DE19736308A1 - Leistungssteuergerät - Google Patents
LeistungssteuergerätInfo
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- DE19736308A1 DE19736308A1 DE19736308A DE19736308A DE19736308A1 DE 19736308 A1 DE19736308 A1 DE 19736308A1 DE 19736308 A DE19736308 A DE 19736308A DE 19736308 A DE19736308 A DE 19736308A DE 19736308 A1 DE19736308 A1 DE 19736308A1
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H37/00—Thermally-actuated switches
- H01H37/02—Details
- H01H37/12—Means for adjustment of "on" or "off" operating temperature
- H01H37/26—Means for adjustment of "on" or "off" operating temperature by adjustment of abutment for "off" position of the movable contact
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H37/00—Thermally-actuated switches
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- H01H37/12—Means for adjustment of "on" or "off" operating temperature
- H01H37/22—Means for adjustment of "on" or "off" operating temperature by adjustment of a member transmitting motion from the thermal element to contacts or latch
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Electric Stoves And Ranges (AREA)
- Push-Button Switches (AREA)
- Breakers (AREA)
- Thermally Actuated Switches (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Leistungssteuergerät mit einer
Verstelleinrichtung für einen darin enthaltenen Geräteschal
ter, insbesondere für Elektro-Wärmegeräte, dessen Positions
änderung eine Änderung eines einstellbaren Leistungsniveaus
zur Folge hat und der einen Schaltkontakt trägt, der in einer
EIN-Stellung an einem Gegenkontakt anliegt, und insbesondere
das Elektro-Wärmegerät mit Leistung versorgt, und in einer
AUS-Stellung mit einem veränderbaren Kontaktabstand zum
Gegenkontakt an einem Gegenanschlag anliegt.
Das Schalten zwischen der EIN-Stellung und der AUS-Stellung
wird im folgenden als "takten" bezeichnet, und ein einzelner
Schaltvorgang wird "Knack" genannt.
Derzeit auf dem Markt befindliche Leistungssteuergeräte
takten mit einer Knackrate von etwa vier bis fünf Knacke pro
Minute. Durch Verwendung von auf dem Markt befindlichen
Verbrauchern (da zu gehören auch induktive Lasten), worunter
Elektro-Wärmegeräte fallen, sind maximale Knackraten von
weniger als 2 Knacke pro Minute gefordert. Des weiteren
erfordern verschärfte Flickervorschriften einen größeren
Kontaktabstand von Schaltkontakt und Gegenkontakt in ausge
schaltetem Zustand.
Die DE 36 39 186 beschreibt ein Elektro-Schaltgerät, bei dem
durch eine Positionsverstellung einer Verstelleinrichtung die
gleichzeitige Verstellung des Leistungsniveaus und der
Schalthysteresis bewirkt wird. Das Leistungsniveau wird auch
als "ED" bezeichnet, womit die relative Einschaltdauer
gemeint ist. Bei der Positionsänderung der Verstellein
richtung für eine Änderung des Leistungsniveaus durch Drehen
eines Knebels wird mit Hilfe einer Nockenscheibe die gesamte
an dieser Nockenscheibe anliegende Verstelleinrichtung samt
dem darauf befindlichen Gegenanschlag in seiner Position
verändert. Dadurch läßt sich die ED zwischen 0% und 100%
einstellen.
Aus den Fig. 8 und 9 der DE 36 39 186, insbesondere aus
der Fig. 9, kann man erkennen, daß die Knackrate bei mittle
ren Leistungen um die 50% herum etwa das Doppelte derjenigen
beträgt, die im niederen Leistungsbereich (bis zu 20%) und
hohen Leistungsbereich (größer als 80%) erreicht werden. Eine
Verringerung der Knackrate im mittleren Bereich ist nur durch
eine Vergrößerung des Kontaktabstandes möglich. Allerdings
ist es aufgrund der Anordnung des Gegenanschlages nicht
möglich, den Auslöseweg, der dem Kontaktabstand entspricht,
zu vergrößern bzw. zu beeinflussen, ohne die Funktion des
Leistungssteuergerätes negativ zu beeinträchtigen. Bei
niedrigeren Leistungsniveaus würde der Geräteschalter gar
nicht mehr aus der AUS-Stellung gelöst werden können, da in
der kurzen zur Verfügung stehenden Zeit das auslösende
Bimetall-Element nicht den erforderlichen Weg zurücklegen
könnte. Auf ähnliche Weise würde im oberen Leistungsbereich
das Bimetall-Element bei vergrößertem Kontaktabstand zu lange
brauchen, um aus seiner Position der AUS-Stellung des Kon
taktes zurückzulaufen. Damit wäre das gewünschte hohe Lei
stungsniveau nicht zu erreichen.
Somit liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leistungssteuergerät zu
schaffen, das die Nachteile des Standes der Technik vermei
det, insbesondere die Schalthysteresis in gewissen Grenzen
beliebig beeinflußbar macht, so daß die Knackrate im mitt
leren Leistungsbereich gesenkt werden kann, die genauere
Einstellung eines Leistungsniveaus vor allem im unteren und
oberen Bereich ermöglicht und einen größeren Kontaktabstand
sicherstellt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Verstelleinrich
tung eine Leistungs-Verstelleinrichtung für das Leistungs
niveau und eine davon gesonderte Kontaktabstands-Verstellein
richtung sowie Betätigungsmittel zu deren Betätigung auf
weist. Das ermöglicht eine Vergrößerung des Kontaktabstandes
über das übliche Maß hinaus unabhängig von dem Leistungs
niveau, insbesondere im mittleren Leistungsbereich, wodurch
die Knackrate hier gesenkt wird. Auf diese Weise kann die in
der DE 36 39 186 in der Fig. 9 dargestellte Kurve für die
Knackrate dergestalt verändert werden, daß sie bei gleichen
Anfangs- und Endpunkten in ihrer Höhe gestaucht wird, siehe
auch Fig. 4. Das bedeutet, daß die Knackrate bei mittleren
Leistungen (etwa 50% ED) auf bis zu unter zwei Knacken pro
Minute gesenkt werden kann. Durch diese vom Leistungsniveau
unabhängige Positionsänderung des Gegenanschlages und/oder
des Gegenkontaktes läßt sich die Knackrate allgemein im
wesentlichen unabhängig von dem Leistungsniveau einstellen.
Vorteilhaft weist die Leistungs-Verstelleinrichtung zur
Positionsänderung des Geräteschalters eine Leistungs-Kurven
scheibe mit variierendem Radius auf, an deren Außenradius der
Geräteschalter durch eine Vorspannung elastisch angedrückt
anliegt. Diese Art der Positionsänderung hat den Vorteil, daß
eine im Prinzip beliebige Abfolge von Positionen eingestellt
werden kann. In diesem Fall bestimmt der Außenradius die
Position des Geräteschalters.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann die
Kontaktabstands-Verstelleinrichtung eine Abstands-Kurven
scheibe mit variierendem Radius aufweisen, an deren Außen
radius eine den Gegenanschlag tragende und/oder bildende
Vorrichtung, insbesondere eine Zusatzfeder, durch eine
Vorspannung elastisch angedrückt anliegt. Das stellt eine
einfache Weise dar, auch die Positionsänderung des Gegenan
schlages beliebig einzustellen. Die Zusatzfeder kann eine
Blattfeder sein, von der ein Teil derart abgebogen ausgeführt
ist, daß er den Gegenanschlag für den Schaltkontakt bildet.
Wenn beide Kurvenscheiben auf einer Achse angebracht sind,
die mit einem Betätigungsglied von einem Benutzer zur Ein
stellung des Leistungsniveaus drehbar ist, kann die Posi
tionsänderung sowohl des Geräteschalters als auch des Gegen
anschlages gleichzeitig erfolgen. Dabei ist es möglich, eine
einzige abgestufte Kurvenscheibe zu verwenden, die zwei
voneinander unabhängig verlaufende Außenradien entsprechend
den beiden oben beschriebenen Außenradien aufweist. In Gang
gesetzt werden kann die Drehbewegung des Betätigungsgliedes
mit der Achse entweder nur in eine Richtung und in diesem
Fall beginnend bei der kleinsten Leistung, oder in beide
Richtungen. Dabei kann dann entweder mit der niedrigsten
Leistungsstufe gestartet werden oder durch geringes Verdrehen
in die andere Richtung sofort die höchste Leistungsstufe
eingestellt werden.
Wenn wenigstens einer der beiden Außenradien, bevorzugt der
Außenradius, an dem der Geräteschalter anliegt, mit einer
Rasterung o. dgl. zumindest in Teilabschnitten versehen ist,
kann einem Benutzer auf diese Weise mitgeteilt werden, in
welchem Einstellbereich er sich befindet. Das ist vor allem
bei frontal unter der Kochstelle montierten Betätigungs
gliedern ein Vorteil, da in diesem Fall der Benutzer mit
geringer Übung das gewünschte Leistungsniveau einstellen
kann, ohne extra auf die Stellung des Betätigungsgliedes
blicken zu müssen.
Vorteilhaft sind die Außenradien der Kurvenscheiben für eine
Erhöhung der Einstellgenauigkeit der Leistung bei hohen und
niedrigen Leistungsniveaus und eine Abnahme der Knackrate bei
mittleren abgestimmt geformt. So ergibt sich aus dem Verlauf
beider Kurvenscheiben die Einstellgenauigkeit, die Schalt
hysteresis und der Verlauf der Knackrate über der ED.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann der
Außenradius der Leistungs-Kurvenscheibe bei einer Null-Stel
lung des Leistungssteuergerätes maximal sein, und sich
von diesem Abschnitt an in einer Umfangsrichtung, die ent
gegengesetzt zu der Betätigungsrichtung des Leistungssteuer
gerätes ist, stetig bis an den Abschnitt der Null-Stellung
verringern. Dabei kann der Abschnitt der Null-Stellung ein
Bogenmaß von etwa 30° einnehmen. Dadurch kann der Abstand des
Geräteschalters zu dem Gegenkontakt beispielsweise stetig
vergrößert werden, wodurch sich die Ansprechempfindlichkeit
des Geräteschalters verringert, so daß vor allem bei hohen
ED-Werten die Knackrate niedrig ist. Der Außenradius kann
sich zwischen der Stellung für das niedrigste Leistungsniveau
und derjenigen für das höchste um etwa 30% verringern. Bei
der Stellung für das höchste Leistungsniveau kann eine
gesteigerte zusätzliche Abnahme des Außenradius von Vorteil
sein, um bei geringem Verstellweg eine deutliche Erhöhung des
ED-Wertes zu erreichen.
Besonders vorteilhaft ist der Außenradius der Abstands-Kurven
scheibe bei einer NULL-Stellung des Leistungssteuer
gerätes maximal, verringert sich von diesem Abschnitt an in
einer zur Betätigungsrichtung entgegengesetzten Richtung bis
zu einem zweiten Abschnitt, der dem ersten Abschnitt in etwa
gegenüberliegt und einen minimalen Außenradius aufweist, und
vergrößert sich von diesem Punkt an in einem dritten Ab
schnitt wieder bis an den Abschnitt der NULL-Stellung. Somit
erfolgt nur im ersten Abschnitt die Verstellung des Gegenan
schlages in etwa proportional zur Positionsänderung des
Geräteschalters. Durch den im dritten Abschnitt zunehmenden
Außenradius kehrt der Gegenanschlag wieder in Richtung seiner
ursprünglichen Position bei niedrigem Leistungsniveau zurück,
so daß die Einstellgenauigkeit in beiden Bereichen etwa
gleich ist. Eine Verringerung des Außenradius auf etwa 70% im
Bereich des zweiten Abschnittes wird als besonders vorteil
haft für die Anwendung der Erfindung angesehen, da die
Knackrate ausreichend gesenkt wird.
Bevorzugt kann der Geräteschalter als Schnappschalter,
insbesondere mit einer zweiteiligen bistabilen Schnappfeder,
ausgeführt sein, der den Schaltkontakt gegen mindestens eine
Schaltstellung belastet. Auf diese Weise werden die Kontakte
sicher und zuverlässig sowohl geschaltet als auch in ihrer
jeweiligen Schaltstellung, also entweder der EIN-Stellung
oder der AUS-Stellung, gehalten. Vor allem Schnappfedern
haben den Vorteil, daß sie den Schaltvorgang sehr schnell und
damit mit einem Minimum an Funkstörungen oder Kontaktabbrand
durchführen.
Wenn die Schnappfeder eine Schlaggabel aufweist, werden die
Schaltvorgänge der Kontakte verbessert. Besonders vorteilhaft
ist der Einsatz einer zweiteiligen Schlagfeder mit einer
Schlaggabel, die die Schaltvorgänge in beide Richtungen
besonders schnell durchführt. Dadurch wird störender Kontakt
abbrand bzw. ein Verkleben der Kontakte vermieden und Funk
störungen weiter verringert.
Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen außer aus den
Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen
hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein
oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer
Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten
verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutz
fähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz
beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne
Abschnitte sowie Zwischenüberschriften beschränken die unter
diesen jeweils gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemein
gültigkeit.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen
dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den
Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine Innenansicht eines erfindungsgemäßen
Leistungssteuergeräts mit einer Verstellein
richtung, die an den Außenradien zweier Kur
venscheiben anliegen, wobei der Kontakt eines
Geräteschalters geschlossen ist, auf einem
niedrigen Leistungsniveau;
Fig. 2 dieselbe Ansicht wie in Fig. 1, wobei ein
mittleres Leistungsniveau eingestellt ist;
Fig. 3 die Ansicht aus Fig. 2 mit geöffnetem Schalt
kontakt und
Fig. 4 die Kurven der Knackraten entsprechend dem
Stand der Technik und der vorliegenden Erfin
dung.
In der Fig. 1 ist eine Innenansicht eines taktenden
Leistungssteuergerätes 11 für Elektro-Wärmegeräte darge
stellt. Es weist einen Geräteschalter 12 auf, der den zu
schließenden Kontakt bildet. Dieser Kontakt besteht im
einzelnen aus einem an einer feststehenden Kontaktbrücke 13
befestigten abgerundeten Gegenkontakt 14 und einem Schaltkon
takt 15, der an dem Geräteschalter 12 befestigt ist. Der
Schaltkontakt 15 ist ein üblicherweise verwendeter kalotten
förmiger Kontaktkopf, der durch Nietung befestigt ist.
Genauer gesagt ist der Schaltkontakt 15 an einem Ende einer
länglichen bistabilen Schnappfeder 16 befestigt und ragt an
beiden Seiten über diese über. Die Schnappfeder weist zwei
längliche haarnadelförmige Schenkel 22 auf, die an ihrem dem
Schaltkontakt 15 gegenüberliegenden Ende 17 auf einem Träger
18 befestigt sind. Zwischen den Schenkeln 22 der Schnappfeder
16 verläuft ein Schnappbügel 19, der nahe an dem den Schalt
kontakt 15 tragenden Ende der Schnappfeder nach oben abgebo
gen in Richtung des freien Endes 17 verläuft, und dort
bogenförmig gekrümmt unter Vorspannung stehend gegen ein
Widerlager 20 angelegt ist. Dieses Widerlager ist an einer
Tragplatte 21 befestigt und wird bevorzugt von einem Teil des
ebenfalls auf der Tragplatte 21 befestigten Trägers 18
gebildet.
Die Funktion des Geräteschalters sieht im Prinzip folgender
maßen aus: Befindet sich der Punkt, an dem der Schnappbügel
19 an dem Widerlager 20 anliegt, oberhalb der Ebene der
beiden haarnadelförmigen Schenkel 22 der Schnappfeder 16, so
befindet sich die Schnappfeder 16 in einer ersten Stellung.
Dabei wird der Schaltkontakt 15 gegen den Gegenkontakt 14
gedrückt. Wird nun auf das freie Ende 17 der Schnappfeder 16
Druck ausgeübt und dieses entsprechend der Fig. 1 nach unten
ausgelenkt, nähert sich der Punkt der Anlage des Schnappbü
gels 19 im Widerlager 20 der Ebene der Schenkel 22. Werden
nun die beweglichen Schenkel 22 der Schnappfeder 16 unter den
durch die feste Position der Tragplatte 21 feststehenden
Umschaltpunkt gedrückt, so schnappt die Schnappfeder um. Das
bedeutet, daß das den Schaltkontakt 15 tragende Ende der
Schnappfeder 16 durch den Schnappbügel 19 schlagartig nach
unten weggebogen wird. Auf diese Weise liegt der Schaltkon
takt 15 nicht mehr an dem Gegenkontakt 14 an und der Kontakt
bzw. der Geräteschalter 12 ist in einer zweiten Stellung
geöffnet.
Ausgelöst wird der Schaltvorgang der Schnappfeder 16 von
einem Betätigungselement in Form eines gebogenen Bimetall
streifens 24. Dieser trägt auf einer der Schnappfeder 16
abgewandten Oberseite, die größtenteils geradlinig verläuft,
ein Heizelement 25 o. dgl. Mit dem einen Ende, das hakenför
mig abgebogen ist, liegt der Bimetallstreifen 24 am freien
Ende 17 der Schnappfeder 16 an. Dabei ist die Kombination der
beiden Metalle, die den Bimetalleffekt bewirken, so gewählt,
daß das Metall mit dem größeren Ausdehnungskoeffizienten auf
der an dem Heizelement 25 anliegenden Seite des Bimetall
streifens 24 liegt. Das Heizelement 25 wird nur bei geschlos
senem Kontakt zwischen dem Schaltkontakt 15 und dem Gegenkon
takt 14 von Strom durchflossen, ebenso wird das parallel
angeschlossene Elektro-Wärmegerät mit Leistung versorgt. Ist
der Kontakt geschlossen, erwärmt das Heizelement 25 den
Bimetallstreifen 24, dieser verändert seine Form und drückt
durch eine zunehmende Krümmung in Richtung der Schnappfeder
16 auf deren freies Ende 17. Nach Ablauf einer bestimmten
Zeit, gegeben durch einen Anstieg der Wärmeentwicklung im
Heizelement 25 und/oder der Formänderung des Bimetallstrei
fens 24, ist das freie Ende 17 der Schnappfeder 16 soweit
nach unten gedrückt, daß sich der Schenkel 22 unterhalb des
Umschaltpunktes befindet, worauf die Schnappfeder umschnappt
und den Schaltkontakt 15 von dem Gegenkontakt 14 löst. Dabei
wird gleichzeitig die Stromzuführung zu dem Heizelement 25
und zu dem Elektro-Wärmegerät unterbrochen, und durch die
beginnende Abkühlung wandert der Bimetallstreifen 24 wieder
in seine Ausgangsstellung zurück. Bei Überschreiten des
Umschaltpunktes schnappt die Schnappfeder 16 wieder zurück,
der Schaltkontakt 15 liegt an dem Gegenkontakt 14 an und der
Erwärmungsvorgang beginnt von neuem.
Zur Änderung der von einem Bediener gewünschten einstellbaren
Leistung muß die Leistungszufuhr für das Elektrowärmegerät
getaktet werden, da an dem Elektro-Wärmegerät immer Netz
spannung anliegt und somit die Leistung nicht direkt verän
dert werden kann. Das bedeutet, daß während eines bestimmten
Zeitintervalls die geschaltete Spannung an dem Elektro-Wärme
gerät anliegt, und während eines bestimmten, davon
unabhängigen Zeitintervalls, keine Spannung anliegt. Die
Summe dieser beiden Zeiten ergibt eine Periodendauer. Das
Verhältnis des Zeitintervalls, in dem der Kontakt geschlossen
ist und Spannung an dem Elektro-Wärmegerät anliegt, zu der
Periodendauer wird relative Einschaltdauer "ED" genannt. Wie
aus den oben gemachten Ausführungen hervorgeht, hängt die
Zeitdauer im eingeschalteten Zustand von dem Weg ab, den das
freie Ende 17 zurücklegen muß, bis die Schnappfeder 16
umschnappt.
Auf bekannte Weise wird eine Änderung dieser Weglänge dadurch
erreicht, daß die Tragplatte 21, die die Schnappfeder 16
trägt, mit einem Vorsprung 27 gegen den Außenradius einer
Leistungs-Kurvenscheibe 28, die sich auf einer Achse 29
befindet, angedrückt wird. Dadurch wird die Leistungs-Ver
stelleinrichtung gebildet, während die Achse 29 die Betäti
gungsmittel bildet.
Das Andrücken erfolgt durch ein etwa rechtwinklig abgebogenes
federndes Metallelement 31, das mit einem Schenkel an dem
Gehäuse des Leistungssteuergerätes 11 befestigt ist und an
dessen anderem Schenkel die Tragplatte 21 befestigt ist.
Dieses Metallelement 31 ist so vorgespannt, daß die Tragplatte
21 gegen den Außenradius der Leistungs-Kurvenscheibe
28 anliegt. Gemäß der Beschreibung weist diese Leistungs-Kurven
scheibe 28 einen veränderlichen Radius auf. Durch ein
Drehen einer Bedienungsperson an der Achse 29 liegt je nach
eingestellter Position der Vorsprung 27 an einer anderen
Stelle an dem Außenumfang der Leistungs-Kurvenscheibe 28 an,
und abhängig vom Radius der Scheibe an dieser Stelle befindet
sich die Tragplatte 21 und somit die Schnappfeder 16 in einer
bestimmten Position zu dem Gegenkontakt 14 und dem Bimetall
streifen 24.
In einer Position mit niedriger Leistungsstufe ist der Radius
der Leistungs-Kurvenscheibe groß, so daß sich das freie Ende
17 nahe an dem Bimetallstreifen 24 befindet und dieser schon
nach kurzer Zeit ein Umschalten der Schnappfeder 16 und damit
ein Trennen der Kontakte 14 und 15 bewirken kann. In einer
Position mit hoher Leistung weist die Leistungs-Kurvenscheibe
28 einen geringen Radius auf, so daß sich das freie Ende 17
in größerer Entfernung von dem Bimetallstreifen 24 befindet.
Demzufolge muß dieser einen größeren Weg (entspricht einer
größeren Zeitdauer) zurücklegen, um die Schnappfeder 16 zum
Umschnappen zu bringen.
Bei geöffnetem Kontakt liegt der Schaltkontakt 15 mit seiner
von dem Gegenkontakt 14 abgewandten Seite an einem Gegenan
schlag 33 an. Der Abstand zwischen dem Schaltkontakt 15 und
dem Gegenanschlag 33 wird mit D bezeichnet und bestimmt, wie
weit die Schnappfeder 16 nach Betätigung ihres freien Endes
17 umschnappt. Je größer D ist, desto tiefer liegen die
Schenkel 22 nach dem Umschnappen unterhalb des Widerlagers 20
und demzufolge muß der Bimetallstreifen 24 weiter nach oben
wandern, um den Umschaltpunkt zu erreichen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der variable Kontakt
abstand D dadurch erreicht, daß der Gegenanschlag 33 Teil
einer Schleiferfeder 34 ist, die mit einem abgewinkelten Ende
an dem Gehäuse des Leistungssteuergerätes 11 befestigt ist
und deren anderes freies Ende 35 leicht hakenförmig geformt
ist. Es liegt am Außenradius einer zweiten Abstands-Kurven
scheibe 36 an, die sich angrenzend an die erste Kurvenscheibe
28 auf der Achse 29 befindet. So wird die Abstands-Verstell
einrichtung gebildet.
Gemäß der Beschreibung weist die Abstands-Kurvenscheibe 36
ebenfalls einen veränderlichen Radius auf. Durch die federnde
Befestigung der Schleiferfeder 34 an dem Gehäuse wird diese
in jeder Stellung gegen den Außenradius der Abstands-Kurven
scheibe 36 gedrückt. Somit verändert der Gegenanschlag 33
seine Position abhängig vom Radius der Abstands-Kurvenscheibe
36.
Die Form der Kurvenscheiben 28 und 36 wird im folgenden
beschrieben: Die Leistungs-Kurvenscheibe 28 weist einen für
derartige Anwendungen bekannten Verlauf des Außenradius auf.
In einer NULL-Stellung des Leistungssteuergerätes 11 ist der
Radius maximal, um sich kontinuierlich zu verringern bis zu
einer Stelle für maximale Leistung 38, an der er eine zusätz
liche Einbuchtung nach innen aufweist. Diese Einbuchtung 38
erhöht durch ihren verminderten Radius nicht nur die mittlere
Leistungsabgabe noch einmal beträchtlich, sondern gibt einem
Benutzer die deutlich spürbare Rückmeldung, daß die oberste
Leistungsstufe eingestellt ist. Anschließend an die Einbuch
tung 38 befindet sich der Abschnitt 37 der NULL-Stellung.
Der Verlauf der Abstands-Kurvenscheibe 36 entspricht im
Bereich des Abschnitts 37 dem der Leistungs-Kurvenscheibe 28.
Danach nimmt der Radius bis zu einem zweiten Abschnitt 39
etwa gegenüber dem Abschnitt 37 stärker ab als bei der
Leistungs-Kurvenscheibe 28, um von dort an wieder kontinuier
lich bis zu einem dritten Abschnitt anzusteigen, der der
Einbuchtung 38 entspricht. Das bedeutet, daß sich der Radius
zuerst verringert und dann vergrößert.
Durch den oben beschriebenen Verlauf der Abstands-Kurven
scheibe 36 ist der Kontaktabstand D in den Bereichen klein,
in denen eine hohe Einstellgenauigkeit und ein sicheres
Funktionieren des Geräteschalters gefordert wird. Das sind
der untere und der obere Leistungsbereich. Im mittleren Lei
stungsbereich, in dem die Anforderungen an die Einstellge
nauigkeit geringer sind aber die Knackrate gesenkt werden
soll, ist der Kontaktabstand D größer.
In der Fig. 2 ist das Leistungssteuergerät 11 aus Fig. 1
noch einmal dargestellt. Allerdings ist die Einstellung der
Leistung von einer niedrigen Leistung in der Fig. 1 durch
Verdrehen der Achse 29 zu einer mittleren Leistung geändert
worden. Das erkennt man daran, daß sich der Vorsprung 27 und
das Ende der Schleiferfeder 34 jeweils in dem Abschnitt 39
der entsprechenden Kurvenscheibe befinden, der dem NULL-Stel
lungsabschnitt 37 in etwa gegenüber liegt. Im Vergleich zur
Fig. 1 ist deutlich zu sehen, daß sich das Ende 35 der
Schleiferfeder 34 ein gutes Stück weiter weg von der Schnapp
feder 16 befindet als der Vorsprung 27 der Tragplatte 21.
Des weiteren sieht man, daß sich die Schenkel 22 der Schnapp
feder 16 ein Stück weiter oberhalb des Umschaltpunktes am
Widerlager 20 befinden als in der Fig. 1. Das bedeutet, daß
das freie Ende 17 der Schnappfeder 16 weiter nach unten
gedrückt werden muß, bis die Schnappfeder umschnappt. Die
Funktion ist dieselbe wie bei der Fig. 1.
Die Fig. 3 zeigt das Leistungssteuergerät 11 mit der Lei
stungseinstellung aus Fig. 2, jedoch in einer Stellung, in
der die Schnappfeder 16 umgeschnappt ist und den Schaltkon
takt 15 von dem Gegenkontakt 14 getrennt hat. Der Schaltkon
takt 15 liegt nun mit seiner Rückseite an dem Gegenanschlag
33 an. Man sieht deutlich, daß die Schenkel 22 der Schnapp
feder 16 unterhalb des Widerlagers 20 liegen. Anhand dieser
Fig. 3 läßt sich die erfindungsgemäße Verstellung des Kon
taktabstandes durch den beweglichen Gegenkontakt 33 beson
ders gut darstellen. Durch die veränderlichen Radien der
Kurvenscheiben 28 und 36 wird nicht nur der Geräteschalter 12
in seiner Position zu dem Bimetallstreifen 24 verändert,
sondern auch die Relativposition zwischen dem Gegenanschlag
33 und der Tragplatte 21 bzw. der Stelle, an der der Gegenan
schlag 33 am nächsten zu der Tragplatte 21 liegt.
Nimmt man die Stellung der Leistungs-Kurvenscheibe 28 als
gegeben an und variiert den Radius der Abstands-Kurvenscheibe
36 im mittleren Bereich 39, so sieht man, daß sich dadurch
der Schaltkontakt 15 in seiner Position zu dem Gegenkontakt
14 ändert. Des weiteren ändert sich der Abstand zwischen den
Schenkeln 22 und dem Widerlager 20. Durch den veränderlichen
Gegenanschlag 33 kann sowohl der Punkt eingestellt werden, an
dem die Schnappfeder 16 die Kontakte wieder schließt, als
auch der Kontaktabstand zwischen dem Schaltkontakt 15 und
dem Gegenkontakt 14. Dieser Abstand entspricht nämlich dem
Abstand D zwischen der Rückseite des Schaltkontaktes 15 und
dem Gegenanschlag 33. Bei dem in den Figuren dargestellten
Verlauf der Kurvenscheiben 28 und 36 ist der Kontaktabstand
D im unteren und dem oberen Leistungsbereich klein, im
mittleren Leistungsbereich jedoch groß.
Die Schleiferfeder 34 ist bevorzugt aus dem gleichen federn
den Material wie die Schnappfeder 16 hergestellt. Der Gegen
anschlag 33 wird durch das rechtwinklige Abbiegen eines
Abschnittes in Richtung des Schaltkontaktes 15 gebildet.
Dabei kann er durch einen Ausschnitt in der Tragplatte 21
hindurchragen.
In der Fig. 4 ist in einem Diagramm 40 dargestellt, das die
Knackraten über der ED zeigt, eine strichlinierte Knackraten
kurve 41 eines Leistungssteuergerätes nach dem Stand der
Technik dargestellt. Sie beginnt in einem Anfangspunkt 46 mit
einer niedrigen Knackrate von etwa einem Knack pro Minute,
ist in seinem Verlauf mit steigender ED zuerst kurvenförmig
nach oben gekrümmt und erreicht an ihrem obersten Punkt 42
eine Knackrate von über 4 Knacken pro Minute. Ab einer ED von
etwa 50 Prozent fällt die Kurve 41 wieder ab bis zu einem
Endpunkt 47 mit einer Knackrate von etwa einem Knack pro
Minute.
Die durchgezogene Knackratenkurve 44 des erfindungsgemäßen
Leistungssteuergerätes 11 beginnt ebenfalls im Anfangspunkt
46, steigt jedoch weniger stark an bis zu einem obersten
Punkt 45, der bei etwas weniger als zwei Knacken pro Minute
liegt, und fällt von dort ab bis zu dem Endpunkt 47. Man
sieht deutlich die Senkung der Knackrate im mittleren Lei
stungsbereich.
Die Wahl der gleichen Anfangs- und Endpunkte 46 und 47 ist
willkürlich, jedoch sind diese Punkte als günstig anzusehen.
Durch eine Variation der Radien der beiden Kurvenscheiben ist
die Knackratenkurve in weitem Maß beliebig einstellbar. Es
sind auch andere Verläufe als kurvenförmig gekrümmte denkbar,
beispielsweise lineare. Dafür muß nur der Außenradius der
Abstands-Kurvenscheibe 36 entsprechend ausgelegt sein.
Claims (9)
1. Leistungssteuergerät mit einer Verstelleinrichtung für
einen darin enthaltenen Geräteschalter (12), insbeson
dere für Elektro-Wärmegeräte, dessen Positionsänderung
eine Änderung eines einstellbaren Leistungsniveaus zur
Folge hat und der einen Schaltkontakt (15) trägt, der
in einer EIN-Stellung an einem Gegenkontakt (14) an
liegt, und insbesondere das Elektro-Wärmegerät mit
Leistung versorgt, und in einer AUS-Stellung mit einem
veränderbaren Kontaktabstand (D) zum Gegenkontakt an
einem Gegenanschlag (33) anliegt, dadurch gekennzeich
net, daß die Verstelleinrichtung eine Leistungs-Ver
stelleinrichtung für das Leistungsniveau und eine davon
gesonderte Kontaktabstands-Verstelleinrichtung sowie
Betätigungsmittel zu deren Betätigung aufweist.
2. Leistungssteuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß sowohl die Leistungs-Verstelleinrichtung
als auch die Kontaktabstands-Verstelleinrichtung gleich
zeitig mit gemeinsamen Betätigungsmitteln (29)
betätigbar sind.
3. Leistungssteuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Leistungs-Verstelleinrichtung
zur Positionsänderung des Geräteschalters (12) eine Lei
stungs-Kurvenscheibe (28) mit variierendem Radius
aufweist, an deren Außenradius der Geräteschalter durch
eine Vorspannung elastisch angedrückt anliegt.
4. Leistungssteuergerät nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktab
stands-Verstelleinrichtung eine Abstands-Kurvenscheibe
(36) mit variierendem Radius aufweist, an deren Außen
radius eine den Gegenanschlag (33) tragende und/oder
zumindest teilweise bildende Vorrichtung, insbesondere
eine Zusatzfeder (34), durch eine Vorspannung elastisch
angedrückt anliegt.
5. Leistungssteuergerät nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kurven
scheiben (28, 36) auf einer Achse (29) angebracht sind,
die mit einem Betätigungsglied von einem Benutzer
drehbar ist.
6. Leistungssteuergerät nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenradius
der Leistungs-Kurvenscheibe (28) bei einer NULL-Stellung
(37) des Leistungssteuergeräts maximal ist, und sich von
diesem Abschnitt an in einer Umfangsrichtung, die entge
gengesetzt zu einer bevorzugten Betätigungsrichtung des
Leistungssteuergeräts ist, stetig bis an den Abschnitt
der NULL-Stellung verringert.
7. Leistungssteuergerät nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenradius
der Abstands-Kurvenscheibe (36) bei der NULL-Stellung
(37) des Leistungssteuergerätes maximal ist, sich von
diesem Abschnitt an in der zur bevorzugten Betätigungs
richtung entgegengesetzten Richtung bis zu einem zweiten
Abschnitt (39), der dem ersten Abschnitt in etwa gegen
überliegt und einen minimalen Außenradius aufweist,
verringert und sich von hier an in einem dritten Ab
schnitt wieder bis an den Abschnitt der NULL-Stellung
vergrößert.
8. Leistungssteuergerät nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Geräteschal
ter (12) als Schnappschalter, insbesondere mit einer
zweiteiligen bistabilen Schnappfeder (16), ausgeführt
ist, der den Schaltkontakt (15) gegen mindestens eine
Schaltstellung belastet.
9. Leistungssteuergerät nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappfeder
(16) zur Verbesserung der Schaltvorgänge der Kontakte
(14, 15) eine Schlaggabel aufweist.
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