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Unter Wärmewirkung selbsttätig auslösender Schalter Elektrisch beheizte
Geräte, wie beispielsweise Kochtöpfe, Bügeleisen, Heizplatten u. dgl. bedürfen einer
besonderen Wartung, damit eine unzulässig hohe Erwärmung vermieden wird, die infolge
der für eine kurze Anheizzeit notwendigen installierten Leistung ziemlich hoch werden
kann. Bleibt das Gerät für längere Zeit eingeschaltet, ohne seinem eigentlichen
Verwendungszweck zu dienen, so können erhebliche Schäden im Gerät selbst und vor
allem auch Brandgefahr eintreten. Zur Erhöhung der Betriebssicherheit beim Umgang
mit solchen Apparaten hat man ebenso wie bei anderen, einer schädlichen Erwärmung
ausgesetzten elektrischen Maschinen wärmeempfindliche Schalteinrichtungen verwendet,
die möglichst nahe der Gefahrenquelle angeordnet sind und den Heizstromkreis bei
Erreichen einer bestimmten Temperatur unterbrechen. Es ist bereits vorgeschlagen
worden, insbesondere für Regelzwecke in Heiz- und Kochgeräten, statt der mit mancherlei
Nachteilen behafteten Bimetallstreifen temperaturabhängige, ferromagnetische Metalle
zu verwenden. Hierbei ist ein Magnet mit einem Anker vorgesehen, dessen Magnetismus
beim Steigern seiner Temperatur nachläßt, und der infolgedessen bei Überschreiten
einer bestimmten Temperatur von dem ihn anziehenden Magnet abfällt. Durch das Abfallen
des Ankers wird ein elektrischer Anzeige- oder Regelstromkreis geschlossen bzw.
geöffnet.
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Als besonders geeignet für kleinere Apparate wurde ein Magnetschalter
in Vorschlag gebracht, dessen Magnet aus einer Stahllegierung hoher Koerzitivkraft
und dessen Anker aus dem temperaturabhängigen Magnetmaterial besteht. Hierbei ist
ferner vorgesehen, den
Anker in einer Führung frei beweglich zu
lagern. Diese Ausbildung des Schaltmagnets hat den Nachteil, daß der Anker in der
Führung klemmen kann und die Wiedereinschaltung überhaupt nicht oder nur verzögert
stattfindet, was bei Reglern zu höchst unerwünschten Störungen Anlaß gibt. Besonders
aber bei Heiz- und Kochgeräten, in denen diese Schalter verhältnismäßig hohen Temperaturen
ausgesetzt sind, können infolge Verzunderung des Führungsmetalls derartige Mängel
leicht auftreten, zumal die Schalthäufigkeit sehr gering ist. Ein weiterer Mangel
ergibt sich dadurch, daß bei kleinem Luftspalt, der ein selbsttätiges Wiedereinschalten
nach Absinken der Temperatur um meist nur wenige Grade ermöglichen würde, der überlastete
Stromkreis zu frühzeitig wieder eingeschaltet wird.
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Bei einem Thermomagnet nach der Erfindung ist der Schaltmagnet in
der Weise ausgebildet, daß im Bewegungsbereich des Ankers und zugleich im Wirkbereich
des Magnets eine Klinke angeordnet ist, die aus einer gleichfalls wärmeempfindlichen
Magnetlegierung besteht, so daß sie bei starker Erwärmung vom Magnet abfällt, dabei
in den Verstellweg des ebenfalls abgefallenen Ankers gelangt und so seine willkürliche
Rückstellung verhindert. Erst wenn der Klinkenhebel durch den meist schwächeren
Streufluß wieder angezogen ist, kann der Anker durch einen mit ihm über ein Gestänge
verbundenen Druckknopf in den Wirkbereich des Maernets eebracht werden-Es ist in
vielen Fällen vorteilhaft, den Schaltmagnet mit einem so großen Luftspalt zu versehen,
daß für den abgefallenen Anker der magnetische Kraftfluß nicht ausreicht, um die
Wiedereinschaltung selbständig zu bewirken. Aber auch das Wiedereinschalten des
Ankers vom Schaltmagnet aus müßte in diesem Falle so lange verhindert bleiben, bis
eine genügende Abkühlung eingetreten ist. Dies wird durch eine Klinke erreicht,
deren thermomagnetisches Material einen etwas niedrigeren Curiepunkt als der Anker
selbst aufweist. Andererseits kann diese Wirkung, wie bereits im anderen Falle erwähnt,
durch einen vergrößerten magnetischen Streuweg zwischen Magnet und Klinkenarm erzielt
werden.
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Von besonderem Vorteil ist es auch, den frei beweglichen Anker mit
dem Rückstellgestänge zu verbinden, so daß besondere Führungs- oder Lagerungsorgane
überflüssig werden, wodurch sich die eingangs erwähnten Nachteile leicht vermeiden
lassen. Der Schaltkontakt selbst ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung unabhängig
vom Ankerverstellweg angebracht, so daß das Maß der Kontaktverstellung beliebig
gewählt werden kann.
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Die Zeichnung veranschaulicht den Gegenstand der Erfindung am Ausführungsbeispiel
eines Kochtopfes, und zwar zeigt Fig. i einen Kochtopf im Querschnitt mit eingebauter
elektrischer Beheizung und Thermoschalter, Fig.2 den Thermoschalter allein in vergrößerter
Darstellung in zwei Schaltstellungen und Fig.3 eine Besonderheit im Bodenteil des
Kochtopfes für die Durchführung der Rückstelleinrichtung des Ankers durch die hochgezogene
Wandung des Bodens. Der Kochtopf i enthält eine Heizwicklung 2, deren Stromzufuhr
durch einen Kontakt 3 unterbrochen werden kann. Die Betätigung des Kontakts erfolgt
durch eine Schalteinrichtung, die aus einem Magnet 4 und einem Anker 5 besteht.
Als Magnet dient zweckmäßig ein Permanentmagnet, jedoch ist auch ein Elektromagnet
verwendbar. Der Anker 5 steht unter dem Einfluß einer Druckfeder 6, die sich einerseits
an einer mit dem Anker 5 verbundenen Führungsstange 7, andererseits an einem feststehenden
Bügel 8 abstützt. Durch einen mit der Stange 7 verbundenen Druckknopf 9 kann der
Anker 5 in die gezeichnete Lage gebracht werden, so daß der Stromkreis durch den
Kontakt 3 geschlossen ist.
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Der Magnet 4 und sein Anker 5 bilden einen magnetischen Kreis, der
zu einem Teil aus einer wärmeabhängigen Legierung besteht. Insbesondere kann der
Anker 5 oder aber ein Schenkel des Magnets aus einer solchen Legierung hergestellt
sein. Bei übermäßiger Erwärmung durch die Heizwicklung 2 wird auch die magnetische
Auslösevorrichtung so stark erwärmt, daß, wie einleitend gesagt, der Curiepunkt
der temperaturabhängigen Legierung überschritten und der magnetische Fluß dadurch
unterbrochen wird. Unter Einwirkung der Feder 6 wird demzufolge der Anker 5 vom
Magnet abgezogen, so daß er den in seinem Bewegungsbereich befindlichen Kontakt
3 öffnet. Der Heizstromkreis ist damit unterbrochen. Das Wiedereinschalten des Heizkreises
erfolgt durch Drücken des Knopfes 9, wodurch der Anker 5 wieder an den Magnet gelangt.
Ist inzwischen die Abkühlung weit genug vorgeschritten, so hält der Magnet 4 den
Anker 5 fest. Da jedoch die Gefahr besteht, daß etwa aus Unvorsichtigkeit oder auch
mutwillig durch ständiges Drücken des Knopfes 9 trotz der noch bestehenden Übererwärmung
der Anker in der Einschaltlage festgehalten wird, in der der Kontakt die Heizwicklung
2 weiterhin unter Strom hält, so ist eine Zerstörung des Geräts, Kurzschluß od.
dgl. zu befürchten. Um ein solches vorzeitiges Eindrücken des Knopfes 9 zu verhindern,
ist eine Klinke io vorgesehen, die, wie Fig. 2 zeigt, vom Magnet angezogen ist.
Bei Übererwärmung soll sie vom Magnet abfallen und den Anker gegen Rückstellung
sperren. Dies erfordert, daß die Klinke ebenfalls aus einem Material mit niedrigem
Curiepunkt besteht. Die Rückstellung der Klinke erfolgt selbsttätig, sobald die
Abkühlung hinreichend vorgeschritten ist und die magnetischen Eigenschaften in den
Teilen 5 und io zurückkehren. Die Klinke io wird alsdann wieder vom Magnet 4 angezogen
und der Anker 5 läßt sich mittels des Knopfes 9 an den Magnet anlegen, um von ihm
festgehalten zu werden. Das von dem Magnetschalter überwachte Gerät ist somit wieder
betriebsbereit.
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Die Klinke kann auch in anderer Weise, als in der Zeichnung dargestellt,
ausgebildet und angeordnet sein. Bei der Auswahl verschiedener Materialien für Anker
und Klinke wäre zu berücksichtigen, daß die beiden Teile eventuell unter dem Einfluß
verschieden großer Wärmekapazitäten verschieden schnell abkühlen, so daß bei falscher
Bemessung eine unnötig lange Sperrung des Heizstromkreises durch den Sicherheitsschalter
erfolgen würde. Die Klinke kann ebenso
wie der Anker aus Weicheisen
bestehen, wenn der Magnetschenkel, in dessen Bereich sie arbeitet, aus temperaturabhängiger
Legierung hergestellt ist.
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Um beim Reinigen des Topfes ein Eindringen von Flüssigkeit an der
Durchführungsstelle des Schaltknopfes 9 in den Schalterraum zu verhindern, kann
gemäß Fig. 3 ein beispielsweise aus Federrohr bestehender Körper ii auf die Stange
7 aufgesetzt sein, der den Schalterraum nach außen abschließt und dessen Federkraft
sich gleichzeitig als Rückstellkiaft an Stelle der Feder benutzen läßt. Zu diesem
Zweck ist der Boden 12 des Federrohrkörpers ii mit der Stange 7 fest verbunden.
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Selbstverständlich ist diese Erfindung nicht auf das geschilderte
Beispiel beschränkt, sondern sie kann mit Vorteil überall da verwendet werden, wo
Schutzvorrichtungen der beschriebenen Art längere Zeit ohne Betätigung bleiben,
um dann gelegentlich unter starker Wärmeeinwirkung den Schutzschalter auslösen zu
müssen. Hierbei kommt der Vorteil einer solchen Vorrichtung besonders zur Geltung,
da das Einleiten des Auslösevorgangs keine mechanische Arbeit erfordert, insbesondere
aber keine hemmenden, den Schaltvorgang möglicherweise hindernden Reibungskräfte
überwunden werden müssen.