DE1141739B - Energieregler fuer ein elektrisches Heizgeraet - Google Patents
Energieregler fuer ein elektrisches HeizgeraetInfo
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- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B1/00—Details of electric heating devices
- H05B1/02—Automatic switching arrangements specially adapted to apparatus ; Control of heating devices
- H05B1/0202—Switches
- H05B1/0225—Switches actuated by timers
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H37/00—Thermally-actuated switches
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- H01H37/00—Thermally-actuated switches
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- Thermally Actuated Switches (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Energieregler für ein elektrisches Heizgerät.
Bei Energiereglern für elektrische Heizgeräte, wie beispielsweise Kochplatten, Öfen, Heißwassererhitzer,
Bügeleisen u. dgl., ist die Anordnung in bekannter Weise so getroffen, daß der Stromkreis durch den
Heizwiderstand des zu regelnden Gerätes in vorbestimmten Zeitintervallen geschlossen bzw. unterbrochen
wird, wobei das Verhältnis zwischen der gesamten Dauer der stromführenden Perioden zur
Gesamtzeit die Durchschnittsleistung des Gerätes bestimmt.
Die bekannten Vorrichtungen dieser Art enthalten einen in den Gerätestromkreis eingeschalteten, durch
ein Einstellorgan auf eine bestimmte Dauer der stromführenden Phasen der Regelperioden einstellbaren
Schnappschalter, dessen Federkontakt unter der Wirkung eines durch den Gerätestrom erhitzten
Bimetallstreifens in eine Schließ- bzw. eine Offenstellung umschnappt. Diese bekannten Vorrichtungen
weisen jedoch üblicherweise eine Vielzahl von beweglichen Teilen auf, wodurch sich verwickelte und
ziemlich teure Konstruktionen ergeben, die außerdem leicht zu Störungen Anlaß geben. Insbesondere ist
vielfach der als Regelorgan dienende Bimetallstreifen mit einer Heizwicklung von isoliertem Widerstanddraht
versehen, der entweder in Reihen- oder Parallelschaltung mit dem Heizgerät ist. Diese Heizwicklung
hat zur Folge, daß dem Streifen ziemlich starke Abmessungen gegeben werden müssen, weil auch der
Widerstanddraht an der Biegung teilnimmt. Bei der Biegung wird außerdem der Widerstanddraht einer
Reibung gegen den Bimetallstreifen ausgesetzt, wodurch die Isolierung zerstört und die Vorrichtung
unbrauchbar wird.
Bei einer dieser bekannten Konstruktionen trägt der Bimetallstreifen keinen Kontakt, sondern wird
nur mittelbar zum Steuern einer Umschnappvorrichtung verwendet. Außerdem wirkt dieser Bimetallstreifen
auf eine Stelle in der Nähe des Schwenkpunktes dieser Umschnappvorrichtung, so daß eine
erhebliche Kraft zum Betätigen erforderlich ist.
Bei einer weiteren derartigen Konstruktion mit einer auf den Bimetallstreifen angebrachten Heizwicklung
stützt sich die Umschnappfeder unmittelbar gegen den Bimetallstreifen ab, wodurch die Ausbiegung
an sich schon beschränkt wird. Auch hier wirkt die Bimetallfeder auf einen mittleren Teil der Umschnappfeder,
so daß eine verhältnismäßig große Kraft zum Umschnappen erforderlich ist.
Diese Nachteile werden bei einem Energieregler für ein elektrisches Heizgerät mit einem einstellbaren
Energieregler für ein elektrisches Heizgerät
Anmelder:
Aktiebolaget Specialpapper, Alvsjö (Schweden)
Vertreter: Dr.-Ing. W. Höger, Dr.-Ing. E. Maier
und Dipl.-Ing. W. Stellrecht M. Sc, Patentanwälte,
Stuttgart S, Uhlandstr. 16
Beanspruchte Priorität: Schweden vom 30. Juni 1958 (Nr. 6216)
Dr. Adolf Ernst Wirma, Hagersten (Schweden), ist als Erfinder genannt worden
Schnappschalter, dessen Federkontakt unter der Wirkung des vom Gerätestrom erhitzten Bimetallstreifens
von der Schließ- in die Offenstellung umschnappt, gemäß der Erfindung dadurch vermieden,
daß der unmittelbar in den Gerätestromkreis eingeschaltete Bimetallstreifen an seinem freien Ende
den mit dem Federkontakt zusammenwirkenden Kontakt trägt, um bei Stromfluß durch die Erwärmung
ein Umschnappen des Federkontaktes in die Offenstellung zu bewirken, und daß ein durch den
Bimetallstreifen bei seiner Rückbewegung infolge Abkühlens betätigtes Rückstellglied die Schnappfeder
zum Umschnappen von der Offen- in die Schließstellung veranlaßt. Bei dieser erfindungsgemäßen
Bauart erfolgt die Steuerung des umschnappenden Gegenkontaktstückes am Ende des dieses Gegenkontaktstück tragenden Bimetallsreifens,
so daß die für das Umschnappen erforderliche Steuerkraft ein Minimum ist. Das mechanisch ziemlieh
weiche Bimetall, dessen Querschnitt auch wegen der erforderlichen Erwärmung durch den unmittelbar
durchfließenden elektrischen Strom verhältnismäßig klein sein muß, kann so über das Rückholglied als
Steuerelement verwendet werden. Auch das Kontaktstück kann nun am freien Ende des Bimetallstreifens
angebracht werden, so daß ein maximaler Ausschlag bei einer entsprechenden Erwärmung erzielt wird.
Bei einfachem Aufbau ist so ein im besonderen Maße feinfühliger Energieregler bei maximaler Ausnutzung
der auftretenden Kräfte geschaffen worden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Bimetallstreifen V- oder U-förmig, und sein befestig-
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3 4
tes Ende kann an einem weiteren Bimetallstreifen Enden einen Bimetallstreifen 17. Am oberen Ende
angebracht sein, der in bekannter Weise die Einwir- der Blattfeder 16 ist eine Mutter 18 befestigt, in die
kung der Temperatur der Umgebung kompensiert, so eine gegen den Umfang einer Kurve 20 anliegende
daß der Kontakt des in dem Stromkreis eingeschalte- Einstellschraube 19 eingeschraubt ist. Der Bimetallten
Streifens ohne Rücksicht auf die Umgebungs- 5 streifen 17 ist an seinem äußeren Ende mit dem
temperatur in der gewünschten Lage gehalten wird. einen Ende eines im wesentlichen U-förmigen Bi-In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der metallstreifens 21 verbunden. Der freie Schenkel des
Erfindung dargestellt. Es zeigt Streifens 21 trägt ein oberhalb des Kontaktstückes 13
Fig. 1 einen Schnitt durch eine bevorzugte Aus- angeordnetes Kontaktstück 22. Am äußeren Ende
führungsform der Reguliervorrichtung, wobei die io des freien Schenkels dieses Streifens ist ein winkelbeweglichen
Teile in ihrer Ausgangs- oder Ruhe- förmiges Rückholglied 23 befestigt, dessen einer
lage sind, Schenkel unter das Kontaktstück 13 greift. Das Fig. 2 einen Schnitt gemäß Fig. 1, wobei die be- Rückholglied 23 ist aus Isoliermaterial, beispielsweise
weglichen Teile in Arbeitsstellung sind, Steatit, gefertigt. Der U-förmige Bimetallstreifen 21
Fig. 3 eine Variante der Kontaktglieder. 15 ist so dimensioniert, daß er von dem durchfließen-Der
Energieregler gemäß der Erfindung weist ein den Strom erwärmt wird, wenn die Kontaktstücke 13
Gestell auf, das durch zwei in Abstand angeordnete und 22 in Berührung miteinander sind. Die Abmesparallele
Wände 4 (in der Zeichnung ist nur eine dar- sungen des Streifens 21 werden dabei der gewünschgestellt)
und durch einen ungefähr quaderförmigen ten Heizwirkung angepaßt. Erwähnt sei, daß bei-Zwischenblock
5 aus Isoliermaterial, beispielsweise 20 spielsweise innerhalb eines Bereiches von 1200 bis
Steatit, gebildet ist. Die Wände 4 sind an zwei ent- 1500 Watt der Streifen eine Breite von 3 bis 4 mm,
gegengesetzten Stirnflächen des Blockes 5 mit Hilfe eine Stärke von 0,3 mm und eine Länge von
von Ankerbolzen 6 oder ähnlichen Verbindungsglie- 4 bis 5 cm haben kann. Bimetallstreifen biegen sich
dem gehalten. bekanntermaßen in Abhängigkeit von der Temperalm Block 5 sind zwei Löcher vorgesehen, die von 25 tür, und in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist
Schrauben 7 und 8 durchgriffen sind. Auf die äuße- der Streifen 21 in der Weise angeordnet, daß sich
ren Enden dieser Schrauben sind Anschlußstücke 9 sein das Kontaktstück 22 tragendes Ende bei Erwär-
bzw. 10 aufgeschraubt, die gegen die Unterseite des mung senkt und bei Abkühlung hebt.
Blockes anliegen. Die Anschlußstücke können in Der Bimetallstreifen 17 hat einen solchen Quer-Reihe
mit einem nicht dargestellten elektrischen 30 schnitt, daß irgendeine fühlbare Erwärmung durch
Stromkreis angeschlossen werden, der eine Strom- den hindurchfließenden Strom vermieden wird,
quelle und den zu regulierenden Heizwiderstand des Dieser Streifen 17 soll den Einfluß der umgebenden
betreffenden Gerätes enthält. Eines der Anschluß- Temperatur kompensieren, und die Anordnung ist
stücke 9, 10 kann dabei unmittelbar mit dem einen dabei derart, daß das äußere Ende des Streifens 17
Ende dieses Widerstandes verbunden sein, während 35 bei Erwärmen angehoben und bei Abkühlen gesenkt
das andere Ende an einen Pol der Stromquelle ange- wird, d. h., die Bewegung ist entgegengesetzt derschlossen
ist. Ferner sind in dem Stromkreis vor- jenigen des Streifens 21. Damit ist es möglich, die
zugsweise handbetätigte Schalter bekannter Art vor- beiden Bimetallstreifen 17 und 21 einander in der
gesehen. Weise anzupassen, daß unabhängig von der Tem-An der Oberseite des Blockes 5 ist eine Leiter- 40 peratur der Umgebung das Kontaktstück 22 auf der
platte 11 angebracht, deren eines Ende zwischen dem gleichen Höhe gehalten wird.
Kopf der Schraube 7 und dem darunterliegenden Teil Die vorerwähnte Kurve 20 ist auf einer Welle 24
des Blockes festgeklemmt ist. Das entgegengesetzte, befestigt, die in den Wänden 4 des Gestelles drehbar
in bezug auf die Blockoberfläche etwas nach oben ge- gelagert ist. Die Welle kann durch einen nicht darbogene
Ende der Platte 11 ist mit dem einen Ende 45 gestellten Drehknopf gedreht werden, der auf dem
einer Blattfeder 12 fest verbunden, die sich nach über die Wände vorstehenden Wellenende befestigt
rückwärts, im wesentlichen parallel zur Platte 11 er- ist. Wie durch Pfeile angedeutet, wird die Welle vorstreckt.
Die Blattfeder 12 trägt an ihrem freien Ende zugsweise entgegen dem Uhrzeigersinne in den Fiein
Kontaktstück 13. Eine sich von diesem Kontakt- guren gedreht. In der Ausgangs- oder Ruhestellung
stück 13 aus erstreckende Zunge 14 ist aus der Blatt- 50 gemäß Fig. 1 liegt die Spitze der Einstellschraube 19
feder 12 herausgeschnitten, und ein in der Platte 11 gegen ein Kurvenstück an, das den kleinsten Radius
vorgesehener Lappen 15 ist rechtwinklich nach oben hat. In Richtung des Uhrzeigers gesehen folgt auf
in der Nähe des Endes der Zunge 14 abgebogen. Das dieses Kurvenstück eine Stufe 25, und von dieser
Ende der Zunge greift in eine Ausnehmung des Lap- Stufe an erhöht sich der Radius ständig längs eines
pens 15 ein, und die Zunge stützt sich so derart 55 Winkels von ungefähr 270° bis zu einem maximalen
gegen den Lappen 15 ab, daß sie in Längsrichtung Radius am Punkt 26. Der obere Schenkel der Blattzusammengedrückt
ist und eine bogenförmige Ge- feder 16 ist ziemlich steif, so daß beim Gleiten der
stalt annimmt. Hierdurch erteilt die Zunge der Blatt- Einstellschraube 19 auf dem Kurvenumfang hauptfeder
12 eine Vorspannung, die sich dadurch etwas sächlich nur der untere Teil der Blattfeder 16 gein
der gleichen Richtung wie die Zunge biegt. Wenn 60 bogen wird. Damit werden das äußere Ende des Binun
auf die Blattfeder 12 eine Kraft ausgeübt wird, metallstreifens 17 sowie das Kontaktstück 22 entdie
sie zu strecken versucht, so kann sie zum Um- sprechend angehoben oder abgesenkt, und zwar im
schnappen in die entgegengesetzte Lage gebracht Verhältnis zum Radius des gegen die Schraube 19
werden, wie dies an sich bei Schnappkontakten be- anliegenden Kurvenstückes. In der in Fig. 1 dargekannt
ist. 6g stellten Ausgangslage ist somit das Kontaktstück in Eine Blattfeder 16, deren eines Ende zwischen seiner untersten Stellung. Diese Stellung kann gegedem
Kopf der Schraube 8 und dem Block 5 fest- benenfalls mit Hilfe der Einstellschraube verstellt
geklemmt ist, ragt aufwärts und trägt zwischen ihren werden.
Die im Stromkreis aui3erhalb der Anschlußstücke 9, !0 vorhandenen Schalter können in geeigneter
Weise durch Drehung der Welle 24 so betätigt werden, daß sie geschlossen werden, wenn oder
bevor die Schraube 19 die Stufe 25 erreicht hat, wobei angenommen ist, daß die Kurve entgegen dem
Uhrzeiger nach Fig. 1 gedreht wird. Durch diese Anordnung kann das Gerät ausschließlich durch den
auf der Welle 24 befestigten Drehknopf bedient werden. Wenn die Einstellschraube 19 an der Stufe 25
vorbeigleitet. werden das Kontaktstück 22 und das Rückholglied 23 entsprechend angehoben, wodurch
das Rückholglied 23 die untere Seite des Kontaktstückes !3 berührt und es nach oben bewegt. Die
Schnappfeder 12 wird dadurch gezwungen, in ihre entgegengesetzte Endlage umzuschnappen, in der sie
ein wenig nach oben gebogen ist. In dieser Stellung liegt das Kontaktstück 13 gegen das Kontaktstück 22
an, so daß Strom durch den auch den U-förmigen Bimetallstreifen 21 enthaltenden Kreis fließt. Der
Streifen 21 wird nun erwärmt, wodurch sich sein freier Schenkel senkt, so daß das Kontaktstück 22
das Kontaktstück 13 nach unten drückt. Die Feder 12 schnappt verhältnismäßig frühzeitig in ihre untere
Endlage, so daß der Stromkreis unterbrochen wird. Bei seinem folgenden Abkühlen bewegt sich der Bimetallstreifen
21 wieder nach oben, und zu gleicher Zeit liegt der untere Schenkel des Rückholgliedes 23
gegen die Unterseite des Kontaktstückes 13 an und verursacht ein Umschnappen der Feder 12 in ihre
obere Stellung, in der das Kontaktstück 13 gegen das Kontaktstück 22 anliegt, wodurch der Stromkreis
wieder geschlossen wird. Auf diese Weise wird der Stromkreis abwechselnd geschlossen und unterbrochen,
und die relative Lange der geschlossenen und unterbrochenen Phasen bestimmt die durchschnittliche
Leistung des Heizgerätes.
Fig. 2 zeigt eine Arbeitsstellung, in der die Kurve 20 um ungefähr 30 entgegen dem Uhrzeigersinne
(vgl. Fig. 1) gedreht wurde, so daß die Einstellschraube 19 gerade über die Stufe 25 angehoben ist.
Wie dargestellt, ist die Blattfeder 12 in ihre obere Endlage umgeschnappt, in der das Kontaktstück 13
gegen das Kontaktstück 22 anliegt. Eine weitere Drehung der Kurve 20 in der gleichen Richtung ergibt
ein weiteres Anheben des Kontaktstückes 22. Wenn nun der Stromkreis, wie vorbeschrieben, unterbrochen
ist, so ergibt sich hieraus, daß sich der U-förmige Bimetallstreifen 21 nicht so lange Zeit wie
vorher abkühlen muß, bis das Rückstellglied 23 das Kontaktstück 13 zum Umschnappen in die Schließstellung
bringt. Mit anderen Worten, die Heizphasen bei geschlossenem Stromkreis werden langer und die
Kühlphasen bei unterbrochenem Stromkreis entsprechend kürzer, wodurch die durchschnittliche Leistung
des Heizgerätes erhöht wird. Vorzugsweise ist die Kurve 20 so ausgebildet, daß der Stromkreis praktisch
ganz geschlossen bleibt, wenn die Schraube 19 gegen das Kurvenstück 26 mit dem größten Radius
anliegt.
Das Rückholglied 23 braucht nicht notwendigerweise auf dem U-förmigen Bimetallstreifen 21 angebracht
zu sein, sondern kann statt dessen auf der Blattfeder 12 befestigt sein. In Fig. 3 ist eine derartige
Variante schematisch dargestellt. Die Arbeitsweise dieser Konstruktion ist die gleiche, wie oben
beschrieben, und braucht daher nicht näher erklärt zu werden.
Auch noch weitere Abwandlungen der Konstruktion sind möglich. Beispielsweise können die beiden
Bimetallstreifen in anderer Weise als dargestellt ausgebildet sein, und gegebenenfalls kann der Bimetallstreifen
17 ganz weggelassen werden, wobei in diesem Falle der Bimetallstreifen 21 von der Blattfeder
16 getragen werden kann. Es sei darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Gerät von wesentlich
kleinerer Größe sein kann, als dies in der Zeichnung dargestellt ist. Damit ist durch die Erfindung
ein zuverlässiger Leistungsregler geschaffen, der auch für verhältnismäßig kleine Heizgeräte brauchbar
ist.
Claims (2)
1. Energieregler für ein elektrisches Heizgerät mit einem einstellbaren Schnappschalter, dessen
Federkontakt unter der Wirkung des vom Gerätestrom erhitzten Bimetallstreifens von der Schließin
die Offenstellung umschnappt, dadurch ge kennzeichnet, daß bei Verwendung eines unmittelbar
in den Gerätestromkreis eingeschalteten, an seinem freien Ende den ein Kontaktstück (22)
und ein hakenförmig quer über das Gegenkontaktstück (13) greifendes Rückholglied (23) tragenden
Bimetallstreifens (21) das Rückholglied als Ganzes aus einem Isoliermaterial, vorzugsweise
aus Keramik, besteht.
2. Energieregler, dadurch gekennzeichnet, daß in Abwandlung der Einrichtung nach Anspruch 1
das Rückholglied (23) am freien Ende der den Gegenkontakt (13) tragenden Schnappfeder (12)
angebracht ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 871 797, 969 492:
britische Patentschrift Nr. 748 575;
USA.-Patentschrift Nr. 2 281 021;
deutsche Patentanmeldung V 2334 VIÜd/21 h (bekanntgemacht am 10.5.1951).
Deutsche Patentschriften Nr. 871 797, 969 492:
britische Patentschrift Nr. 748 575;
USA.-Patentschrift Nr. 2 281 021;
deutsche Patentanmeldung V 2334 VIÜd/21 h (bekanntgemacht am 10.5.1951).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
O 209 749/283 12.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE621658 | 1958-06-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1141739B true DE1141739B (de) | 1962-12-27 |
Family
ID=20268158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA32327A Pending DE1141739B (de) | 1958-06-30 | 1959-06-26 | Energieregler fuer ein elektrisches Heizgeraet |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3015015A (de) |
CH (1) | CH372768A (de) |
DE (1) | DE1141739B (de) |
FR (1) | FR1228757A (de) |
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