EP0481355A2 - Schaltegerät mit einer Einrichtung zur Steuerung eines Umgebungs-Einflusses - Google Patents

Schaltegerät mit einer Einrichtung zur Steuerung eines Umgebungs-Einflusses Download PDF

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EP0481355A2
EP0481355A2 EP91117265A EP91117265A EP0481355A2 EP 0481355 A2 EP0481355 A2 EP 0481355A2 EP 91117265 A EP91117265 A EP 91117265A EP 91117265 A EP91117265 A EP 91117265A EP 0481355 A2 EP0481355 A2 EP 0481355A2
Authority
EP
European Patent Office
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ambient temperature
spring
correction
temperature sensor
sensor
Prior art date
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Application number
EP91117265A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0481355A3 (en
EP0481355B1 (de
Inventor
Robert Kicherer
Siegfried Mannuss
Willi Reichert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EGO Elektro Geraete AG
Original Assignee
EGO Elektro Geraete AG
EGO Elektro Gerate Blanc und Fischer GmbH
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Publication date
Application filed by EGO Elektro Geraete AG, EGO Elektro Gerate Blanc und Fischer GmbH filed Critical EGO Elektro Geraete AG
Publication of EP0481355A2 publication Critical patent/EP0481355A2/de
Publication of EP0481355A3 publication Critical patent/EP0481355A3/de
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Publication of EP0481355B1 publication Critical patent/EP0481355B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/10—Compensation for variation of ambient temperature or pressure

Definitions

  • the invention relates to a control device for devices, the working characteristics of which are influenced or are intended to be influenced by their ambient temperature.
  • Such devices can e.g. Switching devices, such as switches, regulating, control devices or the like., Which are used so that they are exposed to changing ambient temperatures.
  • Operating switching devices of electrical heating devices are usually relatively close to the heating to be operated with them on the back of a switch panel and can thus be heated from room temperature, e.g. around 20 ° C, to relatively high temperatures, e.g. around 125 ° C .
  • room temperature e.g. around 20 ° C
  • relatively high temperatures e.g. around 125 ° C
  • the switching characteristics of their switching device can be misaligned, for example influenced in such a way that certain switch positions to be set manually lead to completely different heating outputs than intended.
  • the control device is expediently used to compensate for the influence of the ambient temperature. Eg at high ambient temperatures then, however, overcompensation occurs, which means that the full performance is already achieved with a device setting that is below the setting value for this maximum performance.
  • the invention is furthermore based on the object of creating a device of the type mentioned, with which disadvantages of known designs or the type described can be avoided and which, in particular over a relatively large working distance of at least one associated ambient temperature sensor, have a very precise influence on its control characteristics enables.
  • the working movement of several sensors or a single ambient temperature sensor can, depending on the requirements to be met by the switching characteristics, by the same and / or opposite spring action when the ambient temperature increases and / or decreases, and only over at least a part and / or continuously over the entire associated work path can be influenced in very different ways, regardless of such resilient elements, which may be formed by self-suspension of at least one temperature sensor, a contact spring, a return spring or the like and thus do not belong to the correction device.
  • the work path of the correction can also be ended completely rigidly by a stop and / or at least by changing the effective sensor length be different temperature dependent on partial routes.
  • a plurality of correction devices, stops and correction or compensation actuators can also be provided.
  • the training according to the invention is particularly suitable for power control devices according to DE-OS 36 39 186, to which reference is made for further details and effects.
  • Switching devices of this type supply the energy to the heating in periodic pulses, the relative operating time in percent being determined by the total of the operating times divided by the total time and being manually adjustable.
  • a control heater that is switched on and off periodically with the pulses acts on a work sensor or a working bimetal which correspondingly periodically actuates at least one work contact, such as a snap switch, via a contact spring.
  • the correction device is therefore expediently designed in such a way that, with a spring separate from the other springs mentioned in the switching device, it counteracts the working movement of the ambient temperature sensor which results from an increase in the ambient temperature.
  • the spring force advantageously increases substantially steadily with increasing commute.
  • This working movement of the ambient temperature sensor is expediently opposite to the corresponding movement of the working sensor in order to achieve the desired compensation effect in a simple manner.
  • the ambient temperature sensor is expediently not free to move over all occurring ambient temperatures or against spring force, but is stop-limited above a predetermined ambient temperature and / or above a certain relative duty cycle, so that at least a further deflection is then reduced and the relative duty cycle is shifted upwards positive locking of at least part of the sensor is prevented.
  • the design according to the invention makes it possible to achieve the same characteristics for the relative duty cycle in relation to essentially every manual device setting in the case of relatively large differences in the ambient temperature between, for example, about 25 ° C. and 125 ° C. This makes the use value very simple and inexpensive to manufacture, electromechanical power control devices significantly increased.
  • the correction device is not made up of several springs, but only by a single spring, e.g. a flat spring, and possibly a stop is formed. If the spring is arranged directly between an outer surface of the ambient temperature sensor and a spring abutment, the latter can simultaneously form the stop for limiting the travel of the sensor.
  • a device base essentially rigidly with a carrier, e.g. by inserting the carrier into corresponding holder openings in a base housing.
  • the carrier can in a simple manner simultaneously form the abutment or the stop and, with the two devices, lie in a space-saving manner in a projecting corner of the base of the device.
  • the spring is essentially formed in one piece by an already existing component of the device, so that no additional component is required.
  • the spring can be punched out tongue-like out of a securing member for an adjusting member.
  • the device 1 is arranged on a power control device 2 which, in a housing-shaped base body 3, has a power switch 4 actuated by a switching device 5 for electrically heating an electric hotplate or the like.
  • the switch 4 has a movable contact 6 which interacts by a clocking movement with a fixed contact 7, which is arranged via a snap spring 8 on a contact carrier 9 and whose relative operating time can be changed by pivoting the contact carrier 9 about a joint 10.
  • a switching cam 11 of a work sensor 12 engages on an end of the snap spring 8 remote from the contact 6, which cam is deflected in opposite directions by clocked heating with a control heater 13.
  • the control heater 13 attached to the work sensor 12 is connected at its end associated with the switch cam 11 via a sliding and resilient connection contact 14 and at the other end via a joint 15 to a circuit which carries the work sensor 12 pivotably about an axis approximately parallel to the joint 10 .
  • the switch 4 and the switching device 5 or the snap spring 8, the contact carrier 9, the working sensor 12 and / or the control heating 13 each define a plane approximately parallel to the associated joint 10 or 15 and / or to one another.
  • a circumferential cam cam acts on the contact carrier 9 as an actuator 16 of an actuating device, which cam cam is arranged on a manually actuatable actuating shaft 17 and with which the contact 6 can be continuously adjusted to different power levels apart from an open switch-off position can.
  • the joints 10, 15 are formed by spring joints which press the carrier 9 with a running cam against the actuator 16 and the switching cam 11 formed in one piece with the working sensor 12 in the same direction against the contact or snap spring 8.
  • the contact 7 lies between the contact 6 and the switching device 5 or the control device 1.
  • the contact carrier 9 and the working sensor 12 are fastened via the respective joint 10 or 15 to a common carrier 18 which is provided as an electrical connection for the contact 6 and the control heater 13 and also carries the control device 1.
  • the carrier 18 is essentially formed by an angular strip plate 19 which is fastened adjacent to an inner wall of the housing of the base body 3 only by inserting it into openings in the bottom wall thereof and an electrical connecting element projecting beyond the outside of this bottom wall, e.g. forms a flat tongue.
  • the carrier 18 carries the device 1, which defines a plane approximately parallel to the joint axes and / or planes mentioned and lies on the side of the switching device 5 remote from the switch 4 between its switching arm and the housing wall, which is approximately parallel thereto.
  • the control device 1 has an ambient temperature sensor 20 lying approximately in the said plane.
  • the work sensor 12 and / or the sensor 20 is each by two interacting Links with different coefficients of thermal expansion, preferably formed by a strip-shaped and possibly one or more times bent bimetal. Both sensors are exposed in the same way to the ambient temperature acting on the device 2 or prevailing inside it. Their effect or deflection is opposite with increasing temperature on the one hand and decreasing temperature on the other hand, so that deflections of the switching cam 11 due to changes in the ambient temperature are compensated for by opposite deflections of an actuator 24 of the device 1.
  • the angular sensor 20 passes through an opening 23 in the angled area of the carrier 18 and is with its shorter leg 21 on the side of the carrier 18 facing away from the switch 4 or the switching device 5, e.g. attached by welding.
  • This adjusting member 25 is designed as a stud, which is accessible through an opening from the outside of the base body 3 at one end for adjustment, passes through a threaded bore in the leg 22 and is at the other end only by pressure system in engagement with a pressure surface 26 of the switching arm .
  • This pressure surface 26 is provided between the switch cam 11 and the joint 15 on the side of the work sensor 12 remote from the switch 4.
  • the shorter carrier leg 27 of the carrier 18 which projects freely in approximately the same direction as the leg 22, but ends at a short distance in front of the adjusting member 25.
  • This support leg 27 can on the associated outer wall of the base body 3 rest supported or have a small gap distance therefrom, in any case it is expediently arranged essentially rigid.
  • a non-positive anti-rotation device 28 is provided, which can only be overcome by a predetermined torque acting on the adjusting member 25.
  • This anti-rotation device 28 is essentially formed by a leaf spring made of sheet metal, which is approximately flat and rests essentially flat on the sensor leg 22 on the side remote from the switching device 5.
  • the leaf spring is provided with a longitudinal passage slot for the adjusting member 25 and engages with the mutually facing longitudinal boundaries of this slot securely into the threads of the adjusting member 25.
  • the leaf spring between the adjusting member 25 and the attachment of the sensor 20 to the carrier 18 with attachments 29 is rigidly positioned on the sensor leg 22, e.g. fixed by spot welding.
  • the anti-rotation device 28 forms a spring arm which projects freely in approximately the same direction as the leg 22, but rests essentially flat against the leg 22.
  • the free end of this spring arm can protrude in the longitudinal direction beyond the free end of the leg 22 and be angled at the end, the fork arms of the anti-rotation device 28 projecting freely at this end instead of being connected to one another at a distance from one another.
  • the fastenings 29 are expediently in the region of the other end of the longitudinal slot or at a short distance therefrom.
  • a correction device 30 is provided, which is structurally included the control device 1 is summarized and forms with it a self-contained assembly module.
  • the correction device 30 held with the support 18 lies on the side of the switching device 5 or the sensor 20 or the leg 22 facing away from the switch 4, expediently essentially between the latter and the support leg 27.
  • a spring 31 e.g. a leaf spring, which lies essentially in a plane approximately parallel to at least one of the above-mentioned planes and can freely project in the manner of a spring tongue in the direction of the actuating member 24 or the adjusting member 25.
  • the spring 31, which is arranged essentially completely between the actuating member 24 and the strip plate 19 of the carrier 18, lies in a spacing gap 32 which is formed between the sensor leg 22 or the body of the anti-rotation device 28 and the carrier leg 27.
  • the spring 31, which is very weakly S-shaped in cross section at normal temperature and only deflected approximately by its sheet thickness, can protrude further in the longitudinal direction than the support leg 27.
  • the spring 31 is formed in one piece from the anti-rotation device 28, lies between the fork arms 33 in the longitudinal slot and has a smaller width than this.
  • the spring root of the spring 31 facing away from the free end passes in one piece adjacent to the fastenings 29 into the anti-rotation device 28, so that its end is fixed immovably relative to the sensor 20 by the fastenings 29.
  • the anti-rotation device can have approximately the same width as the sensor 20, so that it is approximately congruent with the leg 22. From the area of the fastening 29, the spring 31 rises with a flat curve to the support leg 27, on which it rests with its other curvature curve essentially continuously with a prestress.
  • the outer surface of the support leg 27 facing the sensor 20 forms a stop 34 designed as a sliding surface.
  • the support leg 27 can be tapered in width in view of its free end, for example be designed trapezoidal in such a way that its trapezoidal base merges into the strip plate 19.
  • the sensor leg 22 projects freely with the actuating member 24 over the stop 34.
  • the sensor 20 is loaded against the direction of arrow 36, in which it deflects away from the pressure surface 26 when the ambient temperature increases.
  • the switching cam 11 deflects in the opposite direction in the direction of arrow 35 to the actuator 16.
  • the contact carrier 9 with the actuator 16 is also to be moved if the relative duty cycle is to be increased, since then the switching cam 11 under the effect of the control heater 13 must carry out a longer switching path until the contacts 6, 7 opened and the working and control circuit are interrupted.
  • the sensor 20 is deflected against the force of the spring 31 with bending deformation, the spring force also increasing with increasing deflection.
  • the distance of the stop 34 from the associated side of the anti-rotation device 28 or the spring 31 determines the maximum deflection, at the end of which the sensor 20 strikes the stop 34 with the interposition of the anti-rotation device 28 or the spring 31 and at least with the associated one the longitudinal section adjoining the beam 18 is rigidly fixed against further deflection.
  • the longitudinal section of the feeler leg 22 projecting freely beyond the stop 34 can be designed such that it can perform a slightly further deflection with the actuating element 24, which results in a corresponding correction characteristic of this deflection.
  • the specific deflection of the remaining section of the sensor 20 would in this case be significantly less than that of the entire sensor 20 before the limit stop.
  • connection contact 14 The spring forces exerted by the connection contact 14, the joints 10, 15, the snap spring 8, the switching or sensing arms and similar components of the switching device 2 can also have an effect on the respective characteristic curve, but not in the sense of the correction device 30 , since they either do not have an immediate effect on the characteristic of the control device 1 or do not allow precise dimensioning.
  • the correction spring 31 In the stop position of the ambient temperature sensor 20, the correction spring 31 is pressed flat substantially so that it lies between the fork arms 33 in the plane of the anti-rotation device 28. As a result, the correction device 30 can be made even more compact.

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Abstract

Eine Einrichtung (1) zur Kompensation der Dejustierung eines Leistungssteuer-Gerätes (2) durch Änderungen der Umgebungstemperatur arbeitet wenigstens auf einem Teilweg gegen die Flach-Feder (31) einer Korrektureinrichtung (30), wonach wenigstens ein Teil des Umgebungstemperatur-Fühlers (20) der Einrichtung (1) gegen weitere Auslenkung durch Anschlag (34) festgelegt wird, so daß die Ist-Werte der Leistungseinstellung im wesentlichen unabhängig von der Umgebungstemperatur stets den eingestellten Soll-Werten entsprechen. Für die Korrektur-Feder (31) bzw. für den Anschlag (34) ist kein gesonderter Bauteil erforderlich, wenn hierfür eine ohnehin vorhandene Verdrehsicherung (28) bzw. ein Träger (18) verwendet werden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Steuer-Einrichtung für Geräte, deren Arbeitscharakteristik durch ihre Umgebungstemperatur beeinflußt wird bzw. beeinflußt werden soll. Solche Geräte können z.B. Schaltgeräte, wie Schalter, Regel-, Steuergeräte oder dgl., sein, die so verwendet werden, daß sie wechselnden Umgebungstemperaturen ausgesetzt sind.
  • Betriebs-Schaltgeräte von Elektrowärmegeräten, wie Elektroherden, liegen meist verhältnismäßig nahe bei der mit ihnen zu betreibenden Beheizung an der Rückseite einer schalterblende und können dadurch von Raumtemperatur, also z.B. etwa 20°C, auf verhältnismäßig hohe Temperaturen von z.B. etwa 125°C aufgeheizt werden. Dadurch kann die Schaltcharakteristik ihrer Schalteinrichtung dejustieren, z.B. so beeinflußt werden, daß bestimmte, manuell einzustellende Schalter-Stellungen zu völlig anderen Heizleistungen als vorgesehen führen. In diesem Fall wird die Steuer-Einrichtung zweckmäßig zur Kompensation des Umgebungstemperatur-Einflusses verwendet. Z.B bei hohen Umgebungstemperaturen kann dann allerdings eine Überkompensation auftreten, die bewirkt, daß die volle Leistung bereits bei einer Geräteeinstellung erreicht wird, die unterhalb des Einstellwertes für diese Maximalleistung liegt.
  • Diese Überkompensation kann dadurch vermieden werden, daß der Arbeitsweg des Temperaturfühlers der Kompensations-Einrichtung durch einen Anschlag einer Korrektureinrichtung fest begrenzt wird. Für manche Anwendungsfälle kann jedoch eine noch feinere Abstimmung der Schaltcharakteristik solcher Schaltgeräte zweckmäßig sein.
  • Der Erfindung liegt desweiteren die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der genannten Art zu schaffen, mit welcher Nachteile bekannter Ausbildungen bzw. der beschriebenen Art vermieden werden können und die insbesondere über einen verhältnismäßig großen Arbeitsweg wenigstens eines zugehörigen Umgebungstemperatur-Fühlers eine sehr genaue Beeinflussung von dessen Steuerungscharakteristik ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Die Arbeitsbewegung mehrerer Fühler oder eines einzigen Umgebungstemperatur-Fühlers kann je nach den an die Schaltcharakteristik zu stellenden Anforderungen durch gleich- und/oder entgegengerichtete federnde Beaufschlagung bei Zunahme und/oder Abnahme der Umgebungstemperatur sowie jeweils nur über mindestens einen Teil und/oder kontinuierlich über den gesamten zugehörigen Arbeitsweg in sehr unterschiedlichen Weisen beeinflußt werden, und zwar unabhängig von solchen federnden Elementen, die ggf. durch eine Eigenfederung mindestens eines Temperaturfühlers, eine Kontaktfeder, eine Rückstellfeder oder ähnliches gebildet sind und somit nicht zur Korrektureinrichtung gehören. Der Arbeitsweg der Korrektur kann auch durch Anschlag vollständig starr beendet werden und/oder durch Veränderung der wirksamen Fühlerlänge wenigstens auf Teilwegen unterschiedlich temperaturabhängig sein. Statt einer einzigen können auch mehrere Korrektureinrichtungen, Anschläge und Korrektur- bzw. Kompensations-Betätigungsglieder vorgesehen sein.
  • Die erfindungsgemäße Ausbildung eignet sich jedoch insbesondere für Leistungssteuergeräte entsprechend der DE-OS 36 39 186, auf die wegen weiterer Einzelheiten und Wirkungen Bezug genommen wird. Derartige Schaltgeräte führen der Beheizung die Energie in periodischen Impulsen zu, wobei die relative Einschaltdauer in Prozent durch die Summe der Einschaltzeiten geteilt durch die Gesamtzeit bestimmt und manuell einstellbar ist. Eine periodisch mit den Impulsen ein- und ausgeschaltete Steuerbeheizung wirkt dabei auf einen Arbeitsfühler bzw. ein Arbeitsbimetall, der mindestens einen Arbeitskontakt, wie einen Schnappschalter, über eine Kontaktfeder entsprechend periodisch betätigt.
  • Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich bei einer nichtlinearen Kennlinie des Systems aus Arbeits- und Umgebungstemperatur-Fühler zwischen niederer und hoher relativer Einschaltdauer, insbesondere bei erhöhter Umgebungstemperatur, unterschiedliche Ausdehnungen der beiden Fühler und daher unterschiedliche Steuer- bzw. Kompensationswirkungen ergeben. Im Bereich niedriger relativer Einschaltdauer arbeitet der Arbeitsfühler auch bei erhöhter Umgebungstemperatur meist noch verhältnismäßig linear, während er im oberen Bereich, z.B. bei 40 % relativer Einschaltdauer, nichtlinear arbeitet. Der Umgebungstemperatur-Fühler dagegen arbeitet meist noch linear, wenn der Arbeitsfühler bereits den nichtlinearen Bereich erreicht hat, so daß sich gegenüber dem Soll- bzw. Einstellwert eine zu hohe relative Einschaltdauer ergibt. Dies konnte zwar durch unterkompensierte Justierung im Bereich niedriger relativer Einschaltdauer verhältnismäßig gut ausgeglichen werden, jedoch besteht das Bedürfnis nach noch genauerer Steuerung bzw. Kompensation.
  • Im Falle eines solchen Leistungssteuergerätes ist daher die Korrektureinrichtung zweckmäßig so ausgebildet, daS sie mit einer von den übrigen genannten Federn der Schalteinrichtung gesonderten Feder derjenigen Arbeitsbewegung des Umgebungstemperatur-Fühlers entgegenwirkt, die sich bei einer Zunahme der Umgebungstemperatur ergibt. Vorteilhaft steigt die Federkraft mit zunehmendem Arbeitsweg im wesentlichen stetig an. Diese Arbeitsbewegung des Umgebungs-Temperaturfühlers ist zweckmäßig der entsprechenden Bewegung des Arbeitsfühlers entgegengesetzt, um auf einfache Weise die gewünschte Kompensationswirkung zu erzielen. Dadurch wird erreicht, daß im Bereich niedriger relativer Einschaltdauer, nämlich wenn auch bei hoher Umgebungstemperatur eine verhältnismäßig lineare Kennlinie gegeben ist, der Umgebungstemperatur-Fühler gegen keine oder nur eine sehr geringe Gegenkraft arbeitet und daS diese Gegenkraft bei zunehmender relativer Einschaltdauer und/oder weiter steigender Umgebungstemperatur zunehmend größer wird, so daß die genannte Überkompensation in diesem Bereich wesentlich reduziert bzw. vollständig verhindert werden kann.
  • Zweckmäßig ist der Umgebungstemperatur-Fühler nicht über alle vorkommenden Umgebungstemperaturen frei bzw. gegen Federkraft bewegbar, sondern oberhalb einer vorbestimmten Umgebungstemperatur und/oder oberhalb einer bestimmten relativen Einschaltdauer anschlagbegrenzt, so daS dann eine weitere Auslenkung wenigstens verringert und eine Verschiebung der relativen Einschaltdauer nach oben durch formschlüssige Festlegung wenigstens eines Teiles des Fühlers unterbunden wird. Die erfindungsgemäße Ausbildung ermöglicht es, bei relativ starken Unterschieden der Umgebungstemperatur zwischen z.B. etwa 25°C und 125°C dieselben Kennlinien für die relative Einschaltdauer bezogen auf im wesentlichen jede manuelle Geräteeinstellung zu erreichen. Dadurch wird der Gebrauchswert sehr einfach und kostengünstig herzustellender, elektromechanischer Leistungssteuergeräte wesentlich gesteigert.
  • Eine wesentliche bauliche Vereinfachung ergibt sich, wenn die Korrektureinrichtung nicht durch mehrere Federn, sondern nur durch eine einzige Feder, z.B. eine Flachfeder, und ggf. einen Anschlag gebildet ist. Ist die Feder unmittelbar zwischen einer Außenfläche des Umgebungstemperatur-Fühlers und einem Federwiderlager angeordnet, so kann letzteres gleichzeitig den Anschlag für die Wegbegrenzung des Fühlers bilden. Anstatt die Steuer-Einrichtung und/oder die Korrektureinrichtung an einem mit einer Leistungs-Einstellwelle oder dgl. beweg- bzw. schwenkbaren Schaltarm und/oder Schnappkontakt-Träger vorzusehen, ist sie zweckmäßig mit einem Träger unmittelbar an einem Gerätesockel im wesentlichen starr befestigt, z.B. durch Einstecken des Trägers in entsprechende Halterungsöffnungen eines Sockelgehäuses. Der Träger kann in einfacher Weise gleichzeitig das Widerlager bzw. den Anschlag bilden und mit den beiden Einrichtungen in einer einspringenden Gehäuseecke des Sockels des Gerätes raumsparend liegen.
  • Eine weitere wesentliche Vereinfachung ergibt sich, wenn die Feder im wesentlichen einteilig durch einen ohnehin vorhandenen Bauteil des Gerätes gebildet ist, so daß kein zusätzlicher Bauteil erforderlich ist. Z.B. kann die Feder aus einem Sicherungsglied für ein Justierglied zungenartig herausgestanzt sein.
  • Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen 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 und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Steuer-Einrichtung an einem ausschnittsweise dargestellten Leistungssteuergerät in Ansicht,
    Fig. 2
    einen Ausschnitt der Fig. 1 in vergrößerter und geschnittener Darstellung und
    Fig. 3
    die Steuer-Einrichtung gemäß Fig. 2 in Draufsicht.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung 1 ist an einem Leistungssteuer-Gerät 2 angeordnet, das in einem gehäuseförmigen Grundkörper 3 einen von einer Schalteinrichtung 5 betätigten Leistungs-Schalter 4 für eine elektrische Beheizung einer Elektrokochplatte oder dgl. aufweist. Der Schalter 4 hat einen durch taktende Bewegung mit einem festen Kontakt 7 zusammenarbeitenden bewegbaren Kontakt 6, der über eine Schnappfeder 8 an einem Kontaktträger 9 angeordnet ist und dessen relative Einschaltdauer durch Schwenken des Kontaktträgers 9 um ein Gelenk 10 verändert werden kann. An einem vom Kontakt 6 entfernten Ende der Schnappfeder 8 greift zu diesem Zweck ein Schaltnocken 11 eines Arbeitsfühlers 12 an, der durch taktende Beheizung mit einer Steuerbeheizung 13 in entgegengesetzten Richtungen ausgelenkt wird. Die am Arbeitsfühler 12 befestigte Steuerbeheizung 13 ist an ihrem dem Schaltnocken 11 zugehörigen Ende über einen schleifend sowie federnd anliegenden Anschlußkontakt 14 und am anderen Ende über ein Gelenk 15 an einen Stromkreis angeschlossen, das den Arbeitsfühler 12 um eine zum Gelenk 10 etwa parallele Achse schwenkbar trägt.
  • Der Schalter 4 und die Schalteinrichtung 5 bzw. die Schnappfeder 8, der Kontaktträger 9, der Arbeitsfühler 12 und/oder die Steuerbeheizung 13 definieren jeweils eine zum zugehörigen Gelenk 10 bzw. 15 und/oder zueinander etwa parallele Ebene. Auf der von der thermomechanischen Schalteinrichtung 5 abgekehrten Seite greift am Kontaktträger 9 als Stellglied 16 einer Stelleinrichtung eine Umfangs-Nokkenkurve an, die auf einer manuell betätigbaren Stellwelle 17 angeordnet ist und mit welcher der Kontakt 6 außer in eine geöffnete Ausschaltstellung stufenlos in unterschiedliche Leistungsstufen eingestellt werden kann. Die Gelenke 10, 15 sind durch Federgelenke gebildet, welche den Träger 9 mit einem Laufnocken gegen das Stellglied 16 und den einteilig mit dem Arbeitsfühler 12 ausgebildeten Schaltnocken 11 in gleicher Richtung gegen die Kontakt- bzw. Schnappfeder 8 andrücken. Der Kontakt 7 liegt zwischen dem Kontakt 6 und der Schalteinrichtung 5 bzw. der Steuer-Einrichtung 1.
  • Der Kontaktträger 9 und der Arbeitsfühler 12 sind über das jeweilige Gelenk 10 bzw. 15 an einem gemeinsamen Träger 18 befestigt, der als elektrischer Anschluß für den Kontakt 6 und die Steuerbeheizung 13 vorgesehen ist und auch die Steuer-Einrichtung 1 trägt. Der Träger 18 ist im wesentlichen durch eine winkelförmige Streifenplatte 19 gebildet, die benachbart zu einer Gehäuseinnenwand des Grundkörpers 3 lediglich durch Einstecken in Öffnungen von dessen Bodenwand befestigt ist und ein über die Außenseite dieser Bodenwand vorstehendes elektrisches Anschlußglied, z.B. eine Flachsteckzunge bildet. Im Bereich seines abgewinkelten Endes trägt der Träger 18 die Einrichtung 1, die eine zu den genannten Gelenkachsen und/oder Ebenen etwa parallele Ebene definiert und auf der vom Schalter 4 abgekehrten Seite der Schalteinrichtung 5 zwischen deren Schaltarm und der dazu etwa parallelen Gehäusewand liegt.
  • Die Steuer-Einrichtung 1 weist einen etwa in der genannten Ebene liegenden Umgebungstemperatur-Fühler 20 auf. Der Arbeitsfühler 12 und/oder der Fühler 20 ist jeweils durch zwei zusammenwirkende Glieder mit unterschiedlichem thermischem Ausdehnungskoeffizienten, vorzugsweise durch ein streifenförmiges und ggf. ein- oder mehrfach gebogenes Thermobimetall gebildet. Beide Fühler sind in gleicher Weise der auf das Gerät 2 wirkenden bzw. in dessen Innerem herrschenden Umgebungstemperatur ausgesetzt. Ihre Wirkung bzw. Auslenkung ist bei zunehmender Temperatur einerseits und abnehmender Temperatur andererseits jedoch entgegengerichtet, so daß Auslenkungen des Schaltnockens 11 aufgrund von Änderungen der Umgebungstemperatur durch entgegengesetzte Auslenkungen eines Betätigungsgliedes 24 der Einrichtung 1 kompensiert werden.
  • Der winkelförmige Fühler 20 durchsetzt mit seinem abgewinkelten Bereich eine Öffnung 23 im abgewinkelten Bereich des Trägers 18 und ist mit seinem kürzeren Schenkel 21 an der vom Schalter 4 bzw. der Schalteinrichtung 5 abgekehrten Seite des Trägers 18 z.B. durch Schweißen befestigt. Der längere, etwa in gleicher Richtung wie der Kontaktträger 9 bzw. der Arbeitsfühler 12 frei ausragende Schenkel 22 des Fühlers 20 trägt in Nähe seines Endes das Betätigungsglied 24, das durch das ballige Ende eines gegenüber dem Fühler 20 etwa in Betätigungsrichtung verstellbaren Justiergliedes 25 gebildet ist. Dieses Justierglied 25 ist als Stiftschraube ausgebildet, die durch eine Öffnung von der Außenseite des Grundkörpers 3 her an einem Ende zur Verstellung zugänglich ist, eine Gewindebohrung im Schenkel 22 durchsetzt und mit dem anderen Ende lediglich durch Druckanlage in Eingriff mit einer Druckfläche 26 des Schaltarmes liegt. Diese Druckfläche 26 ist zwischen dem Schaltnocken 11 und dem Gelenk 15 an der vom Schalter 4 abgekehrten Seite des Arbeitsfühlers 12 vorgesehen.
  • Auf der von der Schalteinrichtung 5 abgekehrten Seite des Fühlers 20 bzw. des Schenkels 22 liegt der kürzere Trägerschenkel 27 des Trägers 18, der etwa in gleicher Richtung wie der Schenkel 22 frei ausragt, jedoch in geringem Abstand vor dem Justierglied 25 endet. Dieser Trägerschenkel 27 kann an der zugehörigen Außenwand des Grundkörpers 3 abgestützt anliegen oder einen geringen Spaltabstand davon haben, wobei er in jedem Fall zweckmäßig im wesentlichen lagestarr angeordnet ist. Für das Justierglied 25 ist eine kraftschlüssig durch Reibung wirkende Verdrehsicherung 28 vorgesehen, die nur durch eine vorbestimmte, auf das Justierglied 25 wirkende Drehkraft überwunden werden kann. Diese Verdrehsicherung 28 ist im wesentlichen durch eine Blattfeder aus Blech gebildet, welche annähernd eben ist und auf der von der Schalteinrichtung 5 abgekehren Seite im wesentlichen flächig an dem Fühler-Schenkel 22 anliegt. Die Blattfeder ist mit einem Durchtritts-Längsschlitz für das Justierglied 25 versehen und greift mit den einander zugekehrten Längsbegrenzungen dieses Schlitzes sichernd in die Gewindegänge des Justiergliedes 25 ein.
  • Im Abstand vom Justierglied 25 ist die Blattfeder zwischen dem Justierglied 25 und der Befestigung des Fühlers 20 am Träger 18 mit Befestigungen 29 lagestarr am Fühler-Schenkel 22, z.B. durch Punktschweißung, befestigt. Dadurch bildet die Verdrehsicherung 28 einen etwa in gleicher Richtung wie der Schenkel 22 frei ausragenden, jedoch im wesentlichen flächig am Schenkel 22 anliegenden Federarm. Das freie Ende dieses Federarmes kann in seiner Längsrichtung über das freie Ende des Schenkels 22 vorstehen und am Ende abgewinkelt sein, wobei die Gabelarme der Verdrehsicherung 28 an diesem Ende anstatt miteinander verbunden zu sein im Abstand zueinanderliegend frei ausragen. Die Befestigungen 29 liegen zweckmäßig im Bereich des anderen Endes des Längsschlitzes bzw. in geringem Abstand davon.
  • Die temperaturabhängigen Auslenkungen des Arbeitsfühlers 12 sowie des Fühlers 20 sind ebenso wie die gemeinsame Auslenkung des durch diese Fühler gebildeten Fühlersystems nicht durch lineare Kennlinien bestimmt. Um insbesondere die gemeinsame Kennlinie in Richtung zu einer möglichst linearen Nivellierung zu beeinflussen, ist eine Korrektureinrichtung 30 vorgesehen, die baulich mit der Steuer-Einrichtung 1 zusammengefaßt ist und mit dieser eine in sich geschlossene Montagebaugruppe bildet. Die mit dem Träger 18 gehalterte Korrektureinrichtung 30 liegt auf der vom Schalter 4 abgekehrten Seite der Schalteinrichtung 5 bzw. des Fühlers 20 oder des Schenkels 22, und zwar zweckmäßig im wesentlichen zwischen diesem und dem Trägerschenkel 27.
  • Sie weist als Korrekturglied eine Feder 31, z.B. eine Blattfeder, auf, die im wesentlichen in einer zu mindestens einer der genannten Ebenen etwa parallelen Ebene liegt und nach Art einer Federzunge frei in Richtung zum Betätigungsglied 24 bzw. zum Justierglied 25 ausragen kann. Die im wesentlichen vollständig zwischen dem Betätigungsglied 24 und der Streifenplatte 19 des Trägers 18 angeordnete Feder 31 liegt in einem Abstands-Spalt 32, der zwischen dem Fühler-Schenkel 22 bzw. dem Körper der Verdrehsicherung 28 und dem Trägerschenkel 27 gebildet ist. Die bei Normaltemperatur im Querschnitt sehr schwach S-förmig gekrümmte und nur etwa um ihre Blechdicke ausgelenkte Feder 31 kann dabei in Längsrichtung weiter vorstehen als der Trägerschenkel 27.
  • Die Feder 31 ist einteilig aus der Verdrehsicherung 28 herausgeformt, liegt zwischen deren Gabelarmen 33 im Längsschlitz und hat gegenüber diesem eine geringere Breite. Die vom freien Ende abgekehrte Federwurzel der Feder 31 geht benachbart zu den Befestigungen 29 einteilig in die Verdrehsicherung 28 über, so daß ihr Ende durch die Befestigungen 29 im wesentlichen unbeweglich gegenüber dem Fühler 20 festgelegt ist. Die Verdrehsicherung kann etwa gleiche Breite wie der Fühler 20 haben, so daß sie annähernd deckungsgleich zum Schenkel 22 liegt. Von dem Bereich der Befestigung 29 steigt die Feder 31 flach gekrümmt zum Trägerschenkel 27 an, an welchem sie mit ihrem anderen Krümmungsbogen im wesentlichen ständig mit Vorspannung anliegt. Für diese Anlage bildet die dem Fühler 20 zugekehrte Außenfläche des Trägerschenkels 27 einen als Gleitfläche ausgebildeten Anschlag 34. Der Trägerschenkel 27 kann in Ansicht zu seinem freien Ende in der Breite verjüngt, z.B. so trapezförmig ausgebildet sein, daß er mit seiner Trapezbasis in die Streifenplatte 19 übergeht.
    Der Fühler-Schenkel 22 steht mit dem Betätigungsglied 24 frei über den Anschlag 34 vor.
  • Durch die Feder 31 ist der Fühler 20 entgegen der Richtung Pfeil 36 belastet, in welcher er bei Zunahme der Umgebungstemperatur weggerichtet von der Druckfläche 26 auslenkt. Bei Zunahme der Umgebungstemperatur lenkt der Schaltnocken 11 entgegengesetzt in Richtung Pfeil 35 zum Stellglied 16 aus. In im wesentlichen gleicher Richtung Pfeil 37 ist auch der Kontaktträger 9 mit dem Stellglied 16 zu bewegen, wenn die relative Einschaltdauer erhöht werden soll, da dann der Schaltnocken 11 unter der Wirkung der Steuerbeheizung 13 einen größeren Schaltweg ausführen muß, bis die Kontakte 6, 7 geöffnet und der Arbeits- sowie der Steuer-Stromkreis unterbrochen werden.
  • Nimmt die Umgebungstemperatur zu, so wird der Fühler 20 gegen die Kraft der Feder 31 unter Biegeverformung ausgelenkt, wobei die Federkraft mit zunehmender Auslenkung ebenfalls zunimmt. Der Abstand des Anschlages 34 von der zugehörigen Seite der Verdrehsicherung 28 bzw. der Feder 31 bestimmt die maximale Auslenkung, an deren Ende der Fühler 20 unter Zwischenlage der Verdrehsicherung 28 bzw. der Feder 31 an dem Anschlag 34 anschlägt und zumindest mit dem zugehörigen, an den Träger 18 anschließenden Längsabschnitt gegen weitere Auslenkung starr festgelegt wird. Ggf. kann der über den Anschlag 34 frei vorstehende Längsabschnitt des Fühler-Schenkels 22 so ausgebildet sein, daß er mit dem Betätigungsglied 24 noch eine geringfügig weitere Auslenkung ausführen kann, wodurch sich eine entsprechende Korrektur-Kennlinie dieser Auslenkung ergibt. Die spezifische Auslenkung des Restabschnittes des Fühlers 20 wäre in diesem Fall wesentlich geringer als die des gesamten Fühlers 20 vor der Anschlagbegrenzung.
  • Die durch den Anschlußkontakt 14, die Gelenke 10, 15, die Schnappfeder 8, die Schalt- bzw. Fühlarme und ähnliche Bestandteile des Schalt-Gerätes 2 ausgeübten Federkräfte können zwar ebenfalls eine Wirkung auf die jeweilige Kennlinie haben, nicht jedoch im Sinne der Korrektureinrichtung 30, da sie entweder nicht unmittelbar auf die Kennlinie der Steuer-Einrichtung 1 wirken oder keine genaue Bemessung ermöglichen. In Anschlagstellung des Umgebungstemperatur-Fühlers 20 ist die Korrektur-Feder 31 im wesentlichen eben flach gedrückt, so daß sie zwischen den Gabelarmen 33 in der Ebene der Verdrehsicherung 28 liegt. Dadurch kann die Korrektureinrichtung 30 noch kompakter ausgebildet werden.

Claims (10)

  1. Einrichtung zur Steuerung eines Umgebungstemperatur-Einflusses an Geräten (2), wie Schaltern, Regel-, Steuer-Geräten oder dgl., die mindestens eine Schalteinrichtung (5) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur korrigierenden Beeinflussung der Schaltcharakteristik mindestens einer Schalteinrichtung (5) in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und wenigstens auf einen Teil dieser Beeinflussung federnd wirkende Mittel vorgesehen sind.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Schaltcharakteristik der Schalteinrichtung (5) beeinflussender, Arbeitsbewegungen und Arbeitswege bestimmender Umgebungstemperatur-Fühler (20) und als Korrekturmittel mindestens eine wenigstens einen Teil dieser Arbeitsbewegungen beeinflussende Korrektureinrichtung (30) vorgesehen sind und daß die Korrekturmittel (30) wenigstens teilweise mit einer von dem Fühler (20) gesonderten Federkraft federnd auf die Arbeitsbewegung wirken, wobei vorzugsweise die Korrekturmittel (30) einer Arbeitsbewegung des Umgebungstemperatur-Fühlers (20) federnd entgegenwirken, die einer Zunahme der Umgebungstemperatur entspricht und/oder sich die Federkraft der Korrekturmittel (30) mit dem Arbeitsweg des Umgebungstemperatur-Fühlers (20) ändert, insbesondere bei zunehmender Umgebungstemperatur zunimmt.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksam federnde Arbeitsweg wenigstens eines Teiles der Korrekturmittel (30) begrenzt, insbesondere oberhalb einer vorbestimmten Umgebungstemperatur der Arbeitsweg wenigstens eines Teiles des UmgebungstemperaturFühlers (20) anschlagbegrenzt ist.
  4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturmittel (30) mindestens eine Korrektur-Feder (31), insbesondere eine einzige Feder (31) in Form einer Flachfeder aufweisen, die vorzugsweise unmittelbar an wenigstens einem Umgebungstemperatur-Fühler (20) abgestützt ist und/oder daß mindestens ein Abschnitt wenigstens eine Korrektur-Feder (31) gegenüber dem Umgebungstemperatur-Fühler (20) im wesentlichen spielfrei festgelegt, insbesondere durch Schweißung oder dgl. befestigt ist.
  5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Korrektur-Feder (31) an einem gegenüber einem Träger (18) für wengigstens einen Fühler und/oder einen Grundkörper (3) des Schalt-Gerätes (2) im wesentlichen feststehenden Widerlager (27) abgestützt ist, insbesondere flächig in einem Spalt (32) zwischen dem Widerlager und dem Umgebungstemperatur-Fühler (20) liegt, wobei das Widerlager vorzugsweise einen Anschlag (34) wenigstens für einen Teil des Fühlers (20) bildet.
  6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Umgebungstemperatur-Fühler (20) durch ein Bimetall gebildet ist, das insbesondere winkelförmig ausgebildet, mit einem Schenkel (21) an dem Träger (18) befestigt und mit einem weiteren Schenkel (22) im wesentlichen frei ausragend angeordnet ist, wobei vorzugsweise die Korrektureinrichtung (30) mit dem frei ausragenden, mit einem Betätigungsglied (24) auf die Schalteinrichtung (5) korrigierend wirkenden Schenkel (22) in Eingriff steht.
  7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (18) winkelförmig ausgebildet, insbesondere durch eine in den Grundkörper (3) eingesetzte, winkelförmige Streifenplatte (19) gebildet ist, die vorzugsweise mit einem Schenkel (27) das Widerlager bildet bzw. in einer Öffnung (23) vom Umgebungstemperatur-Fühler (20) durchsetzt ist und/oder daß mindestens eine Korrektur-Feder (31) an dem Widerlager (27) nur durch Anschlag abgestützt und vorzugsweise zwischen dieser Abstützung und der Abstützung am Umgebungstemperatur-Fühler (20) flach S-förmig gekrümmt ist.
  8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Korrektur-Feder (31) einen weiteren Funktionsteil der Einrichtung (1), insbesondere ein Sicherungsglied für das durch ein verstellbares Justierglied (25) gebildete Betätigungsglied (24), bildet, wobei vorzugsweise über die Korrektur-Feder (31) eine flache Gabel vorsteht, deren Gabelarme (33) in einen Gewindeabschnitt des Justiergliedes (25) eingreifen und/oder mindestens eine Korrektur-Feder (31) einen zungenförmig aus einem Blechteil ausgestanzten und herausgebogenen Bauteil bildet, der gemeinsam mit diesem Blechteil an dem Umgebungstemperatur-Fühler (20) befestigt ist.
  9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Korrektur-Feder (31) im wesentlichen auf der von der Schalteinrichtung (5) abgekehrten Seite des Umgebungstemperatur-Fühlers (20) liegt, der vorzugsweise mit dem Betätigungsglied (24) unmittelbar an einem, insbesondere wenigstens teilweise durch ein periodisch beheizbares Arbeits-Bimetall gebildeten, Schaltarm der Schalteinrichtung (5) abgestützt ist.
  10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Kompensation des Umgebungstemperatur-Einflusses und/oder die Korrektureinrichtung (30) zur Korrektur einer Überkompensation ausgebildet bzw. justiert ist.
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