DE1197954B - Thermal switching and control device - Google Patents

Description

Thermische Schalt- und Regeleinrichtung Die Erfindung betrifft eine thermische Schalt- und Regeleinrichtung, insbesondere für Koch- oder Heizgeräte, die kontinuierlich einstellbar ist, mit einem eine konstante Schaltperiodendauer festlegenden, seine periodische Beheizung selbst steuernden thermischen Stellglied für ein Lastkontaktpaar, wobei einer der Lastkontakte von einem durch andere Mittel verstellbaren Kontaktträger verschiebbar ist.Thermal switching and control device The invention relates to a thermal switching and control device, especially for cooking or heating devices, which is continuously adjustable, with a constant switching period defining, its periodic heating self-controlling thermal actuator for a pair of load contacts, one of the load contacts from one by other means adjustable contact carrier is displaceable.

Bei bekannten Einrichtungen dieser Art erfolgt das Ein- und Ausschalten der Lastkontakte in aller Regel ungefähr in der jeweiligen Endlage des Auslenkbereiches des thermischen Stellgliedes. Bekanntlich geht jedoch die Formänderung solcher Glieder in ihren Endlagen nur mehr sehr langsam vor sich, so daß oftmals Hilfsmittel zur Beschleunigung des Schaltvorganges, wie z. B. Schnappfedern oder Magnete, verwendet werden müssen. Insbesondere ist es aber infolge des ungleichmäßigen Durchlaufens der Endbereiche solcher Glieder kaum mehr möglich, Ein- und Ausschaltungen in zeitlich sehr genauer und gleichbleibender Folge zu erreichen. Dabei treten diese Erscheinungen insbesondere bei Bimetallgliedern, jedoch auch bei anderen thermischen Stellorganen auf.In known devices of this type, the switching on and off takes place of the load contacts usually approximately in the respective end position of the deflection range of the thermal actuator. It is known, however, that such links can be changed in shape in their end positions only very slowly in front of them, so that often aids for Acceleration of the switching process, such as. B. snap springs or magnets are used Need to become. In particular, however, it is due to the uneven passage the end areas of such links hardly possible any more, switching on and off in time to achieve very precise and consistent results. This is when these appearances occur especially with bimetal elements, but also with other thermal actuators on.

Hier Abhilfe zu schaffen ist Aufgabe der Erfindung. Dies wird dadurch erreicht, daß das thermische, periodisch arbeitende Stellglied beim Durchlaufen des zwischen seinen beiden Umkehrlagen liegenden Auslenkbereiches das Schließen und Wiederöffnen der beiden Lastkontakte herbeiführt.The object of the invention is to provide a remedy here. This is because of this achieves that the thermal, periodically operating actuator when passing through of the deflection area lying between its two reversal positions, the closing and reopening of the two load contacts.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden die Lastkontakte ungefähr in der Mittellage des Auslenkbereiches des bei Erwärmung einer Formänderung unterworfenen thermischen Stellgliedes betätigt. Dadurch wird eine exakte Schaltung und insbesondere eine konstante Schaltperiodendauer erreicht. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung können weitgehend auch Hilfsmittel zur Beschleunigung des Schaltvorganges in Wegfall kommen, da dieser im Bereich der schnellsten Bewegung des thermischen Gliedes erfolgt. Darüber hinaus läßt sich die erfindungsgemäße Einrichtung mit sehr einfachen, unempfindlichen und somit wenig störanfälligen Teilen aufbauen.In the device according to the invention, the load contacts are approximate in the central position of the deflection area of the subject to a change in shape when heated thermal actuator operated. This creates an exact circuit and in particular a constant switching period is achieved. In the device according to the invention can largely also help to accelerate the switching process in the absence come because this takes place in the area of the fastest movement of the thermal element. In addition, the device according to the invention can be very simple, insensitive and thus build up parts that are less prone to failure.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend an Hand der in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiele offenbart.Further advantageous details of the invention are set out below Hand of the embodiments illustrated in the drawings disclosed.

In F i g. 1 ist mit 1 ein als thermisches Stellglied wirkender, fest. eingespannter Bimetallstreifen bezeichnet, der eine Heizwicklung 2 trägt. Der Streifen 1 ist, und zwar zweckmäßigerweise nahe an seinem freien Ende, in einem Schlitz 3 eines Mitnehmers 4 geführt, der an einem Hebel 5 befestigt ist. Dieser ist selbsthemmend bei 7 - gelagert und trägt einen Kontakt 6, der mit einem Gegenkontakt 8 zusammenarbeitet. Das im kalten Zustand des Bimetalls 1 geschlossene Kontaktpaar 6; 8 liegt im Stromkreis der Heizwicklung 2.In Fig. 1 is with 1 acting as a thermal actuator, fixed. denotes clamped bimetallic strip which carries a heating coil 2. The stripe 1 is, specifically expediently close to its free end, in a slot 3 a driver 4, which is attached to a lever 5. This is self-locking at 7 - stored and carries a contact 6, which cooperates with a mating contact 8. The contact pair 6, which is closed in the cold state of the bimetal 1; 8 is in the circuit the heating coil 2.

Am Ende des Bimetallstreifens 1 ist ein Kupplungsglied 9 beweglich angebracht, das mit einem in einer Geradführung 10 verschiebbaren Stößel 11 zusammenarbeitet. Dieser wirkt auf einen gegen ihn anliegenden, drehbar gelagerten Kontaktarm 12 ein, der einen Lastkontakt 13 trägt, welcher mit seinem Lastgegenkontakt 14 im Stromkreis eines periodisch zu schaltenden Verbrauchers 18 liegt.At the end of the bimetallic strip 1, a coupling member 9 is movably attached, which works together with a plunger 11 which can be displaced in a linear guide 10. This acts on a rotatably mounted contact arm 12 resting against it, which carries a load contact 13 which, with its counter-load contact 14, is in the circuit of a load 18 to be switched periodically.

Der Lastgegenkontakt 14 ist an einem Kontakthebel 15 angebracht, der um 16 drehbar ist und unter Einwirkung einer Kurvenscheibe 17 steht. Mit Hilfe dieser Scheibe ist der Abstand der Lastkontakte 13 und 14 voneinander einstellbar.The load mating contact 14 is attached to a contact lever 15, the is rotatable by 16 and is under the action of a cam 17. With the help of this Disc, the distance between the load contacts 13 and 14 is adjustable.

Der Kontakthebel 15 kann zumindest teilweise aus Bimetall bestehen und von einer Wicklung 19 beheizt werden. Diese liegt über einen Temperaturfühler 20 und einen Regulierwiderstand 21 an Spannung. Mit Hilfe dieser Glieder allein kann eine Temperaturregelung des Verbrauchers 18 vorgenommen werden. Wird dazu noch die Verstellbarkeit des Kontakthebels 15 ausgenutzt, so erhält man eine kombinierte Leistungs- und Temperaturregelung oder zumindest eine Leistungsregelung mit übertemperaturschutz, wobei dann der Regulierwiderstand 21 lediglich zur Einstellung der Höchsttemperatur dient, bei der die Energiezufuhr zum Verbraucher 18 unterbrochen werden soll.The contact lever 15 can at least partially consist of bimetal and be heated by a winding 19. This is connected to voltage via a temperature sensor 20 and a regulating resistor 21. With the help of these members alone, a temperature control of the consumer 18 can be made. If the adjustability of the contact lever 15 is also used, a combined power and temperature control or at least a power control with excess temperature protection is obtained, the regulating resistor 21 then only being used to set the maximum temperature at which the energy supply to the consumer 18 is to be interrupted.

Zur Einschaltung der gesamten Einrichtung ist ein. Schalter 22 vorgesehen; der zweckmäßigerweise. mit der Kurvenscheibe 17 mechanisch gekuppelt ist. Die Anschlüsse der Stromkreise für die Bimetallheizwicklungen=2 und 19 sind gestrichelt dargestellt. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung ist folgende: Bei Einschaltung des Schalters 22 und gleichzeitiger Drehung der Kurvenscheibe 17 in die dargestellte Einschaltlage werden der Verbraucher 18 und die Heizwicklungen 2 und 19 an Spannung gelegt. Der Bimetallstreifen 1 wird ausgelenkt und schiebt über die Kupplungsstange 9 den Stößel 11 nach oben, um ihn nach Durchschreiten der Mittellage wieder zurückzuziehen. Dann trifft das Bimetall 1 auf die` rechte Kante des Schlitzes 3 des Mitnehmers 4, wodurch die Kontakte 6, 8 geöffnet und die Heizwicklung 2 abgeschaltet wird.To switch on the entire facility is a. Switch 22 provided; the expedient. is mechanically coupled to the cam disk 17. The connections of the circuits for the bimetallic heating windings = 2 and 19 are shown in dashed lines. The mode of operation of the control device according to the invention is as follows: When the switch 22 is switched on and the cam disk 17 is simultaneously rotated into the switched-on position shown, the consumer 18 and the heating coils 2 and 19 are connected to voltage. The bimetallic strip 1 is deflected and pushes the plunger 11 upwards via the coupling rod 9 in order to pull it back again after passing through the central position. Then the bimetal 1 hits the right edge of the slot 3 of the driver 4, whereby the contacts 6, 8 are opened and the heating coil 2 is switched off.

Beim Abkühlen des Bimetalls 1 bleiben die Kontakte 6, 8 zunächst geöffnet, während der Stößel 11 in seiner Führung 10 wieder vorgeschoben und zurückgezo en wird. Schließlich trifft der Streifen 1 auf die linke ante des Schlitzes 3 des Mitnehmers 4 und bewirkt so über die wieder zur Schließung kommenden Kontakte 6, 8 die erneute Einschaltung der Heizwicklung 2. Auf diese Weise erhält man eine konstante Periodendauer der Auslenkphasen des Bimetalls 1 und der Bewegungen des Stößels 11.When the bimetal 1 cools down, the contacts 6, 8 initially remain open, while the plunger 11 is advanced again in its guide 10 and withdrawn will. Finally, the strip 1 meets the left ante of the slot 3 of the driver 4 and thus causes the contacts 6, 8 to close again Switching on the heating coil 2. In this way, a constant period is obtained the deflection phases of the bimetal 1 and the movements of the plunger 11.

Wird die Kurvenscheibe 17 weiter im Sinne des Pfeiles gedreht, so werden die Lastkontakte 13 und 14 mehr und mehr voneinander abgehoben. Unter dem Einfluß des Stößels 11 wird dann die Einschaltdauer des Verbrauchers 18 stufenlos immer kürzer, bis sie schließlich sogar bis zu dem Wert Null kommen kann.If the cam 17 is rotated further in the direction of the arrow, so the load contacts 13 and 14 are more and more lifted from one another. Under the Influence of the plunger 11, the duty cycle of the consumer 18 is then infinitely variable getting shorter and shorter, until it can finally even come to the value zero.

Ist der Verbraucher 18 ein Wärmegerät, so kann eine zusätzliche temperaturabhängige Beeinflussung der Regeleinrichtung zweckmäßig sein. Hierfür wird ein Kontakthebel 15 aus Bimetall verwendet, der in bekannter Weise unter Beeinflussung der Heizwicklung 9 steht, die über den temperaturabhängigen, mit dem Verbraucher 18 in Wärmekontakt stehenden Fühlwiderstand 20 und den Regulierwiderstand 21 an Spannung liegt. Erforderlichenfalls kann auf dem aus Bimetall bestehenden Kontakthebel 15 auch noch eine zweite, nicht dargestellte Heizwicklung angeordnet sein, die direkt im Stromkreis des Verbrauchers oder in einem Nebenschluß dazu liegt.If the consumer 18 is a heating device, an additional temperature-dependent influencing of the control device can be expedient. For this purpose, a contact lever 15 made of bimetal is used, which is influenced in a known manner by the heating winding 9, which is connected to voltage via the temperature-dependent sensing resistor 20, which is in thermal contact with the consumer 18, and the regulating resistor 21. If necessary, a second heating winding, not shown, can also be arranged on the bimetal contact lever 15 , which is located directly in the electrical circuit of the consumer or in a shunt thereto.

In F i g. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel für die Übertragung der Bewegung des Bimetallstreifens 1 auf den Stößel 11 dargestellt. Dabei ist ein am Streifen 1 befestigter Stift 23 vorgesehen, der in eine Führung 24 eines Bügels 25 eingreift, Dieser ist an einer Achse 26 befestigt, die eine Steuerwalze 27 trägt. Dieses Gebilde ist bezüglich seiner Achse 26 in den Lagern 29 und 30 radial und axial so verschiebbar, daß bei Bewegung des Bimetalls 1 in Richtung der Pfeile über eine erhaben und geneigt auf der Walze 27 befindliche Kurvenfläche 28 die Verschiebung des Stößels 11 und damit die Betätigung der Lastkontakte 13,14 erfolgt.In Fig. Figure 2 is another embodiment for the transmission the movement of the bimetallic strip 1 on the plunger 11 is shown. There is a on the strip 1 attached pin 23 is provided, which is in a guide 24 of a bracket 25 engages, this is attached to an axle 26 which carries a control roller 27. This structure is with respect to its axis 26 in the bearings 29 and 30 and radial axially displaceable so that upon movement of the bimetal 1 in the direction of the arrows over a raised and inclined cam surface 28 located on the roller 27 the displacement of the plunger 11 and thus the actuation of the load contacts 13, 14 takes place.

F i g. 3 mit zugehöriger Schnittzeichnung zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfindung. Dabei ist am freien Ende des Bimetallstreifens 1 ein unter Federwirkung stehender Taststift 31 vorgesehen, der auf das Lastkontaktpaar 13,14 einwirkt. Zur Einstellung des Sollwertes des Stiftes 31 dient eine Platte 32 mit einer ungefähr keilförmigen Erhöhung 33. Um zu erreichen, daß der Stift 31 kürzer oder länger auf der Erhöhung 33 aufliegt, ist die Platte 32 längsverschiebbar in Lagern 34 und 35 geführt. Die Verschiebung der Platte 32 kann von Hand erfolgen. Jedoch ist hierfür auch eine elektrische Einstellung, z. B. temperaturabhängig, möglich. Für diesen-Zweck ist ein Bimetallstreifen 36 vorgesehen, der entsprechend dem in F i g. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die Heizwicklung 19 trägt. -Diese liegt über den Temperaturfühler 20 und den Regulierwiderstand 21 an Spannung. Zur Temperaturkompensation kann noch ein weiterer Bimetallstreifen 37 vorgesehen sein.F i g. 3 with the associated sectional drawing shows a further possible embodiment the invention. At the free end of the bimetal strip 1 is a spring action upright stylus 31 is provided, which acts on the load contact pair 13,14. To the Setting the target value of the pin 31 is a plate 32 with an approximately wedge-shaped elevation 33. To achieve that the pin 31 is shorter or longer rests on the elevation 33, the plate 32 is longitudinally displaceable in bearings 34 and 35 guided. The displacement of the plate 32 can be done by hand. However, this is the case also an electrical setting, e.g. B. temperature dependent, possible. For this purpose a bimetallic strip 36 is provided which corresponds to the one shown in FIG. 1 shown Embodiment the heating coil 19 carries. -This is above the temperature sensor 20 and the regulating resistor 21 to voltage. For temperature compensation you can still another bimetallic strip 37 may be provided.

Nach Einschaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung mittels des Schalters 22 beginnt das Bimetall 1 zu takten. Bei jeder Hin- und Herbewegung gleitet der Fühlstift 31 über die Erhöhung 33 und schaltet den Verbraucher 18 ein und aus. Dabei wird die Schaltzeitdauer durch die Lage der Platte 32 bestimmt, die von dem unter Einfluß der Widerstände 20 und 21 stehenden Bimetall 36 bewegt wird.After switching on the device according to the invention by means of the switch 22 the bimetal 1 begins to clock. The glides with every back and forth movement Feeler pin 31 via the increase 33 and switches the consumer 18 on and off. Included the switching time is determined by the position of the plate 32, which is of the below Influence of the resistors 20 and 21 standing bimetal 36 is moved.

Ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen, ist es möglich, an Stelle der in den Ausführungsbeispielen erwähnten Bimetallglieder andere bei Erwärmung einer Formänderung unterworfene Organe zu verwenden, z. B. also Stabausdehnungsregelglieder, Spannbandregler mit Invarband, Hitzdrahtelementc. Weiterhin ist es z. B. auch möglich, mit der erfindungsgemäßen Einrichtung gleichzeitig mehrere Verbraucher zu schalten, wobei dann das thermische Stellglied auf mehrere auch voneinander unabhängige Lastkontaktpaare einwirken kann.Without deviating from the basic idea of the invention, it is possible instead of the bimetallic members mentioned in the exemplary embodiments, there are others To use organs subject to deformation during heating, e.g. B. So rod expansion control elements, Tension band regulator with invar band, hot wire element c. Furthermore, it is z. B. also possible to switch several consumers at the same time with the device according to the invention, then the thermal actuator to several load contact pairs, which are also independent of one another can act.

Claims (3)

Patentansprüche: 1. Thermische Schalt- und Regeleinrichtung, insbesondere für Koch- oder Heizgeräte, die kontinuierlich einstellbar ist, mit einem eine konstante Schaltperiodendauer festlegenden, seine periodische Beheizung selbst steuernden thermischen Stellglied für ein Lastkontaktpaarwobei einer der Lastkontakte von einem durch andere Mittel verstellbaren Kontaktträger verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das thermische, periodisch arbeitende Stellglied beim Durchlaufen des zwischen seinen beiden Umkehrlagen liegenden Auslenkbereiches das Schließen und Wiederöffnen der beiden Lastkontakte (13,14) herbeiführt. Claims: 1. Thermal switching and control device, in particular for cooking or heating devices, which is continuously adjustable, with a constant Define switching period, self-regulating its periodic heating thermal actuator for a load contact pair with one of the load contacts of one is displaceable by other means adjustable contact carrier, characterized in that that the thermal, periodically operating actuator when passing through the between its two reversal positions the deflection area, the closing and reopening of the two load contacts (13,14). 2. Schalt- und Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch das periodische Schließen und Wiederöffnen der beiden Lastkontakte (13,14) bestimmte Auslenkbereich des Stellgliedes etwa in der Mitte des zwischen seinen beiden Umkehrlagen liegenden gesamten Auslenkbereiches liegt. 2. Switching and regulating device according to claim 1, characterized in that the deflection range of the actuator determined by the periodic closing and reopening of the two load contacts ( 13, 14) lies approximately in the middle of the total deflection range lying between its two reversal positions. 3. Schalt- und Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als thermisches, periodisch arbeitendes Stellglied ein beheizter Bimetallstreifen (1) dient, dessen freies Ende über einen mit ihm kraftschlüssig verbundenen, in einer Geradführung bewegbaren Schaltstößel (11 oder 31) auf den einen Lastkontakt (13) oder auf beide Lastkontakte (13,14) einwirkt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung R 4914 VIII d/21 h (bekanntgemacht am 20.12.19!51),3. Switching and control device according to claim 1 or 2, characterized in that as a thermal, periodically operating actuator a heated bimetal strip (1) is used, the free end of which is connected to it non-positively connected switch plunger (11 or 31) acts on one load contact (13) or on both load contacts (13, 14). Considered publications: German patent application R 4914 VIII d / 21 h (announced on December 20, 2019! 51),