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Regelgerät für elektrische Wärmegeräte Die Erfindung befaßt sich mit
der Ausbildung eines Regelgerätes für elektrische Wärmegeräte, insbesondere Kochplatten,
das durch ein wärmeempfindliches Steuerorgan (Bimetallstreifen) betätigt wird und
periodisch einen elektrischen Stromkreis ein- und ausschaltet. Die Aufgabe der Erfindung
besteht darin, ein solches Regelgerät nicht nur mit hoher Schaltleistung, sondern
auch mit einer einfachen Einstellbarkeit bei der Herstellung und beim Gebrauch zu
schaffen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein von Schaltkontakten
freier Bimetallstreifen von einem von außen her während des Betriebes verstellbaren
Hebel getragen ist und über eine Gabel bildende, vor der Inbetriebnahme verstellbare
Anschläge mit einer um ihre Totpunktlage pendelnden Totpunktwippe zusammenwirkt,
die in ihrer einen Endlage einen Schaltkontakt schließt und in ihrer anderen Endlage
offenhält. Das Zusammenwirken des Bimetallstreifens mit der Totpunktwippe sichert
eine hohe Schaltleistung, da durch die Totpunktwippe ein sprunghaftes Öffnen und
Schließen der Schaltkontaktebewirkt wird. DieAnordnung des Bimetallstreifens an
einem von außen her während des Betriebes verstellbaren Hebel gewährleistet eine
leichte Verstellbarkeit des Regelgerätes während des Betriebes. Durch die verstellbaren
Anschläge zwischen Bimetallstreifen und der Totpunktwippe ist eine besonders leichte
Einstellung des Regelgerätes bei der Herstellung selbst gegeben. Vorzugsweise dient
der eine verstellbare Anschlag der Gabel zur fabrikmäßigen Einstellung des Temperaturbereiches,
in dem bei Erreichen einer Maximaltemperatur der Schaltkontakt an der Totpunktwippe
ausschaltet, und der andere verstellbare Anschlag der Gabel zur fabrikmäßigen Einstellung
des Temperaturbereiches, in dem bei Erreichen einer Minimaltemperatur der Schaltkontakt
an der Totpunktwippe einschaltet. Besonders zweckmäßig ist die Gestaltung in Form
von gekröpften Drahtstücken, die durch Drehung in den Lagerstellen ihre Wirkstellung
verändern. Solche Anschläge sind nicht nur in der Herstellung
einfach,
sondern lassen sich auch bei der Herstellung des Gerätes bequem justieren. Weitere
vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind bei der Erläuterung des Ausführungsbeispiels
hervorgehoben.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Fig. i zeigt eine Aufsicht auf das Regelgerät, und Fig. 2. gibt eine
Seitenansicht eines Teiles des Regelgerätes wieder; in der Fig. 3 ist eine weitere
Einzelheit für sich dargestellt.
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Auf einer kreisförmigen Grundplatte i sind die Einzelteile des Regelgerätes
angeordnet. Ein Teil der Einzelteile ist von einer Isolierplatte 2 getragen, die
auf der Grundplatte i sitzt. Sämtliche Einzelteile sind zweckmäßig ringförmig um
ein zentrales Befestigungsloch i' der Grundplatte angeordnet. Dieses Befestigungsloch
dient zur Halterung des Regelgerätes in dem elektrischen Wärmegerät, z. B. in der
Mitte einer Kochplatte.
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Mit 3 ist ein Bimetallstreifen bezeichnet, der erfindungsgemäß keine
Schaltkontakte trägt. Das eine Ende des Bimetallstreifens ist zweckmäßig gelenkig
an einem Verstellhebel4 befestigt. Vorzugsweise sitzt der Bimetallstreifen 3 an
einer Zwischenplatte 5, die durch das Gelenk 6 mit dem Verstellhebel 4 verbunden
ist. Der Verstellhebel 4 hat eine winkelförmige Pfanne 7, in die eine Schneide 8
des Lagerbockes 9 greift. An dem Lagerbock 9 ist eine Rückstellfeder io für den
Verstellhebel 4 befestigt. Vorzugsweise greift sie an der Zwischenplatte 5, die
den Bimetallstreifen 3 trägt, an, so daß der Bimetallstreifen durch Federkraft gegen
den Verstellhebel gepreßt ist.
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Das freie Ende des Bimetallstreifens 3 wirkt erfindungsgemäß über
zwei Anschläge i i, i2, die eine Gabel bilden, mit einer Totpunktwippe 13 zusammen.
Die Totpunktwippe 13 ist mit der Schneide 14 in der Pfanne 15 des Lagerbockes 16
gelagert. Auf die Totpunktwippe 13 wirkt die Kippfeder 17 ein, die an dem Lagerbock
16 befestigt ist. Die Totpunktwippe 13 trägt eine Schleppfeder i8 mit einem
Schaltkontaktteil ig. Dieser Schaltkontaktteil i9 wirkt mit einem ortsfesten Schaltkontaktteil
2o zusammen, der an dem Lagerbock 21 sitzt. Die Totpunktwippe 13 ist imstande, um
ihre Totpunktlage hin und her zu pendeln. In ihrer einen Endlage sind die Schaltkontaktteile
i9, 2o geschlossen, in ihrer anderen Endlage dagegen offen. Das freie Ende der Totpunktwippe
13 steht zweckmäßig unter Wirkung einer magnetischen Haltevorrichtung, die
in der Schließstellung der Schaltkontaktteile i9, 2o wirksam ist. Der Lagerbock
16, der bis unter das freie Ende der Totpunktwippe 13 reicht, trägt nämlich einen
permanenten Magneten 22, der mit einem U-förmigen Anker 23 der Totpunktwippe
13 zusammenwirkt (Fig. 2). In der-Einschaltstellung der Totpunktwippe ist
der Mittelteil des Ankers 23 durch den permanenten Magneten 22 festgehalten und
legt sich an diesen an. Die Schenkel des Ankers bilden dabei den magnetischen Rückschluß.
In der Ausschaltstellung legt sich die Totpunktwippe 13 an einen unigebogenen Lappen
24 des Lageblockes 16 an. Die an der Totpunktwippe 13 befindlichen Anschläge
1i, 12 sind zweckmäßig von gekröpften Drahtstücken gebildet, die durch Drehen in
ihren Lagerstellen ihre Wirkstellung ändern. An ihren dem Bimetallstreifen 3 abgewandten
Enden sind sie mit abgebogenen Enden versehen, wodurch eine Drehung erleichtert
wird. Eine gemeinsame Schelle 25 hält mit Hilfe der Schraube 26 die Drahtstücke
in ihren Lagerstellen fest. Um die Stellung der Anschläge zu ändern, braucht nur
die Schelle 25 etwas gelockert zu -werden, wodurch eine Drehung der Drahtstücke
in den Lagerstellen möglich ist. Zwischen die Anschläge i i, r2 greift der Bimetallstreifen
3 mit einem flachen Mitnehmer 48. Krümmt sich der Bimetallstreifen bei seiner Erwärmung,
so verändert sich das Spiel des flachen Mitnehmers 48 gegenüber dem Anschlag i i,
12 (Fig. 3). Die Änderung des freien Spieles wirkt auf die Schalttätigkeit des Regelgerätes
ein, derart, daß sich je nach Anordnung des Mitnehmers (parallel oder schräg zu
den Anschlägen) die Dauer des Einschaltzustandes z. B. bei steigenden Temperaturen
selbsttätig verkürzt oder verlängert.
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Auf den den Bimetallstreifen 3 tragenden Verstellhebel4 wirkt von
außen her ein drehbarer Nockenkörper 27 ein. Zweckmäßig hat der Nockenkörper 27
von der Drehachse entfernt angeordnete Nocken 28, 29. Bei Drehung des Nockenkörpers
27 wirkt vorzugsweise der eine Nocken 28 auf den einen Teil des Verstellweges und
der andere Nocken 29 auf den anderen Teil des Verstellweges ein. Beim Übergang von
dem einen zum anderen Nocken wechselt die Einwirkstelle an dem Verstellhebel 4 in
einer zur Drehachse des Verstellhebels tangentialen Richtung. Es wirkt nämlich der
Nocken 28 mit der Auflauffläche 30 und der Nocken 29 mit der Auflauffläche
3 1 des Verstellhebels 4 zusammen. Die Verwendung der beiden Nocken und Auflaufflächen
hat den Vorzug, daß man für die Verstellung des Verstellhehels 4, dessen Einwirkstellen
weit von seiner Drehachse entfernt sind, mit einem im Durchmesser kleinen Nockenkörper
auskommt, so daß der Nockenkörper bequem auf der kreisrunden Grundplatte ohne Vergrößerung
der Grundplatte untergebracht werden kann.
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Der Nockenkörper hat -zweckmäßig noch einen weiteren Nocken 32, der
mit einem umgebogenen Lappen 33 der Totpunktwippe 13 zusammenwirken kann,
falls sich die Totpunktwippe nicht in ihrer Ausschaltstellung befindet. Wird der
Nockenkörper 27 so gedreht, daß er gegen den umgebogenen Lappen 33 der Totpunktwippe
13 stößt, so wird die Totpunktwippe unmittelbar durch den Nockenkörper 27 aus der
Einschaltstellung in die Ausschaltstellung bewegt. Der Nockenkörper 27 hat noch
einen weiteren Nocken 34, der auf einen an dem Lagerbock 35 kippbaren Hebel 36 einwirkt.
Dieser Hebel ist mit Hilfe einer Blattfeder 37 an dem Lagerbock 35 befestigt Er
trägt einen Schaltkontaktteil 38, der mit dem ortsfesten Schaltkontaktteil 39 des
Lagerbockes 40 zusammenwirkt.
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Der Stromverlauf in dem Regelgerät ist folgender: Der eine Leitungspol
des zu regelnden Stromkreises
ist an der Stelle 41 des Lagerbockes
9 angeschlossen und führt von dem Lagerbock 9 über das elastische Band 42, den Bimetallstreifen
3, das elastische Band 43, den Lagerbock 16, das elastische Band 4d., die Schaltkontaktteile
i9, 2o, den Lagerbock 21 zu der Anschlußstelle 45. Der andere Leitungspol ist an
der Stelle 4.6 des Lagerbockes 35 angeschlossen und führt von dem Lagerbock 35 über
die Blattfeder 37, die Schaltkontakte 38, 39, den Lagerbock .jo zu der Anschlußstelle
47. Die Schaltkontaktteile i9 und 2o, die von der Totpunktwippe 13 betätigt werden,
liegen also in dem einen Leitungspol und die Schaltkontakte 38, 39 in dem anderen
Leitungspol des zu regelnden Stromkreises.
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Die Wirkungsweise des Regelgerätes gemäß der Erfindung ist folgende:
Die Fig. i zeigt das Regelgerät in der Einschaltstellung. Die beiden Schaltkontaktpaare
ig, 2o und 38, 39 sind geschlossen. Der Nocken 28 des Nockenkörpers 27 liegt an
dem Beginn der Auflauffläche 3o des Verstellhebels q. an. Der Mitnehmer 48 des Bimetallstreifens
3 befindet sich etwa in der Mitte zwischen den beiden Anschlägen i i, 12 der Totpunktwippe
13. Erwärmt sich der Bimetallstreifen 3 durch die Wärme seiner Umgebung und durch
den durch ihn fließenden Strom, so bewegt er sich in Richtung auf den Anschlag i
i. Legt er sich gegen den Anschlag i i, so bewegt sich noch nicht die Totpunktwippe
13, da sie durch die Kippfeder 17 und durch den permanenten Magneten 22 in ihrer
Lage festgehalten wird. Bei weiterem Erwärmen drückt immer stärker der Bimetallstreifen
gegen den Anschlag i i, wobei er sich zusätzlich verbiegt. Hat die federnde Durchbiegung
des Bimetallstreifens eine bestimmte Größe erreicht, so reißt der Bimetallstreifen
die Totpunktwippe aus ihrer Endlage entgegen der Haltkraft des permanenten Magneten
22 und der Federkraft der Kippfeder 17 heraus und bewegt sie über die Totpunktlage
hinaus in die andere Endlage. Dadurch werden die Schaltkontaktteile 19, 20 sprunghaft
auseinandergerissen.
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Kühlt sich der Bimetallstreifen 3 wieder ab, so bewegt er sich zurück
und stößt gegen den Anschlag 12. Bei dieser Rückbewegung wird die Totpunktwippe
13 aus ihrer Endlage über ihre Totpunktlage hinaus in die andere Endlage geführt,
wobei sich die Schaltkontaktteile ig, 2o schließen. Das Schließen der Schaltkontaktteile
ist ebenfalls sprunghaft, da nach Überschreiten der Totpunktlage die Kippfeder 17
die Totpunktwippe beschleunigt in ihre Endlage bewegt. Dazu kommt noch kurz vor
Erreichen der Endlage die Anziehungskraft des permanenten Magneten 22, die eine
weitere Beschleunigung der Bewegung der Totpunktwippe bewirkt. Steht das Regelgerät
gemäß der Erfindung unter Einwirkung der Wärme, die ein Tiber das Regelgerät fließender
Strom in einem Heizwiderstand erzeugt, so schaltet das Regelgerät den Stromkreis
periodisch ein und aus, wobei sich eine bestimmte Temperatur einstellt. Durch das
sprunghafte Öffnen und Schließen der Schaltkontakte erhält das Regelgerät eine große
Schaltleistung. Die Anschläge i i, 12, die zweckmäßig an der Totpunktwippe 13 sitzen,
werden vor Inbetriebnahme des Regelgerätes justiert. Der Anschlag ii dient somit
zur fabrikmäßigen Einstellung des Temperaturbereiches, in dem bei Erreichen einer
Maximaltemperatur der Schaltkontakt an der Totpunktwippe ausschaltet. Der Anschlag
12 dagegen dientzur fabrikmäßigen Einstellung desTemperaturbereiches, in dem bei
Erreichen einer Minimaltemperatur der Schaltkontakt an der Totpunktwippe einschaltet.
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Um die von dem Regelgerät einzuregelnde Temperatur zu verändern, wird
der Nockenkörper 27 von außen gedreht. Bei Drehung im Gegenuhrzeigersinn drückt
der Nocken 28 an der Auflauffläche 30 den Verstellhebel q. weiter zur Seite, so
daß der Bimetallstreifen 3 geschwenkt wird. Durch diese Schwenkung verändert sich
der Abstand des Mitnehmers 48 gegenüber den Anschlägen i i, 12 der Totpunktwippe,
und zwar in der Weise, daß er sich dem Anschlag 12 nähert. Der Bimetallstreifen
muß daher einen größeren Weg bis zur Berührung des Anschlages i i zurücklegen. Dadurch
vergrößert sich die Einschaltzeit des Regelgerätes. Bei noch größerer Drehung des
Nockenkörpers im Gegenuhrzeigersinn gelangt der Mitnehmer 48 des Bimetallstreifens
3 an den Anschlag 12, wodurch sich der Weg des Mitnehmers 48 bis zum Erreichen des
Anschlages i i noch weiter vergrößert. Wird der Nockenkörper 27 noch weiter gedreht,
so gelangt der Nocken 29 gegen die Auflauffläche 31 des Verstellhebels q., wodurch
noch weiter der Verstellhebel zur Seite bewegt wird. Dabei hebt sich der Bimetallstreifen
3, der sich gegen den Anschlag 12 legt, mit seiner Zwischenplatte 5, da er durch
das Gelenk 6 mit dem Verstellhebel 4 verbunden ist, von dem Verstellhebel d. ab.
Hierdurch ist eine übermäßige mechanische Verformung des Bimetallstreifens durch
Drehen des Nockenkörpers 27 vermieden. Bei der zuletzt beschriebenen Stellung des
Verstellhebels muß die Erwärmung an dem Bimetallstreifen 3 so groß sein, daß er
sich bei seinem Krümmen mit seiner Zwischenplatte zunächst gegen den Verstellhebel
legt und alsdann mit dem Mitnehmer 4.8 den Weg von dem Anschlag 12 zu dem Anschlag
i i zurücklegt. Das bedeutet, daß das Regelgerät in diesem Fall eine große Einschaltzeit
besitzt. Die von dem Regelgerät geregelte Temperatur ist somit hoch.
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Wird in der in Fig. i dargestellten Stellung des Regelgerätes der
Nockenkörper 27 im Uhrzeigersinn gedreht, so läuft der Nocken 28 von der Auflauffläche
3o des Verstellhebels q. ab, wodurch sich der Verstellhebel im Uhrzeigersinn dreht.
Hierdurch gelangt der Mitnehmer 48 des Bimetallstreifens gegen den Anschlag i i.
Unter Umständen ist dabei der Bimetallstreifen 3 in der Lage, gegen den Anschlag
i i derart zu drücken, daß die Totpunktwippe aus ihrer Endlage in die andere Endlage
entgegen der Haltekraft des permanenten Magneten 22 und der Kraft der Kippfeder
17 bewegt wird. Geschieht dies aber nicht, so stößt der Nocken 32 des Nockenkörpers
27 beim Weiterdrehen gegen
den umgebogenen Lappen 33 der Totpunktwippe
13, so daß die Totpunktwippe unmittelbar durch den Nockenkörper in die Ausschaltstellung
bewegt wird. Hierdurch - wird zwangläufig der zu regelnde Stromkreis einpolig abgeschaltet.
Beim Weiterdrehen des Nockenkörpers stößt der Nocken 34 gegen den Hebel 36, wodurch
die Schaltkontaktteile 38, 39 sich öffnen. Mit dem Öffnen dieser Schaltkontaktteile
38, 39 wird der zweite Leitungspol des zu regelnden Stromkreises abgeschaltet. Es
läßt sich also mit Hilfe des Nockenkörpers 27 eine doppelpolige Abschaltung des
Stromkreises bewirken. Wird der Nockenkörper - im Gegenuhrzeigersinn zurückgedreht,
so läuft zunächst der Nocken 34 von dem Hebel 36 ab, wodurch sich die Schaltkontakte
38, 39 schließen. Alsdannn gelangt der Nocken 28 gegen die Auflauffläche 30, wodurch
der Verstellhebel 4 derart geschwenkt wird, daß der Bimetallstreifen 3 mit seinem
Mitnehmer 48 die Totpunktwippe an dem Anschlag i2 von der Ausschaltstellung in die
Einschaltstellung mitnimmt. Hierdurch sind beide Leitungspole des zu regelnden Stromkreises
wieder eingeschaltet.