EP0279368B1

EP0279368B1 - Temperaturbegrenzer

Info

Publication number: EP0279368B1
Application number: EP88102059A
Authority: EP
Inventors: Robert Kicherer; Willi Essig; Heinz Petri
Original assignee: EGO Elektro Gerate Blanc und Fischer GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 1987-02-19
Filing date: 1988-02-12
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2008-02-12
Also published as: ES2067449T3; YU46104B; YU31988A; JPS63252376A; KR880010623A; TR24131A; DE3705260A1; EP0279368A3; EP0279368A2; US4901049A; DE3852896D1; ATE118118T1

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperaturbegrenzer nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Temperaturbegrenzer, die auch allgemein als Temperaturschalter angewendet werden können, finden insbesondere dort Anwendung, wo elektrisch beheizte Geräte, wie Elektrokochplatten, Strahlheizkkörper von Glaskeramik-Kocheinheiten, Backofenmuffeln o.dgl. vor Überhitzung geschützt werden sollen. Durch die EP-A-0 141 923 ist ein Temperaturbegrenzer zur Regelung bzw. Begrenzung der Temperatur von Strahlungs- bzw. Kontaktheizkörpern von elektrischen Kochgeräten bekannt geworden, bei welchem ein aus Isolationsmaterial bestehendes äußerstes Rohr nur als Schutzrohr vorgesehen und weder auf Druck noch auf Zug beansprucht ist, weshalb es an der Erzeugung des Schaltsignales aktiv nicht teilnimmt. Demgegenüber weisen die Temperaturfühler nach der FR-A-2 435 796 und nach der EP-A-0 225 490 überhaupt kein Isolations-Außenrohr auf.
Ein aus Isolationsmaterial bestehendes Rohr des Temperaturfühlers nach der DE-A-3 423 086 wird durch eine innerhalb des Sockels auf einen Stab wirkende Druckfeder ständig unter Druckbelastung gehalten, da der durch die Feder auf Zug belastete Innenstab mit seinem äußeren Ende auf das äußere Ende des Isolationsrohres wirkt. Das Isolationsrohr besteht aus verhältnismäßig sprödem und daher leicht brüchigem Material, was einerseits die Einleitung der Druckkräfte in seine Enden schwierig macht und andererseits auch zwischen den Enden zu Festigkeitsproblemen führt, weil das Isolationsrohr auf Knickung beansprucht ist. Daher ist bei dieser Ausbildung einerseits ein relativ großer Durchmesser des Isolationsrohres anzustreben und zur möglichst gleichmäßigen Einleitung der Druckkräfte sind an seinen Enden aufgesteckte Endkappen vorgesehen, was eine sehr aufwendige Ausbildung bei verhältnismäßig großen Querschnitten mit sich bringt. Da der Temperaturfühler, beispielsweise bei Anordnung an Strahlheizkörpern, eine Rückstrahlung bewirkt, die mit zunehmendem Durchmesser des Temperaturfühlers ebenfalls zunimmt, können bei der bekannten Ausbildung örtliche Überhitzungen der Heizwiderstände durch diese Rückstrahlung auftreten. Das Erfordernis nach verhältnismäßig kleinem Durchmesser wird zwar bei Temperaturfühlern mit metallischem Außenrohr meist erfüllt, jedoch ist die elektrische Leitfähigkeit dieses Außenrohres in vielen Anwendungsfällen von Nachteil, weshalb dann noch auf das metallische Außenrohr ein Isolationsschutzrohr aufgesetzt werden muß, was eine sehr aufwendige Ausbildung sowie wiederum eine Vergrößerung des Durchmessers des Temperaturfühlers mit sich bringt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturbegrenzer der genannten Art zu schaffen, welcher bei einfachem Aufbau und hoher Funktionssicherheit eine sehr schlanke kompakte Ausbildung des Temperaturfühlers ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einem Temperaturbegrenzer der genannten Art durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruches 1 gelöst. Der Innen-bzw. Druckstab des Temperaturfühlers ist trotz elektrisch isolierender Ummantelung nur von einem einzigen Rohr umgeben, das seinerseits aus einem hochtemperaturbeständigen Material mit niedrigem thermischem Ausdehnungskoeffizienten und hohen elektrischen Isolationseigenschaften bestehen kann, wobei dieses Isolationsrohr wegen seiner ausschließlichen Zugbelastung nicht nur mit verhältnismäßig geringem Durchmesser, sondern auch mit relativ geringer Wandstärke ausgebildet werden kann, so daß die Außenweite des Temperaturfühlers den Außendurchmesser des Innenstabes nur um etwa das Zwei- bis Dreifache zu übertreffen braucht. Außerdem kann die Anordnung so getroffen werden, daß die durch die Außenfläche des Außenrohres definierte Hüllfläche die äußerste Begrenzung des Temperaturfühlers über dessen gesamte Länge darstellt, über welche nach außen zumindest über den größten, bis zum äußersten Ende des Temperaturfühlers reichenden Teil seiner Länge keinerlei Teile, wie Endkappen o.dgl. vorstehen. Des weiteren ergibt sich, weil der Innenstab nur auf Druck belastet ist und verhältnismäßig eng vom Isolationsrohr umgeben sein kann, eine sehr exakte temperaturabhängige Bewegung des für den oder die Schaltvorgänge maßgebenden inneren Endes des Innenstabes.
Die erfindungsgemäße Ausbildung ist für solche Temperaturbegrenzer geeignet, die nur einen einzigen Schalter aufweisen, insbesondere aber auch für Temperaturschalter, die zwei oder mehr Schaltkontakte, beispielsweise für unterschiedliche Schaltfunktionen, aufweisen, wie das dort der Fall ist, wo der eine Schalter als Leistungsschalter die Leistung der zu schaltenden Beheizung steuert, während ein weiterer Schalter als Heißmelde- bzw. Signalschalter eine Signaleinrichtung schaltet, welche anzeigt, ob das beheizte Gerät eine für die Berührung zu hohe Temperatur von beispielsweise über 60 °C hat oder nicht.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung bei Stabfühlern jeglicher Art ergibt sich durch über Druckkraft aneinandergegliederte Stabteile. Die benachbarten Stabteile haben zweckmäßig unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten, so daß sich ein gegliederter, nur unter den Funktions-Druckkräften zusammengehaltener Innenstab ergibt, der eine sehr zurverlässige Weiterleitung der unterschiedlichen Längendehnungen der verschiedenen Stabteile gewährleistet.
Der erfindungsgemäße Dehnstabfühler läßt sich auch sehr einfach montieren, justierbar ausbilden und so lagern, daß er zur Ausrichtung gegenüber der Beheizung in Bezug auf den Sockel, beispielsweise gelenkig, lageverändert werden kann.
Temperaturbegrenzer, mit zwei oder mehr Schaltfunktionen dienen meist zur gesonderten Schaltung zweier Schaltkreise, nämlich beispielsweise des Leistungskreises der Beheizung und eines Signalkreises zur Anzeige des Heißzustandes dieser Beheizung bzw. einer zugehörigen Gerätezone, wobei jedoch beide Schaltvorgänge von einem einzigen Temperaturfühler beeinflußt werden. Dadurch ist es verhältnismäßig schwierig, die Anordnung so zu gestalten, daß die Schaltpunkte der beiden Schalter jeweils für sich genau justiert werden können. Bei zahlreichen elektrischen Beheizungen, wie beispielsweise Elektrokochplatten, Strahlheizkörpern von Glaskeramik-Kocheinheiten, Backofenmuffeln o.dgl. ist aber eine solche Justierung häufig in der Art erwünscht, daß sie auch nach dem Einbau des Temperaturbegrenzers in einfacher Weise vorgenommen werden kann.
Bei dem Temperaturbegrenzer nach der DE-A 3 423 086 bilden das Betätigungsglied und das Übertragungsglied einen rotations symmetrischen, zweistufig zylindrischen Bauteil, dessen größerer Abschnitt eine ringförmige Betätigungsfläche für den einen Schalter und dessen schlankerer Abschnitt mit seiner Endfläche eine in gleicher Richtung weisende kleinere Betätigungsfläche für den anderen Schalter bildet. Der Abstand zwischen diesen beiden Betätigungsflächen bestimmt die Justierung für den weiter vom Temperaturfühler entfernten Schalter und muß vor Einbau dieses Bauteiles durch Einschleifen festgelegt werden, wonach eine weitere Justierung nicht mehr möglich ist. Des weiteren ist die Anordnung so getroffen, daß bei Längendehnung des Innenstabes des Temperaturfühlers die Kontakte des weiter entfernt liegenden Schalters geschlossen werden, wobei das Übertragungsglied nicht unmittelbar auf die Schnappfeder des zugehörigen Schnappschalters, sondern auf eine diesen zur Öffnungsstellung belastende Entlastungsfeder wirkt, was einer sicheren und genauen Schaltfunktion dieses Schalters entgegensteht, auch, weil dessen Schnappfunktion dadurch weitestgehend außer Kraft gesetzt ist.
Durch die DE-A 2 839 161 ist zwar auch ein Temperaturbegrenzer bekanntgeworden, bei welchem beide Schalter nachträglich im wesentlichen unabhängig voneinander einfach zu justieren sind, jedoch liegen hier die Schalter quer zum Temperaturfühler nebeneinander, so daß eine direkte lineare Betätigung beider Schalter durch den Temperaturfühler nicht gegeben ist, sondern querliegende Übertragungshebel vorgesehen sind.
Insbesondere gegenüber diesen bekannten Ausbildungen liegt der Erfindung ferner die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturbegrenzer der genannten Art zu schaffen, welcher auch eine nachträgliche bzw. jederzeitige Justierung des Schaltpunktes des vom Temperaturfühler weiter entfernten Schalters ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einem Temperaturbegrenzer der genannten Art dadurch gelöst, daß zur Justierung eine Abstandsveränderung in zwei möglichen Richtungen vorgesehen ist. Dadurch, daß z.B. der Abstand des Betätigungselementes von dem Druckstab mit einem Justierglied einstellbar ist, kann die Schaltgenauigkeit des weiter entfernten Schalters sehr genau eingestellt werden. Ein dem Innenstab des Temperaturfühlers zugehöriges und daher zur Justierung des näher beim Temperaturfühler liegenden Schalters vorgesehenes Justierglied sowie das dem Betätigungselement zugehörige Justierglied können in einfacher Weise etwa in Verlängerung des Temperaturfühlers hintereinander, also beispielsweise achsgleich zueinander liegen, wobei eine besonders vorteilhafte Ausführung gegeben ist, wenn die beispielsweise durch Betätigungsköpfe gebildeten, zur Betätigung dienenden Teile dieser Justierglieder voneinander weggerichtet sind und an voneinander abgekehrten Seiten des Temperaturbegrenzers, also beispielsweise am äußeren Ende des Temperaturfühlers einerseits und am davon abgekehrten Ende des Sockels andererseits liegen.
Die Justierglieder können somit leicht zugänglich achsgleich derart zueinander vorgesehen sein, daß sämtliche, vom Temperaturfühler zu übertragenden Kräfte als reine Druckkräfte auftreten und keine Biegekräfte bewirkt werden. Dies betrifft insbesondere die Übertragung der Kräfte vom Übertragungsglied auf das Justierglied und von diesem auf das gesonderte Betätigungselement, das zweckmäßig im wesentlichen achsgleich zum Übertragungsglied liegend linear bewegbar angeordnet ist. Dadurch wird auch eine unmittelbare bzw. direkte Einwirkung des Ausdehnungs- bzw. Innenstabes des Temperaturfühlers auf die Schalter erreicht, was die Schaltgenauigkeit wesentlich erhöht.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung, insbesondere bei Temperaturschaltern der beschriebenen Art, ergibt sich, wenn das Übertragungsglied bzw. das Betätigungsglied vom zylindrischen Querschnitt abweichende Querschnitte aufweist bzw. aufweisen, da dann einerseits eine kompaktere Unterbringung dieser Glieder möglich ist und andererseits auf einfache Weise auch eine gegenüber dem Sockel verdrehgesicherte Anordnung erreicht werden kann. Diese Verdrehsicherung des Übertragungsgliedes kann unmittelbar zur Verdrehsicherung auf das Betätigungselement übertragen werden, so daß dieses einer direkten verdrehgesicherten Führung gegenüber dem Sockel nicht bedarf, was die Leichtgängigkeit des Systems und damit die Schaltgenauigkeit ebenfalls wesentlich erhöht. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ergibt sich dadurch, daß das Betätigungsglied und das Übertragungsglied praktisch formgleich bzw. mit gleichen Querschnitten ausgebildet werden können, was einerseits die Herstellung selbst dann wesentlich vereinfacht, wenn diese beiden Teile aus zwei gesonderten, baugleichen Teilen zu dem gemeinsamen Bauteil zusammengesetzt werden und andererseits die Montage erleichtert, da beide Enden dieses Bauteiles in beiden möglichen Lagen gleichwirkend angeordnet werden können.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein können. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen erfindungsgemäßen Temperaturbegrenzer in Ansicht bei geöffnetem Gehäuse;
Fig. 2: einen Schnitt etwa nach der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3: einen Bauteil des Temperaturbegrenzers in einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 4: eine Draufsicht auf den Bauteil gemäß Fig. 3;
Fig. 5: eine weitere Ausführungsform des Bauteiles in einer Darstellung entsprechend Fig. 4;
Fig. 6: einen Ausschnitt der Fig. 2 in einer weiteren Ausführungsform;
Fig. 7: eine weitere Ausführungsform eines Temperaturbegrenzers in einer Betriebsanordnung;
Fig. 8: eine weitere Ausführungsform eines Temperaturfühlers im Axialschnitt.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Temperaturschalter, der bevorzugt als Temperaturbegrenzer 1 einzusetzen ist, weist einen an seiner Ober- bzw. Vorderseite zu öffnenden und mit einem plattenförmig ebenen Gehäusedeckel 3 verschließbaren Sockel 2 aus Isolationswerkstoff auf. In dem Sockel sind unmittelbar benachbart zueinander und hintereinander zwei baulich bzw. in ihren äußeren Abmessungen etwa gleiche Schalter in Form von Schnappschaltern angeordnet. Diese Schalter können für beliebige gesonderte Schaltvorgänge genutzt werden und sind bevorzugt als Leistungsschalter 5 und als Signalschalter 4 so vorgesehen, daß mit dem Leistungsschalter 5 oberhalb einer durch Justierung vorbestimmten Temperatur die Leistung der angeschlossenen Beheizung abgeschaltet wird, während mit dem Signalschalter 4 oberhalb einer durch Justierung vorbestimmten, relativ geringen Temperatur des beheizten Gerätes eine Signaleinrichtung, beispielsweise eine Signalleuchte, eingeschaltet und erst wieder ausgeschaltet wird, wenn diese zweite Temperatur unterschritten wird. Der Sockel 2 ist als im wesentlichen geschlossenes Gehäuse ausgebildet, welches die Schalter allseits geschützt umgibt.
An einer am Umfang des flach rechteckigen Sockels 2 liegenden Sockel-Schmalseite ist ein stabförmiger, geradliniger Temperaturfühler 6 befestigt, der wesentlich länger als die zu seiner Längsrichtung parallelen Längsseiten des Sockels 2 ist und im wesentlichen parallel zu der zwischen der Vorderseite und der Rückseite liegenden Mittelebene des Sockels 2 liegt. Der Temperaturbegrenzer 6 befindet sich dabei näher zur Vorderseite als zu der zur Vorderseite parallel geschlossenen Rückseite des Sockels 2.
Der Temperaturfühler 6 besteht im wesentlichen aus einem über seine gesamte Länge durchgehend aus einem hochtemperaturbeständigen Material mit sehr niedrigem thermischem Ausdehnungskoeffizienten gefertigten Außenrohr 7, das insbesondere elektrische Isoliereigenschaften hat, bevorzugt aus Quarzglas, Keramik o.dgl. besteht sowie aus einem Innenstab 8, der in dem Außenrohr 7 im wesentlichen berührungsfrei angeordnet ist und einen wesentlich größeren Ausdehnungskoeffizienten als das Außenrohr 7 hat. Das Außenrohr 7 und der Innenstab 8 sind jeweils annähernd über ihre ganze Länge zylindrisch, wobei der Außendurchmesser des Innenstabes 8 um wesentlich weniger als die Hälfte dieses Durchmessers kleiner als der Innendurchmesser des Außenrohres 7 ist, derart, daß zwischen diesen beiden Teilen nur ein relativ enger Spaltabstand gegeben ist und der Außendurchmesser des relativ dickwandigen Außenrohres 7 verhältnismäßig klein, beispielsweise in der Größenordnung des Durchmessers von wendelförmigen Heizwiderständen gehalten werden kann, die die dem Temperaturbegrenzer 1 zugeordnete Beheizung aufweist.
Das beim Sockel 2 liegende innere Ende 46 des Außenrohres 7 ist zu einem einteilig mit diesem ausgebildeten, nur radial nach außen vorstehenden Formschlußglied 47 in Form eines Ringflansches geformt, der somit einteilig mit dem Außenrohr 7 ausgebildet ist. Dieses innere Ende 46 des Außenrohres 7, das bis in den Sockel 2 hineinreicht, ist im wesentlichen zentriert in einer Flanschplatte 10 angeordnet, welche die gesamte zugehörige schmalseitige Gehäusewand des Sockels 2 bildet.
Diese, aus Metall bestehende Flanschplatte 10 weist einen nach außen vorstehenden, vom inneren Ende 46 des Außenrohres 7 durchsetzten Ansatz auf, wobei das Formschlußglied 47, das gleiche oder größere Dicke als die Flanschplatte 10 aufweisen kann, an der Innenseite dieser Flanschplatte 10 unmittelbar benachbart zur Öffnung anliegt. Der Übergang des Formschlußgliedes 47 in den Mantel des Außenrohres 7 ist an dessen Außenseite im Querschnitt teilkreisförmig konkav gekrümmt und liegt im wesentlichen ganzflächig an dem entsprechend konvex gekrümmten Übergangsbereich zwischen der Öffnung und der Innenseite der Flanschplatte 10 an, ebenso wie auch die ebene, ringförmige Stirnfläche des Formschlußgliedes 47 im wesentlichen ganzflächig an der Innenseite der Flanschplatte 10 anliegt; dadurch ergeben sich verhältnismäßig geringe spezifische Flächenpressungen. Die im wesentlichen länglich-rechteckige Flanschplatte 10 ist an ihren den Längsseiten des Sockels 2 zugehörigen Enden mit U-förmig abgewinkelten Randprofilen versehen, deren von der Flanschplatte 10 entfernte, gegeneinander gerichtete U-Schenkel in Halteschlitze 44 an den Längsseiten des Sockels 2 durch Einstecken von dessen Vorderseite her formschlüssig eingreifen.
Das innere Ende 48 des durchgehend konstante Querschnitte aufweisenden und gewinde- sowie bundfreien Innenstabes 8 steht nur geringfügig, nämlich nur etwa in der Größenordnung des Ein- bis Vierfachen seines Durchmessers über die innere Endfläche des Außenrohres 7 vor und liegt mit einer ballig gekrümmten Endfläche 49 im Zentrum an der mehreckigen Übertragungsfläche 29 eines flachprofilförmigen Betätigungsgliedes 32 an, das mit einem an sein anderes Ende anschließenden Übertragungsglied 9 etwa gleichen Querschnittes einen einteiligen Bauteil bildet.
Mit seiner äußeren Endfläche 50 liegt der Innenstab 8 an einer zu ihm etwa achsgleichen Endfläche eines Justiergliedes 12 unter Federdruck an, wobei dieses Justierglied 12 unter diesem Federdruck nur in der zugehörigen Richtung gegenüber dem Außenrohr 7 axial formschlüssig abgestützt ist. Die Endfläche 50 ist zwar als ebene Stirnfläche und die entsprechende Endfläche des Justiergliedes 12 als ballige Stirnfläche dargestellt, jedoch können beide Endflächen des Innenstabes 8 gleich ausgebildet sein, so daß dieser in beiden möglichen Wendelagen gleich wirkend in das Außenrohr 7 eingesetzt werden kann. Sind diese Endflächen ballig, so sind die beiden für sie vorgesehenen Gegenflächen zweckmäßig eben, während diese Gegenflächen zweckmäßig ballig sind, wenn die Endflächen des Innenstabes 8 im wesentlichen eben ausgebildet sind.
Das Justierglied 12, an welchem der Innenstab 8 innerhalb des Außenrohres 7 anliegt, ist in einem ebenfalls vollständig innerhalb dieses Außenrohres 7 liegenden hülsenförmigen Zwischenglied 51 mit Gewinde geführt, das über seine Länge konstante Querschnitte aufweist und dessen Außenweite kleiner als die Innenweite des Außenrohres 7, nämlich etwa gleich wie die Außenweite des Innenstabes 8, ist.
Der äußere Endabschnitt 52 des Außenrohres 7 ist auf kurzer Länge kegelstumpfförmig verengt und bildet dadurch eine innere, ringförmige Anschlagfläche 53, an welcher das Zwischenglied 51 mit seiner äußeren Endfläche axial gesichert unter der Federkraft anliegt. Diese ineinandergreifenden Flächen sind, beispielsweise durch Abflachungen, Krallprofilierungen, selbsthemmend konische Ausbildung o.dgl. so gestaltet, daß sie zu einer Verdrehsicherung des Zwischengliedes 51 gegenüber dem Außenrohr 7 führen.
Das als Stiftschraube ausgebildete Justierglied 12 steht über beide Enden des Zwischengliedes 5 vor, wobei sein äußeres Ende zur leichten Zugänglichkeit aus dem Außenrohr 7 herausragen kann. Zur Montage des Justiergliedes 12 braucht dieses lediglich als Baugruppe mit dem Zwischenglied 51 gemeinsam durch das innere Ende des Außenrohres 7 in dieses sozusagen hineingeworfen werden, wonach es lose an der Anschlagfläche 53 anliegt und in dieser Lage durch Einsetzen des Innenstabes 8 gesichert wird.
Die beiden Schalter 4, 5 weisen jeweils einen als Stanzbiegeteil ausgebildeten, mehrfach abgewinkelten streifenförmigen Schalterträger 13 bzw. 14 auf, der mit einer durch eine Blattfeder gebildeten Schnappfeder 15, 16 bestückt ist, die an ihrem freien Ende einen Schaltkontakt 17 trägt bzw. bildet. Die beiden gleich ausgebildeten, jedoch entgegengesetzt angeordneten Schalterträger 13, 14 sind einschließlich ihrer Schnappfedern 15, 16 im wesentlichen spiegelsymmmetrisch zu einer zur Mittelachse 18 des Temperaturfühlers 6 bzw. zu ihrer Betätigungsrichtung rechtwinkligen Mittelebene derart angeordnet, daß die Schnappfedern 15, 16 im wesentlichen an den voneinander abgekehrten Seiten der Schalterträger 13, 14 liegen. Den Schaltkontakten sind gehäusefeste Gegenkontakte 19, 20 zugeordnet, welche Bestandteil von nicht näher dargestellten, über die Außenseite des Sockels 2 vorstehenden Anschlußteilen, beispielsweise Anschlußsteckern, sind bzw. mit solchen Anschlußteilen elektrisch leitend verbunden sind. Entsprechende, nicht näher dargestellte Anschlußteile bzw. Anschlußstecker sind auch mit den Schalterträgern 13, 14 elektrisch leitend verbunden, wobei diese Anschlußteile in Schlitze des Sockels 2 eingesetzt sein und dadurch die Befestigung des jeweiligen Schalterträgers bilden können. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Schalterträger 13, 14 jedoch mit abgewinkelten Befestigungsansätzen 45 im Sockel 2 befestigt.
Das aus elektrisch nicht leitendem Isolierwerkstoff bestehende Übertragungsglied 9 bzw. das Betätigungsglied 32 ist an dem Sockel 2 nicht unmittelbar geführt, sondern gegenüber diesem vollständig berührungsfrei und lediglich dadurch geführt, daß das Übertragungsglied 9 Durchbrüche 54 in den Schalterträgern 13, 14 durchsetzt, wobei mindestens einer dieser Durchbrüche 54 zur Bildung einer Gleitführung an den Querschnitt des Übertragungsgliedes 9 angepaßt ist und die Durchbrüche 54 rechtwinklig zur Längsrichtung der Schnappfedern 15, 16 liegen.
Das Übertragungsglied 9 durchsetzt den vom Temperaturfühler 6 weiter entfernten Schalter 4 ebenfalls vollständig und ist mit seinem freien Ende mit einem gesonderten, hülsenförmigen Betätigungselement 30 so gekuppelt, daß es dieses bei Bewegungen weg vom Temperaturfühler 6 formschlüssig unmittelbar mitnimmt, jedoch selbst das zugehörige Betätigungs-Gegenglied 31 des benachbarten Schalters 4 nicht im Sinne der Betätigung berührt. Dieses Betätigungs-Gegenglied, das im wesentlichen durch eine aus der Schnappfeder herausgeprägte, im Querschnitt teilkreisförmige Gelenksicke gebildet ist, die in Richtung zum Betätigungselement 30 vorsteht und im wesentlichen berührungsfrei im Bereich eines zu ihr symmetrischen Durchbruches von dem Übertragungsglied 9 durchsetzt wird, wird zur Betätigung ausschließlich von dem Betätigungselement 30, und zwar im Bereich mindestens einer Längsbegrenzung des gegenüber der Sickenbreite schmaleren Durchbruches berührt. Diese Berührung erfolgt seitlich außerhalb der Außenfläche bzw. der Außenflächen des Übertragungsgliedes 9 und zwar seitlich außerhalb von dessen breiteren Außenflächen.
Das Betätigungselement 30 und das Übertragungsglied 9 greifen nach Art eines Teleskopstabes ineinander, wobei vorzugs weise das Betätigungselement das Übertragungsglied am Außenumfang wenigstens teilweise, d.h. wenigstens über einen Teil seines Umfanges übergreift, so daß die genannte Betätigung des Schalters 4 auf sehr einfache Weise erfolgen kann. Das in Richtung des Ausschaltens auf den Schalter 4 wirkende Betätigungselement 30 ist in sich starr ausgebildet, so daß die Schaltfunktion sehr genau ist. Das Betätigungselement ist dabei mit einer Rückstellfeder 40 spielfrei gegen das Übertragungsglied 9 angelegt, wobei diese Feder 40, außer den erst beim Ausschalten wirksam werdenden Schalterfedern, die einzige, auf das Betätigungselement 30, das Übertragungsglied 9, das Betätigungselement 32, den Innenstab 8 und das Justierglied 12 wirkende Feder 40 ist, die alle diese Teile nach Art eines gegliederten Druckstabes in jeder Funktionslage unter Pressung spielfrei zusammenhält.
Die auf das Übertragungsglied 9 wirkende Fläche des Betätigungselementes 30 ist an einem Justierglied 34 in Form einer Stiftschraube vorgesehen, die in ein entsprechendes Innengewinde des Betätigungselementes 30 so eingeschraubt ist, daß ihre dem Innenstab 8 zugekehrte, ballige Stirnfläche in jeder Justierlage innerhalb des Betätigungselementes 30 liegt und über diese Stirnfläche stets ein Längsabschnitt des Betätigungselementes 30 vorsteht, in welchen das zugehörige Ende des Übertragungsgliedes 9 längsgeführt sowie formschlüssig verdrehgesichert eingreift. Das Betätigungselement weist also eine Längserstreckung auf und liegt mit dieser etwa parallel, insbesondere fluchtend, zum Übertragungsglied 9 und/ oder zum Justierglied 34, so daß sich eine sehr kompakte und auch bei hohen Schaltzahlen sehr exakt arbeitende Anordnung ergibt.
Ferner liegt das Justierglied 34 durch die beschriebene Ausbildung mit einer Druckfläche, nämlich insbesondere mit seiner Stirnfläche, an einer Übertragungsfläche 36, nämlich insbesondere an der zugehörigen Endfläche, des Übertragungsgliedes 9 in jeder Stellung des Übertragungsgliedes 9 spielfrei an. Diese Endfläche 36 ist zweckmäßig gleich wie die Endfläche 49 des Betätigungselementes 32 ausgebildet, kann also ggf., nämlich beispielsweise bei ebener Ausbildung der Druckfläche des Justiergliedes 34, auch ballig ausgebildet sein.
Dadurch, daß das Betätigungselement 30 und das Übertragungsglied 9 innerhalb des Betätigungselementes 30 miteinander gekuppelt sind, ergibt sich auch eine gegen Verschmutzung geschützte Lage der aneinander liegenden und die Justierung bestimmenden Flächen, nämlich der Druckfläche und der Übertragungsfläche 36. Die Verdrehsicherung des Betätigungselementes 30 könnte zwar auch gegenüber dem Sockel erfolgen, jedoch ergibt sich eine wesentlich reibungsärmere Anordnung, wenn die Längsführung zwischen dem Betätigungselement 30 und dem Übertragungsglied 9 vorgesehen ist.
Das Betätigungselement 30 ist durch zwei Maßnahmen, nämlich einerseits durch die Aufhängung an der Feder 40 sowie durch Führung in einer Lagerplatte 55 geführt, wobei es denkbar ist, auch nur eine der beiden Maßnahmen alleine vorzusehen. Die Führung in der Lagerplatte 55 bildet eine Gleitführung gegenüber dem Sockel 2 und ist vorzugsweise dadurch gebildet, daß ein über das Betätigungselement 30 vorstehender, als Gleitbolzen gewindefrei gehaltener, zylindrischer Endabschnitt 56 des Justiergliedes 34 in eine Lageröffnung 57 der Lagerplatte 55 zentriert eingreift. Die im Abstand vom zugehörigen Ende des Betätigungselementes 30 liegende Lagerplatte 55 bildet die Lageröffnung 57 mit einem von dem Betätigungselement 30 weg gerichteten Ansatz.
Ferner ist die Lagerplatte 55 mit beiderseits seitlich liegenden Randzonen von der Vorderseite des Sockels 2 in gegenüberliegende Schlitze in den zugehörigen Gehäuseinnenflächen dieses Sockels 2 eingesteckt und durch den mit seiner Innenseite an ihr anliegenden Gehäusedeckel 3 in der montierten Lage gesichert. Die Lagerplatte 55, deren Lageröffnung 57 durch den Endabschnitt 56 verschlossen ist, bildet an der zugehörigen Seite des Sockels 2 auch eine Verschlußplatte für den Gehäuseinnenraum bzw. eine entsprechende Gehäusewand und ist zweckmäßig aus etwa gleich dickem Blech wie die Flanschplatte 10 gefertigt. Dadurch, daß der Gehäuseinneraum des Sockels 2 an zwei einander gegenüberliegenden Schmalseiten einerseits durch die Flanschplatte 10 und andererseits durch die Lagerplatte 55 geschlossen ist, ergibt sich auch eine sehr einfache Herstellung des Sockels 2 aus Isolierwerkstoff.
Eine gewisse Lagerung und Führung des Betätigungselementes 30 durch die Rückstellfeder 40 ergibt sich dadurch, daß die, insbesondere etwa achsgleich zum Übertragungsglied 9 liegende, Rückstellfeder 40, die als kegelstumpfförmige Schraubendruckfeder ausgebildet ist, mit einem verengten ringförmigen Ende sowohl im wesentlichen am Umfang als auch an einem nach außen vorstehenden Ringbund 58 des Betätigungselementes 30 anliegt, wobei dieser Ringbund 58 etwa in der Mitte der Länge des Betätigungselementes 30 vorgesehen ist. Das andere, erweiterte Ende der Rückstellfeder 40 liegt zweckmäßig an der Innenseite der Lagerplatte 55 an, so daß ein gesondertes Widerlager nicht erforderlich ist. Das Betätigungselement 30 ist also außer über seine Verbindung mit dem Justierglied 34 bzw. der Rückstellfeder 40 gegenüber sockelfesten Flächen berührungsfrei angeordnet.
Das äußere Ende des Justiergliedes 34, das innerhalb des Sockels 2 liegt, ist von der Außenseite der Lagerplatte 55 her jederzeit leicht zugänglich. Auf der dem Temperaturfühler 6 zugekehrten Seite des Ringbundes 58 ist das Betätigungselement 30 mit einem es an zwei diametral gegenüberliegenden Seiten durchsetzenden Längsschlitz 59 versehen, der in seiner Breite an die Profildicke des flach rechteckigen Querschnittes des Endabschnittes 26 bzw. des Übertragungsgliedes 9 angepaßt ist, wobei die Innenweite des Betätigungselementes 30 kleiner als und die Außenweite etwa gleich groß wie die gegenüber der Profildicke größere Profilbreite des Endabschnittes 26 ist, so daß dieser in beide gegenüberliegende Teile des Längsschlitzes 59 geführt eingreift.
Das Betätigungselement 30 und das Betätigungsglied 32 liegen durch die beschriebene Ausbildung in Längsrichtung des Übertragungsgliedes 9 hintereinander und weisen zwei einander zugekehrte Betätigungsflächen 60, 61 auf. Die Betätigungsfläche 60 des Betätigungselementes 30 ist durch die beiderseits des Längsschlitzes 59 liegende, also vom Längsschlitz 59 durchsetzte Hülsenstirnfläche gebildet, während die Betätigungsfläche 61 des Betätigungsgliedes 32 durch eine radial etwa gleich weit wie die Betätigungsfläche 60 vorstehende Schulterfläche gebildet ist. Da das Übertragungsglied 9 bzw. das Betätigungsglied 32 durch formschlüssige Gleitführung in mindestens einem der Schalterträger 13, 14 verdrehgesichert geführt ist, ist das Betätigungselement 30 ebenfalls gegenüber dem Sockel verdrehgesichert angeordnet.
Das Übertragungsglied 9 bzw. das Betätigungselement 32 können auch anderen, als flach rechteckigen Querschnitt, nämlich beispielsweise langrunden, quadratischen oder ähnlichen Querschnitt aufweisen, haben aber, um im wesentlichen jeweils symmetrisch zu einer gemeinsamen Mittelachse angeordnet sein zu können sowie um wenigstens annähernd gleiche bzw. identische Querschnitte aufweisen zu können, mindestens teilweise Querschnitte, die von kreisrunden Querschnitten abweichen, die also in Umfangsrichtung unterschiedlich große Radialerstreckungen aufweisen. Daher können auf einfache Weise vorspringende Betätigungsflächen 61 des Betätigungselementes 32 dadurch geschaffen werden, daß letzteres und das Übertragungsglied 9 um einen gewissen Winkel um die gemeinsame Längsachse verdreht gegeneinander angeordnet sind, also nicht hinsichtlich ihrer Querschnitte miteinander fluchten. Trotzdem können das Übertragungsglied 9 und das Betätigungselement 32 etwa gleiche maximale Radialerstreckungen gegenüber einer gemeinsamen Mittelachse aufweisen, so daß eine sehr raumsparende Anordnung möglich ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind das Übertragungsglied 9 und das Betätigungsglied 32 um 90° gegeneinander verdreht orientiert, so daß die Betätigungsflächen 61 beiderseits über die Flachseiten des Übertragungsgliedes 9 vorstehen, während dieses mit seinen Schmalseiten über die Flachseiten des Betätigungsgliedes 32 in gleicher Weise vorsteht.
Wie Fig. 3 zeigt, können das Übertragungsglied 9a und das Betätigungsglied 32a, die einen gemeinsamen Bauteil 62 bilden, auch derart gleich lang ausgebildet sein, daß ihre Übertragungsflächen 36a, 29a in gleichen Längsabständen von der Mitte der Länge dieses Bauteiles 62, also von dessen Quermittelebene 63, liegen. Auch die von den Übertragungsflächen 29a, 36a abgekehrten Endflächen des Übertragungsgliedes 9a und des Betätigungsgliedes 32a liegen symmetrisch zur Quermittelebene 63, nämlich in dieser, so daß beide Endflächen wahlweise als Betätigungsfläche 61a eingesetzt werden können. Der Bauteil 62 kann also als Wendebauteil wahlweise in zwei um 180° gegeneinander verdrehten Anordnungen gleich wirkend in dem Sockel 2 montiert werden, so daß auf eine besondere Lage nicht geachtet zu werden braucht, was eine automatische Montage wesentlich erleichtert.
Wie Fig. 4 zeigt, liegen das Übertragungsglied 9a und das Betätigungsglied 32a in Längsansicht symmetrisch zueinander, so daß jeder dieser beiden Teile über den anderen nach beiden Seiten gleich weit vorsteht. Es ist aber auch gemäß Fig. 5 denkbar, daß mindestens einer dieser Teile, im dargestellten Ausführungsbeispiel das Übertragungsglied 9b gegenüber der Mitte des anderen Bauteiles, nämlich des Betätigungsgliedes 32b, geringfügig versetzt ist, so daß letzteres über eine Flachseite des Übertragungsgliedes 9b weiter als über dessen andere Seite vorsteht. Die Anordnung ist dabei zweckmäßig so getroffen, daß das Betätigungsglied 32b von der Seite des Sockels 2 weg versetzt ist, auf welcher die Schaltkontakte 17 liegen, so daß es auf dieser Seite weniger Raum beansprucht und der Gehäuseinnenraum entsprechend enger gestaltet werden kann.
Ansonsten sind in den Fig. 3 bis 8 für einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen wie in den übrigen Figuren, jedoch mit unterschiedlicher Buchstabenindices verwendet.
Durch die beschriebene Ausbildung ist ein Temperaturschalter geschaffen, bei welchem der Schalter 4 vor zu großer Belastung durch Überdrücken gesichert ist, da das Betätigungselement 30 nur beim Rückstellweg, also bei abnehmender Fühlertemperatur wirksam wird und ansonsten, nämlich im eingeschalteten Zustand des Schalters 4, diesen Schalter 4 unbelastet freigibt.
Gegenüber der Ausbildung nach der DE-OS 34 23 086 (US-PS 4 544 831) hat die erfindungsgemäße Ausbildung wesentliche Vorteile. Bei der bekannten Lösung ist eine Justierbarkeit des gegenseitigen Abstandes der Betätigungsflächen nicht vorgesehen und praktisch auch nicht möglich, weil einerseits eine ständige Anlage des Betätigungselementes am zugehörigen Betätigungs-Gegenglied nicht gegeben ist und weil andererseits die Betätigungsflächen in gleicher Richtung weisen, derart, daß die Betätigungsfläche des Betätigungselementes den zugehörigen Signalschalter bei zu hoher Temperatur überdrücken und damit zumindest dejustieren, wenn nicht beschädigen kann.
Außerdem ist bei dieser bekannten Anordnung der Innenstab nicht als Druckstab, sondern als Zugstab mit dem Außenrohr verbunden, was eine aufwendige Konstruktion sowie den Nachteil mit sich bringt, daß die Schaltgenauigkeit auch von der Zuverlässigkeit einer den Innenstab unter Zugspannung setzenden Feder abhängt. Gegenüber einer Ausbildung nach der DE-OS 28 39 161 ergibt sich u.a. der Vorteil, daß die Schalter hintereinander angeordnet und so direkt betätigt werden können, daß Ungenauigkeiten durch innere Verformungen weitestgehend ausgeschlossen sind, obgleich bei dieser bekannten Lösung beide Schalter direkt justierbar sind.
Durch die von der zylindrischen Form abweichende Form des Übertragungsgliedes 9 einerseits und des Betätigungsgliedes 32 andererseits ergeben sich darüber hinaus wesentliche Vorteile im Hinblick auf die Lagerung, die räumlich günstige Unterbringung, die Montage und die Funktionssicherheit. Gleichzeitig kann durch die erfindungsgemäße Ausbildung berücksichtigt werden, daß es aus Einbau- und elektrischen Anschlußgründen meist zweckmäßiger ist, wenn der näher beim Temperaturfühler 6 liegende Schalter 5 der Leistungsschalter ist, da dann auch die diesem Schalter 5 zugehörigen, an der Außenseite des Sockels 2 liegenden Anschlußteile näher beim Temperaturfühler 6 und damit bei der zu schaltenden Beheizung liegen als die entsprechenden Anschlußteile des anderen Schalters 4, der meist als Leistungsschalter vorgesehen ist.
Wie Fig. 6 zeigt, kann das als Isolationsrohr ausgebildete Außenrohr 7c innerhalb enger Schwenkwinkel zweckmäßig um mindestens eine seine Mittelachse 18a etwa rechtwinklig schneidende Achse, vorzugsweise um einen etwa in seiner Mittelachse 18c liegenden Gelenkpunkt nach allen Richtungen, gelenkig gelagert sein, so daß es bei Überlastungen ausweichen kann und außerdem beim Einbau des Temperaturschalters sehr genau auszurichten ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das am inneren Ende des Isolationsrohres 7c vorgesehene Formschlußglied als ringförmige Kugel-Teilkalotte 47c ausgebildet, während die Flanschplatte 10c an der Innenseite als komplementäre, sphärische Lagerpfanne 64 ausgebildet ist, welche die Durchgangsöffnung für das innere Ende 46c des Isolationsrohres 7c umgibt. Die Teilkalotte liegt unter der Pressung der Rückstellfeder in der Lagerpfanne 64 mit so großer Reibung an, daß die jeweils eingestellte Schwenklage des Temperaturfühlers 6c durch Selbsthemmung gesichert ist. Die Schwenkachse bzw. der Kugelmittelpunkt der Lagerflächen kann zweckmäßig in der Berührungsfläche zwischen dem inneren Ende 48c des Innenstabes 8c und der Übertragungsfläche 29c liegen, so daß sich durch Schwenkbewegungen die Justierung nicht ändert.
Die Durchtrittsöffnung in der Flanschplatte 10c ist entsprechend dem maximalen Schwenkwinkel des Temperaturfühlers 6c größer als die Außenweite des in ihr liegenden Abschnittes des Isolationsrohres 7c. Es ist aber auch denkbar, bei einer Ausbildung nach den Fig. 1 und 2 eine geringe Schwenkbeweglichkeit des Temperaturfühlers 6 gegenüber dem Sockel 2 vorzusehen.
Wie Fig. 6 ferner zeigt, besteht der Innenstab bzw. der den größeren Ausdehnungskoeffizienten aufweisende und daher zweckmäßigerweise druckbelastete oder druckbelastende Teil des Temperaturfühlers aus mindestens zwei in Längsrichtung aneinanderschließenden Abschnitten, die hinsichtlich ihrer Länge, ihres Querschnittes und ihrer Ausdehnungswirkung auf unterschiedliche Zonen der zu messenden Beheizung beispielsweise derart abgestimmt sind, daß eine oder mehrere Zonen den vom Fühler ertasteten Temperaturwert praktisch nicht oder höchstens nur geringfügig beeinflussen, während eine oder mehrere weitere Zonen diesen Wert in der Hauptsache beeinflussen und daher trotz Erstreckung des Temperaturfühlers über beide Arten von Zonen die repräsentativen Meßzonen darstellen. Hintereinander liegende bzw. in aller Regel unmittelbar benachbart aneinanderschließende Abschnitte des Innenstabes haben dafür zweckmäßig unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten bzw. bestehen diese Abschnitte aus unterschiedlichen Werkstoffen, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient der einen Art von Abschnitten möglichst nahe im Bereich des Ausdehnungskoeffizienten des Außenrohres 7c liegen kann. Diese Abschnitte bilden also rein mechanische und thermisch im wesentlichen inaktive Übertragungsabschnitte zwischen den anderen, thermisch aktiven Abschnitten einerseits und zur Übertragung der Längenänderung auf den oder die Schalter andererseits.
Es ist zwar auch denkbar, das Außenrohr in entsprechender Weise zu gliedern, jedoch wäre dies nur dann relativ einfach durchführbar, wenn das Außenrohr in jeder Funktionslage druckbelastet ist. Daher ergibt sich eine besonders einfache und vorteilhaft zuverlässig wirkende Ausführungsform bei jeglicher Art von den Stabfühlern, wenn bei einem mindestens zwei in Längsrichtung aneinanderschließende gesonderte Stabteile aufweisenden Innenstab benachbarte Stabteile aus in Längsrichtung des Innenstabes unter Druck aneinandergelegten, getrennten Einzelabschnitten bestehen, die vorzugsweise gleiche Querschnitte und/oder etwa gleiche Länge aufweisen, so daß eine unmittelbare, zugbelastbare Befestigung benachbarter Stabteile aneinander - wie auch denkbar - nicht erforderlich ist.
Wie Fig. 6 ferner zeigt, sind für den für die Anordnung im beheizten Bereich der zu schaltenden Beheizung bestimmten Längsabschnitt des Temperaturfühlers 6c drei gesonderte Meßbereichs-Abschnitte 65, 66, 67 des Innenstabes 8c des Temperaturfühlers 6c vorgesehen. Dieser Längsabschnitt liegt im Abstand von mindestens einem Ende des Temperaturfühlers 6c, insbesondere im Abstand von dessen sockelseitigem Ende, weshalb in dem zugehörigen restlichen Längsabschnitt des Temperaturfühlers 6c ein Stab-Endabschnitt 68 vorgesehen ist, der als thermisch im wesentlichen inaktiver Abschnitt ausgebildet ist und lediglich als Übertragungsglied dient. Dieser Endabschnitt 68 kann - je nach den Erfordernissen - an einen thermisch nicht aktiven oder einen thermisch aktiven Abschnitt 67 anschließen.
Die thermisch nicht aktiven Abschnitte bestehen zweckmäßig aus Keramik oder einem Werkstoff mit ähnlichen Eigenschaften, während die thermisch aktiven Abschnitte zweckmäßig aus einem metallischen Werkstoff bestehen. Der Endabschnitt 68 ist durchgehend einteilig. Benachbarte Abschnitte liegen zweckmäßig nicht punktförmig bzw. gelenkig ineinandergreifend aneinander an, sondern sind so aneinander angelegt, daß sie sich gegenseitig möglichst gut zueinander fluchtend ausrichten, was beispielsweise durch ebene, aneinanderliegende Stirnflächen oder dadurch erreicht werden kann, daß die ineinandergreifenden Enden komplementär konisch ausgebildet sind. Durch die relativ eng an die Außenweite des Innenstabes angepaßte Innenweite des Außenrohres 7c ist jedoch ein eventuell leicht geknickter Verlauf benachbarter Abschnitte nicht von nachteiliger Bedeutung, sofern nicht eine besonders hohe Meßgenauigkeit gefordert ist.
In Fig. 7 ist die Zuordnung eines erfindungsgemäßen Temperaturbegrenzers 1d zu einer Beheizung 69 dargestellt, wobei diese Beheizung ein Strahlheizkörper für das Kochfeld eines Herdes, eine Backofenmuffeln o.dgl. und an der Unter- bzw. Außenseite einer Heizplatte 70, beispielsweise einer Glaskeramik-Platte anzuordnen ist.
Die Beheizung 69 weist einen schalenförmigen Träger 71 auf, der im wesentlichen aus einer inneren Isolationsschale 72 aus verpreßtem Isolierwerkstoff und einer äußeren Tragschale 73 aus Blech o.dgl. besteht. Am Boden der Isolationsschale 72 sind gesondert schaltbare Heizwiderstände 74, 75 in Form beispielsweise freiliegender Widerstands-Drahtwendeln angeordnet, die gesonderte Heizfelder 76, 77 bilden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bildet ein in einem mittleren Feld spiralförmig verlegter Heizwiderstand 74 ein zentrales Heizfeld 76, das von dem zweiten Heizfeld 77 ringförmig umgeben ist, wobei auch hier mindestens ein Heizwiderstand 75 spiralförmig verlegt ist. Die Heizfelder 74, 75 können auch gegeneinander durch eine ringförmige Zwischenwand abgegrenzt sein, die über den Boden der Isolationsschale 72 annähernd bis zum Temperaturfühler 6d oder bis zur Heizplatte 70 vorsteht, aus Isolationswerkstoff besteht und das innere Heizfeld 74 umgibt.
Der Temperaturbegrenzer 1d ist so angeordnet, daß sein Sockel 2d außerhalb der Beheizung 69 bzw. des Trägers 71 unmittelbar an dessen Außenumfang und mit seinem Gehäusedeckel 3d nahe benachbart zur Unter- bzw. Außenseite der Heizplatte 70 liegt. Der Temperaturfühler 6d ragt durch den Rand des Trägers 71 etwa diametral in die Beheizung und durchsetzt mit seinem vom Sockel 2d entfernten Ende den gegenüberliegenden Bereich des Randes des Trägers 71 wenigstens teilweise. Der Temperaturfühler 6d liegt parallel zur Heizplatte 70 zwischen dieser und den Heizwiderständen 74, 75.
Die Länge des mittleren, im Bereich des Heizfeldes 76 liegenden Abschnittes 66d des Innenstabes des Temperaturfühlers 6a entspricht der Länge, mit welcher der Temperaturfühler 6d dieses Heizfeld 76 überspannt. Dieser Abschnitt 66d ist als thermisch aktiver Abschnitt ausgebildet, während die beiden anschließenden Abschnitte 65d, 67d das ringförmige Heizfeld 77 überspannen und als thermisch nicht aktive Abschnitte ausgebildet sind. Der eine endseitige Abschnitt 75d reicht bis zum Justierglied 12d, während der andere Abschnitt 67d bis in den Sockel 2d reicht.
Die Schaltung der Heizwiderstände ist so vorgesehen, daß der oder die Heizwiderstände 75 des äußeren Heizfeldes 77 dem Heizwiderstand 74 des zentralen Heizfeldes 76 wahlweise zugeschaltet werden können, daß also beim Betrieb der Beheizung 69 stets das mittlere Heizfeld 76 beheizt ist. Da nur dieses Heizfeld 76 den Temperaturfühler 6d thermisch beeinflußt, ist die Arbeitsgenauigkeit des Temperaturbegrenzers 1d gleich gut, unabhängig davon, ob das äußere Heizfeld 77 zugeschaltet ist oder nicht. Da der Innenstab wenigstens auf Teilabschnitten seiner Länge einen größeren Ausdehnungskoeffizienten als das Außenrohr bzw. das Isolationsrohr hat, ist der Innenstab stets auf Druck belastet, während das Außenrohr stets auf Zug belastet ist.
Wie Fig. 8 zeigt, kann das Außen- bzw. Isolationsrohr 7e des Temperaturfühlers 6e am äußeren Ende mit einer Stirnwand 52e auch im wesentlichen geschlossen sein und dadurch eine unmittelbare Druckabstützung für das zugehörige Ende des Innenstabes 8e derart bilden, daß in diesem Bereich ein Justierglied nicht vorgesehen ist. Das Justierglied 12e liegt in diesem Fall im Bereich des sockelseitigen Endes des Außenrohres 7e, wobei dieses Ende zweckmäßig so ausgebildet ist, daß es längsverstellbar in den Sockel bzw. in die Flanschplatte 10e eingreift. Wie Fig. 8 zeigt, kann z.B. dieses Ende des Außenrohres 7e mit einem Außengewinde versehen sein, das in ein entsprechendes Innengewinde der Flanschplatte 10e mit so großer Reibung eingreift, daß ein versehentliches Drehen des Außenrohres 7e von Hand bei der Montage o.dgl. nicht zu befürchten ist. Die Anordnung ist zweckmäßig so getroffen, daß zum justierenden Drehen des Außenrohres 7e ein Werkzeug erforderlich ist, das an einem Formschlußglied, beispielsweise an Schlüsselflächen, einem Diametralschlitz o.dgl. am äußeren Ende des Außenrohres 7e drehschlüssig angesetzt werden muß.
Gegenüber der Ausbildung nach der DE-OS 33 33 645, bei welcher der Innenstab aus mehreren Teilstäben gleichen Ausdeh nungskoeffizienten besteht, hat die erfindungsgemäße Ausbildung den Vorteil, daß der Temperaturfühler so ausgebildet werden kann, daß beliebige Längsabschnitte beliebig unterschiedlich am Ausdehnungsverhalten mitwirken. Gegenüber der Ausbildung nach der EP-A-0 116 861 hat die erfindungsgemäße Ausbildung vor allem den Vorteil, daß der thermisch aktive Abschnitt im Bereich einer beheizten Zone angeordnet ist und benachbarte Abschnitte lediglich durch Aneinanderlegen miteinander verbunden werden können.

Claims

Temperaturbegrenzer (1) für eine Beheizung (69), insbesondere eine Glaskeramik-Heizeinheit, mit einem im wesentlichen stabförmigen Temperaturfühler (6), der zur Betätigung mindestens eines an einem Sockel (2) angeordneten Schalters (4, 5) vorgesehen ist und ein aus Material mit elektrischen Isoliereigenschaften bestehendes Außen- Isolationsrohr (7) sowie einen darin als Druckstab (8) liegenden Innenstab aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsrohr (7) unter der Druckkraft des Druckstabes (8) zugbelastet angeordnet ist sowie einen von dem Druckstab (8) abweichenden thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, daß das Isolationsrohr (7) den Druckstab (8) unmittelbar eng umgibt, und daß das Isolationsrohr (7) ein einteilig mit ihm ausgebildetes Formschlußglied (47) aufweist, welches mit Pressung an dem Sockel (2) abgestützt ist.
Temperaturbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsrohr (7) ein Widerlager für das vom Sockel (2) entfernte äußere Ende des Druckstabes (8) bildet, wobei der Druckstab (8) auf mindestens einen Schalter (4, 5) über ein Betätigungselement (30) bzw. ein Betätigungsglied (32) wirkt, daß das sockelseitige Ende (46) des Isolationsrohres (7) gegen Bewegungen in Richtung zum anderen, äußeren Ende (52) gesichert mit dem Sockel (2) verbunden ist, daß das am sockelseitigen Ende (46) des Isolationsrohres (7) vorgesehene Formschlußglied (47) einen erweiterten Ringflansch für den Eingriff in den Sockel (2) bildet, daß vorzugsweise das äußere Ende des Druckstabes (8) über ein beispielsweise als etwa gleiche Außenquerschnitte wie der Druckstab (8) aufweisende Innengewinde-Hülse ausgebildetes Zwischenglied (51) und ein Justierglied (12) am Isolationsrohr (7) abgestützt ist sowie innerhalb des Isolationsrohres (7) liegt und das, eine Justierschraube tragende Zwischenglied (51) als mit der Justierschraube (12) lose in das Isolationsrohr (7) eingelegte und mit dem Druckstab (8) gegen eine innere Anschlagfläche (53) des Isolationsrohres (7) angedrückte Baugruppe ausgebildet ist, vorzugsweise derart, daß die Anschlagfläche (53) durch die Innenschulter eines kegelstumpfartigen Abschnittes des Isolationsrohres (7) gebildet ist, der insbesondere dessen äußeren Endabschnitt (52) bzw. mit seinem engeren Ende dessen äußere Endfläche bildet.
Temperaturbegrenzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsrohr (7c) innerhalb enger Schwenkwinkel gelenkig bzw. über eine in eine Lagerpfanne (64) eingreifende Kugel-Teilkalotte (47c) an dem Sockel gelagert ist und/oder daß der Druckstab (8c) wenigstens auf Teilabschnitten seiner Länge einen größeren Ausdehnungskoeffizienten als das Isolationsrohr (7c) hat, daß insbesondere bei einem mindestens zwei in Längsrichtung aneinanderschließende, gesonderte Stabteile aufweisenden Druckstab (8c) benachbarte Stabteile aus in Längsrichtung des Druckstabes (8c) unter Druck angeinandergelegten getrennten, beispielsweise gleiche Querschnitte und/oder etwa gleiche Länge aufweisenden Einzelabschnitten (65, 66, 67, 68) bestehen bzw. aus mindestens zwei in Längsrichtung aneinanderschließende Abschnitte (65, 66, 67, 68) unterschiedlicher Ausdehnungskoeffizienten bzw. aus unterschiedlichen Werkstoffen sind, von denen vorzugsweise mindestens ein im wesentlichen inaktiver Abschnitt des druckbelasteten Teiles des Temperaturfühlers (6c) bzw. wenigstens ein Endabschnitt (68) etwa gleichen Ausdehnungskoeffizient wie der zugbelastete Teil (7c) des Temperaturfühlers (6c) aufweist, und/oder daß mindestens ein sockelseitiger Endabschnitt (68) des druckbelasteten Teiles (8c) des Temperaturfühlers (6c) als im wesentlichen inaktiver Abschnitt bzw. bis zu einem zughörigen Betätigungsglied (32) durchgehend einteiliger Übertragungsabschnitt ausgebildet ist und im wesentlichen bis an den zur Temperaturmessung bestimmten Längsteil des Temperaturfühlers (6c) reicht.
Temperaturbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Längs-Abschnitte (65d, 66d, 67d) des Druckstabes gesonderten Heizfeldern (77, 76) eines Strahlheizkörpers (69) o. dgl. zugeordnet sind, und daß insbesondere ein Abschnitt (66d) des einen Ausdehnungskoeeffizienten einem mittleren Heizfeld (76) sowie zwei beiderseits anschließende Abschnitte (65d, 67d) des anderen Ausdehnungskoeffizienten einem äußeren, ringförmigen Heizfeld (77) zugeordnet sind.
Temperaturbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung mindestens eines weiteren Schalters (5, 4) vom sockelseitigen Ende (48) des Druckstabes (8) ein näher beim Temperaturfühler (6) liegendes Betätigungsglied (32) für einen Schalter (5) sowie über ein Übertragungsglied (9) ein weiter vom Temperaturfühler (6) entferntes Betätigungselement (30) für den anderen Schalter (4) beeinflußt ist bzw. das Betätigungsglied (32) sowie das Betätigungselement (30) mit einem Justierglied (34) abstandsveränderbar an Betätigungs-Gegengliedern (37, 31) beider Schalter (5, 4) angreifen, von denen mindestens einer im Bereich von Durchbrüchen (54) zugehöriger Schalterteile (14, 16; 13, 15) wenigstens teilweise von dem Übertragungsglied (9) durchsetzt ist, daß insbesondere das Betätigungselement (30) und das Übertragungsglied (9) nach Art eines Teleskopstabes ineinandergreifen bzw. das Betätigungselement (30) das Übertragungsglied (9) am Außenumfang wenigstens teilweise übergreift und/oder das Justierglied (34) an dem Betätigungselement (30) gelagert bzw. durch eine in eine Innengewinde-Hülse eingreifende Justierschraube gebildet ist, die im wesentlichen innerhalb des Betätigungselementes (30) liegt, wobei vorzugsweise das Betätigungselement (30) eine Längserstreckung aufweist und mit dieser etwa parallel bzw. fluchtend zum Übertragungsglied (9) und/oder zum Justierglied (34) liegt.
Temperaturbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungselement (30) für einen Schalter (4) in sich starr ausgebildet bzw. mit einer ein Übertragungsglied (9) in jeder Stellung gegen den Druckstab (8) spannenden Rückstellfeder (40) spielfrei gegenüber dem Übertragungsglied (9) festgelegt ist und/oder das Justierglied (34) mit einer Druck- bzw. Stirnfläche an einer Übertragungs- bzw. Endfläche (36) des Übertragungsgliedes (9) in jeder Stellung des Übertragungsgliedes (9) spielfrei anliegt, wobei vorzugsweise das Betätigungselement (30) und das Übertragungsglied (9) innerhalb des Betätigungselementes (30) miteinander gekuppelt sind bzw. die Druckfläche und die Übertragungsfläche (36) innerhalb des Betätigungselementes (30) aneinander anliegen.
Temperaturbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungselement (30) für einen Schalter (4) gegenüber einem Übertragungsglied (9) und/oder gegenüber dem Sockel (2) über eine ggf. ausschließlich zwischen dem Betätigungselement (30) und dem Übertragungsglied (9) vorgesehene bzw. durch den Eingriff eines Profilendes des Übertragungsgliedes (9) in mindestens einen Längsschlitz (59) gebildete Längsführung (59) verdrehgesichert ist, daß insbesondere das Betätigungselement (30) über eine ggf. in seiner Längsrichtung mit ihm fluchtende Gleitführung gegenüber dem Sockel (2) geführt ist bzw. ein über das Betätigungselement (30) vorstehender, als Gleitbolzen ausgebildeter Endabschnitt (56) des Justiergliedes (34) in eine Lageröffnung (57) einer in den Sockel (2) eingesetzten Lagerplatte (55) eingreift, die an der zugehörigen Seite eine Verschlußplatte bzw. eine Gehäusewand für einen Gehäuseraum des gehäuseförmigen Sockels (2) bildet, daß vorzugsweise das Betätigungselement (30) über die beispielsweise etwa achsgleich zum Übertragungsglied (9) liegende Rückstellfeder (40) ausgerichtet geführt ist bzw. die Rückstellfeder (40) mit einem verengten ringförmigen Ende am Umfang bzw. an einem Ringbund (58) des Betätigungselementes (30) oder mit einem Ende an der Lagerplatte (55) anliegt und/oder daß das Betätigungselement (30) außer seiner Verbindung über das Justierglied (34) bzw. die Rückstellfeder (40) gegenüber sockelfesten Flächen berührungsfrei angeordnet ist.
Temperaturbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungselement (30) für einen Schalter (4) und ein Betätigungsglied (32) für einen weiteren Schalter (5) in Längsrichtung eines Übertragungsgliedes (9) hintereinander liegen und zwei einander zugekehrte bzw. durch eine seitlich über ein Justierglied (34) vorstehende Hülsenstirnfläche des Betätigungselementes (30) sowie eine radial etwa gleich weit vorstehende Schulterfläche des Betätigungsgliedes (32) gebildete Betätigungsflächen (60, 61) aufweisen, daß insbesondere das Übertragungsglied (9) bzw. das Betätigungsglied (32) gegenüber dem Sockel (2) ggf. durch formschlüssige Gleitführung des Übertragungsgliedes (9) in Schalterträgern (13, 14) verdrehgesichert geführt ist bzw. das Übertragungsglied (9) Schnappfedern (15, 16) der Schalter (4, 5) im Bereich sickenförmig ausgeprägter Betätigungs-Gegenglieder (31, 37) berührungsfrei durchsetzt und/oder daß das Übertragungsglied (9) bzw. das Betätigungsglied (32) mehreckigen, wie flach-rechteckigen, Querschnitt aufweist, wobei vorzugsweise das Übertragungsglied (9) und das Betätigungsglied (32) etwa gleiche Radialerstreckung gegenüber einer gemeinsamen Mittelachse (18) aufweisen bzw. im wesentlichen identische Querschnitte haben und um eine gemeinsame Längsachse (18) gegeneinander verdreht sind.
Temperaturbegrenzer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Übertragungsglied (9a) für den Temperaturfühler (6) und ein Betätigungsglied (32a) für einen Schalter (5) durch einen Bauteil (62) gebildet sind, der hinsichtlich einer Quermittelebene (63) auf beiden Seiten etwa distanzgleich liegende Übertragungsflächen (29a, 36a) für die Verbindung mit dem Druckstab (8) und einem Betätigungselement (30) für einen weiteren Schalter (4) sowie entgegengesetzt weisende bzw. in der Quermittelebene (63) liegende Betätigungsflächen (61a) für den wahlweisen Eingriff in ein Betätigungs-Gegenglied (37) des näher beim Temperaturfühler (6) liegenden Schalters (5) aufweist, wobei vorzugsweise das Übertragungsglied (9a) und das Betätigungsglied (32a) durch zwei gleich lange Profilabschnitte gebildet sind bzw. einen wendbaren Bauteil (62) bilden.
Temperaturbegrenzer nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Leistungsschalter (5) ausgebildeter Schalter näher beim Temperaturfühler (6) liegt und dem Betätigungsglied (32) zugeordnet ist und daß der weiter vom Temperaturfühler (6) entfernte, insbesondere als Signalschalter (4) ausgebildete, Schalter dem justierbar gelagerten Betätigungselement (30) zugeordnet ist.