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Regel- und Steuereinrichtung für elektrische Heizgeräte
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Die Erfindung geht aus von einer Regel- und Steuereinrichtung für
elektrische Heizgeräte gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Bei bekannten Elektroherden mit mehreren, z.B. vier Kochplatten oder
Heizstellen sind entsprechend vier Regel- und.Steuerorgane (Temperaturregler) vorhanden,
die unmittelbar hinter dem Bedienungstableau einzeln befestigt sind. Ferner sind
im Schaltkasten des Herdes, der sich z.B. unmittelbar unterhalb der Kochfläche oder
Kochmulde befindet, den einzelnen Regel-und Steuerorganen Steckerleisten zugeordnet,
auf die die zu den einzelnen Kochstellen führenden elektrischen Verbraucherleitungen
auf steckbar ind. Die elektrische Verbindung zwischen den Regel- und Steuerorganen
bzw. deren einzelnen Wahlschalterkontakten und den Steckerleisten erfolgt mittels
flexibler elektrischer Leitungen, wodurch sich zwischen den Regel- und Steuerorganen
und den zugeordneten Steckerleisten eine sehr umfangreiche Verdrahtung ergibt, die
einen hohen Montageaufwand erfordert und relativ unübersichtlich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regel- und Steuereinrichtung
der eingangs genannten Art so auszugestal ten, daß deren Herstellung und Montage
vereinfacht und-automatisierbar wird und die Übersichtlichkeit der Verdrahtung verbessert
sird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichnungsteil
des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale.
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Durch die Zusammenfassung der verschiedenen Regel- und Steuerorgane
sowie der internen Verdrahtungs und Verteilereinheiten innerhalb einer Baugruppe
erübrigen sich besondere Verteiler-oder Steckerleisten mit der Folge, daß die Anzahl
der elektrischen Verbindungsleitungen stark reduziert wird. Insbesondere erhält
man hierbei den Vorteil, daß die gesamte Verdrahtungs-und Verteilereinheit, die
in wenigstens einer Ebene angeordnet ist, in einem rationellen modernen Verdrahtungsverf-ahren
sehr wirtschaftlich, z.B. maschinell hergestellt werden -kann, z.B.
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durch Verwendung von gedruckten oder geschriebenen Leiterplatten
oder einer Verdrahtungsanordaung mit als Stanzteile ausgebildeten Stromsohienen.
In jedem Felle erhält man eine in Vorfertigung erstellbare Gesamtverdrahtung, die
auf kleinstem Raum untergebracht ist und für die be-sondere, wie üblich bei der
Montage der Regel- und Steuereinrichtung vorzunehmende Verdrahtungsarbeiten wegfallen.
Insbesondere kann eine derartige Verdrahtung schon vor dem Einbau in das elektrische
Heizgerät, z.B. in den Herd, auf ihre Funktionsgenauigkeij geprüft werden, was bei
den bisher bekannten Regel- und Steuereinrichtungen dieser Art erst nach dem Einbau
in das Heizgerät durchführbar war.
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Gemäß einer bevorzugten AusfUhrungsform weist die blockartige, einstuckige
Einheit zwei Anschluß- und VerdrahtBngsebenen auf, wobei die eine der internen Verdrahtung
dr Bauelemente innerhalb der Einheit und die andere der externen Verdrahtung (Netz-und
Verbraucherleitungen) dient Auf diese Weise ist es möglin, die Verdrahtung der Einzelelemente,
doho der einzelnen innerhalb der blockartigen Einheit zusammengefaßten und den einzelnen
Sochstellen zugeordneten Regel- und Steuervorrichtungen zu automatisieren. Hierbei
ist die zweite Ebene frei von z.B. der internen Verdrahtung dienenden Leitungsführungen
und kann als übersichtliche und leicht zugängliche Steckebene z.B. für Mehrfachstecker
(Verbraucherleitungen) ausgenützt werden2 Damit ist auch die externe Verdrahtung
geordnet und mit geringem Material- und Montageaufwand erstellbar0
Gemäß
der erfindungsgemäßen Lösung nach Patentanspruch 16 besteht die Regel- und Steuereinrichtung
im wesentlichen aus zwei Montagebaugruppen, die in getrennter Fertigung herstellbar
und mit außerordentlich geringem Montageaufwand zusammenfügbar sind.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den
in der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen.
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Es zeigt Fig. 1, ia uiid 2, 2a eine schematische Gegenüberstellung
einer konventionell ausgeführten flnd einer erfindungsgemäßen rle gel- und Steuereinrichtung,
Fig. 3 und 4 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Regel- und Steuereinrichtung,
Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßgen Regel- und Steuereinrichtung
in Draufsicht, Fig. 6 eine vergrößerte Teil-Schnittdarstellung der Regel-und Steuereinrichtung
gemäß Figur 5, Fig. 7 die Einrichtung gemäß Fig. 5 und 6 in Draufsicht, Fig. 8 die
perspektivische Darstellung einer auf die Regel- und Steuereinrichtung gemäß den
vorhergehenden Figuren aufsteckbaren Abdeckung.
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Figur 1 und 1a zeigt in schematischer Daustellung eine Regel-und Steuereinrichtung
für eine Elektro-Kochmude mit vier Heizstellen
oder Kochplatten0
Jeder dieser Heizstellen ist ein allgemein mit 1 bezeichnetes Regel- und Steuerorgan
zugeordnet, das eine nicht weiter dargestellte temperaturabhängige Schalteinrichtung
z.B. in Form eines Bimetallschalters sowie eine Anzahl von Wahlschalterkontakten
mit Anschlußelementen a, b, c, d und e enthält, wobei der Schalteinrichtung sowie
den Wahlschalterkontakten ein manuell bedienbares Bedienorgan 2 für die Einstellung
des Temperatursollwertes für die zugeordnete Heizselle in Form einer drehbaren,
mit einem nicht dargestellten Handknebel verbundenen Stellwelle zugeordnet ist,
Jedes Regel- und Steuerorgan besitzt eine Befestigungslasche 39, mittels welcher
die Regel-und Steuerorgane i einzeln in; einem nicht dargestellten Schaltkasten
zOBo an der Schalterfront des Schaltkastens oder des Herdes befestigt wird0 In Figur
i ist mit 4 eine, zoBo aus mehreren Abschnitten zusammengesetzte Ste-okerleiste
bezeichnet, die dem elektrischen Anschluß der Ansehlußelemente a bis e der einzelnen
Regelt und Steuerorgane t für die Verbraucher dient0 Für diese elektrische Verbindung
sind flexible elektrische Leitungen 5 vorgesehen, die Teil einer externen Verdrahtung
der Regel- und; Steuereinrichtung darstellt0 Die Steckerleiste besitzt Steckanschlußelemente,
mit denen entsprechende Gegensteckansehlußelemente aufweisende Verbindungsstecker
Q aufsteckbar und kontaktierbar sind, wobei jeder Heizstelle ein Verbindungsstecker
6 zugeordnet ist, von dem aus flexible elektrische Leitungen 7 zu den einzelnen
Heizstellen oder Kochplatten z.B. der elektrischen Kochmulde fUhh ren. Wie aus Figur
1 hervorgeht, sind für die externe Verdrahtung beim Ausführungsbeispiel vierundzwanzig
elektrische Verbindungsleitungen erforderlich, deren elektrischer Anschluß und Verlegung
montagetechnisch sehr aufwendig ist. In Figur ia ist die interne Verdrahtung der
konventionellen Regel- und Steuereinrichtung gezeigte wobei die einzelnen Regel-
und Steuerorgane 1 mittels flexiblen elektrischen Leitungen 5' untereinander gemäß
einem vorbestimmten Schaltschema elektrisch verbunden sind0
Der
vorgesohilderte Aufwand wird beträchtlich vermindert, indem gemäß Figur 2 sämtliche
Regel- und Steuerorgane i an einem gemeinsamen Träger 8 befestigt sind, der eine
gemeinsam Anschluß- und Verdrahtungsebene 9 (Steckanschlußebene) für die externe
elektrische Verbindung der Regel-und Steuerorgane mit den Stromnetz bzw. mit den
einzelnen Verbraucherstellen auf:eist wobei in dieser Ebene Steckanschlußelemente
angeordnet sind, auf die unmittelbar die Verbindungsstecker 6 für die Verbraucherleitungen
7 aufsteckbar sind. Wie aus Figur 2a ersichtllch, besitzt die blockartige Regel-
und Steuereiheit ferner eine zweite Anschluß- und>Verdrahtungsebene 9'- für die
Verlegung der internen elektrischen Verdrahtung mittels Stromschienen"27.
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Der Anschluß dieser Verdrahtung an die einzelnen Regel- und Steuerorgane
1 und gegebenenfalls an Steckanschlußelemente kann in einrn -einzigen Arbeitsgang
z.B. durch Schwall- oder Tauchlöten vorgenommen werden. Hierbei ergibt sich ein
Aufwand an flexiblen elektrischen Leitungen allein für die externe Verdrahtung,
der gegenüber der Ausführung gemäß Figur i und 1a halbiert ist. Hierbei sind die
Steckanschlußelemente für die Verbindungsstecker 6 in geometri-scher Zuordnung zu
den einzelnen Regel- und Steuerorganen angeordnet.
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Die in Figur ia gezeigte interne Verdrahtung mit acht flexiblen elektrischen
Leitern ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2a unmittelbarer Bestandteil der
Verdrahtungsebene, sodaß diese flexible Leitemvöllig entfallen können. An die in
Figur 2 schematisch dargestellte Regel- und Steuereinrichtung ist weiterhin wenigstens
ein weiterer Verbindungsstecker für Netzleitungen angeschlossen bzw. wiederum durch
Aufstecken anschließbar, durch welche Netzleitung die Regel- und Steuerorgane i
mit dem elektrischen Stromnetz verbunden werden.
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Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit können sich die Anschlußelemente
und zugehörigen GegenanschluBelemente (Verbindungsstecker 6) für die Netzleitungen
von denjenigen für die Verbraucherleitungen in Form und/oder Farbe unterscheiden.
Die einstückige Regel- und Steuereinrichtung gemäß Figur 2 ist durch einen einzigen
Befestigungsbügel 10 z.B. an der Schaltpaneele des Elektroherdes oder des Schaltkastens
befestigbar.
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Figuren 3 und 4 zeigen wiederum in; schematischer Darstellung eine
erste Ausführungsform einer vorgenannten Regel- und Steuereinrichtung. Tragender
Bestandteil dieser Regel- und Steuereinrichtung ist ein Träger ii, dessen Unterseite
eine gemeinsame Anschluß- und Verdrahtungsebene in Form einer einstückigen Leiterplatte
12 bildet. Diese Leiterplatte besitzt die in Figur i mit 5 bezeichnete flexible
elektrische Verdrahtung bildende Leiterbahnen 13 mit Lötanschlüssen 14o Der Träger
ii besitzt senkrecht zur Anschluß-. und Verdrahtungsebene 9 angeordnete Ansätze
15, in denen Aufnahmekammern zur Aufnahme von nicht weiter dargestellten Regel-
und Steuerorganen vorgesehen sind0 Die elektrischen Anschlüsse dieser Regel- und
Steuerorgane sind unmittelbar mit den Leiterbahnen 13 der Leiterplatte 12 verlötet,
wobei diese Reg.el- und Steuerorgane entsprechend der Bodendicke des Trägers il
mit Abstand von der Anschluß- und Verdrahtungsebene 9 angeordnet sind, scdaß eine
schädliche Beeinflussung dieser Organe beim Lötvorgang nicht stattfinden kann. An
der Trägerfrontseite ist an den Ansätzen 15 der Befestigungsbügel 1Q beiestigts
der gleichzeitig eine Lagerstelle für die drehbaren Bedienorgane 2 darstellt, Wie
insbesondere Figur 3 zeigt, sind an der, der Leiterplatte 12 entgegengesetzten Oberseite
der Bodenplatte des Trägers 11 in einzelnen zueinander parallelen Reihen Steckanschlußelemente
16 vorgesehen, die ihrerseits mit den Leiterbahnen i3 in elektrischer Verbindung
stehen bzw. mit diesen verlötet sind und in die Verbindungsstecker 6 der Verbraucherleitungen
7
einsteckbar sind. Wie ebenfalls in Figur 3 dargestellt, sind an einem Ansatz 17
des Trägers ii oder der Leiterplatte 12 Steckanschlußadapter 18 für den- Steckanschluß
der mit entsprechenden Verbindungssteckern 19 ausgerüsteten Netzleitungen für den
elektrischen Anschluß der Regel- und Steuereinrichtung an das Stromnetz angeordnet.
Es besteht auch die Möglichkeit, die der Stromversorgung dienenden Netzleitungen,
z.B. die mit 7' bezeichnete fest an Lötanschlußelementen in der Anschluß- und Verdrahtungsebene
anzuschließen. Zu diesem Zweck ist diese Leitung 7' durch die Bodenplatte des Trägers
1-1 hindurchgeführt und an einer allgemein mit 51 bezeichneten Zugentlastung an
der vorgenannten Bodenplatte- gesicherte Anhand der Figuren 5 bis 8 ist ein weiteres
Ausführungsbeispiel verdeutlicht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist als Träger
ein Rahmen 20 vorgesehen, der einen im wesentlichen geschlossenen, L-förmigen Frontteil
21 aufweist und in U-förmiger Ausgestaltung kammartig aneinandergereihte Bügel 22
besitzt. Wie Figur 6 und 7 zeigt, sind an den freien Enden des Frontteils 21 sowie
der Biigel 22 Rastelemente 23 in Form von Biegelappen angeordnet.
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Die freien Enden der Büge-l 22 sind durch einen die gesamte Rahmenbreitseite
durchmessenden Steg 24 miteinander verbunden, an welches Steg die Rastelemente 23
angeformt sind. Mit 25 sind beim Ausführungsbeispiel 4 als Spritzguß-Formteile ausgebildete
Leiterplatten bezeichnet, die einzeln auf den Rahmen 20 aufsteckbar und mittels
der Rastelemente 23 am Rahmen 20 fixierbar sind.
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Hierzu besitzen die Leitérplatten 25 Beidonends entsprechende Rastöffnungen
26, durch die die Rastelemente 23 durchgesteckt und anschließend verbogen werden,
Beim Ausführungsbeispiel sind die nebeneinander am Rahmen 20 befestigten Leiterplatten
um den Stand a voneinander beabstandete Entsprechend dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
besitzen die Leiterplatten 25 in zueinander parallelen Reihen angeordnete Steckanschlußelemente
lh, die durch rohrartige Hohlniet gebildet sind und entsprechen
de
Stecköffnungen aufweisen. Auf der Unterseite der Leiterplatten 25 unmittelbar mit
den Steckanschlußelementen z.B.
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einstückig verbunden sind als Stanzteile ausgebildete Stromschienen
27, die in einer Anschluß- und Verdrahtungsebene 9 eine Festverdrahtung bilden,
wobei durch diese Stromschienen 27 entsprechend den gewählten Schalt- oder Verteilerschema
die Steckanschlußelemente 16 der verschiedenen Leiterplatten 26 mitelnander elektrisch
verbunden sind. Im Bereich dieser Stromschienen 27 weisen die Leiterplatten an der
Unterseite blättelienartige Abstandselemente 28 auf, durch welche die Festverdrahtung
gegen Beschädigung geschützt ist0 Auf der, der Festverdrahtung gegenüberliegenden
Oberseite der Leiterplatten 25 sind zwischen den jeweils beiden Reihen von Steckanschlußelementen
jeder Leiterplatte 25 Wahlschalterkontakte vorgesehen, mit beweglichen Kontaktfedern
29, die mittig unterhalb der Bügel 22 Auskröpfungen 30 aufweisen und mit ihren Kontaktstellen
31 mit Kontaktwiderlagern 32 zusammen wirken. Hierbei sind sowohl die Kontaktfedern
29 als auch die Kontaktwiderlager 32 unmittelbar mit den rohrartigen Steckanschlußelementen
16 elektrisch und mechanisch verbunden, In Höhe dieser Kontaktfedern und Kontaktstellen
besitzen die Leiterplatten 25 durch Stege 35 voneinander getrennte Öff nungen 34.
Wie insbesondere Figur 5 zeigt, sind die einzel nen Reihen der Steckanschlußelemente
16 im Bereich zwischen den Bügeln 22 in jeweils zwei zueinander parallelen Reihen
angeordnet, wobei durch die Bügel 22 Buchten 35 gebildet sind, in denen der Steckansehluß
mittels der vorerwähnten Verbindungsstecker der Netzleitungen bzw. der Verbraucherleitungen
stattfinden kann0 Insbesondere aus Figur 6 gellt hervor, daß jede Leiterplatte 25
einen an einem Ende der Leiterplatte angeformten und die Leiterplatte nach untenhin
überrageuden Ansatz 36 besitzt, der eine Aufnahmekammer 37 seitlich umschließt.
In jeder Aufnahmekammer 57 ist ein niht weiter verdeutlichtes Regel- und Steuerorgan
58 gescilützt angeordnet. Das Regel-und
Steuerorgan 38, das der
betreffenden Leiterplatte 25 zugeordnet ist, und das eine temperaturabhängige Schalteinrichtung
z,B. in Form eines Bimetall-Schnappsatzes beinhaltet, ist an einer Stellwelle 39
gelagert, welche Stellwelle 39 ihrerseits an dem die Aufnahmekammer 37 überdeckenden
Frontteil 21 des Rahmens 20 befestigt ist und mittels eines von außen zugänglichen
Verstellelementes 40 z.B. in Form einer Stellmutter durch Verdrehen höhenmäßig verstellbar
und justierbar ist. An der unteren Begrenzung des Regel- und Steuerorgans 38 befindet
sich ein Plättchen 41, das in der zugeordneten Aufnahmekammer 37 formschlüssig geführt
ist, und ein Verdrehen des Regel- und Steuerorgans 38 beim Verdrehen der Stellwelle
39 verhindert. Wie Figur 6 zeigt, sind die Anschlußelemente z.B. 42 über flexible
elektrische Leitungen mit den Steckanschlußelementen 16 verbunden. Die Aufnahmekammern
37 sind in Figur 6 nach untenhin offen, sodaß das Regel- und Steuerorgan 38 in Pfeilrichtung
aus der Aufnahmekammer 37 etwa zu Reparaturzwecken entnommen werden kann. Mit 43
sind Nockenwellen bezeichnet, die mit den Bedienelementen 2 fest verbunden sind.
Die einzelnen Nocken 2 der unterhalb der Bügel 22 befindlichen und an den freien
Enden der Bügel 22 drehbar gelagerten Nockenwellen 43 befinden sich in Höhe der
Auskröpfungen 30 der Kontaktfedern 31 und dienen zu deren Betätigung, dXh. zur Einstellung
des gewünschten Temperatur-Sollwertes an der betreffenden Heizstelle. Im vorliegenüen
Fall handelt es sich bei den Regel- und Steuerorganen um einen sogenannten Energieregler,
bei dem der temperaturabhängi ge Bimetall-Schaltkontakt durch eine- im -Heizs-tromkreis
liegende Hilfsheizung betätigbar ist. Beim Ausführungsbeispiel wird durch einen
ersten, in Höhe des Regel- und Steuerorgans 38 befindlichen Nocken der Energieregler
auf eine bestimmte Solltemperatur eingestellt (Takter). Die anderen Nocken 44 dienen
unterschiedlichen Funktionen, wie z.B. dem Unterbrechen und Einschalten der Heizleistung,
der Ansteuerung einer Ankochstufe, der Betätigung eines Signalkontaktes und dergleichen.
An den pfannenartigen Auskröpfungen
45 kann die gesamte Baueinheit
z.B. an der Frontplatte eines Herdes befestigt werden, wonach auf die Bedienwellen
2 Stellknebel aufgesteckt werden Die beschriebene Regel- und Steuereinrichtung besteht
im wes-e-ntlichen aus zwei Montagebaugruppen, und zwar- aus dem die Verdrahtung
und Wahlschalterkontakte tragenden Leiterplattenteii und aus dem die Bedienorgane
2. die Nockenwellen 43 sowie die Regel- und Steuerorgane 38 tragenden Rahmen 20.
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In Figur 8 ist allgemein mit 46 eine vorzugsweise aus Kunststoff bestehende
Abdeckung bezeichnet, die auf die, der Anschluß- und Verdrahtungsebene 9 abgekehrte
oberen Seite der Baueinheit aufsteckbar und z.B. durch federnde Rastelemente 47
mit der Baueinheit verrastbar@ist. Entsprechend der kammartigen Ausgestaltung des
Rahmens 20 sowie der reihenweisen Anordnung der Steckanschlußelemente 16 innerhalb
der buchten 35 ist die Abdeckung 46 im Profil ebenfalls kammartig ausgestaltet und
besitzt in die buchten 35 ragende Steckerwannen 48, die am bodenteil entsprechend
der Verteilung der Steckanschlußelemente 16 Stecköffnungen 49 besitzen, sodaß in
die Steckerwannen 48 entsprechend geformte Verbindungsstecker z.B. 6 (Figur 3) einsteckbar
und mit ihren Steckerzungen mit den Steckanschlußelementen 16 kontaktierbar sind.
die Abdeckung 46 besitzt angeformte Haltelappen 50 für die fixierung der flexiblen
Verbindungsleitungen oder. dergleichen.
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16 Patentansprüche 8 Figuren