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Elektrisches Heizgerät, insbesondere Brotröster Die bekannten Brotröster
mit selbsttätiger Ausschaltung benutzen als Steuerglieder Bimetallstreifen, die
beim Einschalten des Brotrösters zunächst von dessen Heizstrom mit durchflossen
oder mittelbar beheizt werden, sodann nach Abschaltung ihres Eigenheizstromes abkühlen
und nach genügender Abkühlung den Hauptschalter für den Gerätestromkreis öffnen.
Hierbei werden die Arbeiten zur Betätigung der zugehörigen Schalter von den Bimetallstreifen
mechanisch über Klinken od. dgl. ausgeführt. Da die Bimetallstreifen nur ein beschränktes
Arbeitsvermögen haben, dauert es daher meist nicht lange, bis sie durch mechanische
Überbeanspruchung erlahmen, sich verformen und damit eine Veränderung der Röstzeit
in unzulässigem Grade verursachen. Dazu kommt, daß die Röstzeit stark von der beim
Einsetzen der Brotscheiben vorhandenen Temperatur des Gerätes abhängt und nach mehrmaligem
Gebrauch sich in unzulässiger Weise verkürzt.
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Die Erfindung besteht in einem Brotröster mit vom Heizstrom erwärmten
und nach erfolgter Unterbrechung ihres Eigenheizstromes die Ausschaltung des Geräteheizstromes
bewirkenden Ausdehnungsgliedern, z. B. Bimetallfedern, bei dem diese Mängel behoben
sind, und zwar werden bei
dem Brotröster nach der Erfindung die
für das Ausschalten der Eigenheizung der Bimetallfedern und/oder für das Ausschalten
des Geräteheizstromes erforderlichen Arbeiten durch von den Bimetallfedern über
Steuerkontakte betätigte Elektromagneten durchgeführt. Die Bimetallfedern haben
somit nur die sehr geringe Arbeit des öffnens und Schließens von Steuerkontakten
aufzubringen. Die eigentliche Arbeit zum Betätigen der Schalter wird von den über
diese Steuerkontakte erregten Elektromagneten geleistet.
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Die weitere Ausbildung der Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels
in den Fig. i und 2 erläutert, und zwar zeigt Fig. i die Schaltstellungen a bis
e in den einzelnen Phasen der Beheizung, Fig.2 das gesamte Steuergerät in der Seitenansicht.
Die Bezugszeichen beider Figuren entsprechen gleichen Teilen des Gerätes. Die Heizwicklung
ist in Fig. i mit 2 bezeichnet; in Fig. 2 ist sie, ebenso wie die übrigen Teile
des Brotrösters als für die Erfindung unwesentlich, fortgelassen.
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An einem U-förmigen Tragbügel 12 sind auf der Unterseite die zur Temperatursteuerung
dienenden Teile, auf der Oberseite die Elektromagneten, die von ihnen betätigten
Schaltkontakte, die mechanischen Verklinkungsteile sowie der Hauptschalter des Brotrösters
angeordnet. Das Gerät ist in der eingeschalteten Stellung dargestellt, die zeitlich
der Fig. i d entspricht. Der Hauptschalter zum Ein-und Ausschalten des Geräteheizstromes
besteht aus zwei fegten Kontakten i b, die beim Einschalten durch eine Kontaktbrücke
i a überbrückt werden. Die Kontaktbrücke i a ist fest mit dem Schalthebel 24 verbunden,
der unter dem Einfluß einer nicht dargestellten Feder bestrebt ist, sich nach oben
in die Ausschaltstellung 2.Ia zu bewegen. Hieran wird er gehindert durch eine Nase
an dem Sperrhebel 23. der um eine feste Achse -27 schwenkbar ist und durch eine
Zugfeder 28 in der dargestellten Sperrlage gehalten wird. Der Ausschaltmagnet 9
weist einen um die feste Achse 30 schwenkbaren Anker 29 auf, der im unerregten
Zustand des Magneten durch eine Zugfeder 31 gegen einen am Sperrhebel 23
befindlichen Anschlag 25 gezogen wird. Der Sperrhebel 23 trägt ferner eine Ausschaltnase
26, auf die bei Erregung des Ausschaltmagneten 9 dessen Anker 29 schlägt und dadurch
die Sperrung des Schalthebels 24 freigibt.
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Der Anker 16 des Umschaltmagneten i i ist um die feste Achse
17 schwenkbar und wird durch die Zugfeder 18 im Uhrzeigersinn gezogen. In
der dargestellten angezogenen Lage ist der rechte Hebelarm des Ankers 16 durch eine
Nase 21 eines Umschaltklinkenhebels ig gesperrt, der gegen Federkraft 22 um eine
feste Achse 20 gegen den Uhrzeigersinn schwenkbar ist.
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An einem auf dem Gestell 12 befestigten Kontaktträger 13 sind
die Umschaltkontaktpaare 3, .4, io, 8 angeordnet, deren zugehörige Kontaktbrücken
auf einer gemeinsamen Schaltstange 1q. federnd befestigt sind. Die Kontaktstange
14 ist an dem Kontaktträger 13 in senkrechter Richtung beweglich geführt
und wird durch den Anker 16 des Umschaltmagneten i i bei dessen Anzugsbewegung nach
oben, bei dessen Abfallbewegung dagegen durch eine Druckfeder 15 nach unten
bewegt.
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Als Steuerglied dient eine Bimetallfeder 5, die vom Geräteheizstrom
durchflossen und mit einer Rückleitung 5 a (Fig. i) versehen ist. An ihrem freien
Ende trägt sie Steuerkontakte 5 b, die bei kalter Bimetallfeder auf einem Gegenkontakt
6, nach genügender Erwärmung der Feder dagegen auf einem Gegenkontakt 7 aufliegen.
Der Gegenkontakt 6 ist an einer nicht strombeheizten Bimetallfeder 33 befestigt,
die zur Kompensation der Umgebungstemperatur dient. Der Kontakt 7 wird von einer
Blattfeder 34. getragen, die mit Vorspannung nach unten an einer Einstellschraube
32 anliegt. Die Einstellschraube ist in einem mit dem Gestell 12 fest verbundenen
Winkel 35 drehbar.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Um die Heizwicklung 2 (Fig. i a) einzuschalten,
wird der in der Ausschaltstellung befindliche Schalthebel 24a gegen die Kraft seiner
nicht dargestellten Gegenfeder nach unten gedrückt, bis er in die dargestellte Sperrlage
24 -.langt, in der er vom Sperrhebel 23 festgehalten wird. Hierbei überbrückt die
mit 24 fest verbundene Kontaktbrücke i a die beiden festen Hauptkontakte i b, und
der Strom fließt (Fig. i b) von P über den Hauptschalter i, Heizwicklung 2, Schalter
3, Rückleitung 5a, Bimetallstreifen 5 nach o zurück. Unter dem Einfluß des Eigenheizstromes
erwärmt sich nun die Bimetallfeder 5 und biegt sich aus. Sobald sie auf den Gegenkontakt
7 trifft (Fig. i c), bildet sich ein zweiter Stromkreis von P über i, die Spule
des Umschaltmagneten i i, den Schalter io, den Gegenkontakt 7 und die Bemetallfeder
5 nach o aus. Hierdurch wird der Umschaltmagnet i i erregt und zieht seinen Anker
16 an. Dieser hebt die Schaltstange 14 nach oben und verklinkt sich, wie in Fig.
2 dargestellt, bei 21 mit dem Umschaltklinkenhebel ig. Durch die Bewegung der Schaltstange
14 werden die Schalter 3 und io geöffnet, q. und 8 geschlossen (Fig. i d). Durch
den Schalter 3 wird die Bimetallfeder 5 aus dem Heizstromkreis ausgeschaltet und
beginnt sich daher abzukühlen. Durch den Schalter io wird der Stromkreis des Einschaltmagneten
sofort wieder geöffnet. Durch den Schalter q. wird der Heizstromkreis für die Heizwicklung
2 aufrechterhalten, und durch den Schalter 8 wird die Schließung des Stromkreises
des Ausschaltmagneten 9 vorbereitet. Wenn sich die Bimetallfeder 5 genügend abgekühlt
hat, so schließt sie (Fig: i e) über den Gegenkontakt 6 den Stromkreis des Ausschaltmagneten
9 auf dem Wege P, i, 9, 8, 6, 5, o. Der Anker 29 des Ausschaltmagneten wird angezogen
und schwenkt durch Schlag auf die Ausschaltnase 26 den Sperrhebel 23 im Uhrzeigersinn,
so daß dieser den Schalthebel 24 freigibt und der Hauptschalter i geöffnet wird.
Hierbei können in an sich bekannter Weise die fertig gerösteten Brotscheiben angehoben
oder ausgeworfen werden. Bei seiner Ausschaltbewegung gleitet der Schalthebel 24
an dem oberen ausgebauchten Teil des Umschaltklinkenhebels ig vorbei und schwenkt
diesen gegen den Uhrzeigersinn,
so daß der Anker 16 freigegeben
wird und sich zusammen mit der Schaltstange 14 in die Ausgangsstellung entsprechend
Fig. i a bewegt. Es können auch andere beim Ausschaltvorgang bewegte Teile, z. B.
der Anker 29 oder der Sperrhebel 23, so ausgebildet werden, daß sie die Entsperrbewegung
des Umschaltklinkenhebels i9 bewirken.
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Die nicht vom Strom durchflossene Bimetallfeder 33 hat die Aufgabe,
dafür zu sorgen, daß die Röstzeiten auch bei längerem Gebrauch des Brotrösters mit
dessen zunehmender Erwärmung nicht stärker abnehmen, als es für ein gleichmäßiges
Rösten erforderlich ist. Aus dem gleichen Grunde kann es vorteilhaft sein, auch
die Blattfeder 34 oder den Tragwinkel 35 ganz oder teilweise aus Bimetall zu machen.
An Stelle einer stromdurchflossenen Bimetallfeder 5 mit einer Rückleitung 5 a kann
man auch einen mittelbar durch eine Heizwicklung geheizten oder einen geschlitzten,
an seinen Schenkelenden eingespannten Bimetallstreifen oder eine solche Bimetallspirale
oder auch eine sich stetig ausbiegende oder umschnappende Bimetallscheibe verwenden.
Die Beheizung der Bimetall- oder anderer Ausdehnungsfedern kann auch vom Hauptstrom
transformatorisch durchgeführt werden. Als Ausdehnungsglieder sind außer Bimetallfedern
alle hierfür geeigneten verwendbar, z. B. Heizdrähte, -bänder oder -stäbe usw. Um
das Öffnen und Schließen der Steuerkontakte zu beschleunigen, können auch Übersetzungselemente
oder Schnappelemente, wie Kipphebel, Kippfedern u. dgl., zwischen der Bimetallfeder
und den Steuerkontakten angeordnet sein.
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Die Einrichtung nach der Erfindung, die nicht auf Brotröster beschränkt,
sondern auch auf andere elektrische Heiz- und Kochgeräte anwendbar ist, hat vor
den bekannten Einrichtungen erhebliche Vorteile: Die mechanische Arbeit, die zum
Betätigen der Schalter zum Auschalten des Eigenheizstromes der Bimetallfeder sowie
zum Ausschalten des Geräteheizstromes erforderlich ist, wird nicht mehr von den
verhältnismäßig schwachen und hierfür im allgemeinen nicht geeigneten Bimetallfedern
durchgeführt. Diese bleiben, da sie nur die schwachen Kräfte zur Betätigung der
Steuerkontakte aufzubringen haben, in ihrer Form und Wirkungsweise unversehrt, so
daß eine gleichmäßige Röstung zu jeder Zeit gewährleistet ist. Außerdem wird die
Lebensdauer des Gerätes außerordentlich erhöht. Da die Elektromagneten nur ganz
kurze Zeit unter Strom stehen, können sie besonders klein gehalten werden. Dennoch
entwickeln sie beim Ansprechen gegenüber den bekannten, unmittelbar arbeitenden
Bimetallfedern einen so erheblichen Arbeitsüberschuß, daß alle Schaltbewegungen
sich sehr genau und ohne Hemmungen vollziehen. Durch die Temperaturkompensation
wird außerdem eine derartige Anpassung der Röstzeiten an die jeweilige Temperatur
des Rösters erzielt, daß eine gleichmäßige Röstung auch im Dauerbetrieb gewährleistet
ist.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Gerät nach Lösen seiner
Befestigungsmittel und der elektrischen Anschlüsse ohne weiteren Eingriff in die
übrigen Teile des Heizgerätes leicht ausgewechselt werden kann.