DE3247028A1

DE3247028A1 - Temperaturregeleinrichtung fuer ein waermegeraet

Info

Publication number: DE3247028A1
Application number: DE19823247028
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Ing Goessler; Hans Mohr
Original assignee: EGO Elektro Gerate Blanc und Fischer GmbH
Current assignee: EGO Elektro Geratebau GmbH
Priority date: 1982-12-18
Filing date: 1982-12-18
Publication date: 1984-06-20
Also published as: ES528096A0; YU244283A; YU45166B; ATE29820T1; EP0114307B1; EP0114307A1; ES8406832A1; DE3373771D1

Description

Temperaturregeleinrichtung fur ein Wärmegerät

Die Erfindung betrifft eine Temperaturregel- bzw. Steuereinrichtung für ein Wärmegerät mit einem langgestreckten, insbesondere stab- oder rohrförmigen, der Wärme ausgesetzten Temperaturfühler mit einer an seinem Ende angeordneten Steuereinrichtung zur Verringerung der Wärmeabgabe des Wärmegeräts, insbesondere mit einem zwischen einem Strahl heizkörper und einer Glaskeramik-Kochfläche angeordneten stabförmigen Temperaturfühler und einem von diesem betätigbaren Schalter. . .

Es ist bereits bekannt (DE-OS 30 97 037), für eine Temperaturbegrenzungse^nrichtung einen Temperaturfühler zu verwenden, der aus einer Hülse aus Quarzgutglas und einem innerhalb der Hülse angeordneten metallischen Stab größerer thermischer Ausdehnung besteht. Dieser Stab beauf-

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schlagt mit seinem einen Ende einen Schnappschalter, so daß bei Erreichen einer bestimmten Temperatur der Schnappschalter betätigt wird. Der Schnappschalter oder ein sonstiger Schalter sitzt z.B. in einem" Isoliergehäuse aus Steatit, in dem die Kraftübertragungselemente zwischen dem Metallstab und dem justierbaren Schnappschalter mit seinen elektrischen Zuleitungen untergebracht sind.

Derartige Reglerkonstruktionen sind verhältnismäßig teuer, aufgrund des Quarzgutrohres und dessen mechanischer Lagerung, aber auch wegen der Gelenkekonstruktion zwischen dem Fühlerstab und dem Reglerkopf.

Ebenfalls bekannt ist es (DE-OS 31 08 025), einen stabförmigen Temperaturfühler etwa diagonal über die Heizeinheit einer Glaskeramik-Kochfläche zu führen. Dieser stabförmige Temperaturfühler besteht aus einer Ausdehnungshülse aus Metall und einem darin angeordneten Stab aus keramischem Material, der eine geringere thermische Dehnung hat. Auch dieser Temperaturfühler wirkt auf einen außerhalb des Heizbereiches angeordneten Reglerkopf ein.

Der Grund dafür, daß man derartige Ausdehnungsfühler verwendet, die auf außerhalb des Heizbereiches liegende Schalter einwirken, liegt darin, daß an der Unterseite der Glaskeramik Temperaturen im Größenordnungsbereich von etwa 700 ⁰C herrschen, und daß bekannte Bimetall-Schalter diese Temperaturen nicht aushalten können.

Es ist ebenfalls schon versucht worden (DE-GM 81 09 131), einen Temperaturfühler außerhalb des beheizten Bereiches

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mit Hilfe eines Koppelbleches an eine aus Glaskeramik bestehende Kochplatte wä'rmemäßig anzukoppeln. Dabei handelt es sich jedoch um eine mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllte Fühlerdose, bei der die bei Bimetall-Schaltern vorhandenen Beschränkungen bzgl . der Temperatur nicht auftreten. Darüber hinaus ist in diesem Fall eine Ankopplung nur an den Rand der Kochplatte möglich.

Es ist ebenfalls schon vorgeschlagen worden (DE-OS 29 43 922), einen in einem Gehäuse untergebrachten Bimetall-Schalter am Rand einer die Glaskeramikbeheizung aufnehmenden Tragschale anzuordnen. Hierbei ist jedoch eine Hi1fsbeheizung für den Bimetal!schalter erforderlich, damit.dieser die richtige Temperatur beim Einschalten der Heizung erhält.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,, eine Temperaturregel- bzw. Steuereinrichtung für ein Wärmegerät zu schaffen, das sich leicht und billig herstellen läßt und dennoch ein genaues Temperaturverhalten aufweist. Dcrüber hinaus sollen handelsübliche Bimetall-Schalter verwendet werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Temperaturfühler als Wärmeübertragungselement ausgebildet ist und mit mindestens einem Temperaturschalter wärmemäßig gekoppelt ist. Während also im Stand der Technik der Wärmefühler aufgrund unterschiedlicher Ausdehnung rein mechanisch auf einen Schalter einwirkte, wird nach den Maßnahmen der Erfindung der Wärmefühler dazu verwendet, die Wärme zu dem Schalter zu leiten, wobei dieser Schalter dann ein handelsüblicher Bimetall-Schalter sein kann.

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Der Temperaturfühler, der insbesondere auch stabförmig ausgebildet sein kann, kann beispielsweise längs eines Durchmessers über den Strahl heizkörper geführt werden, es ist selbstverständlich auch möglich, ihn in gekrümmten Formen zu verwenden. Der Temperaturschalter sitzt dabei nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorzugsweise außerhalb des beheizten Bereiches, insbesondere im Bereiche eines Endes des Wärmeübertragungselementes. Selbstverständlich ist es möglich, an beiden Enden des Wärmeübertragungselementes einen Schalter anzubringen, wenn beispielsweise unterschiedliche Temperaturen abgefühlt werden sollen.

In Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß der Temperaturschalter ein handelsüblicher Bimetal 1-Schalter, insbesondere mit einer Bimetal 1-Sprungscheibe, ist. Diese Bimetall- Schalter stehen zu sehr niedrigen Preisen zur Verfügung, so daß die gesamte Regeleinrichtung sich billig herstellen läßt.

Die Erfindung sieht vor, daß das Wärmeübertragungselement von einem Rohr aus.zunderfreiem Material, insbesondere Edelstahl, mit einem darin angeordneten, vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Stab gebildet ist. Der zunderfreie Edelstahl ist in der Lage, auch in Dauerbeanspruchung die hohen Temperaturen auszuhalten, während das im Innern angeordnete Material aufgrund seiner guten Wärmeleiteigenschaften verwendet wird.

Die Erfindung schlägt in Weiterbildung vor, daß das Rohr mit dem Innenstab durch Verpressen, insbesondere in Prismaform, eng verbunden ist. Dies hat den Vorteil, daß es

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zu einer dichten Verbindung zwischen der Innenseite des Rohres und dem Innenstab kommt, so daß nicht nur ein guter Wärmeübergang, sondern vor allen Dingen auch ein gleichmäßiger Wärmeübergang an allen Stellen des Temperaturfühlers gegeben ist.

Besonders günstig ist es, wenn das Rohr und/oder der Kupferdraht mit einem Kabelschuh verpreßt ist, an dem der Temperaturschalter befestigt, insbesondere angeschraubt ist. Das Verpressen mit dem Kabelschuh kann gleichzeitig mit dem Verpressen von Rohr und Innenstab durchgeführt werden, so daß nur ein einziger Arbeitsgang erforderlich ist. Der Kabelschuh besteht dabei vorzugsweise ebenfalls aus Kupfer mit vorzugsweise einer temperaturbeständigen Oberfläche, die insbesondere eine Vernickelung sein kann.

In Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Rohr einen mindestens einseitig abgeflachten, insbesondere dreieckigen Querschnitt aufweist, der ggf. beim Verpressen mit dem Innenstäb entsteht. Diese Ausbildung macht es möglich, das Rohr bei einer Glaskeramik-Kochfläche unmittelbar an deren Unterseite anliegen zu lassen, und zwar mit Vorteil mit der abgeflachten Seite. Dies führt wiederum zu einer guten Wärmeübertragung von der Fläche, deren Wärme überwacht werden soll, auf den Stab, Statt des dreieckigen Querschnitts kann beispielsweise agch ein halbrunder Querschnitt verwendet werden.

Die Erfindung schlägt weiterhin vor, daß die Abmessungen und/oder die Form und/oder die Wärmeleitfähigkeit

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des Rohres und/oder des Innenstabes derart ausgewählt sind, daß die zulässige Dauertemperatur des Temperaturschalters nicht überschritten wird. So kann z.B. die Wandstärke des Rohres so ausgewählt werden, daß eine gute Übertragung auf den Innenstab erfolgt. Wenn es erforderlich ist, kann der Temperaturfühler auch in Bogenform über die zu überwachende Fläche geführt werden.

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Es hat sich herausgestellt, daß durch die Maßnahmen nach der Erfindung überraschenderweise außerordentlich günstige Ergebnisse erzielt wurden. Trotz der großen Differenz zwischen der zu regelnden Temperatur und der Ansprechtemperatur des Bimetal 1-Tempe^;raturregl ers ergeben sich in der Praxis überraschend gute Koch- und Bratergebnisse. Zwar ergibt die natürliche Totzeit des Systems eine recht große Amplitude, die jedoch im praktischen Gebrauch nicht stört. Es ergibt sich eine sehr geringe Schalthäufigkeit des Temperaturreglers und beim erstmaligen Aufheizen ein gewisses Oberschwingen, was zu einer durchaus erwünschten Verkürzung der Ankochzeiten führt.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung. Hierbei ζ e ige η:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Strahl heizkörper mit einer Glaskeramik-Kochfläche;

Fig. 2 eine Aufsicht auf den Strahl heizkörper;

Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht der Anordnung des Bimetall-Schalters;

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Fig. 4 einen Querschnitt längs Linie IV-IV in Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine Glaskeramik-Kochfläche 11 und eine darunter angeordnete Strahlheizung dargestellt. Die Strahl heizung enthält einen Strahlheizkörper 12. Der Strahl heizkörper 12 ist innerhalb eines Formkörpers 13 angeordnet, der eine Begrenzung nach außen und nach unten darstellt. Unterhalb des Formkörpers 13 ist eine Isolierschicht 14 angebracht, wobei die gesamte Strahl heizung von einem Blechteller

15 umgeben ist. Quer zur Beheizung verläuft ein Wärmeübertragungselement 16 in Form eines geradlinigen Rohres 17, siehe auch Fig. 2. Das Wärmeübertragungselement

16 ist auf der in Fig. 1 rechten Seite leicht nach unten abgeknickt, so daß sein rechtes Ende 18 durch eine öffnung in dem Blechtellerrand 19 hindurchgesteckt werden kann.

Auf seiner in Fig. 1 linken Seite ist das Wärmeübertragungselement 16 über eine Art Kabelschuh 20 mit einem Bimetal 1-Temperaturregl er 21 wärmemäßig verbunden.

Aus Fig. 2 ergibt sich im einzelnen die Lage des Rohres

17 des Wärmeübertragungselementes und des Bimetall-Temperaturreglers 21. Es ist zu sehen, daß das rechte Ende durch den Blechtellerrand 19 hindurchgreift, während das gesamte Rohr 17 des Wärmeübertragungselementes 16 längs eines Durchmessers über den Strahlheizkörper 12 verläuft.

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Der Bimetal 1-Temperaturregler 21, der eine nicht dargestellte Bimetall-Sprungscheibe enthalten kann, ist mit zwei Anschlußleitungen 22, 23 versehen, von denen die eine zu einem Steckerstift 24 eines Anschlußstückes 25 führt, während die andere mit einem Ende des Strahlheizkörpers 12 verbunden ist. Da das Rohr,17 des Wärmeübertragungselementes 16 über praktisch seine gesamte Länge von der Wärme der Glaskeramik-Kochfläche 11 beaufschlagt wird, nimmt es deren Temperatur an und leitet sie nach beiden Seiten ab, wobei die nach der linken Seite hin abgeleitete Wärme direkt über den Kabelschuh 20 auf dem Bimetal 1-Regler 21 übertragen wird. Daher ist die Temperatur, die der Bimetall-Regler annimmt, ein Maß für die Temperatur der Glaskeramik-Kochfläche 11, auch wenn seine Temperatur wesentlich niedriger ist.

Aus Fig. 3 geht die Anordnung des Bimetal I-Reglers 21 im einzelnen hervor. Der Bimetal I-Regler 21 besitzt ein Gehäuse, in dem wärmeleitend eine Bimetal 1-Sprungscheibe angeordnet ist. Das Gehäuse 26 des Bimetal I-Reglers 21 besitzt an seiner rechten Seite eine Schraube 27, auf die der mit einem Loch versehene untere Schenkel 28 des Kabelschuhs 20 aufgesteckt und mit Hilfe einer Mutter 29 festgeschraubt ist. Dadurch entsteht eine wärmemäßig gute Verbindung zwischen dem Kabelschuh und dem Gehäuse 26 des Temperaturreglers 21.

Der obere Schenkel 30 des Kabel schuhs 20 ist mit.dem Innenstab 31 eng verpreßt, so'daß auch hier eine gute wärmeleitende Verbindung hergestellt ist.

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Aus Fig. 4 ergibt sich der Querschnitt einer Ausführungsform eines Wärmeübertragungselementes 16. Es ist zu, sehen, daß es aus einem äußeren Rohr 17 mit dreieckigem Querschnitt besteht, in dessen Innerem ein gut wärmeleitendes Material eingebracht ist, beispielsweise ein Kupferstab 31. Das Wärmeübertragungselement 16 wird derart befestigt, daß seine obere flache Seite direkt an der Unterseite der Glaskeramik-Kochfläche 11 zur Anlage kommt. Aufgrund der relativ niedrigen Höhe des Rohres 17 benötigt die Einrichtung auch wenig Platz. Die Wandstärke des Rohres 17 kann beispielsweise etwa 0,3 mm sein. Das Außenrohr 17 und der Kupferstab 31 werden durch Reduzieren, vorzugsweise aber durch prismenartiges Verpressen in gute wärmeleitende Verbindung gebracht. Mit dem Preßvqrgang wird gleichzeitig an einem Ende der Kabelschuh 2Q mit dem Kupferdraht 31 verpreßt. Der Kabelschuh 20, der wie der Kupferstab 31 aus elektrolytisch reinem Kupfqr bestehen kann, besitzt zweckmäßig eine temperaturbeständige Oberfläche, beispielsweise eine Vernickelung.

Die Befestigung des Wärmeübertraguhg.selementes 16 geschieht auf der rechten Seite durch Einstecken in die öffnung 18, während auf der linken Seite eine beispielsweise am Rohr 17 festgeschweißte Halteklammer 32 einfach über den Rand 19 des Blechtellers 15 gesteckt wird.

Aufgrund des verwendeten Materiales für das Wärmgübertragungselement 16 läßt sich dieses sogar leicht biegen, so daß auch andere Formen verwendet werden könntfh, Der niedrige Querschnitt des Rohres 17, siehe Fig. 4_f ermöglicht eine sehr flache Bauweise des Strahl heizkörpers,

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aufgrund dessen man entweder bei gegebener Höhe niedrigere Tellertemperaturen erreichen kanjn oder bei bisherigen Tellertemperaturen die Gesamthöhe des Heizkörpers niedriger ausführen kann. Das Wärmeübertragungselement 16 ist vollständig unempfindlich gegen Schlag und Stoß, ■sjo daß es beim Einbau auch in dieser Hinsicht keine Probleme auf wirft.

Die von der Erfindung vorgeschlagene Temperaturregelungs- bzw. Steuereinrichtung ist selbstverständlich nicht auf Strahl heizkörper' für Glaskeramik-Kochflächen beschränkt. Sie kann bei allen Wärmegecäten mit Vorteil verwendet werden, wo die handelsüblichen und kostengünstigen normalen Bimetal 1-Schalter aufgrund zu hoher Wärme nicht direkt eingesetzt werden können.

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Claims

Ansprüche

Temperaturregeleinrichtung für ein Wärmegerä't

Temperaturregel- bzw. Steuereinrichtung für ein Wärmegerät mit einem langgestreckten, insbesondere stab- oder rohrförmigens der Wärme ausgesetzten Temperaturfühler mit einer an seinem Ende angeordneten Steuereinrichtung zur Verringerung der Wärmeabgabe des Wä'rmegeräts, insbesondere mit einem zwischen einem Strahlheizkörper und einer Glaskeramik-Kochfläche (11) angeordneten stabförmigen Temperaturfühler, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler als Wärmeübertragungselement (15) ausgebildet ist und mit mindestens einem Temperaturschalter (21) wärmemäßig gekoppelt ist.

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2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturschalter (21) außerhalb des beheizten Bereichs liegt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturschalter (21) im Bereich eines Endes des Wä'rmeübertragungsel ementes (16) angeordnet ist.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,· dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturschalter (21) ein handelsüblicher Bimetall-Schalter, insbesondere mit einer Bimetal 1-Sprungscheibe, ist.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (16) von einem Rohr (17) aus, zunderfreiem Material, insbesondere Edelstahl, mit einem darin angeordneten, vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Innenstab (31) gebildet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (17) mit dem Innenstab (31) durch Verpressen, insbesondere in Prisma-Form, eng verbunden ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (17) und/oder der Innenstab (31) mit einer Art Kabelschuh (20) o.dgl. verpreßt ist, an dem der Temperaturschalter (21) befestigt, insbesondere angeschraubt ist.

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8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelschuh (20) aus Kupfer mit vorzugsweise einer temperaturbeständigen Oberfläche besteht, insbesondere vernickelt ist.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (16) einen mindestens einseitig abgeflachten, insbesondere dreieckigen Querschnitt aufweist, der ggf. beim Verpressen des Rohres (17) mit dem Innenstab (31) entsteht.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Glaskeramik-Kochfläche das Wärmeübertragungselement (16) unmittelbar an deren .Unterseite anliegt.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form und/oder die Abmessungen und/oder die Wärmeleitfähigkeit des Wärmeübertragungselementes (16), insbesondere des Rohres (17) und/oder des Innenstabes (31) derart ausgewählt sind, daß die zulässige Dauertemperatur des Temperaturschalters (21) nicht überschritten wird.
12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturschalter (21) im Bereich eines für den Strahl heizkörper vorgesehenen Anschlußstücks(25) angeordnet ist.