EP0039006B1 - Schalt- und Regelvorrichtung - Google Patents

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EP0039006B1
EP0039006B1 EP81102919A EP81102919A EP0039006B1 EP 0039006 B1 EP0039006 B1 EP 0039006B1 EP 81102919 A EP81102919 A EP 81102919A EP 81102919 A EP81102919 A EP 81102919A EP 0039006 B1 EP0039006 B1 EP 0039006B1
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EP
European Patent Office
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coupling
regulator
controller
coupling part
controller barrel
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EP81102919A
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English (en)
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Karl Treffinger
Günther Reimold
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EGO Elektro Geratebau GmbH
Original Assignee
EGO Elektro Gerate Blanc und Fischer GmbH
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H89/00—Combinations of two or more different basic types of electric switches, relays, selectors and emergency protective devices, not covered by any single one of the other main groups of this subclass
    • H01H89/04—Combination of a thermally actuated switch with a manually operated switch
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/54—Mechanisms for coupling or uncoupling operating parts, driving mechanisms, or contacts
    • H01H3/58—Mechanisms for coupling or uncoupling operating parts, driving mechanisms, or contacts using friction, toothed, or other mechanical clutch

Definitions

  • the invention relates to a switching and control device, in particular for ovens, consisting of a cam switch with a rotatable shift drum and a controller coupled to it, the coupling between the shift drum and the adjusting shaft of the controller being designed such that the shift drum adjusts the adjusting shaft via a predetermined one Entrains the adjustment angle range and is then rotatable further to the adjustment angle range of the controller with respect to the adjustment shaft and the clutch part on the controller side is inhibited against turning back in relation to the controller and / or cam switch by an inhibiting device.
  • Such combinations of switches and controllers for ovens are also referred to as UOG switches because they can be used to switch on bottom heat (temperature-controlled), top heat and grill position. It is therefore necessary to be able to control further switching positions of the cam switch at the end of the control range of the controller.
  • the object of the invention is therefore to provide a shaft and control device of the type mentioned at the outset which enables simplified manufacture and assembly.
  • the clutch is a slip or latching clutch.
  • the slip or snap-in clutch becomes effective and enables the shift drum of the switch to rotate relative to the fixed setting shaft of the controller.
  • the inhibition of the clutch part on the controller side prevents the clutch part on the controller side from immediately starting to turn back, as a result of which the synchronization between the controller and the switch would be canceled. Since the clutch runs back more easily than the controller, it is ensured that the clutch first returns to the position at which it was disengaged, and then, for example by means of a driving stop, takes the controller again.
  • the inhibitor for the controller-side coupling part preferably contains a resilient catch, but can work with friction. It can be present either directly on the controller-side connection part in the area of the switch or on the controller, the natural friction in the controller being able to help at least in part.
  • a clutch which could be referred to as an intermediate thing between the slip and snap-in clutch, and which consists of two superimposed, preferably face-side clutch surfaces, which are provided or toothed in such a way that they are in the engaged state in which So the shafts of the controller and the switch rotate together, mesh with each other, while when disengaging they can lift off against each other against the force of a spring, preferably axially compressing them, and turn against each other.
  • This achieves a coupling effect in which after the coupling point has been exceeded (disengagement of the cams) the resistance to continue turning again becomes relatively low.
  • the clutch snaps resiliently, so that the synchronization is inevitably restored.
  • this position there is an effective driving stop between the two coupling halves in the reverse direction. Intervention that ensures a positive coupling in this direction.
  • the cam switch 11 shown in FIG. 1 has a switch housing 12 made of insulating material, in which a switch shaft 13 is mounted which drives a switching drum 14.
  • the shift drum has at its end remote from the operator a deep central recess 16 into which a sleeve-shaped coupling part 17 engages and can rotate therein and move axially to a limited extent.
  • the coupling part then has, on its part guided in the recess 16, a flange 18 which covers the end face (coupling face 19) remote from the operator with the inner end face of its flange (coupling face 20).
  • the two coupling surfaces are profiled in a manner which will be explained later.
  • the flange 18 lies in a U-shaped recess 21 of the switch housing 12 and thus forms the rear bearing for the shift drum.
  • the shift drum is secured in the recess 21 by a projection 22 of a rear metal plate 23 which overlaps the flange 18.
  • the metal sign 23 has a multiple function.
  • projections 24 for coupling the regulator 25 against rotation and also has a shape of one. him cut out flap a leaf spring 26 which presses in the axial direction on the outer end face 27 of the coupling part 17 and thus presses the two coupling surfaces 19 and 20 against each other.
  • a recess 28 (see for example FIG.
  • the controller 25 has an adjusting shaft 29 which is accommodated in a rotationally fixed manner in the interior of the coupling part 17.
  • Each profiling consists of some, in the example shown three oblique triangular projections and recesses (cams 30), a recessed portion 31 on the shift drum 14, which is opposite a projecting portion 32 on the coupling part 17 or the coupling surface 20 and one on the coupling surface 19 Shift drum protruding portion 33, which corresponds to a rear portion 34 on the opposite clutch surface 20. Between the protruding and recessed sections there is a steep step 35 on both coupling surfaces 19, 20.
  • the steep steps 35 are arranged in such a way that the step 35 on the shift drum 14 moves away from the corresponding step on the coupling part 17 when turning further: in this Angle of rotation range (270 ° to just before 360 °) are opened or closed by the shift drum 14 by moving shading springs 15 contacts without the adjusting shaft 29 of the temperature controller moving. While the previously described 6 to 8 seen from the right in a clockwise direction, ie in the direction of arrow 37, the coupling surface 19 of the shift drum 14 runs back to the coupling point (in the example at 270 °) when turning back against the direction of rotation of the arrow 37.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schalt- und Regelvorrichtung, insbesondere für Backöfen, bestehend aus einem Nockenschalter mit drehbarer Schaltwalze und einem mit ihr gekuppelten Regler, wobei die Kupplung zwischen der Schaltwalze und der Einstellwelle des Reglers derart ausgebildet ist, daß die Schaltwalze die Einstellwelle über einen vorgegebenen Einstell-Winkelbereich mitnimmt und anschließend an den Einstell-Winkelbereich des Reglers gegenüber der Einstellwelle weiterdrehbar ist und das reglerseitige Kupplungsteil gegenüber dem Regler und/oder Nockenschalter durch eine Hemmeinrichtung gegen Rückdrehen gehemmt ist.
  • Derartige Kombinationen von Schaltern und Reglern für Backöfen werden auch als UOG-Schalter bezeichnet, weil man mit ihnen Unterhitze (temperaturgeregelt), Oberhitze und Grill-Stellung einschalten kann. Es ist also erforderlich, am Ende des Regelbereiches des Reglers noch weitere Schaltstellungen des Nockenschalters ansteuern zu können.
  • Dazu ist bereits aus der DE-A-1 615 225 und der DE-A-2 803 768 bekanntgeworden, in der Schaltwalze des Nockenschalters eine Kupplungshülse zu lagern, mit der die Einstellwelle des Reglers drehfest verbunden ist. Zwischen der Schalterwelle und der Hülse ist eine Kupplungsfeder vorgesehen, die sich beim Überschreiten des Reglerbereiches spannt, so daß der Nockenschalter weitergedreht werden kann, wenn der Regler am Ende seines Regelbereiches durch einen Anschlag blockiert ist. Durch die natürliche Reibung der Reglerwelle in dem Regler bildet dieser eine Hemmeinrichtung für das reglerseitige Teil der Kupplung. Der Regler wird allerdings durch die Feder so lange an seinem Anschlag gehalten, bis die Schaltwalze wieder die entsprechende Stellung erreicht hat. Diese Vorrichtungen haben sich ausgezeichnet bewährt, erfordern jedoch eine aus Metall hergestellte Hülse, in der die Feder montiert werden muß. Es wäre daher vorteilhaft, wenn ein derartiger UOG-Schalter mit geringerem Herstellungs- und Montageaufwand gefertigt werden könnte.
  • Es ist ferner aus der DE-A-2 164 694 ein derartiger UOG-Schalter bekanntgeworden, bei dem die Kupplungsfeder zwischen den beiden Teilen einer zweiteiligen Schaltwalze vorgesehen ist. Zwischen diesen beiden Teilen befindet sich auch ein Anschlagnocken, der die Drehung begrenzt. Auch hierbei ist Herstellung und Montage noch recht kompliziert.
  • Aufgabe der Erfindung ist es demnach, eine Schaft- und Regelvorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die eine vereinfachte Herstellung und Montage ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Kupplung eine Rutsch-oder Rastkupplung ist.
  • Am Ende des Regelbereiches des Reglers, der durch einen Anschlag im Regler oder auch am reglerseitigen Kupplungsteil des Schalters begrenzt ist, wird also die Rutsch- oder Rastkupplung wirksam und ermöglicht die Drehung der Schaltwalze des Schalters gegenüber der festgehaltenen Einstellwelle des Reglers. Durch die Hemmung des reglerseitigen Kupplungsteils wird verhindert, daß das reglerseitige Kupplungsteil sofort beginnt, sich zurückzudrehen, wodurch die Synchronisation zwischen Regler und Schalter aufgehoben wäre. Da also die Kupplung leichter zurückläuft als der Regler, wird sichergestellt, daß die Kupplung zuerst wieder die Stellung erreicht, bei der sie ausgekuppelt hatte, und danach, beispielsweise formschlüssig durch einen Mitnahmeanschlag, den Regler wieder mitnimmt.
  • Die Hemmeinrichtung für das reglerseitige Kupplungsteil enthält vorzugsweise eine federnde Raste, kann jedoch mit Reibung arbeiten. Sie kann entweder unmittelbar am reglerseitigen Anschlußteil im Bereich des Schalters oder an dem Regler vorhanden sein, wobei die natürliche Reibung im Regler zumindest teilweise mithelfen kann.
  • Bevorzugt ist eine Ausführung mit einer Kupplung, die als ein Mittelding zwischen Rutsch- und Rastkupplung bezeichnet werden könnte, und die aus zwei aufeinanderliegenden, vorzugsweise stirnseitigen Kupplungsflächen besteht, die so mit Nocken versehen bzw. verzahnt sind, daß sie in eingekuppeltem Zustand, in dem also die Wellen von Regler und Schalter sich gemeinsam drehen, ineinander eingreifen, während sie beim Auskuppeln entgegen der Kraft einer sie vorzugsweise axial zusammendrückenden Feder voneinander abheben und sich gegeneinander verdrehen können. Dadurch wird eine Kupplungswirkung erzielt, bei der nach dem Überschreiten des Kupplungspunktes (Ausrasten der Nocken) der Widerstand zum Weiterdrehen wieder relativ gering wird. Beim Zurückdrehen rastet die Kupplung federnd wieder ein, so daß die Synchronisation zwangsläufig wieder hergestellt wird. Außerdem kommt in dieser Lage noch ein in Rückdrehrichtung wirksamer Mitnahmeanschlag zwischen den beiden Kupplungshälften zum. Eingriff, der eine formschlüssige Kupplung in dieser Richtung gewährleistet.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Schalter mit einem angekuppelten, in Ansicht dargestellten Temperaturregler,
    • Fig. 2 eine Ansicht der rückseitigen Stirnfläche der Schaltwalze auf der Linie 11-11 in Fig. 1,
    • Fig. 3 eine Abwicklung der Profilierung dieser Stirnfläche,
    • Fig. 4 eine Draufsicht auf die damit zusammenwirkende Stirnfläche der Hülse, nach der Linie IV-IV in Fig. 1 gesehen,
    • Fig. 5 eine Abwicklung der Profilierung dieser Stirnfläche und
    • Fig. 6 bis 8 Ansichten auf den Kupplungsspalt zwischen Hülse und Mitnahmewalze, nach der Linie VI-VI in Fig. 1 gesehen, in verschiedenen Arbeitsstellungen.
  • Der in Fig. 1 dargestellte Nockenschalter 11 besitzt ein aus Isolierstoff hergestelltes Schaltergehäuse 12, in dem eine Schalterwelle 13 gelagert ist, die eine Schaltwalze 14 antreibt. Die aus Isolierstoff hergestellte Schaltwalze 14 hat, axial hintereinander angeordnet, verschiedene Nocken, die Schaltfedern 15 betätigen, um verschiedene Heizwiderstände, Grillmotoren, Beleuchtungseinrichtungen etc. für einen Backofen ein-und auszuschalten.
  • Die Schaltwalze hat an ihrem bedienungsfernen Ende eine tiefe zentrale Ausnehmung 16, in die ein hülsenförmiges Kupplungsteil 17 eingreift und sich darin drehen und begrenzt axial verschieben kann. Das Kupplungsteil hat anschließend an seinen in der Ausnehmung 16 geführten Teil einen Flansch 18, der die bedienungsferne Stirnfläche (Kupplungsfläche 19) mit der inneren Stirnfläche ihres Flansches (Kupplungsfläche 20) überdeckt. Die beiden Kupplungsflächen sind in später noch erläuterter Weise profiliert.
  • Der Flansch 18 liegt in einer U-förmigen Ausnehmung 21 des Schaltergehäuses 12 und bildet damit das hintere Lager für die Schaltwalze. Die Schaltwalze wird durch einen den Flansch 18 übergreifenden Vorsprung 22 eines hinteren Blechschildes 23 in der Ausnehmung 21 gesichert. Der Blechschild 23 hat eine MehrfachFunktion. Neben der Sicherung der Schaltwalzenlagerung in radialer Richtung sichert er diese auch in axialer Richtung, hat Vorsprünge 24 zur verdrehgesicherten Ankupplung des Reglers 25 und besitzt ferner in Form eines aus. ihm ausgeschnittenen Lappens eine Blattfeder 26, die in axialer Richtung auf die äußere Stirnfläche 27 des Kupplungsteils 17 drückt und damit die beiden Kupplungsflächen 19 und 20 gegeneinanderpreßt. In dieser Stirnfläche 27 ist eine Ausnehmung 28 (siehe beispielsweise Fig. 7) vorgesehen, in die die Blattfeder 26 eingreifen kann. Der Blechschild 23 ist mittels Federrasten 40 am Schaltergehäuse 12 befestigt. Der Regler 25 hat eine Einstellwelle 29, die im Inneren des Kupplungsteils 17 drehfest aufgenommen ist.
  • Die Fig. 2 bis 5 zeigen die Profilierung der beiden Kupplungsflächen. Es ist zu erkennen, daß die beiden Profilierungen einen Ringbereich an der Stirnfläche einnehmen und zueinander spiegelbildlich ausgebildet sind, so daß die Profilierungen in der eingekuppelten Stellung ineinandergreifen.
  • Jede Profilierung besteht aus einigen, im dargestellten Beispiel drei schrägen dreiecksförmigen Vorsprüngen und Ausnehmungen (Nokken 30), einem an der Schaltwalze 14 zurückspringenden Abschnitt 31, dem ein vorspringender Abschnitt 32 am Kupplungsteil 17 bzw. der Kupplungsfläche 20 gegenüberliegt und einem an der Kupplungsfläche 19 der Schaltwalze vorspringenden Abschnitt 33, dem ein zurückliegender Abschnitt 34 an der gegenüberliegenden Kupplungsfläche 20 entspricht. Zwischen den vor- und zurückspringenden Abschnitten befindet sich eine steile Stufe 35 an beiden Kupplungsflächen 19,20.
  • Im folgenden wird die Wirkungsweise der zwischen der Schaltwalze 14 und dem Kupplungsteil 17 gebildeten Kupplung 36 anhand der Fig. 6 bis 8 im einzelnen erläutert:
    • Fig. 6 zeigt die eingekuppelte Kupplung 36, bei der also die profilierten Flächen, die einander spiegelbildlich entsprechen, aneinander anliegen und ineinander eingreifen. Dieser Zustand wird von der Schalterstellung 0° (Aus-Stellung) bis zum Ende des Regelbereiches des Temperaturreglers 25 beibehalten. Dieser Regelbereich endet normalerweise bei etwa 270° im Drehwinkel der Schalterwelle 13 und der damit in diesem Bereich synchrongekuppelten Einstellwelle 29. Die Blattfeder 26 läuft dabei auf der Stirnfläche 27 des Kupplungsteils 17 und sorgt einerseits für eine Aufeinanderpressung der Kupplungsflächen 19, 20 und andererseits für eine gewisse erwünschte Hemmung von Schalter und Regler gegen ungewollte Verstellung.
    • Fig. 7 zeigt die Kupplung 36 am Ende des Regelbereiches (bei ca. 270° Einstellwinkel). Es ist zu erkennen, daß die Kupplung 36 noch eingekuppelt ist, d. h. die Kupplungsflächen 19, 20 noch ganz aufeinanderliegen, jedoch die Blattfeder 26 in die Ausnehmung 28 federnd eingerastet ist, so daß das Kupplungsteil 17 gebremst wird. Normalerweise ist gleichzeitig der Drehwinkelbereich der Einstellwelle 29 im Temperaturregler durch einen Anschlag begrenzt, so daß auch deswegen das Kupplungsteil 17 stehen bleibt.
  • Aus Fig. 8 ist zu sehen, daß bei einer weiteren Drehung zwischen 270° und dem Ende des Drehbereichs der Schalterwelle 13 die Kupplung 36 auskuppelt. Dabei gleiten die Schrägflächen der Nocken 30 aufeinander und verschieben das Kupplungsteil 17 entgegen der Kraft der Blattfeder 26 axial so, daß die Kupplungsflächen 19 und 20 nicht mehr paßgleich aufeinanderliegen, sondern um die Profilhöhe beider Profile auseinanderliegen. In der Praxis gleiten also die Scheitel der Nocken 30 auf den Flächen der Abschnitte 32, 33. Die steilen Stufen 35 sind-so angeordnet, daß sich beim Weiterdrehen die Stufe 35 an der Schaltwalze 14 von der entsprechenden Stufe am Kupplungsteil 17 entfernt: In diesem Drehwinkelbereich (270° bis kurz vor 360°) werden von der Schaltwalze 14 durch das Bewegen von Schattfedern 15 Kontakte geöffnet oder geschlossen, ohne daß sich die Einstellwelle 29 des Temperaturreglers bewegt. Während die bisher beschriebene Einstellung in den Fig. 6 bis 8 von rechts gesehen im Uhrzeigersinn, d. h. in Richtung des Pfeiles 37 erfolgte, läuft beim Zurückdrehen entgegen der Drehrichtung des Pfeiles 37 die Kupplungsfläche 19 der Schaltwalze 14 bis zum Kupplungspunkt (im Beispiel bei 270°) zurück. Dabei sei bemerkt, daß beim Auskuppeln nach einem anfänglichen Widerstand zur Axialbewegung des Kupplungsteils 17 entgegen der Kraft der Blattfeder 26 die Verstellung der Schaltwalze gegenüber dem Kupplungsteil 17 relativ leichtgängig ist. Dies ist auch beim Rückdrehen der Fall, so daß die Hemmung durch die in die Ausnehmung 28 eingerastete Blattfeder 26 größer ist als die Reibung im Bereich der Kupplung 36. Diese Hemmung durch die federnd eingerastete Blattfeder kann durch andere Reibkräfte, beispielsweise im Temperaturregler, ergänzt oder ersetzt werden.
  • Kurz bevor die Stellung nach Fig. 7 (Kupplungspunkt) erreicht wird, kommen die Schrägflächen der Nocken 30 wieder miteinander in Eingriff, und die Blattfeder 26 drückt die Kupplungshülse wieder nach rechts, bis die Stellung nach Fig.7 (eingekuppelte Stellung) wieder erreicht ist.
  • Dabei liegen dann die beiden steilen Stufen 35 wieder aufeinander, so daß jetzt ein zwangsweise formschlüssiger Eingriff der Kupplung 36 gegeben ist, mittels dessen es leicht ist, die Blattfeder 26 aus der Ausnehmung 28 zu heben. Dabei ist ein gewisser Widerstand spürbar, der dann beim weiteren Zurückdrehen (Fig. 6) wieder geringer wird. Diese Widerstandspunkte sind erwünscht, damit der Benutzer auch ohne Ablesung der Knebelbeschriftung sofort spürt, wenn er den Regelbereich des Temperaturreglers überschreitet.

Claims (10)

1. Schaft- und Regelvorrichtung, insbesondere für Backöfen, bestehend aus einem Nockenschalter (11) mit drehbarer Schaltwalze (14) und einem mit ihr gekuppelten Regler (25), wobei die Kupplung (36) zwischen der Schaltwalze (14) und der Einstellwelle (29) des Reglers (25) derart ausgebildet ist, daß die Schaltwalze (14) die Einstellwelle (29) über einen vorgegebenen Einstell-Winkelbereich mitnimmt und anschließend an den Einstell-Winkelbereich des Reglers (25) gegenüber der Einstellwelle (29) weiterdrehbar ist und das reglerseitige Kupplungsteil (17) gegenüber dem Regler (25) und/oder Nockenschalter (11) durch eine Hemmeinrichtung (26, 27,28) gegen Rückdrehen gehemmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (36) eine Rutsch- oder Rastkupplung ist.
2 Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen in Rückdrehrichtung wirksamen, vorzugsweise in Form steiler Stufen an Kupplungsflächen (19, 20) ausgebildeten Mitnahmeanschlag (35) der Kupplung (36).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsflächen (19, 20) der Kupplung (36) die reglerseitige Stirnfläche der Schaltwalze (14) und eine Stirnfläche einer das reglerseitige Kupplungsteil (17) bildenden Hülse sind, wobei vorzugsweise das hülsenförmige Kupplungsteil (17) in die hohle Schaltwalze (14) hineinragt, und daß die die reglerseitige Kupplungsfläche (20) bildende Stirnfläche an einem Flansch (18) des Kupplungsteils (17) ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (36) miteinander zusammenwirkende, insbesondere nach Art einer stirnseitigen Verzahnung ausgebildete, schräge Nocken (30) aufweist und die Kupplungsflächen (19, 20) axial, vorzugsweise durch eine Feder (26), zueinander bewegbar und durch die Nocken (30) beim Auskuppeln auseinanderbewegbarsind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (26) als Blattfederlappen an einem rückwärtigen Blechschild (23) des Nockenschalters ausgebildet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (26) ein Teil der Hemmeinrichtung (26, 27, 28) für das Kupplungsteil (17) ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hemmeinrichtung (26, 27, 28) eine federnde Einrastung in einer Vertiefung (28) am reglerseitigen Kupplungsteil (17) enthält.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmekraft der ausgekuppelten Kupplung (36) geringer ist als die Hemmung des reglerseitigen Kupplungsteils (17).
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das reglerseitige Kupplungsteil (17) die Einstellwelle (29) des Reglers (25) drehfest aufnimmt.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kupplungsflächen (19, 20) der Kupplung (36) einander spiegelbildlich entsprechen und im eingekuppelten Zustand ganzflächig aneinander anliegen.
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