NO147323B - Elektrisk tidskoblingsverk med bimetallstyrte enheter - Google Patents

Abstract

Elektrisk tidskoblingsverk med bimetall-styrte enheter.

Description

Oppfinnelsen yedrører et elektrisk tidskoblingsverk med flere enheter som hver innbefatter et elektrisk oppvarmet bimetall, som styrer brytere for innkobling av oppvarmingen av bimetallet til ytterligere enheter.

Det er kjent tidskoblingverk ved hvilke et oppvarmet bimetall betjener en mekanisk klinke som etter oppvarming av bimetallet frigir en fjærende forspent del som rykker et skritt videre. Således kan flere oppvarmings- og avkjølingssykluser for bimetallet kobles etter hverandre som forlenger koblingstiden i forhold til bare en gangs oppvarming av bimetallet. Ved disse tidskoblingsverk er imidlertid koblingstiden bare innstillbar trinnvis, og mekanikken er også relativt komplisert og, som enhver mekanikk, utsatt for feil og slitasje.

I US patent nr. 3588471 er det beskrevet en term-isk styrt startinnretning som er bestemt til å koble et appa-rat med høy elektrisk tilslutningsverdi slik til en strøm-kilde at effekten bare frigis trinnvis. Derved kan det unn-gås momentant virkende høye innkoblingsstrømmer som ville belaste strømkilden på utillatelig måte. Til dette formål er det benyttet en kaskadekobling. US patentet beskriver imidlertid kun en effektstyring og omfatter ingen tidsstyr-ing i samme forstand som oppfinnelsen.

Den oppgave som således ligger til grunn for foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et tidskoblingsverk av den innledningsvis nevnte type, som kan fremstilles med et minimalt oppbud av mekanikk i en mindre byggestørrelse og hvor koblingsverket har bedre koblingsegenskaper enn det som var tilfelle ved de tidligere kjente koblingsverk.

Denne oppgave løses ved et elektrisk tidskoblingsverk som er kjennetegnet ved det som fremgår av kravene.

Ved oppfinnelsen blir det altså tilveiebragt en kaskade av bimetallet som inneholder en bryter som eneste mekaniske ledd. Det elektriske tilkoblingsverk ifølge oppfinnelsen med sin kaskadekobling adskiller seg klårt fra kaskadekoblingen i henhold til det ovennevnte US patent nr. 3588471 på følgende måte: Bimetallbryterne ved US patentet tilkobler etter hverandre de tilordnede oppvarmingskretser og blir holdt tilkoblet av egenoppvarmingen som tilveiebrin-ges av den kontinuerlige opprettholdelsesstrømtilførsel. Bimetalloppvarmingen forblir altså hele tiden innkoblet og tilveiebringer stadig tapsvarme. Videre vil bimetallbryterne ikke ha noen stabil sluttstilling og forblir altså ikke i aktivert tilstand etter sin aktivering. Tilbakestilling skjer ikke slik som ved foreliggende oppfinnelse ved betjening utenfra. Oppfinnelsen løser således en helt annen oppgave enn US patentet.

Hvis det er ønsket en trinnløs innstillbarhet, kan det f. eks. benyttes en innstillingsinnretning ved hjelp av

hvilken stillingen til minst ett bimetall (fortrinnsvis alle) er innstillbart i forhold til den tilhørende bryter. Derved kan tilkoblingsverket innstilles fra de minste tider til mak-simaltid på en trinnløs måte.

Maksimaltiden kan velges stor ved at oppvarmingen av bimetallene er utformet med uasse eller tiege. Ved disse står også hver gang maksimaltiden til rådighet i motsetning til slike ved hvilke det samme bimetall hele tiden igjen må oppvarmes, da disse ved de følgende sykluser ikke blir full-stendig avkjølt. Når det her er tale om bimetaller, skal det dermed forstås termiske utvidelseselenenter som kan inn-virke på bryterne. Det kan altså også benyttes utvidelses-staver, -hylser eller lignende, selv om bimetallet på grunn av sine store utbøyningsverdier er særlig foretrukket.

Ytterligere fordeler og trekk ved oppfinnelsen fremgår av underkravene og beskrivelsen i forbindelse med tegningen. Utførelseseksempler for oppfinnelsen er vist på tegningen og skal forklares nærmere i det følgende. Tegningen viser: fig. 1 et skjematisk koblingsbilde av et tidskoblingsverk ifølge oppfinnelsen med tre enheter,

fig. 2 et oppriss av en utførelsesform med to enheter,

fig. 3 et snitt langs linjen III - III på fig. 2.

Fig. 1 viser et tilkoblingsverk 11 som omfatter tre enheter 12, 13, 14, som hver omfatter et arbeidsbimetall 15 med en elektrisk oppvarming 16 og en bryter 17. Hvert arbeidsbimetall er tilordnet et kompensasjonsbimetall 18 for kompensasjon av omgivelsestemperaturen, over hvilket stillingen for arbeidsbimetallet i forhold til bryteren 17, som det virker på, er innstillbar. Innstillingen skjer for alle tre enheter 12, 13, 14 felles over en knapp 19.

Bryterne 17 er sneppvendere, som snepper over fra den ved enhetene 13 og 14 viste stilling til den stilling som er vist ved enheten 12 og forblir i denne stilling til de ved hjelp av en fremmedbetjening, som her er antydet som manuell trykknappbetjening 20, igjen føres tilbake til den ved enhtetene 13 og 14 viste stilling.

I det viste eksempel er oppvarmingene 16 til arbeidsbimetallene 15 tilsluttet strømnettet via en tilkobling 21 og står i forbindelse med en kontakt 22 på bryteren 17.

De bevegelige koblingsledd 23 til bryteren 17 og de andre motkontakter 24 (som etter omsneppingen av koblingsleddet bringes i kontakt) er slik koblet i serie at den andre tilkobling 24 til strømnettet enten står i forbindelse med kontakten 22 eller med koblingsleddet i den neste enhet over koblingsleddet 23 og den andre motkontakt 24.

På fig. 1 er det videre antydet en effektstyringsinnretning 25 for en elektrisk kokeplate 25, som har en sneppbryter 27 som er betjent av et bimetall 28 som er oppvarmet av en oppvarming 29. Det dreier seg om en i og for seg kjent taktgivende effektstyringsinnretning, som til opp-varmingsmotstanden 30 i den elektriske kokeplate tilfører effekten i pulser med alt etter innstillingen forskjellig relativ innkoblingsvarighet. Innstillingen av effektstyringsinnretningen skjer ved utførelseseksemplet likeledes over knappen 19, med hvilken også tidskoblingsverket innstilles. Oppvarmingen 29 til effektstyringsinnretningen blir koblet av tidskoblingsverket 11 og står i forbindelse med kontakten 24 til den siste enhet 14 i tidskoblingsverket. Den andre pol til oppvarmingen 29 står over bryteren 27 i effektstyringsinnretningen i forbindelse med tilkoblingen 21, slik at oppvarmingen av effektstyringsinnretningen kobles av den selv.

Tidskoblingsverket ifølge fig. 1 er tenkt som opp-kokingsunderstøttelse ved en effektstyrt kokeplate. Ved disse kokeplater blir effekten trinnløst innstilt for hånd, slik at ved innstilling på en lav viderekoblingsverdi, som vanligvis ligger i størrelsesordenen under en fjerdedel av totaleffekten for kokeplaten, oppkokingen vil vare meget lenge. Derfor er tidskoblingsverket 11 tenkt til å forhindre taktgivningen, dvs. den periodiske innkobling og utkobling av bryteren 27 til effektstyringsinnretningen 25 for en bestemt oppkokingsvarighet. Tidskoblingsverket ifølge oppfinnelsen er ifølge koblingen mellom innstilling av effektstyringsinnretningen og tidskoblingsverket derved fordelaktig innrettet slik at tidsvarigheten for oppkokingsfasen med full effekt for kokeplaten tilpasser seg til innstilt viderekok-ingseffekt. Dette tar hensyn til det faktum at husfruen ved en gryte med stort innhold som trenger en lang oppkokingstid, vanligvis også innstiller viderekokingseffekten høyere enn ved en liten mengde som skal kokes.

Det på fig. 1 viste tidskoblingsverk arbeider på følgende måte: Etter innstilling av den ønskede effekt og dermed også løpetiden for tidskoblingsverket ved hjelp av knappen 19 er det svingbart lagrede bimetalledd av kompensasjonsbimetall 18 og arbeidsbimetall 15 bragt i en bestemt stilling i forhold til sine brytere 17. Enda fra den forrige oppkokingsprosess sto alle brytere 17 i den stilling som er vist ved enheten 12, dvs. koblingsleddene 23 lå an mot kontaktene 24. Ved betjening av trykknappen 20 setter nå husmoren opp-kokingsprosessen igang. Derved blir tidsleddene 23 til alle tre brytere 17 bragt til omsnepping i motsatt retning av ur-viserretning og ligger nå an mot kontaktene 22. Derved blir først ved enheten 12 oppvarmingen 16 til arbeidsbimetallet 15 koblet inn, og etter den fortrinnsvis temmelig lenge valg-te oppvarmingstid for bimetallet 15 bringer denne i samsvar

med sin innstilling ved hjelp av den av knappen 19 betjente innstillingsinnretning 31 koblingsleddet 23 til bryteren 17

til omsnepping til den på fig. 1 viste stilling. Derved blir oppvarmingen 16 til enheten 12 strømløs og arbeidsbimetallet avkjøles igjen, men bringes imidlertid på grunn av forholdene til bryteren 17 til koblingsleddet 23 ikke igjen til tilbake-snepping til den tidligere stilling.

Det fremgår at på grunn av at oppvarmingen 16 til enheten 13 er innkoblet at denne nå likeledes gjennomfører den foran beskrevne arbeidssyklus. Etter omkobling av bryteren 17 til enheten 12, blir enheten 14 nå på samme måte satt i drift. Etter kobling av denne vil så over de tre brytere 17 til tidskoblingsverket med deres koblingsledd 23 og kontaktene 24 oppvarmingen 29 til effektstyringsinnretningen 25 få strøm, og den normale taktgivningsprosess for effektstyringsinnretningen begynner.

Det fremgår altså at ved tidskoblingsverket ifølge oppfinnelsen vil koblingstidene for de enkelte enheter 12, 13, 14 summeres, slik at man kommer til betraktelige maksi-maltider. På grunn av innstillbarheten av alle tre enheter er denne tid imidlertid også innstillbar til små verdier, hvis dette er ønskelig. Det ville naturligvis også være mulig å gjøre bare enkelte av enhetene innstillbare og la enkelte løpe konstant (så å si over en grunntid). Videre er det mulig å gjennomføre innkoblingen i steden for som trykkbetjening 20 også over en annen betjeningsart (f. eks. ved hjelp av et dreibart ledd over kammer eller lignende). Det er også mulig å foreta omkoblingen av bryteren 17 i dens begynnelsesstilling allerede ved tilbakedreining av knappen 19 til null. I dette tilfelle ville så ved hver oppkokingsprosess automatisk tidskoblingsverket løpe.

På fig. 2 og 3 er det vist et utførelseseksempel for tidskoblingsverket 11' som bare har to enheter 12', 13'. Det er anbragt i et i det vesentlige kvadratisk flatt hus

32, som er lukket med et lokk 33 og av innstillingsakselen 34 gjennombrytes i midten i retning av sin minste dimen-sjon .

Tidskoblingsverket 11' er på grunn av sin flate oppbygging særlig egnet til å tjene som forsatsbryter for en effektstyringsinnretning, dvs. på baksiden kan det slutte seg umiddelbart til en effektstyringsinnretning med de samme grunndimensjoner og således sammenføyes med tidskoblingsverket til en blokk. Innstillingsakslene til begge innretninger kan gripe i hverandre.

Innstillingsakselen 34 er dreibar ved hjelp av knappen 19. Videre kan knappen 19 trykkes i retning mot tidskoblingsverket, hvorved den trykker ned en hylse 35 mot kraften til en trykkfjær 36 som omgir innstillingsakselen. Hylsen er forbundet med en tilbakestillingskam 37 med to skråflater 38 for tilbakestilling av koblingsleddene 24 til bryteren 17.

Arbeidsbimetallene 15 til de to enheter 12', 13'

er anordnet parallelt til hverandre på begge sider av innstillingsakselen 34 på tvers av dens akse og dreibart om ak-ser 19 med til innstillingsakselen parallell utstrekning. Over en avvinkling og trykkfjærer 40 blir svingearmer 41 trykket mot en på innstillingsakselen 34 dreiefast anordnet innstillingskurve 42. Svingearmene består likeledes av bime-tallmateriale og danner kompensasjonsbimetallene.

Oppvarmingene 16 til arbeidsbimetallene 15 er ut-styrt med masse og utført med relativt vid varmekobling fra bimetallene, slik at tidskonstanten for bimetallet blir relativt stor. Strømtilførselen til disse oppvarminger kan enten utføres over aksene 39, trykkfjærene 40 eller over ad-skilte bevegelige tilførselsledninger.

De frie ender til arbeidsbimetallene 15 virker over justeringsskruer 43, som samtidig danner kontaktene 22 på koblingsleddene 23, som, slik det særlig går frem av fig. 3, består av flate plater som ved sine to kanter avstøtter seg med skjær på den ene side mot et støttelager 44 og på den annen side mot en bøyleformet fjær 45, som setter koblingsleddet 23 under en trykkf<jrspenning. Bøylefjæren er med sin andre ende likeledes støttet på støttelageret 44. Koblingsleddene 23 arbeider med to faste motkontakter 24, som, adskilt med en isolasjonsvegg, rygg mot rygg, er anordnet mellom de to speil-bildemessig til hverandre anordnede brytere 17. Koblingsleddene har et i retning mot brytermidten rettet fremspring, på hvilket det er utformet avskrånede fliker 4 6 som kan sam-virke med tilbakestillingskammer 37 når koblingsleddet er slik omsneppet at det med sin kontakt ligger an mot motkontakten 24. Da ved oms.nepping av koblingsleddet til anlegg mot motkontakten 24 dødpunktet for bøylefjæren 4 5 overskrides, springer koblingsleddet 23 heller ikke tilbake til sin viste utgangsstilling når bimetallet avkjøler seg og igjen inntar den viste utoversvingede stilling.

Det fremgår at utformingen av bryteren 17 er særlig enkel. Således skjer f. eks. kontaktdannelsen for bime-talloppvarmingene 16 umiddelbart over avstøtningspunktet,

dvs. justeringsskruen 43, og det er ikke nødvendig med noen spesiell motkontakt. Oppbyggingen av tidskoblingsverket er ukomplisert og kan gjennomføres med et minimum av mekaniske og elektriske deler, og bryteren er meget liten.

Selv om det ved det på fig. 2 og 3 viste utførel-seseksempel med en etter hverandrekobling av to enheter er sikret en for oppkokingsprosesser tilstrekkelig tid, er det mulig ved større antall av enheter å innstille vilkårlige tider, f. eks. når tidskoblingsverket skal benyttes til andre formål enn til styring av oppkokingstiden for elektriske kokeplater.

Claims (12)

1. Elektrisk tidskoblingsverk med flere enheter, som hver innbefatter et elektrisk oppvarmet bimetall, som styrer brytere for innkobling av oppvarmingen av bimetallet til ytterligere enheter, karakterisert ved at flere enheter (12, 13, 14, 12', 13') er slik koblet etter hverandre at ved aktivering av én bryter (17) for innkobling av bimetalloppvarmingen (16) for den følgende enhet, utkobles bimetalloppvarmingen for det tilhørende bimetall (15), og at bryterne (17) etter aktivering forblir i aktivert tilstand og kan tilbakestilles ved fremmed betjening.

2. Tidskoblingsverk ifølge krav 1, karakterisert ved at bryteren (17) til den siste enhet (14) kobler utgangseffekten for tidskoblingsverket (11).

3. Tidskoblingsverk ifølge krav 2, karakterisert ved at bryteren (17) er en ikke av seg selv til-bakespringende sneppvender.

4. Tidskoblingsverk ifølge ett av de foranstående krav, karakterisert ved at oppvarmingen (16) for bimetallene (15) er utformet med masse, henholdsvis trege.

5. Tidskoblingsverk ifølge ett av de foranstående krav, karakterisert ved at det har to enheter (12', 13'), hvis arbeidsbimetaller (15) med deres oppvarminger (16) er anordnet på begge sider av en mellom dem gjennomragende innstillingsaksel (34).

6. Tidskoblingsverk ifølge krav 5, karakterisert ved at det mot innstillingsakselen (34) som har en innstillingskurve (42) legger seg svingearmer (41), som inneholder et kompensasjonsbimetall.

7. Tidskoblingsverk ifølge ett av de foranstående krav, karakterisert ved at bryterne (17) har et bevegelig koblingsledd (23), som, avstøttet i et støtte-lager (44) av en fortrinnsvis bøyleformet fjær (45) er satt under trykkforspenning mot støttelageret (44) og er opplagret omsneppbar mellom en med arbeidsbimetallet (15) bevegelig kontakt (22) og en fast motkontakt (24).

8. Tidskoblingsverk ifølge krav 7, karakterisert ved at koblingsleddene (23) er tilbakestillbare ved hjelp av mekanisk trykkbetjening, henholdvis dreiebetjen-ing.

9. Tidskoblingsverk ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at koblingsleddene (23) er anordnet i det vesentlige parallelt til innstillingsakselen (34).

10. Tidskoblingsverk ifølge ett av de foranstående krav, karakterisert ved at det er utformet som forsatsbryter for en styreinnretning (25) for elektriske kokeplater (26).

11. Tidskoblingsverk ifølge ett av de foranstående krav, karakterisert ved at innstillingsinn-retningen (31) samtidig betjener den forutbestemte verdistill-ing for styreinnretningen (25).

12. Tidskoblingsverk ifølge ett av de foranstående krav, karakterisert ved at tilbakestillingen kan foretas ved hjelp av en adskilt, manuell betjeningsinn-retning (20) for innkobling av en oppkokingsprosess.