht und den Schalter 13 schließt. Dadurch wird der offene Kontakt zwischen dem Schaltarm 6 und dem Kontakt 9 (vgl. Abb. i) überbrückt und der Stromkreis des Ferrarismotors über den Schaltarm 6, den Kontakt 5, den Schalter 13 geschlossen.

4.0 Der Ferrarismotor beginnt also wieder zu laufen, und da jetzt (vgl. AbU- 2) die Zahnräder 28 und 39 eingerückt sind, wird der Drehkörper 24 mit erhöhter Geschwindigkeit weiterbewegt. Die Klinke 30 des Sperradgetriebes gleitet dabei über die Zähne des .Sperrades 31 hinweg. Am Ende der Durchlaufzeit ti (Abb. 5), während der die Temperatur des gekochten Stoffes nur wenig angestiegen ist, trifft der Finger 26 auf den einen Flügel der Wippe 21 und bringt sie in die Stellung der Abb. 3 zurück. Der Schaltarm 6, der ebenfalls in seine ursprüngliche Stellung zurückkehren will, wird aber durch den unterdessen herangewanderten Anschlag" 27 vor der Berührung mit dem Kontakt 9 zurückgehalten. Der Schaltarm verläßt also den Kontakt 5; dadurch wird die Kocheinrichtung außer Betrieb gesetzt und der über den Thermostatenschalter 13 verlaufende Stromkreis des Ferrarismotors unterbrochen. Der Schaltann 6 erreicht aber auch nicht den Kontakt 9; es kann deshalb auch nicht von neuem der Ferrarismotor wieder eingeschaltet werden. Er bleibt deshalb stehen. In der folgenden Zeit, der Koch- und Abkühlzeit e (Abb. 5), nimmt die Temperatur des gekochten Stoffes allmählich wieder ab.

Um die Kochzeit zu verlängern oder wenigstens um den Temperaturabfall zu vermindern, kann das Schaltwerk auch so ausgebildet werden, daß die Wärmezufuhr der Kocheinrichtung nicht gleich vollständig, sondern nur teilweise abgeschaltet wird. So könnte z. B. in der durch den Anschlag 27 bedingten Zwischenstellung des Schaltarmes 6 noch ein weiterer nachgiebiger Kontakt angebracht werden, der nur mit einem Teil der Heizwiderstände der Kocheinrichtung in Verbindung steht. Der Inhalt der Kocheinrichtung wird dann dauernd warm gehalten, bis die Einrichtung von Hand vollkommen abgeschaltet wird.

Wird der Drehkörper 24 durch Weiterdrehen im Sinne des Pfeiles 36 wieder auf eine neue Kochzeit eingestellt, so wird der Anschlag 27 unter dem Schaltarm weggezogen, und dieser kehrt in dieStellung der Abb.2 zurück.

In Abb. 4 ist der Drehkörper über das Sperradgetriebe 30, 31 dauernd mit dem Ferrarismotor (Schnecke 35) gekuppelt. Man kann aber'statt dessen auch zwischen den Rädern 28 und 29 eine ein- und ausrückbare Kupplung anbringen, die derart mit der Kupplung der Räder 28, 39 verbunden ist, daß die beiden Kupplungen abwechselnd ein- und ausgerückt sind.

In den Abb. 1 bis 3 ist für den Stromkreis des Zeitwerkmotors (vom Schalter 13 abgesehen) und der Kocheinrichtung ein einziger Schnappschalter mit zwei Endkontaktstellungen und einer Zwischenstellung verwendet. Man kann aber statt dessen, auch für den Motor und den Heizstromkreis je einen besonderen Schnappschalter verwenden. Ferner kann man den Thermostatenschalter 13 statt mit dem Heizstromschalter 5, 6 auch mit einem anderen Schalter in Reihe schalten, der in derselben W^reise betätigt wird wie der Heizstromschalter.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Schaltwerk zur Überwachung von insbesondere elektrischen Kocheinrichtungen u. dgl., bei dem durch ein Zeitwerk nach einer einstellbaren Wartezeit die Wärmezufuhr eingeschaltet und durch eine die Temperatur des erwärmten Stoffes überwachende Vorrichtung beim Überschreiten einer bestimmten Temperatur wieder unterbrochen wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das Schaltgetriebe des Zeitwerkes beim Einschalten

   der Wärmezufuhr stillgesetzt und durch die die Temperatur des erwärmten Stoffes überwachende Vorrichtung beim Überschreiten der kritischen Temperatur wieder in Gang gesetzt wird, so daß das Zeit- -werk die Wärmezufuhr abstellt.
2. 2. Schaltwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitwerk nach der Wiederingangsetzung durch die Temperaturüberwachungsvorrichtung am Ende der Anwärmezeit für die darauffolgende Kochzeit die Wärmezufuhr in an sich bekannter Weise vermindert und nach Ablauf der Kochzeit abstellt.
3. 3. Schaltwerk nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Wiederingangsetzung des Zeitwerks durch die Temperaturüberwachungsvorrichtung das Schaltgetriebe mit größerer Geschwindigkeit als während der Wartezeit durch das Zeitwerk in die Ausschaltestellung bewegt wird.
4. 4. Schaltwerk nachAnspruch3, bei dem der Schalter für die Wärmezufuhr durch einen vom Zeitwerk angetriebenen und dagegen verstellbaren Drehkörper überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Drehkörper und dem Zeitwerkmotor zwei Getriebe mit verschiedenem Übersetzungsverhältnis eingeschaltet sind, die abwechselnd mit dem Drehkörper gekuppelt werden.
5. 5. Schaltwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (29 bis 34, Abb. 4) mit dem größeren Übersetzungsverhältnis über ein Sperradgetriebe (30, 31) dauernd mit dem Drehkörper (24) gekuppelt, zwischen dem Getriebe (39, 40) mit dem kleineren Ubersetzungsverhältnis und dem Drehkörper (24) dagegen eine normalerweise ausgerückte Kupplung (Arm 41, Abb. 2 und 3) eingeschaltet ist, die das Zeitwerk (mittels des Schaltarmes 6) vor seiner Stillsetzung einrückt (Abb. 2).
6. 6. Schaltwerk nach Anspruch 1, bei dem das Zeitwerk durch einen elektrischen Kleinmotor (Ferrarismotor oder Synchronmotor, Wicklung 11, Abb. 1) angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper des Zeitwerks zwei Schalter steuert, von denen der eine (Kontakt 5), der im Heizstromkreis des Kochapparates (i) liegt, am Ende der Wartezeit geschlossen und am Ende der Anwärmezeit wieder geöffnet, der andere (Kontakt 9), der im Stromkreis des Elektromotors (Wicklung 11) liegt, beim Beginn der Wartezeit geschlossen, am Ende der Wartezeit geöffnet und durch einen normalerweise offenen, von der Temperatur üb erwachungs vor rieht ung geste uer ten Überbrückungsschalter (13), der in Reihe mit dem Schalter des Heizstromkreises (Kontakt 5) liegt, oder mit einem in der- ⁶S selben Weise gesteuerten Schalter bei der kritischen Temperatur überbrückt wird.
7. 7. Schaltwerk nach Ansprucho, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehkörper (24, Abb. 2 und 3) des Zeitwerks mittels dreier in getrennten Bahnen umlaufender Teile (25 bis 27) einen Schnappschalter (6, 16 bis 23) mit drei Schaltstellungen derart steuert, daß in der einen Endstellung (Abb. 3), während der Wartezeit, der Stromkreis des Zeitwerkmotors geschlossen, in der anderen Endstellung (Abb. 2), während der Anwärmezeit, der Kontakt des Motorkreises offen und derHeizstromkreis geschlossen ist, in der Zwischenstel- 8c lung (am Ende der Anwärmezeit), in der der bewegliche Schalterteil (Arm 6) durch einen vom Drehkörper (24) gesteuerten Anschlag (27) an der Rückkehr in die erste Endstellung (Abb. 3) gehindert wird, beide Stromkreise geöffnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen