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Selbsttätige Schaltvorrichtung zur Regelung der Stromzufuhr bei elektrischen
Verbrauchern, insbesondere elektrischen Heizgeräten, sowie zur Meldung des betriebsbereiten
Zustandes dieser Geräte Es ist bereits eine selbsttätige Schalteinrichtung zur Regelung
der Stromzufuhr bei elektrischen Verbrauchern, insbesondere elektrischen Heizgeräten,
vorgeschlagen worden, bei der mit Hilfe eines periodisch den Verbraucherstrom unterbrechenden
Thermostaten mit einstellbarem Verhältnis zwischen Unterbrechungs- und Schließungszeit
die Stromzufuhr zum Verbraucher, insbesondere elektrischen Heizgeräten, geregelt
wird.
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Zu diesem Zweck ist ein an seinem einen Ende fest eingespannter und
an seinem andere Ende frei beweglicher Spiralthermostat vorgesehen, dessen freies
Ende einen mit der Stromzuführung leitend verbundenen Kontakt trägt, der sich in
der Ebene eines zugehörigen und mit dem Verbraucher leitend verbundenen Gegenkontakts
bewegt. Beim Auflaufen auf diesen Gegenkontakt schaltet der Verbraucher ein. Bei
in dieser Weise gesteuerten elektrischen Wärmegeräten kann die bedienende Person
nicht augenfällig erkennen, wenn das gesteuerte Gerät die mittels des Thermostaten
eingestellte Temperatur erreicht hat. In vielen Fällen, insbesondere bei Bügelarbeiten,
ist es aber für die bedienende Person wichtig, zu wisser4 ob das Gerät die eingestellte
Temperatur tatsächlich bereits erreicht hat, so daß es betriebsbereit ist. Aufgabe
der Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen.
Erfindungsgemäß
ist ein an sich bekannter, spiralig oder wendelförmig gewickelter Bimetallstreifen
als Thermostat verwendet; dessen eines Ende frei beweglich und dessen anderes Ende
fest mit einem drehbaren Verstellglied verbunden ist. Das freie, bewegliche Thermostatende,
das einen mit der Stromzuführung verbundenen Kontakt trägt, arbeitet mit zwei im
Bewegungsweg dieses Kontakts angeordneten Kontakteinrichtungen zusammen, von .denen
die eine die Stromzufuhr zum Gerät steuert und die andere eine im Nebenschlu1ß zum
Verbraucher liegende elektrische Signaleinrichtung derart betätigt, daß bei Erreichen
der mittels des Verstellglieds eingestellten "Temperatur des zu überwachenden Geräts
die Signalgabe erfolgt.
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An Hand des in der Zeichnung dargestellten Schaltschemas nach Fig.
i und der in den Fig. z bis 4 wiedergegebenen Schaltkontaktstellungen sowie eines
in Fig: 5 gezeigten Längsschnitts durch ein Bügeleisen und der in den Fig. 6 und
7 wiedergegebenen Bremseinrichtung für die Thermostatachse soll .die Erfindung näher
erläutert werden.
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In Fig. i sind i und 2 die beiden Netzanschlußleiter, mit 3 ist ein
Spiralthermostat angedeutet, der aus einem in Uhrfederform gewickelten Bimetallstreifen
besteht. Der Bimetallstreifen ist im Ausführungsbeispiel im Gegenuhrzeigersinn gewickelt
und ist mit seinem inneren Ende fest mit der Achse 4 verbunden, die in geeigneter
Weise gegen unwillkürliche Verdrehungen abgebremst ist, was an Hand der Fig. 6 und
7 weiter unten noch näher erläutert ist. Am freien Thermostatende 5 sitzt ein isoliert
aufgesetzter Kontakt 6. Dieser ist vermittels einer flexiblen Leitung 7 bei 8 an
den Leiter g angeschlossen, der hei 1o mit dem Netzleiter i verbunden ist. i i ist
ein in der Bewegungsbahn des frei beweglichen Thermostatkontakts 6 liegender Gegenkontakt.
Dieser ist am freien Ende einer bei 12 fest eingespannten Feder 13 nachgiebig gelagert.
Die Feder 13 ist über die Leitung 14 mit dem Wärmegerät, z. B. dem Heizwiderstand
15 eines Bügeleisens, verbunden. An dem anderen Ende des Heizwiderstands 15 ist
der Netzleiter :2 angeschlossen. Bei 1o ist mittels der Leitung 16 eine Lampe 17
angeschlossen, die eine Glimm- oder Niedervoltlampe sein kann, deren anderer Anschlußpunkt
mit der Leitung 18 verbunden ist, die an einen hochohmigen Widerstand 1g angeschlossen
ist, dessen anderes Ende über die Leitung 2o mit dem Netzleiter 2 in Verbindung
steht. 21 und 22 sind zwei feste Kontakte, die im Bewegungsweg der Kontakte 6 und
i i, und zwar seitlich von diesen, liegen.
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Die Unterbringung des Thermostaten samt Schalteinrichtung und Signallampe
bei einem Bügeleisen zeigt die Fig. 5. In der Sohlenplatte 3ö ist eine Aussparung
31 vorgesehen. In dieser ist der in Form einer Uhrfeder ausgeführte Bimetallthermostat
3 eingesetzt. Mit 4 ist die Verstellachse bezeichnet, auf der das innere Thermostatende
befestigt ist. Auf der Achse 4., die in vertikaler Richtung den Heizwiderstand 15,
die Belastungsplatte 32 sowie die Bügeleisenhaube 33 durchdringt, ist der Bedienungsknopf
34 aufgesetzt. Dieser ist über einer Skala oder Kennmarken 35 verdreh- und einstellbar.
Um die Achse 4 gegen unwillkürliche Verdrehung zu sichern, sind Bremsteile vorgesehen,
und zwar sind im Ausführungsbeispiel auf beiden Seiten der Thermo.statspirale Bremsscheiben
36 angebracht, die mit der Achse 4 bzw. einer darauf befestigten Nabe 40 starr verbunden
sind. Die Bremsscheiben sind gewölbt ausgeführt und zweckmäßig mit Radialschlitzen
37 versehen. Dadurch liegen sie am Außenumfang mit größerer Sicherheit auf dem Gegenauflager,
beispielsweise der Sohlenplatte 3o bzw. einer sonstwie eingesetzten Bremsplatte
41 auf. Mit 17 ist in Fig. 5 eine beis.pielweise im Bügelcisengriff untergebrachte
Signallampe bezeichnet. Die Schaltung dieser Lampe ist gemäß Fig. i ausgeführt.
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Die Schalt- und Signaleinrichtung arbeitet folgendermaßen: Soll beispielsweise
ein mit einer derartigen Einrichtung versehenes Bügeleisen in Betrieb genommen werden,
dann nehmen beim Einstecken des Anschlußsteckers in die Steckdose die Kontakte 6,
11, 21 und 22 die in Fig. i gezeigte Stellung, in der sie sich nicht berühren, ein,
sofern der Bedienungsknopf 34 (Fig. 5) auf der »Aus«-Stellung steht, Die Signallampe
17 leuchtet auf, denn der Strom fließt von der Leitung i über die Lampe 17, den
Vorwiderstand 1g zum Netzleiter 2. Wird nun auf eine der Heizstufen eingeregelt,
dann wird der Knopf 3.4 an Hand der Skala 35 auf die betreffende Stufe durch Verdrehen
im Uhrzeigersinn verstellt. Hierbei wird der mit der Achse 4 verbundene Spiralthermostat
, verschwenkt, so daß zunächst der Kontakt 6 auf den Kontakt i i aufläuft und diesen,
da er mittels der Feder 13 nachgiebig gelagert ist, mitnimmt, bis er mit diesem
zusammen auf dem Kontakt 22 zur Auflage kommt (s. Fig. 2). Je nach der Höhe der
einzustellenden Heizstufe wird nun die Spirale des Thermostaten ähnlich einer Uhrfeder
weiter vorgespannt. Beim Berühren der Kontakte 6 und i i wird der Heizwiderstand
15, z. B. ein Bügeleisen, eingeschaltet. Die Lampe 17 leuchtet in diesem Zeitpunkt
noch. Sie erlischt aber, sobald der von dem Kontakt 6 mitgeschleppte Kontakt i i
mit dem Kontakt 22 in Berührung kommt, weil nunmehr die Lampe 17 vermittels der
Leitungen 9 und 7 praktisch kurzgeschlossen ist. Das Erlöschen der Lampe 17 ist
für die bedienende Person ein Zeichen, daß die mit dem Bedienungsknopf 34 eingestellte
Temperatur noch nicht erreicht ist. Zwischenzeitlich entwickelt der eingeschaltete
Heizwiderstand 15 nach einiger Zeit so viel Wärme, daß der Thermostat sich im Gegenuhrzeigersinn
zu verdrehen beginnt. Solange die ihm erteilte Vorspannung auf ihn wirkt, bleiben
die Kontakte 6, 11 und 22 miteinander in Berührung. Bei weiterer Wärmeentwicklung
und damit weiterer Verdrehung des Thermostaten
hebt sich der Kontakt
6 und der federnde Kontakt i i von dem Kontakt 22 ab (s. Stellung nach Fig. 3).
In dieser Stellung bleibt der Verbraucher, da die Kontakte 6 und i i .sich berühren,
noch eingeschaltet. Die Lampe 17 leuchtet auf, d. h. aber, das Bügeleisen hat die
am Thermostaten eingestellte Temperatur erreicht und ist somit betriebsbereit. Wenn
nun der Thermostat sich weiter verdreht, löst sich der Kontakt 6 von dem Kontakt
i i, der infolge seiner federnden Lagerung nur beschränkt dem Kontakt 6 folgen kann.
Damit ist wieder die Schaltstellung gemäß Fig. i erreicht, in der der Verbraucher
15 ausgeschaltet ist. Auch in dieser Stellung leuchtet die Lampe 17 weiter, das
Bügeleisen ist also immer noch betriebsbereit.
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Wenn nun die Temperatur im Bügeleisen infolge Abschaltens des Heizwiderstands
sinkt, nähert sich der Thermostatkontakt 6 wieder dem Kontakt i i ; das Bügeleisen
wird dadurch wieder eingeschaltet und heizt nach, bis dann neuerdings der Kontakt
sich infolge der entwickelten Wärme wiederum vom Kontakt i i abhebt. Dieser Vorgang
wiederholt sich nunmehr dauernd, solange das Bügeleisen auf der eingestellten Heizstufe
betrieben wird.
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Bei Einstellung einer höheren Temperaturstufe spielt sich der gleiche
Vorgang ab, nur mit etwas größerer Verzögerung.
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Anders ist es dagegen, wenn von der höheren Temperaturstufe auf eine
niedrigere Stufe geschaltet wird. In diesem Fall wird der Knopf 34 im Gegenuhrzeigersinn
auf die niedere Stufe verdreht. Damit kommt der Kontakt 6 auf Kontakt 21 zu liegen.
Hierdurch wird der Kontakt 6, sofern er gerade auf Kontakt i i und evtl. auf Kontakt
22 aufliegt, von diesem Kontakt gelöst; das Bügeleisen 15 schaltet aus, und über
die Leitungen 9 und 7 wird die Lampe 17 wiederum kurzgeschlossen, so daß diese zu
leuchten aufhört. Dies ist für die Bedienungsperson ein Zeichen, daß die am Bügeleisen
eingestellte Temperatur noch nicht auf das nötige Maß abgesunken ist. Sobald aber
diese Temperatur erreicht ist, hebt sich der nunmehr im Uhrzeigersinn verdrehende
Kontakt 6 vom Kontakt 21 ab. Dadurch kommt die Lampe 17 wieder zum Aufleuchten,
und wenn der Kontakt 6 den Kontakt i i schließlich berührt, was nach weiterem Absinken
der Bügeleisentemperatur der Fall ist, dann wird das Bügeleisen 15, eingeschaltet,
und zwar so lange, bis der Thermostat sich infolge der entwickelten Bügeleisentemperatur
wieder im Gegenuhrzeigersinn zu verdrehen beginnt. Dadurch hebt der Kontakt 6 sich
vom Kontakt i i ab, und es wiederholt sich anschließend der gleiche Vorgang, wie
bereits bei den anderen Heizstufen oben beschrieben wurde.
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Die Erfindung bietet nicht nur den Vorteil, daß mit der Schalteinrichtung
die gewünschte Temperatur am Verbraucher einzustellen ist, sondern sie gibt dem
Bedienungspersonal ein Signal, sobald am Gerät die gewünschte Temperatur erreicht
ist. Dies ist in der Praxis von großer Bedeutung, denn die Bedienungsperson sieht
nunmehr am Aufleuchten der Signallampe, daß die gewünschte eingestellte Temperatur
erreicht ist. Es kann also beispielsweise beim Schalten von einer höheren Heizstufe
auf .eine niedere nicht mehr vorkommen, daß die Bedienungsperson mit zu heißem Eisen
empfindliche Stoffe bügelt.
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An Stelle einer Signallampe kann selbstverständlich auch eine ändere
Signaleinrichtung optischer oder akustischer Art benutzt werden.