DE3219517C2

DE3219517C2 - Temperaturreglerschalter

Info

Publication number: DE3219517C2
Application number: DE3219517A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Thermostat- und Schaltgeraetebau & Co Kg 8730 Bad Kissingen De GmbH
Current assignee: Thermostat- und Schaltgeraetebau & Co Kg 8730 Bad Kissingen De GmbH
Priority date: 1982-05-25
Filing date: 1982-05-25
Publication date: 1986-09-25
Also published as: GB8314359D0; GB2121237A; FR2527884A1; DE3219517A1; US4496928A; GB2121237B; FR2527884B1

Abstract

Ein Temperaturreglerschalter, z.B. für Backöfen enthält auf einem Hohlniet (1) aufgereiht und durch Isolierscheiben (5, 6) voneinander distanziert ein vom Aufheizstrom durchflossenes und dadurch aufheizbares Bimetall (2), einen die Kontaktfeder (8) tragenden Verstellausleger (3) und dazwischen den Festkontakt (4). Dem Bimetall (2) benachbart und durch eine Isolierscheibe (30) aus gut wärmeleitfähigem Werkstoff distanziert ist ein Blechstreifen (31) aus gut wärmeleitfähigem Werkstoff am Befestigungsbolzen (1) befestigt, wodurch dem Temperaturreglerschalter die Charakteristik eines temperaturgeführten Leistungsreglers vermittelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperaturreglerschalter mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Merkmalen.

Ein bekannter Temperaturreglerschalter der eingangs genannten Art z. B. für Heißwasserbereiter ermöglicht das Aufheizen auf eine vorgewählte Temperatur sowie anschließend das Halten auf dieser Temperatur. Dieser bekannte Temperaturreglerschalter ist ein Leistungsregler, der rein stromabhängig geregelt wird. Dabei wird das Bimetall von dem Heizstrom durchflossen. Die Bimetallaufheizung erfolgt nach dem Prinzip der Widerstandsheizung. Sobald der Heißwasserbereiter seine Solltemperatur erreicht hat, schwenkt das Bimetall die Kontaktfeder aus ihrer Kontaktstellung in die Ausschaltstellung. Nach einer gewissen, durch die Abschaltung des Heizstromes eingeleiteten Abkühlung des Bimetalls schwenkt die Kontaktfeder auf Grund ihrer Vorspannung in ihre Einschaltstellung zurück, wodurch der Aufheizvorgang sich bis zum nächsten Abschalten fortsetzt Der Heißwasserbereiter wird also dadurch auf im wesentlichen konstanter Aufheiztemperatur gehalten, daß eine Überheizung durch Abschaltung verhindert wird und daß das daraufhin durch Abkühlung eingetretene Defizit an Wärmeinhalt nach einer gewissen Zeit durch Wiedereinschaltung aufgefüllt wird. Die Temperaturvorwahleinrichtung bewirkt eine Verstellung der Lage des Bewegungsendes des Verstellauslegers und damit des Festendes der Kontaktfeder. Durch die Verstellung des Bewegungsendes des Verstellauslegers ist es möglich, die Ausschaltsinwirkung des Bimetails auf die Kontaktfeder von der Erreichung eines bestimmten Ausbiegungsgrades des Bimetalls abhängig zu machen, also eine Vorwahl der Haltetemperatur des Schalters zu treffen.
Derartige Leistungsregler, wie sie beispielsweise in US-PS 29 44 130 beschrieben sind, haben den Nachteil, daß bei der Regelung der Wärmebedarf z. B. im Innenraum eines Backofens nicht berücksichtigt wird. Die Abschaltung erfolgt in Abhängigkeit des Stromdurchflusses. Die jeweilige Einschaltdauer des Leistungsreglers ist auch in der Aufheizphase konstant, was zur Folge hat, daß die Heiztemperatur zu langsam hochläuft. Ein Vorteil des Leistungsreglers liegt jedoch darin, daß relativ kurze Schaltzeiten möglich sind. So wird bei Leistungsreglern oftmals mit einer Einschaltdauer von nur 1 % oder 2% gearbeitet.

Weiterhin sind Temperaturreglerschalter bekannt, deren Bimetall allein durch die Isttemperatur des geregelten Elektogerätes gesteuert wird (FR-PS 20 48 977). Der Nachteil solcher Temperaturreglerschalter liegt in der meist zu langen Regelstrecke bedingt durch den örtlichen Abstand zwischen Schalter und Ermittlungsort der Isttemperatur. Bei einem Temperaturschutz gemäß der AT-PS 1 89 267 wird versucht, diesen Nachteil durch Verwendung von dünnen Metallblechen zu vermeiden, die einerseits als Wärmefühler dienen, andererseits um einen Bimetallschalter herumgelegt sind. Die Schaltdifferenz zwischen Abschalttemperatur und Wiedereinschäittemperatur ist bei solchen Konstruktionen erfahrungsgemäß sehr hoch. Das Schaltverfahren derartiger Temperaturreglerschalter gestaltet sich daher vergleichsweise träge. Der Vorteil liegt jedoch darin, daß das Regelverhalten in Abhängigkeit des erforderlichen Wärmebedarfes gesteuert wird.

US-PS 32 09 105 zeigt eine Konstruktion für einen Temperaturschalter, bei dem aus einem Isolierstoffgehäuse einseitig ein Temperaturmeßstab aus Aluminium oder Kupfer heraussteht. Dieser liegt unmittelbar an einem Bimetallstreifen an, der elektrisch nicht beheizt ist. In der GB-PS 7 13 454 ist das Schaltbild einer Temperaturschutzschaltung gezeigt, in der ein stromdurchflossener Bimetallstreifen zusätzlich von der durch die Heizspule eines elektrischen Heizgerätes erzeugten Strahlungswärme beheizt wird. Nachteilig dabei ist, daß bei größeren Entfernungen der Heizspule vom Bimetallstreifen diese zusätzliche Heizung durch die Strahlungswärme nicht oder nur in geringem Umfang wirksam ist.

Die DE-PS 9 28 419 zeigt ein Regelgerät für elektrische Wärmegeräte, bei dem ein stromdurchflossener, in unmittelbarer Nachbarschaft der Heizwicklung liegender Bimetallstreifen eine sehr komplizierte Mechanik betätigt. Dabei ist der Bimetallstreifen zwar stromdurchflossen, jedoch nicht Kontaktträger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tcnipcralurreglerschalter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er eine schnelle Aufheizung bis zur Solltemperatur ermöglicht, nach Erreichung der Solltemperatur diese jedoch in engen Toleranzgrenzen hält. Außerdem soll dies mit einer einfachen Bauweise des Temperaturreglerschalters gewährleist-r werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1 gelöst Durch die erfindungsgemäße Lösung ist ein temperaturgeführter Leistungsregler geschaffen. Zur Erwärmung des Bimetalls werden in gleicher Weise der Aufheizstrom und das erreichte Wärmeniveau des elektrischen Gerätes herangezogen. Die schnelle Aufheizung besteht darin, daß bis zur Erreichung der Soll- bzw. Haltetemperatur eine 100%ige Einschaitdauer des Schalters gewährleistet ist. Nach Erreichung der Solltemperatur bleibt der Steuercinfluß des Temperaturfühlers konstant und kommt somit praktisch nicht mehr zum Tragen. Dann zeichnet sich der erfindungsgemäße Temperaturreglerschalter durch jeweils eine kurze aber vergleichsweise häufige Finschaltdauer aus, wie sie in charakteristischer Weise mit einem Leistungsregler erzielbar ist. Kurzum wird bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Temperaturreglerschalters gewissermaßen in der Aufheizphase das Bimetall zusätzlich von einem Temperaturfühler aufgeheizt.

Um die Isttemperatur des gesteuerten Elektrogerätes, z. B. des Backofeninnenraumes, möglichst verlustlos zur Steuerung der Bimetallbewegung zur Verfügung zu haben, obwohl der Schalter mit dem Bimetall sich in der Regel außerhalb des Ofeninnenraumes befindet, ist die Ausbildung nach dem Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 2 vorgesehen. Das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 3 ermöglicht eine Anbringung des Schalters in großer Nähe desjenigen Raumes, dessen Temperatur geregelt werden soll, z. B. möglichst nahe an der Außenwand eines Backofens. Dadurch ist eine kurze Regelstrecke gewährleistet. Das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 4 ermöglicht eine Befestigung des Tcmperaturreglerschalters in Parallellage /.. B. zu einer Backofenwand.

Durch die Kennzeichnungsmerkmale der Ansprüche 5 und b ist ein einfacher, funktionsfähiger Aufbau des Erfindungsgegenstandes gewährleistet.

Die Erfindung wird an Hand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht des Temperaturreglerschaltcrs in vergrößerter Darstellung,

Fig. 2 eine Ansicht bzw. einen Teilschnitt entsprechend der Linie H-Il in F i g. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Temperaturreglerschallers in Pfeilrichtung III in F i g. 1 mit zusätzlich dargestellter Montage an einer Backofenwand,

F i g. 4 einen Vertikalschnitt durch einen Backofen mit angebrachtem Temperaturreglerschalter mit einer Darstellung in Pfeilrichtung IV in F i g. 3.

Der Temperaturreglerschalter enthält auf einem durch einen Hohlniet 1 gebildeten Befestigungsbolzen aufgereiht ein Bimetall 2, einen Verstellausleger 3 sowie dazwischen einen Festkontakt 4. Bimetall 2, Verstellauslcgcr 3 und Festkontakt 4 sind durch Isolierscheiben 5,6 aus AL₂Oi voneinander distanziert und stehen in derselben Richtung etwa parallel nach außen vom Hohlniet 1 ab.

Am nichteingespannten Bevegungsende 7 des VerstellauslcHcrs 3 ist eine Kontaktfeder 8 mit ihrem Festende 9 befestigt, die in Richtung auf die Kontaktstellung ihres Bewegungsendes JO mit dem Festkontakt 4 vorgespannt ist.

Dei Verstellausleger 3 ist durch Druckbeaufschlagung einerseits vom Bewegungsenje 11 des Bimetalls 2 und andererseits seitens der insgesamt mit 12 bezeichneten Temperaturvorwahleinrichiung aus einer Mittelstellung herausschwenkbar. Hierzu ist zwischen den Bewegungsenden 7,11 von Verstellausleger 3 und Bimetall ίο 2 ein Isolier-Distanzbolzen 13 angeordnet, der mit seinen verjüngten Enden 14, 15 entsprechende Löcher 16 an den Bewegungsenden 11, 7 des Bimetalls 2 und des Verstellauslegers 3 durchsetzt. Die Temperaturvorwahieinrichtung ist am Ende einer Strebe 17 befestigt, die unter Distanzierung durch eine Isolierscheibe 18 gegenüber dem Verstellausleger 3 ebenfalls am Hohlniet 1 festgelegt ist. Die Strebe 17 ist ebenfalls parallel zu dem Bimetall 2, dem Verstellausleger 3 und dem Festkontakt 4 ausgerichtet und erstreckt sich in deren Richtung ra-

.?o dial zur Achse des Hohlniets 1. Im Bereich des Endes der Strebe 17 ist die Stellwelle 19 drehbar gelagert, die an ihrem Freiende 20 einen nicht dargestellten Drehknopf trägt. Auf dem Umfang der Stellwelle 19 ist eine radial abstehende Federscheibe 21 befestigt, die ein radiales Vorstehende 22 aufweist, in dessen Drehweg eine Abbiegung 23 der Strebe 17 hineinsteht. Dadurch ist der Drehweg der Stellwelle 19 auf knapp 360^c begrenzt.

Innerhalb der Stellwelle 19 ist ein Druckbolzen 24 gelagert, der durch eine Drehung der Stellwelle 19 in Axialrichtung 25 verschoben wird und durch stirnseitige Anlage am Verstellausleger 3 die Stellung von dessen Bewegungsende 7 verändert.

Das Bimetall 2 ist U-förmig ausgebildet (F i g. 2). Es ist im Bereich seiner U-Schenkelenden 26,27 an dem Hohlniet 1 befestigt, wobei die beiden Schenkelenden 26, 27 gegeneinander und gegen den Hohlniet 1 duich eine Isolierzwischenlage isoliert sind. Das Schcnkelende 26 ist mit der Stromzuleitung 28 verbunden Der Strompfad verläuft vom Schenkelende 26 über das Bewegungsende 11 des Bimetalls 2 zum anderen Schenkelende 27 und von dort nach unten zum Festkontakt 4. In Einschaltstellung verläuft der Strompfad über das Bewegungsende 10 der Kontaktfeder 8 zu deren Festende 9 und von dor über den Verstellausleger 3 zur Anschlußfahne 29 für die andere Phase der Stromleitung (nicht dargestellt).

Dem Bimetall 2 benachbart und durch eine Isolierscheibe 30 aus gut wärmeleitfähigem Werkstoff, insbesondere AI2O3, distanziert ist ein Blechstreifen 31 aus gut wärmeleitfähigem Werkstoff, z. B. Aluminium oder Kupfer, am Hohlniet 1 befestigt. Der Blechstreifen 31 ist geschwärzt. Er ist um etwa 90" gegen die übrigen Abstehteile (Bimetall 2, Verstellausleger 3, Festkontakt 4 und Strebe 17) vom Hohlniet 1 abstehend angeordnet.

Der Blechstreifen 31 weist eine Abbiegung 32 von etwa 90° auf derart, daß sein Freiende 33 etwa parallel zur Längsachse des Hohlniets 1 verläuft.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist der Blechstreifen 31 durch eine Öffnung 34 in der Wand 35 eines Backofens hindurchgeführt. Die Hindurchführung ist so getroffen. daß der Temperaturreglerschalter im Bereich der Außenwand des Backofens liegt, während das Freiende 33 des Blechstreifens 31 innerhalb des Backofenraumes mit dessen !nnenwandbelag 36 verschraubt ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Temperaturreglerschalter für elektrisch beheizte Geräte, insbesondere für Backöfen, mit folgenden Teiien, die auf einem Befestigungsbolzen aufgereiht, durch Isoüerscheiben (5, 6) voneinander distanziert und in gleicher Richtung etwa parallel nach außen abstehend befestigt sind: ein elektrisch aufheizbares Bimetall (2), ein Verstellausleger (3) und dazwischen ein Festkontakt (4), wobei eine in Richtung auf ihre Kontaktstellung mit dem Festkontakt (4) vorgespannte Kontaktfeder (8) mit ihrem Festende am Bewegungsende (7) des Verstellauslegers (3) befestigt ist, der durch Druckbeaufschlagung einerseits vom Bimetall (2) und andererseits durch eine Temperaturvorwahleinrichtung (12) aus einer Mittelstellung herausgeschwenkt werden kann und das Bimetall (2) derart im Stromkreis liegt, daß es in Stromeinschaltstellung durch den Stromdurchfluß aufgeheizt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bimetall (2) benachbart und von ihm elektrisch durch eine Isolierscheibe (30) aus gut wärmeleitfähigem Werkstoff, insbesondere AL2O3, distanziert und isoliert ein Streifen (31) aus gut wärmeleitfähigem metallischem Werkstoff am Befestigungsbolzen befestigt ist.

2. Temperaturreglerschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (31) geschwärzt ist.

3. Temperaturregelschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (31) um etwa 90° gegen die übrigen Abstehteile versetzt vom Befestigungsbolzen (1) absteht.

4. Temperaturregelschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (31) in seinem Längsverlauf eine Abbiegung von etwa 90° aufweist derart, daß sein Freiende (33) etwa parallel zurr. Befestigungsbolzen (1) verläuft.

5. Temperaturreglerschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall (2) U-förmig ausgebildet ist, wobei es im Bereich seiner U-Schenkelenden (26, 27) am Befestigungsbolzen fixiert ist.

6. Temperaturreglerschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schenkelende (26) des Bimetalls (2) eine elektrische Zuleitung (28) trägt, während das andere Schenkelende (27) mit dem Festkontakt (4) elektrisch leitend verbunden ist.