DE2930401C2 - Bedienungsdrehknopf für einen Netzschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bedienungsdrehknopf zum äußeren Anbau an eine die Schalterblende durchsetzende Stellwelle eines hinter der Schalterblende sitzenden Netzschalters bei elektrischen Koch-und Wärmegeräten, insbesondere Kochherden, deren Heizleistung über eine Elektronikschaltung steuer-oder regelbar ist. Die hierbei benutzten Elektronikschaltungen ermöglichen bei raumsparendem Aufbau die Durchführung zahlreicher Regel-, Steuer- und Zeitschaltaufgaben mit hoher Präzision und geringster SteuerJeistung. Derartige Schaltungen finden in zunehmendem Maße Anwendung auch bei Kochherden zur Leistungseinstellung, zur Temperaturregelung oder als Schaltuhr. Schwierigkeiten bereitet jedoch bei derartigen Heiz- und Wärmegeräten der Einbau dieser elektronischen Schaltungen, weil die benutzten Halbleiter-Bauelemente nur begrenzt temperaturbeständig sind und hinter der Schalterblende eines Kochherdes bei Vollastbetrieb Temperaturen bis zu 150⁰C herrschen können. Der Einbau einer Elektronikschaltung an dieser Stelle, wo es im Hinblick auf die elektrischen Verbindungen am günstigsten wäre, kommt daher nicht in Betracht. Aus diesem Grunde wurde bisher die Elektronikschaltung mit einem Schutzgehäuse weit entfernt von den elektrischen Anschlüssen an Stellen untergebracht, die im Betrieb kühler sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die für Steuer- und Regelzwecke benutzte Elektronikschaltung bei Elektrowärme- und Heizgeräten wärmegeschützt so unterzubringen, daß sich günstige Leistungsverbindungen mit den elektrischen Anschlüssen ergeben.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die auf der Außenseite des Bedienungsfeldes herrschende Temperatur den Einbau elektronischer Bauelemente in den dort vorgesehenen Bedienungsgriifen zuläßt. Die zu Steuer- und Regelzwecken zur Verfügung stehenden integrierten Schaltungen lassen den Einbau auf kleinstern Raum zu, so daß der Schaltungsaufbau insgesamt von einem Drehknopf üblicher Größe umschlossen werden kann.

Es sind zwar bereits Helligkeitsregler (Dimmer) bekannt, bei denen die Elektronikschaltung innerhalb eines Wandschalters oder eines Tischschalters eingebaut ist. Hier besteht jedoch nicht das Problem des Wärmeschutzes der Elektronikschaltung, weil diese Helligkeitsregler immer relativ niedrigen Temperaturen, nämlich der Raumtemperatur ausgesetzt sind, die den verwendeten Elektronikbauteilen nicht schaden kann. Soweit es Helligkeitsregler betrifft, die einen Bedienungsknopf vor einer Schalterblende aufweisen, der auch als Stellglied für den Netzschalter ausgebildet sein kann, befindet sich die Elektronikschaltung jedoch nicht in dem Stellknopf, sondern hinter der Schalterblende, und die Einstellung erfolgt über die durch die Schalterblende hindurchstehende und vom Bedienungsknopf antreibbare Stellwelle. Der Einbau der Elektro-

nikschallung in den Bedienungsknopf selbst ist bei Helligkeitsreglern nicht bekannt und wäre dort auch nicht sinnvoll, weil hinter der Schalterblende genügend Raum zur Verfügung steht, der einer genügend kühlen Atmosphäre ausgesetzt ist

Durch die Erfindung wird jedoch erreicht, daß bei Heiz- und Kochgeräten, bei denen hinter der Schalterblende unzulässig hohe Temperaturen auftreten, die Elektronikschaltung ohne die Notwendigkeit langer Leitungsverbindungen in kompakter Bauforni an einer Stelle untergebracht wird, die bezüglich Umgebungstemperatur und Verdrahtungsmöglichkeit besonders günstig ist

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Bedienungsdrehknopfes für elektrische Koch- und Wärmegeräte;

F i g. 2 einen Teilschnitt des in F i g. 1 dargestellten Bedienungsdrehknopfes um 90° gedreht, ebenfalls teilweise aufgeschnitten;

Fig.3 eine Schaltbild der im Bedienungsdrehknopf gemäß F i g. 1 und 2 untergebrachten Schaltung.

Im Inneren des Drehknopfes sind parallel zueinander zwei Scheibenplatinen 1 und 2 angeordnet, die eine gedruckte Schaltung mit den aus Fig.3 ersichtlichen Schaltungselementen einschließlich den Stellgliedern 4 und 4a tragen. Zu der Schaltung gehört auch noch ein innerhalb des Bedienungsdrehknopfes angeordneter elektronischer Leistungsschalter 3 in Gestalt eines Triac. Das Stellglied 4 dient zur Änderung des proportionalen Einflusses, während das Stellglied Aa als Sollwertgeber fungiert. Die Stellwellen der Stellglieder 4 und 4a tragen Zahnräder 6 bzw. 6a, die mit einer Außenverzahnung einer Hohlwelle 5 kämmen, die einerseits im Sockel 7 und andererseits im Deckel 8 gelagert ist. Die Stellglieder werden demgemäß gemeinsam durch Drehen der Hohlwelle 5 verstellt. Über dem Sockel 7 und dem Deckel 8 ist ein Kühlkörper 9 angeordnet, an dem mittels einer Schraube 10 ein Gewindeblech 11 angeschraubt ist, das den Leistungsschalter 3 trägt. Durch eine Ausnehmung 12 im Sockel 7 ist die elektrische Anschlußleitung 13, 13a, 13b herausgeführt. Der Schutzleiter 14 ist mit einer AMP-Klemme an dem Gewindeblech 11 angeschlossen. Der den Deckel 8, den Kühlkörper 9 und der. Sockel 7 umschließende topfförmig gestaltete Drehgriff besteht aus zwei Teilen, nämlich einer mit nach innen eingezogener Flansch versehenen Hülse 15 und einem Deckel 16, die beide durch eine Rastverbindung verbunden sind. Diese Rastverbindung weist eine Innenwulst 17 des Deckels 16 auf, die in «ine entsprechende Umfangsnut der Hülse 15 beim axialen Zusammenstecken der beiden Teile einrastet. Der Deckel 16 weist einen zentralen nach innen stehenden, profilierten Zapfen 18 auf, der in das Innenprofil 19 der Hohlwelle 5 eingesteckt und dadurch mit dieser drehfest verbunden ist. Von der anderen Seite steht in das Innenprofil 19 der Hohlwelle 5 eine entsprechend profilierte Stellwelle 23 als Drehschalter ausgebildeten Netzschalter 20 ein. der mit Schrauben 21 bzw. 21a im Gerätegehäuse 22 befestigt ist Die Schrauben 21 und 21a sind in das Gewindeblech U des Drehknopfes eingeschraubt and haltern somit den Sockel 7 am Gerätegehäuse. Zur Belüftung des Kühlkörpers sind in der Hülse 15 des Drehgriffs Schlitzaussparungen 24 angebracht

Die Nullstellung des Netzschalters 20 stimmt mit der Endanschlagstellung der Stellglieder 4 und 4a überein. Durch Rechtsdrehen des Drehgriffs 15,16 beispielsweise um 30° wird der Netzschalter 20 eingelegt der bei Weiterdrehen des Drehgriffs bis zum anderen Endanschlag in der Einschaltstellung verbleibt Die Anordnung ist zweckmäßigerweise derart getroffen, daß beim Einschalten des Netzschalters 20, d.h. in der ^"-Stellung, das Sollwertgeber-Stellglied Aa 5% der Heizleistung liefert Beim weiteren Rechtsdrehen erhöht sich die Heizleistung durch Verlängerung der prozentualen Einschaltdauer und erreicht bei Rechtsanschlag 100% der Heizleistung. Gleichzeitig wird über das Stellglied 4 der proportionale Einfluß verändert d. h. es wird die Ankochzeit verändert während der der Leistungsschalter 3 voll eingeschaltet bleibt um ein schnelles Aufheizen der Kochplatte zu erzielen.

Fig.3 zeigt die Schaltungsanordnung des vollelektronischen Leistungstakter*. Dieser weist einen Nullspannungsschalter in Form einer integrierten Schaltung IC auf, der als Zweipunkttemperaturregler mit überlagertem Proportionalverhalten unter der Bezeichnung JC Typ U 217 B, hergestellt von der Firma AEG-TeIefunken, verfügbar ist. Dieses IC, dessen Pins mit 1' bis 8' bezeichnet sind, umfaßt eine Versorgungsstufe 38, eine Synchronisierstufe 36, einen Impulsverstärker 35, einen Sägezahngenerator 34, einen Verstärker 32 und die Vollwellenlogik 25. Der Ausgang des Impulsverstärkers 35 (Pin 6') wird der Steuerelektrode des Triac 3 zugeführt, das in Reihe mit dem Lastwiderstand R_L (Heizwiderstand) und dem Netzschalter 20 an Spannung

⁴⁽¹ liegt. Durch die Logik 25 wird der prozentuale Anteil von Einschaltzeit bzw. Abschaltzeit innerhalb einer Periodendauer nach dem Prinzip des Periodengruppenverfahrens gemäß der Einstellung des Stellgliedes 4a bzw. des Drehgriffs 15, 16 eingestellt. Die Zeit bis zum Einsatz der Proportionalsteuerung wird gleichzeitig mit der Einstellung des Sollwertes durch das Stellglied 4 bewirkt.

Die Temperaturmessung erfolgt über eine im Zweig einer Brücke angeordneten hochohmigen NTC-Widerstand als Temperaturfühler 28, der mit dem Vorwiderstand 29 der Versorgungsstufe 38 in enger mechanischer Berührung steht.

Der über das Stellglied 4 an PIN 4 geschaltete Sägezahngenerator 34 bewirkt das Proporiionalverhalten der Schaltung. Der Kondensator 33 bestimmt die Generatorfrequenz. An Pin 8' erfolgt über den Widerstand 37 die Nullspannungssynchronisation und die Einstellung der Ausgangsimpulsbreite. Die Widerstände 30 und 31, die wie alle anderen Schaltungsele-

mente einschließlich IC auf den Platinen 1 und 2 untergebracht sind, sind Festwiderstände.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Bedienungsdrehknopf zum äußeren Anbau an eine die Schalterblende durchsetzende Stellwelle eines hinter der Schalterblende sitzenden Netzschalters bei elektrischen Koch- und Wärmegeräten, insbesonder Kochherden, deren Heizleistung über eine Elektronikschaltung Steuer- oder regelbar ist dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Schaltungselemente der Elektronikschaltung von einem an der Schalterblende anbaubaren Sockel (7) getragen werden, der mit den von ihm getragenen Schaltungselementen von dem Bedienungsdrehknopf (15, 16) umschlossen ist, und daß die Stellglieder (4, 4a) der Elektronikschaltung von einem Teil (5) antreibbar sind, das sich gemeinsam mit dem Bedienungsdrehknopf bewegt

2. ßedienungsdrehknopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Elektronikschaltung von zwei Scheibenplatinen (I, 2) getragen wird, die im Abstand zueinander am Sockel (7) senkrecht zur Schalterdrehachse festgelegt sind.

3. Bedienungsdrehknopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der feststehende Sockel (7) und ein von ihm getragener Deckel (8) von dem Drehknopf (15, 16) umschlossen sind, der mit einem Profilzapfen (18) in die Hohlwelle (5) einsteht.

4. Bedienungsdrehknopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellwellen der Stellglieder (4, 4a) Zahnräder (6, 6a) tragen, die mit einer Außenverzahnung der Hohlwelle (5) kämmen.

5. Bedienungsdrehknopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in das Innenprofil (19) der Hohlwelle (5) die Stellwelle (23) eines Netzschalters (20) einpaßt.

6. Bedienungsdrehknopf nach einem der Ansrüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Kühlkörper (9) vorgesehen ist, und daß die zylindrische Wand des Drehknopfes (15, 16) auf den Kühlkörper (9) ausgerichtete Schiitzaussparungen (24) aufweist.

7. Bedienungsdrehknopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kühlkörper (9) ein Gewindeblech (11) angeschraubt ist, welches einen elektronischen Leistungsschalter (3) und einen Anschluß für den Schutzleiter (14) trägt.

8. Bedienungsdrehknopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehknopf aus einer Hülse (15) und einem Deckel (16) mit Profilzapfen (18) besteht, und daß die beiden Teile durch eine Innenwulst (17) des Deckels (16) verrastet sind, die in eine Umfangsnut der Hülse (15) eingreift.

9. Bedienungsdrehknopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronikschaltung eine pulsierende Leistungssteuerung bewirkt, deren Pulsverhältnis (Ankochzeit) über Stellglieder einstellbar ist.

10. Bedienungsdrehknopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronikschaltung einen Temperaturfühler (28) aufweist und die Heizleistung in Abhängigkeit von der Temperatur steuert.

11. Bedienungsdrehknopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik eine Zeitschaltautomatik aufweist.

12. Bedienungsdrehknopf nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronik

ίο

schaltung einen Zweipunkttemperaturregler mit überlagertem Proportionalverhalten aufweist und daß die Stellglieder für Leistung und Änderung des proportionalen Einflusses starr mit dem Drehknopf gekuppelt sind.