Regler für elektrische Heizelemente, insbesondere Kochplatten
Die Erfindung bezieht isich,auf einen Regler für elektrische Heizelemente, insbesondere Kochplatten, bestehend aus einem temperaturabhängigen Ausdehaungs- glied und einem Schnappschalter mit einem Betätigungsglied aus Bimetall, das über Schaltkontakte gesteuert elektrisch beheizt ist. Derartige kombinierte Regler haben ,die Aufgabe, eine gewünschte Temperatur, die beispielsweise an einem Kochplattenkörper oder einem Kochgefäss oder sonstwo abgegriffen wird, einzuhalten und die entsprechende Leistungszufuhr einzustellen.
Bekannt sind Regler dieser Art, bei denen das temperaturabhängige Ausdehnungsgiied und das Bimetallglied je einen im Heizstromkreis liegenden Schnappschalter betätigen und ,gegenüber dem zugehörigen Schnappschalter durch auf einer igemeinsamen Stellwelle sitzende, aufeinander abgestimmte Kurvenscheiben einstellbar sind. Es gehört lallso zu jeder Temperatureinstellung eine bestimmte Leistungszufuhr, ,die je nach sden Wärmeabführungsbedingungen am Heizelement für die Aufrechterhaltung ,der Temperatur zu gross oder zu klein sein kann.
Der Erfindung liegt ,die Aufgabe zugrunde, die gleiche Temperatur- und Leistungsregelung mit weniger baulichem Aufwand zuverlässiger durchzuführen. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das temperaturabhängige Ausdehnungsglied den durch ein einziges Stellglied (Spindel oder Kurvenscheibe) entsprechend der gewünschten Temperatur voreingestellten Abstand zwischen Idem Bimetall und einem Anschlag so verstellt, dass nach Erreichen der Igewünschten Temperatur, also im stationären Betrieb, das Bimetall im Zur am menwirken mit ,dom Anschlag die entsprechende Leistungszufuhr steuert.
Nunmehr betätigt das Ausdehnungsglied selbst nicht mehr einen Schnappschalter, sondem es verändert in Abhängigkeit von der Temperaturänderung nur noch den voreingestellten Abstand zwischen einem Anschlag und einem Durch eine Steuerheizung gegen diesen ausbiegenden Bimetallglied, fdas beim Zusammentreffen mit dem Anschlag den einzigen Schnappschalter betätigt.
Vorzugsweise wird Ider der höchsten Temperatureinstellung entsprechende Weg des von zudem Ausdehnungsglied bewegten Teils mehrfach so gross wie der durch die Steuerheizung erreichbare Ausbiegeweg ,des Bimeballs gewählt. Hiendurch ist es möglich, eden voreingestellten Abstand zwischen zudem Anschlag und Idem Bimetall so gross zu wählen, dass ,der Anschlag erst dann gegen über dem Bimetall schaltungswirksam wird, wenn die gewählte Temperatur am Fühler annähernd erreicht ist, so dass mit der vollen zur Verfügung stehenden Heizleistung so schnell wie möglich aufgeheizt wind.
Der Lei stungsregier erzeugt die jeweils notwendige Leistung dadurch, ,dass sich bei geringer Temperaturänderung ge genüber einem eingestellten Sollwert die entsprechende Einschaltdlauer wider Leistung gam Bimetall von selbst einstellt.
Vorteilhaft wird das Verhältnis der beiden Wege Xmindestens 3:1 Igewählt.
Der Regler kann auf verschiedene Weise gestaltet sein. Es loann das Ausdehnungsglied gegen Iden fest angeordneten Schnappschalter verstellbar sein und seine Ausdehnung auf Iden Anschlag für das Bimetall vergrössert übertragen werden. Umgekehrt bann das Ausdehnungsglied fest angeordnet sein und seine Ausdehnung vergrössert auf Iden Anschlag übertragen werden, während der Schnappschlater mit dem Bimetall gegen den Anschlag verstellbar ist.
Das fest langeordnete Ausdehnungsglied kann auch seine Ausdehnung vergrössert auf den Schnappschalter übertragen, während der mit dem Bimetall des Schn.appscbalters zusammenwirkende Anschlag durch eine zwischen dem Ausdehnungsglied und dem Schnappschalter durchgehende Einstellwelle mit Kurvenscheibe gegen das Bimetall anstellbar ist.
Das Betätigungsglied aus Bimetall kann durch den Heizstrom unmittelbaf oder fremd beheizt sein.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen
Fig. 1 das Schema einer Ausführungsform mit ver stellbar angeordnetem ,Ausdehnunìgsglied,
Fig. 2 das Schema einer Ausführungsform mit fest angeordentem Ausdehnungsglied und anstellbanem Schnappschalter,
Fig. 3 ,das Schema einer Ausführungsform mit fest angeordnetem Ausdehnungsglied und von diesem gegen einen anstellbaren Anschlag bewegbarem Schnappschalter,
Fig. 4 den Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des Schnappsystems des Schnappschalters, in starker Vergrösserung,
Fig. 5 die entsprechende Darstllung mit einem elektrisch beheizten Bimetall-Betätigungsglied,
Fig. 6 eine Draufsicht mit anderer Gestaltung des Bimetall-Betätigungsgliedes,
Fig.
7 den Längsschnitt einer Ausführungsform mit fremd beheiztem Birnetall-Betätigungsglied.
Bei den Ausführungsbeispielen ,ist zum Abgreifen der Temperatur lan ,dem Heizelement ein Temperaturfühler 1 in Form einer flachen Dose vorgesehen, Idie in nicht dargestellter bekannter Weise innerhalb eines Durchbruchs eines Kochplattenkörpers durch Federkraft an den Boden des auf Ider Kochplatte stehenden Kochtopfes mit Wärmekontakt anliegt und ausserdem durch Wärmeleitung zu einem gewissen Grad auch mit der Heizung der Kochplatte gekoppelt sein kann. Der Temperaturfühler ist Idurch ein Kapiliarrohr 2 mit einem Ausdehnungsglied 3 in Gestalt einer Membrandose verbunden. Das ganze System. 1,2,3 ist mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllt, die beim Erwärmen des Fühlers 1 den Ausdehnungskörper 3 ausdehnt, z.B. die Membran der Membrandose durchbiegt.
Das Ausdehnungsglied kann auch selbst das he Temperatur (z.B. an der Unterseite eines Kochplattenkörpers) abgreifende Organ sein. In Diesem Fall kommt als Ausdehnungsglied sowohl eine mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllte Membrandose als auch ein Bi metallglied in Betracht.
Das Ausdehnungsglied 3 wirkt in noch zu beschreibender Weise mit einem an sich bekannten Schnappschalter 4 mit den Schaltkontakten 5 und 6 zusammen.
Der Schnqappschalter 4 hat ein aus Bimetall bestehendes Betätigungsglied 7, das in nicht dargestellter. Weise über die Schaltkontakte 5, 6 gesteuert elektrisch beheizt ist.
Die Anordnung ist so getroffen, dass das Bimetal, wie in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet, vom iSchnappschal- ter 4 weg ausbiegt, wenn es Idurch ,die Steuerheizung erwärmt wird. Die erreichbare Ausbiegung s1 ist durch die konstante Heizleistung der Steuerheizung gegeben.
Dem Bimetall 7 liegt ein Anschlag 8 gegenüber, der solche Stellungen einnehmen kann, dass er ganz ausserhalb des durch die Steuerheizung ausgebogenen Bimetalls 7 liegt und daher unwirksam bleibt oder dass er in den durch die elektrische Heizung gegebenen Ausbiegebereich sol Ides Bimetalls 7 hineinragt und Idann das tem- peraturabhängige Ausbiegen Ides Bimetall zur Erzielung von Schaltungen begrenzt.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das als Membrandose ausgebildete Ausdehnungsglied 3 über einem bei 10 schwenkbar gelagerten Hebelarm 11 angeordnet, feder an seinem freien Ende Iden Anschlag 8 trägt. Mittels einer Schraubspindel 12, gegen deren freies Ende idas Ausdehnungsglied unter Ider Kraft einer Feder 13 kraftschlüssig anliegt, ist der Anschlag 8 in seinem Abstand von dem Bimetallglied 7 des Schnappschalters 4 verstellbar. Je höher idie am Fühler gewünschte Temperatur ist, Idesto grösser muss der Abstand zwischen dem Bimctall 7 une dem Anschlag 8 eingestellt werden.
Der in Fig. 1 eingezeichnete Abstand s2 soll den Ausgangszustand zeigen, bei idem der Anschlag 8 bei kaltem Fühler 1 in Idie Ider höchsten Temperatureinstellung entsprechende Stellung gebracht und das Bimetall noch kalt ist, also Ider Heizstrom noch nicht eingeschaltet ist.
Von der eingestellten Lage aus bewegt sich nach Einschalten ,des Stromes Ider Anschlag 8 nach Massgabe der temperaturabhängigen Dehnung des Ausdehnungsgliedes 3 dem durch die Steuerheizung in wenigen Sekunden in ,die äusserst erreichbare, strichpunktiert eingezeichnete Lage um den Betrag s1 ausgebogenen Bimetall 7 entgegen. Solange der Anschlag 8 ausserhalb des Ausbiegebereichs s1 des Bimetalls steht, bleibt er unwinksam.
Es findet also keine Schaltung statt, und das Heizelement wird ununterbrochen mit der vollen zur Verfügung stehenden Heizleistung ssbetrieben. Sobald der Anschlag 8 in den Ausbiegebereich s1 Ides Bimetalls 7 eintritt, wird-der Schnappschalter 4 durch Abstützen seines ausgebogenen Bimetalis lan dem Anschlag 8 in die Ausschaltstellung gebracht. Dabei wird auch die Steuerheizung des Bimetalls ausgeschaltet. Das hat zur Folge, dass das Bimetall gegen die ausgezogen gezeichneteAusgangsstellung zurückbiegt und von dem Anschlag 8 frei wird und der Schnappschalter wieder einschaltet, so dass das Bimetall erneut gegen den Anschlag 8 hin ausbiegt.
Es wird also die elektrische Leistung in zeitlich voneinander getrennten Impulsen der Kochplatte zugeführt.
Die sich hierbei engebende mittlere Heizleistung ist um so grösser, je weniger der Anschlag 8 in den Ausbiegebereich s1 des Bimetalls 7 eingedrungen ist.
Mit der Spindel 12 ist sdie Ausgangslage Ides Anschlages 8 einstellbar, und zwar wind der Abstand s2 des Anschlages 8 von dem Bimetall 7 um so grösser eingestellt, je höher die gewünschte Temperatur am Fühler
1 sein soll. Die Ausgangsstellungen des Anschlags 8 werden so gewählt, dass in jedem Falle der Anschlag 8 kurz vor Erreichen der eingestellten Temperatur am Fühler 1 in den Ausbiegebereich s1 des Bimetalls 7 eintritt. Dann regelt das Bimetall im Zusammenwirken mit dem Anschlag 8 von selbst die der Temperatureinstellung ent sprechende Leistung ein.
Der Weg, den der Anschlag 8 von seiner in Fig. 1 strichpunktiert angedeuteten Aus gangsstellung für ,dlie höchste Temperatureinstellung bis zum Erreichen des stationären Betriebs zurücklegt, ist in Fig. 1 mit s3 bezeichnet.
Der Weg s3 ist mehrfach so gnoss wie der durch die Steuerheizung erreichbare Ausbiegeweg s1 des Bimetalls 7. Dieser grosse Weg des Ansohlags 8 ist dadurch erzielt, dass zwischen dem Ausdehnungsglied 3 und dem Anschlag Idurch Iden Hebel 11 eine Igrosse Wegübersetzung besteht.
Beim Ausführungsbeispiel Fig. 2 ist der als Membrandose dargestellte Ausdehnungsglied 3 fest angeordnet, une seine Dehnung wird auf einen bei 15 schwenkbar gelagerten Hebel 16 übertragen, der in Ider Nähe seines freien Endes ,den mit dem IBimetallHBetätigungsglied
7 des Schnappschalters 4 zusammenwirkenden Anschlag
8 trägt. Hierdurch ist der Dehnungsweg des Ausdeh nungsgiiedes 3 vengrössert ,auf den Anschlag 8 übertra gen. Der notwendige raftschluss zwischen Idem Hebel
16 und dem Ausdehnungsglied 3 wird durch cine Feder
17 hergestellt.
Bei Verwendung von Bimetall als Ausdehnungsglied kann Idieses Iden Anschlag 8 unmittelbar tragen.
Der Schnappschalter 4 ist seinerseits iauif einem bei
18 schwenkbar gelagerten Hebel 19 angeordnet und durch eine Feder 20 mit einer auf einer Einstellwelle 21 sitzenden Kurvenscheibe 22 in Kraftschluss gehalten. Es hat also leder Anschlag 8 eine bestimmte Ausgangsstellung, von der aus er sich nach dem Einschalten des Stromes gegen das durch den Einfluss der Steuerheizung ausgebogene Bimetall 7 bewegt.
Der Schnappschalter 4 mit dem Bimetall 7 ist durch idie Kurvenscheibe 22 gegen aden Anschlag 8 leinstellbar, der sich ihm beim Erwärmen des Fühlers 1 entgegenbewegt. Auf diese Weise sind gleichfalls mit einem einzigen IStellglied (Kurvenscheibe 22) ,alle Einstellungen zwischen Idem Anschlag 8 und dem Schnappschalter 4 durchführbar, die es ermög lichen, dass der Anschlag 8 kurz vor Erreichen der ein gestellten Fühlertemperatur in iden dadurch die Siteuerhei- zung gegebenen Ausbiegebereich Ides Bimetalis eintritt.
Beim Ausführungsbeispiel Fig. 3 wird die Dehnung des wiederum fest angeordneten Ausdehnungsgliedes 3 vergrössert auf Iden Schnappschalter 4 übertragen, der auf einer um eine Achse 24 schwenkbar gelagerten Wippe 25 aufgebaut ist. Die Übertragung erfolgt beim Ausführungsbeispiel durch ein Hebelsystem, das aus einem von dem Ausdehnungsglied unmittelber beeinflussten Hebel 26, wider bei 27 schwenkbar gelagert ist, einem bei 28 schwenkbar gelagerten Zwischenhebel 29, einem san der Wippe 25 festen Hebelarm 30 und mit die sen Hebeln in Schneiden 31, 32, 33 und 34 verhängten Zuggliedern 35 und 36 besteht. Der Kraftschluss in dem Hebelsystem wird durch eine an der Wippe 25 angreifende Feder 37 hergestellt.
Ein ähnliches System von in Schneiden miteinander verhängten Übertragungshebeln und Zuggliedern ist bei Dezimalwaagen üblich.
Der mit dem Bimetall-Betätigungsglied 7 des Schnippschalters 4 zusammenwirkende Anschlag 8 ist an einem um die Achse 24 schwenkbaren Hebel 40 angeordnet, der Idurch eine Feder 41 mit einer auf einer Einstellwelle 42 sitzenden Kurvenscheibe 43 in Kraftschluss gehalten wird. Eis ist ,also leder Anschlag 8 gegen das von dem Ausdehnungsglied 3 ihm mit Ider Wippe 25 entgegenbewegte Bimetallglied 7 anstellbar. Die Einstell- welle 42 geht etwa in der Mitte zwischen dem Ausdehnungsglied und dem Schnappschalter 4 durch.
Diese Ausführungsform hat Iden Vorteil, dass die Regeleinrichtung in einem kleinen quaderförmigen Gehäuse untergebracht werden kann, wie es in Fig. 3 strichpunktiert angedeutet ist.
Das Ausdehnungsglied, insbesondere wenn es aus Bimetall besteht, kann auch direkt an Ider Wippe 25 des Schnappsch,alters angreifen. Dann fällt das Hebelsystem 26 bis 29 !fort.
Das in Fig. 4 in starker Vergrösserung herausgezeichnete bevorzugte Schnappsystem 4 hat eine an sich bekannte Schaltfeder 51 in Form einer im wesentlichen rechteckigen Blattfeder, die an ihrem vorderen Ende einen aufgenieteten Schaltkontakt 52 trägt, dem ein Festkontakt 53 zugeordnet ist. Von zudem Konbaktende geht innerhalb eines Fensterausschnittes 54 ender Schaltfeder eine Federzunge 55 aus. Zu der Schaltfeder gehört ein an dem Schaltersockel fester bügelförmiger Halter 56 mit zwei Schenkeln 56a und 56b.
Die Schaltfeder 51 stützt sich mit ihrem hinteren Ende an dem Halterschenkel 56a und mit ihrer Zunge 55, unter elastischem Ausbiegen derselben, an dem durch den Fensterdurchbruch 54 greifenden Halterschenkel 56b in einem Schneidenlager 58 ab. Hierdurch wind Idie Blattfeder unter Zugspannung in der unter Fig.4, 5 und 7 gezeigten Einschaltstellung gehalten.
Während bei bekannten Ausführungsformen die Schaltfeder an ihrem hinteren Ende mit dem Halter schenkel 56a fest vernietet ist, stützt sie sich bei der neuen Ausführungsform in einem Schneidenlager 59 ab, das Ibei dem durch einen Ausschnitt 60 der Blattfeder 51 greifenden Schenkel 56a Ides Halters 56 ausgebildet ist.
An dem ausserhalb des Schneidenlagers 59 befindlichen Ende 61 der Blattfeder 51 ist ein starrer U-förmiger Bügel 62 mit einem Schenkel 62a bei 67 angenietet und dadurch starr befestigt. Der andere U-Schenkel 62b des Bügels 62 trägt ein Druckstück 63, das zwischen den beiden Schneidenlagem 58 und 59 auf eine Wulstaus- prägung 64 der Blattfeder drückt.
Wind auf den Schenkel 62b des Bügels 62 durch das Druckstück 63 eine Druckkraft ausgeübt, so werden die Druckstelle 64 und das Ende 61 der Blattfeder 51 um das Schneidenlager 59 gleichsinnig geschwenkt, ohne dass das zwischen diesen Stellen befindliche Blattfederstück abgebogen ist, da es mit dem starren Bügel 62 eine um tdas Schneidenlager 59 schwenkbare Einheit bildet. Die Blattfeder 51 wird nur auf der langen Strecke zwischen der Druckstelle 64 und dem Schaltkontakt 52 durchgebogen. Hierdurch ist die Blattfeder 51 erheblich günstiger beansprucht, als wenn sie in bekannter Weise an ihrem hinteren Ende fest eingespannt ist.
Die Schaltung erfolgt, sobald die Schaltfeder über das die Federzunge 55 stützende Schneidenlager 58 hinweggegangen ist, wie es die in Fig. 4 strichpunktiert eingezeichnete Stellung der Schaltfeder zeigt.
Der das Druckstück 63 tragende U-Schenkel 62b des Bügels 62 ist über das Druckstück hinaus durch einen Hebelarm 65 verlängent. Das freie Ende des He belarmes 65 liegt einem Betätigungsmittel 66 gegenüber, das dem Anschlag 8 in Fig. 1 bis 3 entspricht.
Der Hebelarm 65 besteht bei Iden Ausführungsbeispielen 5 bis 7 aus Bimetall und entspricht dem Bimetall Betätigungsglied 7 in Fig. 1 bis 3.
Die Stromzuführungsleitung wird bevorzugt an den Bügel 62, z.B. an dessen Vernietungsstelle 67 mit der Schaltfeder 51, angeschlossen. Hierdurch wird erreicht, dass über die Schncidenlager 58 und 59 praktisch kein Strom Miesst und somit zusätzliche Erwärmungen an den Schneiden vermieden sind.
Die Bezugszeichen von Fig. 4 sind für die entsprechenden Teile auch bei den Ausführungsbeispielen Fig. 5 bis 7 verwendet.
Beim Ausführungsbeispiel Fig. 5 ist der aus Bimetall bestehende Hebelanm 65 auf den Schenkel 62b des Bügels 62 aufgenietet. Ausserdem ist lan sein freies Ende eine StromzuführunTgsleitung 68 angeschlossen. Es fliesst also der Strom durch den Bimetall Hebelarm 65 über den das Druckstück 63 tragenden Bügel 62 und die Schaltfeder 51 zur Kontqaktstelle 52, 53. Dabei wird der Bimetall-Hebelarm 65 erwärmt. Die Anordnung ist so getroffen, dass der Hebelarm 65 durch die Erwärmung von wider Schaltfeder 51 weg ausbiegt. Das Ausbiegen des Hebelarms 65 ist Idurch das Anschlagglied 66 begrenzt.
Beim Anliegen des Hebelarms 65 an dem Anschlagglied 66 wird der Bügel 62 mit dem Druckstück 66 im Ausschaltsinn geschwenkt.
Nach Fig. 6 ist der Bimetall-Hebelarm 65 als U-Rahmen ausgebildet und mit seinen USchenkeln 65a und 65b an dem das Druckstück 63 tragenden Schenkel 62b des Bügel 62 befestigt. Die Stromzuführungsleitung 68 ist an Iden Schenkel 65a nahe bei dessen freiem Ende angeschlossen, das gegenüber Idem Bügel 62 elektrisch isoliert ist.
Der Strom fliesst also wiederum über den Bi metall-Hebelarm 65 zum Bügel 62, jedoch ist die Stromzuführungsleitung 68 an einer Stelle angeschlossen, an der das Bimetall unter Erwärmung nicht oder nur wenig ausbiegt, während bei der Anordnung nach Fig. 5 die Anschlussstelle der Stromzuführungsleitung die volle Ausbiegung des Bimetalls nitmacht.
Die Ausführungsform nach Fig. 7 unterscheidet sich von der nach Fig. 5 und 6 nur dadurch, dass der Bimetall-Hebelarm 65 nicht von dem Strom durchflossen, sondern durch eine Widerstandswioklung 70 fremd beheizt ist. Die Widerstandswicklung 70 ist in nicht darge- stellter Weise dadurch den Schaltkontakt 52 ein- und ausschaltbar. Es wird also udielgleiche Schaltweise wie bei den Ausführungsbeispielen Fig. 5 und 6 erzielt.
Regulators for electric heating elements, in particular hotplates
The invention relates to a controller for electrical heating elements, in particular hotplates, consisting of a temperature-dependent expansion member and a snap switch with an actuating member made of bimetal which is electrically heated in a controlled manner via switching contacts. Such combined controllers have the task of maintaining a desired temperature, which is tapped, for example, on a hotplate body or a cooking vessel or elsewhere, and of adjusting the corresponding power supply.
Known regulators of this type are those in which the temperature-dependent expansion element and the bimetallic element each actuate a snap switch located in the heating circuit and are adjustable with respect to the associated snap switch by means of coordinated cam disks sitting on a common adjusting shaft. Every temperature setting requires a certain power supply, which, depending on the heat dissipation conditions on the heating element, can be too large or too small to maintain the temperature.
The invention is based on the object of performing the same temperature and power control more reliably with less structural effort. This object is achieved according to the invention in that the temperature-dependent expansion element adjusts the distance between the bimetal and a stop, which is preset by a single actuator (spindle or cam disk) according to the desired temperature, so that after the desired temperature has been reached, i.e. in stationary operation, the bimetal also has an effect, the stop controls the corresponding power supply.
Now the expansion member itself no longer actuates a snap switch, but only changes the preset distance between a stop and a bimetallic member that bends out against this bimetallic member, depending on the temperature change, which actuates the single snap switch when it meets the stop.
Preferably, the path of the part moved by the expansion member, which corresponds to the highest temperature setting, is selected several times as large as the bending path of the bimeball that can be reached by the control heater. This makes it possible to select each preset distance between the stop and the bimetal so large that the stop only becomes effective in the circuit with respect to the bimetal when the selected temperature at the sensor is almost reached, so that the full available Heating power heated up as quickly as possible.
The power regulator generates the power required in each case by the fact that in the event of a slight change in temperature compared to a setpoint value, the corresponding switch-on duration against power in the bimetal is automatically set.
The ratio of the two paths X at least 3: 1 I is advantageously chosen.
The controller can be designed in various ways. The expansion member can be adjusted against the fixed snap-action switch and its expansion can be enlarged to the stop for the bimetal. Conversely, the expansion member can be fixedly arranged and its expansion can be transferred to the stop in an enlarged manner, while the snap-action mechanism with the bimetal can be adjusted against the stop.
The fixed elongated expansion member can also transfer its expansion to the snap switch, while the stop that interacts with the bimetal of the snap switch can be adjusted against the bimetal by an adjusting shaft with a cam that extends between the expansion member and the snap switch.
The bimetal actuator can be heated directly or externally by the heating current.
The invention is explained below with reference to the drawing, for example. Show it
Fig. 1 is the scheme of an embodiment with ver adjustably arranged expansion member,
2 shows the diagram of an embodiment with a permanently arranged expansion member and anstellbanem snap switch,
3, the diagram of an embodiment with a fixed expansion member and a snap switch which can be moved by this against an adjustable stop,
4 shows the longitudinal section of a preferred embodiment of the snap system of the snap switch, greatly enlarged,
5 shows the corresponding representation with an electrically heated bimetal actuator,
6 is a plan view with a different design of the bimetal actuator,
Fig.
7 shows the longitudinal section of an embodiment with an externally heated pear-shaped actuator.
In the exemplary embodiments, a temperature sensor 1 in the form of a flat box is provided for tapping the temperature lan the heating element, which rests in a known manner, not shown, within an opening of a hotplate body by spring force on the bottom of the saucepan standing on the hotplate with thermal contact and also can also be coupled to the heating of the hotplate to a certain extent by conduction. The temperature sensor is connected by a capillary tube 2 to an expansion member 3 in the form of a diaphragm box. The whole system. 1,2,3 is filled with an expansion liquid which, when the sensor 1 is heated, expands the expansion body 3, e.g. the membrane of the diaphragm box bends.
The expansion member can also itself be an organ that measures the temperature (e.g. on the underside of a hotplate body). In this case, both a diaphragm box filled with an expansion liquid and a bi-metal member come into consideration as the expansion member.
The expansion member 3 interacts in a manner to be described with a snap switch 4 known per se with the switching contacts 5 and 6.
The snap switch 4 has an actuator 7 made of bimetal which is not shown in FIG. Way is controlled electrically heated via the switching contacts 5, 6.
The arrangement is made such that the bimetal, as indicated by dash-dotted lines in FIG. 1, bends away from the snap-action switch 4 when it is heated by the control heater. The achievable deflection s1 is given by the constant heating power of the control heater.
Opposite the bimetal 7 is a stop 8, which can assume such positions that it lies completely outside the bimetal 7 bent out by the control heater and therefore remains ineffective or that it protrudes into the bending area given by the electric heater sol ides bimetal 7 and then that Temperature-dependent bending of Ides bimetal to achieve switching is limited.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the expansion member 3, designed as a diaphragm box, is arranged over a lever arm 11 pivotably mounted at 10, which carries the stop 8 at its free end. The distance between the stop 8 and the bimetal element 7 of the snap switch 4 can be adjusted by means of a screw spindle 12, against the free end of which the expansion member rests in a force-locking manner under the force of a spring 13. The higher the temperature desired on the sensor, the greater the distance between the bimetal 7 and the stop 8 must be set.
The distance s2 drawn in FIG. 1 is intended to show the initial state in which the stop 8 is brought into the position corresponding to the highest temperature setting when the sensor 1 is cold and the bimetal is still cold, i.e. the heating current is not yet switched on.
From the set position, after switching on, the current I, the stop 8, in accordance with the temperature-dependent expansion of the expansion member 3, moves in a few seconds towards the bimetal 7 bent by the control heater into the extremely achievable, dot-dashed position by the amount s1. As long as the stop 8 is outside the bending area s1 of the bimetal, it remains inactive.
So there is no switching and the heating element is operated continuously with the full available heating power. As soon as the stop 8 enters the deflection area s1 of the bimetal 7, the snap switch 4 is brought into the switched-off position by supporting its bent bimetal against the stop 8. The control heating of the bimetal is also switched off. The consequence of this is that the bimetal bends back towards the initial position shown in solid lines and is released from the stop 8 and the snap switch switches on again, so that the bimetal bends again towards the stop 8.
The electrical power is therefore supplied to the hotplate in pulses that are separated from one another in time.
The resulting mean heating power is greater, the less the stop 8 has penetrated into the deflection area s1 of the bimetal 7.
The starting position I of the stop 8 can be set with the spindle 12, namely the distance s2 of the stop 8 from the bimetal 7 is set to be greater, the higher the desired temperature on the sensor
1 should be. The starting positions of the stop 8 are selected so that in each case the stop 8 enters the bending area s1 of the bimetal 7 shortly before the temperature set at the sensor 1 is reached. Then the bimetal regulates in cooperation with the stop 8 by itself the corresponding performance of the temperature setting.
The path that the stop 8 covers from its initial position, indicated by dash-dotted lines in FIG. 1, for the highest temperature setting to reach steady-state operation is denoted in FIG. 1 by s3.
The path s3 is as much as the bending path s1 of the bimetal 7 that can be reached by the control heater. This large path of the attachment 8 is achieved in that there is a large path translation between the expansion member 3 and the stop I by means of the lever 11.
In the embodiment of FIG. 2, the expansion member 3 shown as a diaphragm box is fixed, and its expansion is transmitted to a lever 16 pivotably mounted at 15, which is near its free end, which is connected to the bimetallic actuator
7 of the snap switch 4 interacting stop
8 carries. As a result, the expansion path of the expansion member 3 is enlarged and transferred to the stop 8. The necessary friction between the lever
16 and the expansion member 3 is by a spring
17 manufactured.
If bimetal is used as an expansion member, it can directly support the stop 8.
The snap switch 4 is in turn with one
18 pivotally mounted lever 19 and held by a spring 20 with a cam 22 seated on an adjusting shaft 21 in a frictional connection. So it has leather stop 8 a certain starting position from which it moves after switching on the current against the bent bimetal 7 by the influence of the control heater.
The snap-action switch 4 with the bimetal 7 can be adjusted by means of the cam 22 against the stop 8 which moves towards it when the sensor 1 is heated. In this way, all settings between Idem stop 8 and snap switch 4 can also be carried out with a single I-actuator (cam disk 22), which make it possible for stop 8 to activate the site heating shortly before the sensor temperature is reached Entering the bending area Ides Bimetalis.
In the embodiment of FIG. 3, the expansion of the expansion member 3, which is again fixedly arranged, is enlarged and transferred to the snap-action switch 4, which is mounted on a rocker 25 pivoted about an axis 24. The transmission takes place in the embodiment by a lever system which is pivoted from a lever 26 directly influenced by the expansion member, again at 27, an intermediate lever 29 pivoted at 28, a lever arm 30 fixed to the rocker 25 and with these levers in cutting 31, 32, 33 and 34 imposed tension members 35 and 36 consists. The frictional connection in the lever system is established by a spring 37 acting on the rocker 25.
A similar system of transmission levers and tension members interlocked in cutting edges is common in decimal scales.
The stop 8 cooperating with the bimetallic actuator 7 of the snap switch 4 is arranged on a lever 40 pivotable about the axis 24, which is held in frictional connection by a spring 41 with a cam disk 43 seated on an adjusting shaft 42. Ice is, so leather stop 8 against the bimetallic element 7 moved against it by the expansion element 3 with Ider rocker 25. The setting shaft 42 passes approximately in the middle between the expansion member and the snap switch 4.
This embodiment has the advantage that the control device can be accommodated in a small cuboid housing, as is indicated by dash-dotted lines in FIG. 3.
The expansion member, especially if it consists of bimetal, can also act directly on Ider rocker 25 of the snap-on age. The lever system 26 to 29 is then omitted.
The preferred snap system 4, shown in greatly enlarged form in FIG. 4, has a switching spring 51, known per se, in the form of an essentially rectangular leaf spring which has a riveted switching contact 52 at its front end, to which a fixed contact 53 is assigned. A spring tongue 55 extends from the contact end within a window cutout 54 end of the switching spring. A bracket-shaped holder 56 with two legs 56a and 56b, which is fixed to the switch base, belongs to the switch spring.
The switching spring 51 is supported with its rear end on the holder leg 56a and with its tongue 55, with elastic bending of the same, on the holder leg 56b that extends through the window opening 54 in a blade bearing 58. As a result, the leaf spring is held under tension in the switched-on position shown in FIGS. 4, 5 and 7.
While in known embodiments the switching spring is firmly riveted to the holder leg 56a at its rear end, in the new embodiment it is supported in a blade bearing 59, which is formed by the leg 56a of the holder 56 which extends through a cutout 60 of the leaf spring 51 .
A rigid U-shaped bracket 62 with a leg 62a at 67 is riveted to the end 61 of the leaf spring 51 located outside the cutter bearing 59 and is thus rigidly fastened. The other U-leg 62b of the bracket 62 carries a pressure piece 63 which presses between the two blade bearings 58 and 59 on a bulge 64 of the leaf spring.
Wind exerted a compressive force on the leg 62b of the bracket 62 by the pressure piece 63, the pressure point 64 and the end 61 of the leaf spring 51 are pivoted in the same direction about the blade bearing 59 without the leaf spring piece located between these points being bent as it is with the Rigid bracket 62 forms a unit which can be pivoted about the blade bearing 59. The leaf spring 51 is only bent over the long distance between the pressure point 64 and the switching contact 52. As a result, the leaf spring 51 is stressed significantly more favorably than when it is firmly clamped in a known manner at its rear end.
Switching takes place as soon as the switching spring has passed over the cutting edge bearing 58 supporting the spring tongue 55, as is shown by the position of the switching spring shown in phantom in FIG. 4.
The U-leg 62b of the bracket 62 carrying the pressure piece 63 is extended beyond the pressure piece by a lever arm 65. The free end of the lever arm 65 is located opposite an actuating means 66 which corresponds to the stop 8 in FIGS.
In the exemplary embodiments 5 to 7, the lever arm 65 consists of bimetal and corresponds to the bimetal actuating member 7 in FIGS. 1 to 3.
The power supply line is preferably attached to the bracket 62, e.g. connected to its riveting point 67 with the switching spring 51. This ensures that practically no current flows through the cutter bearings 58 and 59 and thus additional heating on the cutters is avoided.
The reference numbers from FIG. 4 are also used for the corresponding parts in the exemplary embodiments in FIGS. 5 to 7.
In the embodiment of FIG. 5, the lever arm 65 made of bimetal is riveted onto the leg 62b of the bracket 62. In addition, a power supply line 68 is connected to its free end. The current thus flows through the bimetal lever arm 65 via the bracket 62 carrying the pressure piece 63 and the switching spring 51 to the contact point 52, 53. The bimetal lever arm 65 is heated. The arrangement is such that the lever arm 65 bends away from the switch spring 51 due to the heating. The deflection of the lever arm 65 is limited by the stop member 66.
When the lever arm 65 rests on the stop member 66, the bracket 62 is pivoted with the pressure piece 66 in the disconnection direction.
According to FIG. 6, the bimetal lever arm 65 is designed as a U-frame and is fastened with its U-legs 65a and 65b to the leg 62b of the bracket 62 which carries the pressure piece 63. The power supply line 68 is connected to the leg 65a near its free end, which is electrically insulated from the bracket 62.
The current flows again via the bimetal lever arm 65 to the bracket 62, but the power supply line 68 is connected at a point where the bimetal does not or only slightly bends when heated, while in the arrangement according to FIG. 5 the connection point of the power supply line the bimetal does not bend fully.
The embodiment according to FIG. 7 differs from that according to FIGS. 5 and 6 only in that the bimetal lever arm 65 does not have the current flowing through it, but is heated externally by a resistance coil 70. The resistance winding 70 can thereby be switched on and off the switching contact 52 in a manner not shown. The same switching method as in the exemplary embodiments in FIGS. 5 and 6 is thus achieved.