EP3055874B1

EP3055874B1 - Temperaturregler

Info

Publication number: EP3055874B1
Application number: EP14781246.5A
Authority: EP
Inventors: Werner Reiter; Josef Reithofer; Peter Klaus SOUKUP
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2014-10-08
Publication date: 2018-12-12
Anticipated expiration: 2034-10-08
Also published as: CN105612595A; WO2015052241A1; US10609764B2; EP3055874A1; DE102013111202A1; TR201821235T4; CN105612595B; PL3055874T3; US20160255678A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Temperaturregler

Stand der Technik

Temperaturregler für elektrische Heizkörper von Kochfeldern sind in verschiedenen Ausführungen bekannt und kommen u.a. bei elektrischen Kochfeldern und dabei speziell bei Glaskeramik-Kochfeldern zum Einsatz, und zwar zur Steuerung oder Regelung des elektrischen Heizelementes eines Kochfeldes. Speziell auch bei diesen Anwendungen weisen die Temperaturregler in der Regel wenigstens zwei elektrische Schaltsysteme mit unterschiedlichen Schalttemperaturen, d.h. Schaltpunkten auf. Ein Schaltsystem dient dabei als Überlastungs- oder Übertemperaturschutz für das elektrische Heizelement und weist einen Schaltpunkt zwischen etwa 500°C bis 600°C auf. Das zweite Schaltsystem dient zur Steuerung einer Restwärme-Warnanzeige und besitzt einen Schaltpunkt bei etwa 50°C bis 80°C, d.h. dieses weitere Schaltsystem bewirkt ab desem Schaltpunkt das Aktivieren der Restwärme-Warnanzeige. Jedes Schaltsystem umfasst u.a. eine Schaltfederbasis und wenigstens eine mit einem Ende an der Schaltfederbasis befestigte Schaltfeder mit Federkontakt, der mit einem ortsfesten Kontakt zusammenwirkt.
Bekannt ist auch den Schaltpunkt, insbesondere des zweiten Schaltsystems durch Verlagerung seiner Schaltfederbasis einzustellen, und zwar über von Einstell- oder Madenschrauben gebildete Einstell- und Justierelemente ( GB 2 175 141 A ), oder aber dadurch, dass die an einem Ende fixierte, d.h. nicht verlagerbar in einem Temperaturreglergehäuse befestigte Schaltfederbasis durch Verbiegen verlagert wird ( EP 2 287 877 A1 ). Im letzten Fall muss die getroffene Einstellung der Schaltfederbasis nach der Justierung in einem weiteren Verfahrensschritt fixiert werden, und zwar durch Anschweißen eines an der Schaltfederbasis ausgebildeten Arretierungsarms an einem Halteteil des Temperaturreglergehäuses.
Die bekannten Temperaturregler erfordern ein relativ aufwändiges Verfahren beim Justieren, da drehende Bewegungen und Justierwerkzeuge oder ein zusätzliches Arretieren durch Anschweißen eines Arretierungsarms erforderlich sind.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Temperaturregler aufzuzeigen, welcher bei vereinfachter konstruktiver Ausbildung eine vereinfachte Justierung mit hoher Präzision ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Temperaturregler gemäß unabhängigem Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Aspekte, Details und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
Die vorliegende Erfindung stellt einen Temperaturregler insbesondere für elektrische Heizkörper von Kochfeldern zur Verfügung. Der Temperaturregler umfasst ein Temperaturreglergehäuse, einen Temperaturfühler mit Ausdehnungselement, welches einen von der Temperatur abhängigen Bewegungshub in einer Wirkungsrichtung AT erzeugt, wenigstens ein Schaltsystem, das an einer Schaltfederbasis eine Schaltfeder aufweist, auf die das Ausdehnungselement oder ein mit diesem Element bewegtes Betätigungselement zum Schalten des Schaltsystems einwirkt, wobei die Schaltfeder mit einem ihrem Federkontakt entfernt liegenden Ende an der Schaltfederbasis befestigt ist, wobei die Schaltfederbasis an einem der Befestigung ihrer Schaltfeder entfernt liegenden Ende fest und nicht verlagerbar am Temperaturreglergehäuse gehalten ist und mit einem Justierelement zusammenwirkt, welches mit einem Abschnitt oder Ende an einem Bereich des Temperaturreglergehäuses gehaltenen ist und mit einem weiteren Abschnitt oder Ende gegen die Schaltfederbasis anliegt und mit welchem zur Einstellung des Schaltpunktes des Schaltsystems die Schaltfederbasis zusammen mit der Schaltfeder relativ zum Ausdehnungselement und/oder zum Betätigungselement unter Änderung des Abstandes zwischen dem Bereich des Temperaturreglergehäuses und der Schaltfederbasis verlagerbar ist. Bei dem Justierelement handelt es sich um ein länglich ausgebildetes Element mit einer Längsrichtung A, wobei das Justierelement zum Justieren in einer Justierrichtung J quer zu seiner Längsrichtung A unter Änderung des Abstandes zwischen den Abschnitten oder -enden bleibend verformbar ist.
Die Vorteile eines erfindungsgemäßen Temperaturreglers bestehen u.a. darin, dass nach erfolgter Justierung kein weiterer Schritt zur Fixierung der Schaltfederbasis erforderlich ist, dass die Justierung mittels eines Justierstempels allein durch eine translatorische Bewegung erfolgen kann, und zwar mit hoher Genauigkeit, dass sich ein relativ großer Stellbereich bei der Justierung bzw. durch Rückformen des gewölbten Bereichs erzielen lässt, dass der notwendige Temperaturoffset des Schaltpunktes des Schaltsystems über einen entsprechenden Offsetweg oder zusätzlichen Hub des Justierstempels berücksichtigt werden kann, und dass die Position und Orientierung des Justierelementes innerhalb des Temperaturreglers so gewählt werden kann, dass der Justierstempel problemlos über eine offene Seite des Temperaturreglergehäuses auf das Justierelement einwirken kann.
Die mit dem Justierelement erzielbare hohe Genauigkeit liegt insbesondere darin begründet, dass bei der Verformung des Justierelementes durch den Justierstempel eine Art "Übersetzung" geschaffen wird. Der Verfahrweg der translatorischen Bewegung des Justierstempels, durch den eine bleibende Verformung des Justierelements unter Änderung des Abstandes zwischen den Abschnitten oder - enden des Justierelements erreicht wird, ist deutlich größer als der Justierweg am Federlager. Daher ist die Genauigkeit der Justierung entsprechend der Übersetzung höher.
Die Justierung durch bleibendes Verformen des Justierelementes kann also in einfacher Weise durch lineare oder translatorische Bewegungen erfolgen, und zwar unter Verwendung von Einrichtungen oder Positioniersystemen mit denen die translatorische Bewegung beim Justieren mit hoher Genauigkeit überwacht und/oder gesteuert wird. Ein zusätzliches Fixieren der jeweils getroffenen Einstellung ist nicht erforderlich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schaltfederbasis mit einer Sollbiegestelle in Form einer Verjüngung ausgestattet. Unter einer Verjüngung der Schaltfederbasis wird eine in Wirkungsrichtung (AT) verringerte Ausdehnung der Schaltfederbasis verstanden, die bevorzugt im Wesentlichen die Form einer Kerbe aufweist. Diese Sollbiegestelle ist in einem Bereich der Schaltfederbasis vorgesehen, der dem Ende der Schaltfederbasis benachbart ist, an dem die Schaltfederbasis fest und nicht verlagerbar am Temperaturreglergehäuse gehalten ist. Beim Justiervorgang verbiegt sich die Schaltfederbasis an dieser Sollbiegestelle. Da die Sollbiegestelle außerhalb des Federspannbereichs liegt, wird die Federkraft der Schaltfeder durch die Justierung nicht oder nur unwesentlich verändert. Unter dem Bereich der Schaltfederbasis, der dem Ende der Schaltfederbasis benachbart ist, an dem die Schaltfederbasis fest und nicht verlagerbar am Temperaturreglergehäuse gehalten ist, wird die Hälfte, bevorzugt ein Drittel der gesamten Ausdehnung der Schaltfederbasis quer zur Wirkungsrichtung (AT) verstanden.
Grundsätzlich kann das Justierelement unter Reduzierung oder unter Vergrößerung des Abstandes zwischen seinen Abschnitten oder -enden bleibend verformbar ausgebildet sein. Bevorzugt sind aber Ausführungsformen, bei denen das Justierelement unter einer Vergrößerung des Abstandes zwischen seinen Abschnitten oder -enden bleibend verformbar ausgebildet ist.
Besonders bevorzugt ist das Justierelement zwischen seinen Abschnitten oder Enden mit einem gewölbten Bereich ausgebildet, der für das Justieren unter Änderung des Abstandes zwischen den Abschnitten oder Enden verformbar ist. Dieser gewölbte Bereich ist des Justierelements ist dann unter Vergrößerung des Abstandes zwischen den Abschnitten oder Enden bleibende verformbar ausgebildet.
Bevorzugt weist der gewölbte Bereich des Justierelements eine U- oder V-Form auf, wobei der von den Schenkeln des V eingeschlossene Winkel im Wesentlichen beliebig sein kann, also lediglich den Bedingungen kleiner als 180° und größer als 0° genügen muss. Bevorzugt schließen die Schenkel des V einen Winkel zwischen 45° und 135°, besonders bevorzugt einen Winkel zwischen 60 ° und 120° ein. Speziell die U- oder V-Form des gewölbten Abschnittes führt zu einem reproduzierbaren Zusammenhang zwischen der Auslenkung oder der Größe des Hubs des Justierstempels und der hieraus resultierenden Änderung oder Vergrößerung des Abstandes zwischen den Enden und damit der Auslenkung der Federschaltbasis.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Temperaturregler wenigstens zwei durch den Temperaturfühler gesteuerte Schaltsysteme auf, die jeweils an einer Schaltfederbasis eine Schaltfeder aufweisen. Das Justierelement wirkt auf die Schaltfederbasis eines zweiten der beiden Schaltsysteme ein. In diesem Fall wird also beispielsweise das Schaltsystem, welches den niedrigeren Schaltpunkt aufweist und beispielsweise zur Steuerung der Restwärme-Warnanzeige dient, durch Verlagerung seiner Schaltfederbasis mit dem Justierelement justiert.
Bevorzugt sind die wenigstens zwei Schaltsysteme in Wirkrichtung des Ausdehnungselementes aufeinander folgend im Temperaturreglergehäuse angeordnet. Bei dieser Anordnung wirkt das Ausdehnungselement besonders effektiv auf die Schaltfedern der Schaltsysteme ein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt das Justierelement mit einem Ende gegen eine der Schaltfeder abgewandte Seite der Schaltfederbasis an.
Bevorzugt besteht das Justierelement aus einem metallischen Werkstoff. Metallische Werkstoffe lassen sich in der Herstellung einfach in der für das längliche Justierelement gewünschten Art formen. Bei einer Krafteinwirkung auf das längliche Justierelement wird das Justierelement bei Verwendung eines metallischen Werkstoffs in der gewünschten Weise bleibend verformt.
Offenbart wird auch ein Verfahren zur Justierung des Schaltpunktes eines Schaltsystems eines der oben beschriebenen Temperaturregler. Das Verfahren umfasst die Schritte

a) Bereitstellen eines der oben beschriebenen Temperaturregler,
b) Fixieren des Temperaturreglers in einer Justiervorrichtung,
c) Bewegen des Justierstempels in Richtung auf das Justierelement zu,
d) Durchführen eines elektrischen Kontakttests unter Verwendung der Anschlüsse des Schaltsystems,
e) Speichern der Position des Justierstempels sobald der elektrische Kontakttest ein negatives Signal anzeigt,
f) Bewegen des Justierstempels in Richtung von dem Justierelement weg,
g) Durchführen eines elektrischen Kontakttests unter Verwendung der Anschlüsse des Schaltsystems.

Zur Justierung des Schaltpunktes des Schaltsystems wird der Temperaturregler also mit seinem Temperaturreglergehäuse in einer Justiervorrichtung eingespannt. Durch das Bewegen des Justierstempels in Richtung auf das Justierelement zu kommt es zu einem Kontakt mit dem gewölbten Bereich des Justierelementes unter Vergrößerung des Abstandes zwischen den Enden des Justierelements. Durch das Vorbewegen des Justierstempels wird das Justierelement dann so verformt, dass das Schaltsystem öffnet, also der Federkontakt von dem Kontakt abhebt. Dies kann durch einen elektrischen Kontakttest bzw. mit einem an die Anschlüsse des entsprechenden Schaltsystems angeschlossenen elektrischen Messkreis erfasst werden. Sobald das Schaltsystem öffnet, also der elektrische Kontakttest ein negatives Signal anzeigt, wird die aktuelle Position des Justierstempels gespeichert. Der Justierstempel wird dann zurück, also von dem Justierelement weg, bewegt, und es wird wiederum ein elektrischer Kontakttest durchgeführt und damit überprüft, ob das Schaltsystem weiterhin geöffnet bleibt.

Bevorzugt werden nach Schritt g) die Schritte

h) Bewegen des Justierstempels in Richtung auf das Justierelement zu, wenn der in Schritt g) durchgeführte elektrische Kontakttest ein positives Signal anzeigt,
i) Durchführen eines elektrischen Kontakttests unter Verwendung der Anschlüsse des Schaltsystems,
j) Speichern der Position des Justierstempels sobald der in Schritt i) durchgeführte elektrische Kontakttest ein negatives Signal anzeigt,
k) Bewegen des Justierstempels in Richtung von dem Justierelement weg,
I) Durchführen eines elektrischen Kontakttests unter Verwendung der Anschlüsse des Schaltsystems.

In Schritt f) des Verfahrens wird der Justierstempel wieder von dem Justierelement wegbewegt. Da stets auch ein elastischer Anteil beim Rückformen der Wölbung des gewölbten Bereiches des Justierelements auftritt, führt dieses Rückbewegen des Justierstempels in der Regel wieder zu einem Schließen des Schaltsystems. Der in Schritt g) durchgeführte elektrische Kontakttest zeigt dann ein positives Signal an. Sollte dies der Fall sein, so wird in einem weiteren Justierschritt der Justierstempel in Richtung auf das Justierelement zu bewegt. Bei diesem nochmaligen Vorbewegen des Justierstempels wird die beim vorausgehenden Justierschritt erreichte und gespeicherte Position des Justierstempels um einen kleinen Hub oder Betrag (Offset) überschritten.
Im Anschluss daran erfolgen wiederum der elektrische Kontakttest und das Speichern der Position des Justierstempels sobald der elektrische Kontakttest ein negatives Signal anzeigt. Nachfolgend wird der Justierstempel wieder von dem Justierelement weg bewegt und durch einen weiteren elektrischen Kontakttest überprüft, ob das Schaltsystem nach dem Zurückbewegen des Justierstempels geöffnet bleibt.
Bevorzugt werden nach Durchführung von Schritt l) die Schritte h) bis l) mehrfach wiederholt bis der in Schritt l) durchgeführte elektrische Kontakttest ein negatives Signal anzeigt. Falls notwendig kann also das Vor- und Zurückbewegen des Justierstempels einschließlich der elektrischen Kontakttests mehrfach wiederholt werden, bis das Schaltsystem geöffnet bleibt und damit eine ausreichende, nicht elastische bzw. bleibende Verformung des Justierelementes erreicht ist.
Damit würde das Schaltsystem bei einer Temperatur öffnen, die derjenigen Temperatur entspricht, die der Temperaturfühler bei der Justierung aufweist. Ist dies beispielsweise die normale Umgebungstemperatur und ist ein Öffnen des Schaltsystems bereits bei einem über der normalen Umgebungstemperatur liegenden Schaltpunkt, beispielsweise bei dem Schaltpunkt zwischen 50°C und 80°C erwünscht, so erfolgt die Justierung so, dassin einem ersten Justierschritt das Justierelement nur soweit verformt wird, dass das Schaltsystem zwar zunächst öffnet, nach dem Rückführen des Justierstempels aber wieder schließt. Ausgehend von der gespeicherten Position des Justierstempels am Ende des ersten Justierschrittes erfolgt dann nochmals eine Bewegung des Justierstempels um einen kleinen Hub oder Betrag (Offset). Dieser ist so eingestellt, dass er zwar nicht ausreicht, damit das Schaltsystem nach dem Rückführen des Justierstempels geöffnet bleib, dass er aber das Ende nur soweit verlagert, dass der gewünschte über der Umgebungstemperatur liegende Schaltpunkt erreicht wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird vor Schritt c) des Verfahrens ein Justierplättchen zwischen dem Betätigungselement und der Schaltfeder angeordnet. Dieses Justierplättchen übernimmt die Funktion eines Abstandhalters, wobei die Dicke des Plättchens der Temperaturdifferenz (Temperaturoffset) zwischen der Umgebungstemperatur beim Justieren und der Temperatur des gewünschten Schaltpunktes entspricht.
Bevorzugt wird das zwischen dem Betätigungselement und der Schaltfeder angeordnete Justierplättchen entfernt sobald der elektrische Kontakttest unter Verwendung der Anschlüsse des Schaltsystems ein negatives Signal anzeigt. Die Justierung erfolgt also in wenigstens einem oder aber bevorzugt in wenigstens zwei Schritten derart, dass das Schaltsystem nach dem Justieren und Rückführen des Justierstempels offen bleibt. Das Justierplättchen wird dann entfernt. Zur möglichst präzisen Einstellung des Temperaturoffsets kann auch die Umgebungstemperatur während der Justierung berücksichtigt und entsprechend kompensiert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1: in schematischer Darstellung und in Seitenansicht einen Temperaturregler gemäß der Erfindung;
Fig. 2: in Einzeldarstellung und in Seitenansicht ein Vorspann- oder Justierelement des Temperaturreglers der Figur 1;
Fig. 3: in vergrößerter Teildarstellung eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Temperaturreglers.

Wege zur Ausführung der Erfindung

Der in der Figur 1 allgemein mit 1 bezeichnete Temperaturregler ist beispielsweise für einen Einsatz in einem elektrischen Kochfeld, z.B. in einem elektrischen GlasKeramik-Kochfeld bestimmt und weist hierfür zwei über einen stabförmigen Temperaturfühler 2 temperaturabhängig gesteuerte oder betätigte elektrische Schaltsysteme 3 und 4 auf. Von diesen weist ein erstes Schaltsystem 3, das beispielsweise als Schutz für eine Überhitzung des Kochfeldes bzw. des betreffenden elektrischen Heizelementes dient, einen Schaltpunkt z.B. im Bereich zwischen 500°C und 600°C auf. Bei Erreichen diesesSchaltpunktes unterbricht das Schaltsystem 3 den elektrischen Stromfluss an das Heizelement. Das zweite Schaltsystem 4 dient beispielsweise zur Steuerung oder zum Schalten einer Restwärme-Warnanzeige des Kochfeldes und weist einen Schaltpunkt z.B. zwischen 50°C und 80°C auf. Erst bei einer unter deisen Schaltpunkt liegenden Temperatur öffnet das zweite Schaltsystem 4.
Der Temperaturregler 1 umfasst ein Temperaturreglergehäuse 5, welches zumindest in solchen Teilbereichen, in denen eine elektrische Isolation erforderlich ist, aus einem elektrisch isolierenden Material, z.B. aus Keramik hergestellt ist. Der stabförmige Temperaturfühler 2 steht über die Außenseite des Temperaturreglergehäuses 5 hinaus. Der Temperaturfühler 2 ist in bekannter Weise von einem stabförmigen Ausdehnungselement 6 und einem Rohrstück 7 gebildet, wobei das Rohrstück 7 das stabförmige Ausdehnungselement 6 derart umschließt, dass eine Relativbewegung des Ausdehnungselementes 6 innerhalb des Rohrstücks 7 möglich ist. An einem Ende ist das Rohrstück 7 am Temperaturreglergehäuse 5 fixiert.
Am anderen, dem Temperaturreglergehäuse 5 entfernt liegenden Ende des Temperaturfühlers 2 sind das Ausdehnungselement 6 und das Rohrstück 7 miteinander verbunden. Das stabförmige Ausdehnungselement 6 erstreckt sich in das Innere des Temperaturreglergehäuses 5 hinein und wirkt dort mit den Schaltsystemen 3 und 4 zusammen, und zwar über ein auf das freie untere Ende des Ausdehnungselementes 6 aufgesetztes Betätigungselement 8. Die Materialien für das Ausdehnungselement 6 und für das Rohrstück 7 sind so gewählt, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient des stabförmigen Ausdehnungselementes 6 deutlich größer ist als der thermische Ausdehnungskoeffizient des Rohrstücks 7.
Das Schaltsystem 3 besteht im Wesentlichen aus einer als langgestreckte Zunge ausgebildeten Schaltfederbasis 9, die aus einem metallischen Werkstoff gefertigt und mit ihrer Längserstreckung quer oder senkrecht zu einer Achse AT des stabförmigen Temperaturfühlers 2 orientiert an ihren Enden bei 10 im Temperaturreglergehäuse 5 fixiert ist. Ein Ende der Schaltfederbasis 9 ist mit einem elektrischen Anschluss 11 verbunden. Das Schaltsystem 3 umfasst weiterhin eine Schaltfeder 12, die sich an der dem Temperaturfühler 2 zugewandten Seite der Schaltfederbasis 9 angeordnet nahezu über die gesamte Länge der Schaltfederbasis 9 erstreckt und mit einem Ende in der Nähe eines Endes der Schaltfederbasis 9 an dieser befestigt ist.
Die Schaltfeder 12 weist an ihrem anderen Ende einen Schalt- oder Federkontakt 13 auf, der mit einem ortsfesten, am Temperaturreglergehäuse 5 vorgesehenen und mit einem elektrischen Anschluss 15 verbundenen Kontakt 14 zusammenwirkt. Die beiden aus dem Temperaturreglergehäuse 5 herausgeführten elektrischen Anschlüsse 11 und 15 bilden die Anschlüsse des Schaltsystems 3 und sind z.B. Bestandteil eines Stromkreises zur Versorgung des Heizelementes des Kochfeldes. Die Anordnung ist weiterhin so getroffen, dass die Schaltfeder 12 sich im Normalzustand, d.h. in ihrem durch den Temperaturfühler nicht betätigten Zustand in ihrer das Schaltsystem 3 schließenden Stellung befindet, in der der Federkontakt 13 gegen den ortsfesten Kontakt 14 anliegt, und die Schaltfeder 12 erst bei Erreichen der dem Schaltpunkt entsprechenden Temperatur das Schaltsystem 3 durch Wegbewegen oder Verlagern des Federkontaktes 13 vom Kontakt 14 öffnet. Hierfür wirkt das Betätigungselement 8 auf die Schaltfeder 12 im Sinne eines Annäherns dieser Feder an die Federbasis 9 ein.
Das Schaltsystem 4 umfasst eine Federbasis 16, die wiederum zungenartig oder langgestreckt aus einem metallischen Werkstoff mit Federeigenschaften gefertigt und mit ihrer Längserstreckung quer oder senkrecht zu der Achse AT orientiert ist. Die Federbasis 16 ist nur an einem Ende 16.1 bei 17 am Temperaturreglergehäuse 5 fixiert und dort mit einem elektrischen, aus dem Temperaturreglergehäuse 5 herausgeführten Anschluss 18 verbunden. In der Nähe des anderen, der Befestigung 17 entfernt liegenden Endes 16.2 ist das eine Ende einer zweiten Schaltfeder 19 bei 20 an der Federbasis 16 befestigt. Die Schaltfeder 19 befindet sich an der dem Temperatursensor 2 abgewandten Seite der Schaltfederbasis 16 und weist an ihrem freien Ende einen Federkontakt 21 auf, der mit einem am Temperaturreglergehäuse 5 vorgesehenen und mit einem elektrischen Anschluss 23 verbundenen festen Kontakt 22 zusammenwirkt.
Die beiden Anschlüsse 18 und 23 bilden die Anschlüsse des Schaltsystems 4. Letzteres ist so ausgebildet, dass nach dem Justieren des Temperaturreglers 1 bzw. des Schaltsystems 4 dieses im Ausgangszustand geöffnet ist, d.h. die Schaltfeder 19 durch das Betätigungselement 8 soweit ausgelenkt bzw. auf ihre Schaltfederbasis 16 zu bewegt ist, dass der Federkontakt 21 von dem ortfesten Kontakt 22 beabstandet ist. Erst ab einer Temperatur am Temperaturfühler 2, die wenigstens dem Schaltpunkt des Schaltsystems 4 entspricht, ist das Schaltsystems 4 geschlossen, d.h. der Federkontakt 21 liegt gegen den Kontakt 22 an.
Das stabförmige Ausdehnungselement 6 erstreckt sich durch die Schaltfederbasis 16 und die Schaltfeder 19 hindurch. Das auf das untere Ende des Ausdehnungselementes 6 aufgesetzte Betätigungselement 8 befindet sich zwischen den beiden Schaltfedern 12 und 19. Letztere bestehen jeweils aus einem elektrisch leitenden und für Schaltfedern geeigneten metallischen Material und sind außerdem jeweils für eine Schnappbewegung bzw. für ein schnelles Öffnen und Schließen der Schaltsysteme 3 und 4 ausgebildet.
Mit 8.1 ist eine Feder bezeichnet, die auf das in der Figur 1 untere Ende des Betätigungselementes 8 einwirkt und das Betätigungselement 8 durch eine axiale und bei der Darstellung der Figur 1 nach oben wirkende Federkraft auf dem stabförmigen Ausdehnungselement 6 sichert.
Die Besonderheit des Temperaturreglers 1 besteht in dem Vorspann- oder Justierelement 24 für die Schaltfederbasis 16, welches laschen- oder streifenförmig aus einem bleibend verformbaren Werkstoff, beispielsweise Metall gefertigt ist und mit einem Abschnitt oder Ende 24.1 an einem Bereich 5.1 des Temperaturreglergehäuses 5 beispielsweise durch Klemmen fixiert ist und mit seinem anderen Abschnitt oder Ende 24.2 auf das der Befestigung 17 entfernt liegende und damit der Befestigung 20 benachbarte Ende der Schaltfederbasis 16 einwirkt.
Im Detail (siehe Figur 2) ist das Justierelement 24 bei der dargestellten Ausführungsform so ausgeführt, dass es zwischen seinen beiden Enden 24.1 und 24.2 einen gewölbten Bereich 24.3 aufweist, der bei der dargestellten Ausführungsform winkel- oder V-förmig ausgeführt ist, und zwar mit zwei einen Winkel von wenigstens 90°, vorzugsweise einen Winkel größer als 90° miteinander einschließenden Schenkeln 24.3.1 und 24.3.2 und mit einem diese Schenkel verbindenden Abschnitt 24.3.3.
Durch eine bleibende Verformung des Justierelementes 24 senkrecht zu seinen Oberflächenseiten am Bereich 24.3 sind eine Änderung des Abstandes zwischen den Enden 24.1 und 24.2 und damit eine Verlagerung des Endes 16.2 der Schaltfederbasis 16 sowie eine Justierung des Schaltpunktes des Schaltsystems 4 in der nachstehend noch näher beschriebenen Weise möglich. Bei der dargestellten Ausführungsform erfolgt diese Justierung durch teilweises Rückformen der Wölbung des Bereichs 24.3 mit einem auf die konvexe Seite einwirkenden Justierstempel 25 unter Vergrößerung des Abstandes zwischen den Enden 24.1 und 24.2, wobei das freie Ende 16.2 der Schaltfederbasis 16 gegen die Eigenelastizität dieser Basis in Richtung des Pfeiles A, d.h. in Richtung auf das Betätigungselement 8 hin bewegt wird. Das Justierelement 24 liegt mit seinem Ende 24.2 lediglich gegen die dem Temperaturfühler 2 zugewandte Oberseite der Schaltfederbasis 16 an.
Die Justierung des Schaltpunktes des ersten Schaltsystems 3 erfolgt üblicherweise durch Bewegen des stabförmigen Ausdehnungselementes 6 um einen erforderlichen, dem gewünschten Schaltpunkt entsprechenden Einstell- oder Justierhub und durch anschließendes Fixieren des stabförmigen Ausdehnungselementes 6 am Rohrstück 7. Nach der Justierung des Schaltpunktes des ersten Schaltsystems 3 befindet sich auch das noch nicht justierte Schaltsystem 4 in einem geschlossenen Zustand, obwohl die Temperatur am Temperaturfühler 2 unter dem Schaltpunkt des Schaltsystems 4 liegt.
Zur Justierung des Schaltpunktes des Schaltsystems 4 wird der Temperaturregler 1 mit seinem Temperaturreglergehäuse 5 in einer Justiervorrichtung eingespannt und mit Hilfe des Justierstempels 25 wird der gewölbte Bereich 24.3 des Justierelementes 24 unter Vergrößerung des Abstandes zwischen den Enden 24.1 und 24.2 solange durch Vorbewegen des Justierstempels 25 verformt, bis das Schaltsystem 4 öffnet, d.h. der Federkontakt 21 vom Kontakt 22 abhebt, was problemlos mit einem elektrischen Kontakttest bzw. mit einem an die Anschlüsse 18 und 23 angeschlossenen elektrischen Messkreis erfasst und/oder gesteuert werden kann. Sobald das Schaltsystem 4 öffnet, wird die aktuelle Position des Justierstempels 25 gespeichert. Der Justierstempels 25 wird zurückbewegt und es wird überprüft, ob das Schaltsystem 4 weiterhin geöffnet bleibt. Da stets auch ein elastischer Anteil beim Rückformen der Wölbung des gewölbten Bereiches 24.3 auftritt, führt das Rückbewegen des Justierstempels 25 in der Regel wieder zu einem Schließen des Schaltsystems 4. In einem weiteren Justierschritt bzw. bei einem nochmaligen Vorbewegen des Justierstempels 25 wird die beim vorausgehenden Justierschritt erreichte und gespeicherte Position des Justierstempels 25 um einen kleinen Hub oder Betrag (Offset) überschritten. Im Anschluss daran erfolgen wiederum das Speichern der aktuellen Position des Justierstempels 25 und die Kontrolle, ob das Schaltsystem 4 nach dem Zurückbewegen des Justierstempels 25 geöffnet bleibt.
Falls notwendig kann dieses Verfahren mehrfach wiederholt werden, bis das Schaltsystem 4 geöffnet bleibt und damit eine ausreichende, nicht elastische bzw. bleibende Verformung des Justierelementes 24 erreicht ist. Damit würde das Schaltsystem 4 bei einer Temperatur öffnen, die derjenigen Temperatur entspricht, die der Temperaturfühler 2 bei der Justierung aufweist. Ist dies beispielsweise die normale Umgebungstemperatur und ist ein Öffnen des Schaltsystems 4 bereits bei einem über der normalen Umgebungstemperatur liegenden Schaltpunkt, beispielsweise bei dem Schaltpunkt zwischen 50°C und 80°C erwünscht, so erfolgt die Justierung so, dass in einem ersten Justierschritt das Justierelement 24 nur soweit verformt wird, dass das Schaltsystem 4 zwar zunächst öffnet, nach dem Rückführen des Justierstempels 25 aber wieder schließt. Ausgehend von der gespeicherten Position des Justierstempels 25 am Ende des ersten Justierschrittes erfolgt dann nochmals eine Bewegung des Justierstempels 5 um einen kleinen Hub oder Betrag (Offset). Dieser ist so eingestellt, dass er zwar nicht ausreicht, damit das Schaltsystem 4 nach dem Rückführen des Justierstempels 25 geöffnet bleib, dass er aber das Ende 16.2 nur soweit verlagert, dass der gewünschte über der Umgebungstemperatur liegende Schaltpunkt erreicht wird.
Weiterhin besteht auch die Möglichkeit beim Justieren des Schaltsystems 4 einen Abstandhalter, z.B. in Form eine Justierplättchens 26 zwischen dem Betätigungselement 8 und der Schaltfeder 19 vorzusehen, wobei die Dicke dieses Plättchens dann der Temperaturdifferenz (Temperaturoffset) zwischen der Umgebungstemperatur beim Justieren und der Temperatur des gewünschten Schaltpunktes entspricht. Die Justierung erfolgt in wenigstens einem oder aber bevorzugt in wenigstens zwei Schritten derart, dass das Schaltsystem 4 nach dem Justieren und Rückführen des Justierstempels 25 offen bleibt. Der Abstandhalter wird dann entfernt. Zur möglichst präzisen Einstellung des Temperaturoffsets kann auch die Umgebungstemperatur während der Justierung berücksichtigt und entsprechend kompensiert werden.
Die Figur 3 zeigt in einer Teildarstellung als weitere Ausführungsform einen Temperaturregler 1a, der sich von dem Temperaturregler 1 im Wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass das mit seinem unteren Ende 24.2 gegen die Oberseite der Schaltfederbasis 16 anliegende Justierelement 24 mit seiner Längserstreckung nicht schräg sondern senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu Schaltfederbasis 16 orientiert ist.

Bezugszeichenliste

1, 1a: Temperaturregler
2: Temperaturfühler
3,4: Schaltsystem
5: Temperaturreglergehäuse
6: stabförmiges Ausdehnungselement
7: Rohrstück
8: Betätigungselement
8.1: Feder
9: Schaltfederbasis
10: Befestigungspunkt der Schaltfederbasis
11: Anschluss
12: Schaltfeder
13: Federkontakt
14: Kontakt
15: Anschluss
16: Schaltfederbasis
16.1, 16.2: Ende der Schaltfederbasis 16
17: Befestigungspunkt
18: Anschluss
19: Schaltfeder
20: Befestigung der Schaltfeder 19 an der Schaltfederbasis 16
21: Federkontakt
22: Kontakt
23: Anschluss
24, 26: Justierelement
24.1, 24.2: Ende des Justierelementes
24.3: gewölbter Bereich des Justierelementes
24.3.1, 24.3.2, 24.3.3: Schenkel
25: Justierstempel
A: Längsrichtung des Justierelements
J: Justierrichtung
AT: Achse des Temperaturfühlers 2

Claims

Temperaturregler, insbesondere für elektrische Heizkörper von Kochfeldern, mit einem Temperaturreglergehäuse (5), mit einem Temperaturfühler (2) mit Ausdehnungselement (6), welches einen von der Temperatur abhängigen Bewegungshub in einer Wirkungsrichtung (AT) erzeugt, mit wenigstens einem Schaltsystem (4), das an einer Schaltfederbasis (16) eine Schaltfeder (19) aufweist, auf die das Ausdehnungselement (6) oder ein mit diesem Element bewegtes Betätigungselement (8) zum Schalten des Schaltsystems (4) einwirkt, wobei die Schaltfeder (19) mit einem ihrem Federkontakt (21) entfernt liegenden Ende (16.2) an der Schaltfederbasis (16) befestigt ist, wobei die Schaltfederbasis (16) an einem der Befestigung ihrer Schaltfeder (19) entfernt liegenden Ende (16.1) fest und nicht verlagerbar am Temperaturreglergehäuse (5) gehalten ist und mit einem Justierelement (24) zusammenwirkt, welches mit einem Abschnitt oder Ende (24.1) an einem Bereich (5.1) des Temperaturreglergehäuses (5) gehaltenen ist und mit einem weiteren Abschnitt oder Ende (24.2) gegen die Schaltfederbasis (16) anliegt und mit welchem zur Einstellung des Schaltpunktes des Schaltsystems (4) die Schaltfederbasis (16) zusammen mit der Schaltfeder (19) relativ zum Ausdehnungselement (6) und/oder zum Betätigungselement (8) unter Änderung des Abstandes zwischen dem Bereich (5.1) des Temperaturreglergehäuses (5) und der Schaltfederbasis (16) verlagerbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Justierelement (24) um ein länglich ausgebildetes Element mit einer Längsrichtung (A) handelt, wobei das Justierelement (24) zum Justieren in einer Justierrichtung (J) quer zu seiner Längsrichtung (A) unter Änderung des Abstandes zwischen den Abschnitten oder Enden (24.1, 24.2) bleibend verformbar ist.
Temperaturregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei durch den Temperaturfühler (2) gesteuerte Schaltsysteme (3, 4) vorgesehen sind, die jeweils an einer Schaltfederbasis (9, 16) eine Schaltfeder (12, 19) aufweisen, und dass das Justierelement (24) auf die Schaltfederbasis (16) eines zweiten der beiden Schaltsysteme (3, 4) einwirkt.
Temperaturregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Justierelement (24) mit einem Ende (24.2) gegen eine der Schaltfeder (19) abgewandte Seite der Schaltfederbasis (16) anliegt.
Temperaturregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Justierelement (24) aus einem metallischen Werkstoff besteht.
Temperaturregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Justierelement (24) zwischen seinen Abschnitten oder Enden (24.1, 24.2) mit einem gewölbten Bereich (24.3) ausgebildet ist, der für das Justieren unter Änderung des Abstandes zwischen den Abschnitten oder Enden (24.1, 24.2) verformbar ist.
Temperaturregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der gewölbte Bereich (24.3) unter Vergrößerung des Abstandes zwischen den Abschnitten oder Enden (24.1, 24.2) verformbar ist.
Temperaturregler nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gewölbte Bereich (24.3) eine U- oder V-Form aufweist.
Temperaturregler nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltsysteme (3, 4) in Wirkrichtung des Ausdehnungselementes (6) aufeinander folgend im Temperaturreglergehäuse (5) angeordnet sind.
Temperaturregler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltfederbasis (16) mit einer Sollbiegestelle in Form einer Verjüngung ausgestattet ist, wobei die Verjüngung in einem Bereich der Schaltfederbasis (16) vorgesehen ist, der dem Ende (16.1) der Schaltfederbasis benachbart ist, an dem die Schaltfederbasis (16) fest und nicht verlagerbar am Temperaturreglergehäuse (5) gehalten ist.