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Elektrischer Energieregler Die Erfindung bezieht -sich auf elektrische
Energieregler; die sich z. B. zur Verwendung bei elektrischen Kochern u. dgl. eignen,
insbesondere auf Energieregler für elektrische Heiz- und Kochplatten, d.. h. für
elektrische Heizvorrichtungen, die dazu dienen, durch Strahlung oder Leitung Koch-
od. dgl. Geräte, die darauf oder darüber stehen, zu erhitzen. Die, Erfindung bezieht
sich überdies insbesondere auf solche Energieregler, wie sie: in dem britischen
Patent 517 538 beschrieben sind. Die vorliegende Erfindung bezweckt insbesondere
eine einfache und wirtschaftliche konstruktive Anordnung für Energieregler der erwähnten
Art zu schaffen.
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Der erfindungsgemäße elektrische Energieregler enthält in Kombination
en block- oder platte-nfiirmige,s Grundglied, zwei auf der Oberfläche des Grundgliedes
angeordnete und an benachbarten Enden miteinander verbundene Bimetallstreifen. wobei
das freie Ende einer der beiden Bimetallstreifen mit. dem selbsttätigen Schalter
zwecks Betätigung des Schalters durch die Drehbewegung der Streifen verbunden ist.
Ferner umfaßt der Energieregler ein Brückenglied, das von dem Grundglied getragen
wird und sich über die Bimetalls.treifen erstreckt, wobei das Brückenglied eine
sich drehende Kurvenscheibe und Betriebswelle besitzt. Die Welle, gebt von dem Grundglied
aus und ist so@ ausgestaltet, daß sie -an. ihrem äußeren Ende einen Betätigungsknopf
od. dgl. tränt oder tragen kann. Der Regler besitzt ferner einen Gleithebel, der
drehbar auf einer paralleil oder im wesentlichen parallel mit der Drehachse der
Bimetallstreifen verlaufenden Achse angebracht ist.
Der Gleithebel
trägt dabei ein Widorlager, das so angeordnet ist, " daß er mit dem freien Ende
des anderen Bimetal#lstreifens in Eingriff kommt und mit der Kwrvenscheiibe .zusammenarbeitet,
um so die Stellung des. Reglers in Übereinstimmung mit der Stellung dien Welle zu
bringen.
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'Es sei bemeikt, daß. einer der Bigieta,Ilstreifen so angeordnet ist;
daß er unter der Kontrolle des selbsttätigen Schalters erhitzt wird, während der
andere Bimetallstreifen einen Auisgleich für die Änderungen in der Umgebungstemperatur
bewirkt, wie es in der britischen Patentschrift 517 53$ erläutert ist. Für die Erhitzung
des einen Bimetallsbreifens kann letzterer mit einer Heizwicklung ausgemistet sein,
die in Reihe mit einem Paar Klemmen. des Reglers geschaltet ist, das. in Reihe mit
dem. Schalter Siegt; um .in Reihen- oder Parallelschastung mit der Belastung mit
Strom versorgt zu werden. Die Heizwicklung kann auch so angeordnet sein, daß sie
den durch die erwähnten Kontakte gesteuerten Strom erhält, so da:ß sie unmittelbar
entsprechend dem durchfließendien Strom erwärmt wird; während der andere Bimetallstreifen
einen: Ausgleich für Änderungen in der Umgebungstemperatur bewirkt. Die beiden Bfimetadastreifen
werden vorzugsweise parallel oder im wesentlichen parallel zueinander angebracht,
obgleich auch eine andere relative Anordnung der Teile vorgesehen worden kann..
Es werden also in einer vorzugsweisen Anordnung,die Bimetallstreifen an benachbarten
Enden an. einem drehbar auf denn Grundglied angebrachten. Glied befestigt. Die beiden-B'imetalisbreifen
gehen also parallel oder im wesentlichen parallel zueinander in derse@lbem Richtung
von dem Glied aus., .an dem die Streifen. befestigt sind.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind die Bimetallstreifen und der
Gleithebel drehbar auf Stiften oder anderen Gliedern: angebracht, die auf dem Grundglied
stehen und Teile das Brückengliedes tragen oder selbst bilden.
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Bei einer -Ausführungsform der Erfindung sind die Dreihachsen der
Blimetallstreifen und des Gleithebels im rechten Winkel oder im wesentlichen im
rechten: Winkel zu der Oberfläche des: Gsrundgliedes angeordnet. In einer anderen
Ausführungsform sind: die Bimetallstrefen und' der Gleithebel mit ihren Drehachsen
parallel öder im wesentlichen parallel zu der Oberfläche des Grundgliedes angeordnet;
während der selbsttätige Schalter auf dem Grundglied' zwischen dem letzteren und
den B imetalletreifen zur senkrecht öder im weslentlichen senkrecht zu der Oberfläche
der Grundplatte verlaufendem: Kontaktbewegung_ angebracht ist. Im ersten Fall kann
das Brückenglied z:. B. ein. Glied besitzen;, das an den oberen Enden eines Paares
von Stiften befestigt ist, die auf der Grundplatte an in bezug auf die Betriebswelle
im wesentlichen diametral einander gegenüberliegendem Stellen angebracht sind, wobei
die Stifte drehbar die Bim@etafistreifen und den Gleitnebel tragen. Im letzten Fall
können, die Bimetallstreifen und der Gleithell z,. B: drehbar - auf den Traggliedern
oder tragendem Teilen des Brückengliedes angebracht sein.
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Auf eieiigen Anwendungsgebieten von elektrischeu@ Energiereglern,
ist es zweckmäßig, einen zusätzlichen Schalter oder zusätzliche Schalter vo!rzusehen,
die z: B:. in den Stromkreis zwischen die Stromzufiihrungsklemme oder Klemmern,
dieser Art und die abgestimmte Belastung geschaltet werden können, um ein doppelpoliges
:Schalten für die Abschaltung der Belastung zu ermöglichen,.
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Bei -einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind ein oder mehrere
Zusatzschalter zu dem oben erläuterten: Zweck auf dem Brückenglied angebracht. Die
Betriebswelle kann eine weitere Kurvenscheibenoberfläche zur Betätigung des Schalters
oder der Schalter bei den erforderlichen Stellungen der Welle tragen.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen des beispielsweise
dargestellt. .
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Fig. i zeigt eine Draufsicht auf den Regler nach Entfernen .der Deckplatte;
Fig. z und 3 sind senkrechte Schnitte nach den Linien II-II und III-III in Fiig.
i ; Fig. 4 ist eine Draufsichrt auf eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes;
Fig. 5 ist ein Vertikalschnitt durch die Mitte der Fig. 4; Fig. 6 ..ist ein Vertikalschnitt
nach der Linie VI-VI in Fig. 5 ; Fig. 7 ist ein vertikaler Längsschnitt durch die
Fig. 4.
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Gleiche Bezugszeichen bezeichnen .in den verschiedenem. Figuren gleiche
Teile.
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Der Regler enthält ein Grundglied i aus geformtem Isoliermaterial.
Dieses Grundglied ist voirzugsweise mit einer senkrecht daraufstehenden Wand
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ausgebildet, so daß diese in Verbindung mit der Deckplatte 3 die Arbeitsteile
des Reglers. vollkommen einschließt. Die zwei Metalastifte4 und 5 sind auf dem Grundglied
i angebracht. Der Stift 5 trägt einen Block 6, - auf dessen gegenüberliegenden Flächen,
zwei Bimetällstreifen 7 und $ befestigt sind. Diese Streifen sind parallel oder
im wesentlichen.parallel zueinander angeordnet, wie..sich aus der Darstellung ergibt.
Es ist ersichtlich, daß die beiden Bimetällstreifen im- wesentlichen senkrecht zu
der einem: Kante des, Grundgliedes - durch. den Mittelteil des letzteren verlaufen.
Die Anordnung enthält eine Kurvenscheibe 9, die im nachfolgenden eingehend beschrieben
werden soll. Die Kurvenscheite arbeitet mit einem Gleithebel io zusammen, der drehbar
auf dem'Stift 5 angebracht ist. Der Gleithebel besteht vorzugsweise aus einem einzigen
Stück Bilech und umfaßt den Arm io, einen flachen Teil i i, einen zweiten kürzeren
Arm 121 und einen schwanzförmigen Teil i3.. Die Arme io und r2- sind mit übereinanderliegenden
Lochungen versehen, durch die sich der Stift 5 erstreckt. Der Arm 12 trägt auf seinem
freien Ende einen Stift 14, der an dem Umfang der Kurvenscheibe 9 angreift. Die
Kurvenscheibe 9 ist an, der Antriebswelle 15 befestigt, die in einer durch einen
Metallstreifen 17
getragenen und dabei das oben beschriebene Brückenglied
bildenden Lagerschale 16 gelagert ist. Das schwanzförmige Teil 13 des Gleithebels
trägt eine verstellbare Schraube 18, die mit dem freien Ende des Bimetallstreifens
7 im Eingriff steht. Das freie Ende des Bimetiallstreifens 8 trägt eine Stütze 1g
aus: Isoliermaterial, die mit dem Federblatt 2o eines selbsttätigen Schalters im
Eingriff steht, der in der britischen Patentschrift 585 9'72 beschrieben ist. Der
selbsttätige Schalter besitzt ein Grundglied 21 aus: Blech:, das seinerseits zusätzlich
zu dem Hauptteil Arme 22 und 23 aufweist, vermittels derer dieses Glied auf
dem Grundglied befestigt ist. Das Federblatt 2o ist än seinem Platz auf dem Grundglied
vermittels eines Stiftes 24 befestigt, welcher in eine Durchboh rang in der Schaltergrundplatte
mit Zwang einge:paßt ist. Das Schalterblatt trägt an seinem anderen-Ende eineu beweglichen
Kontakt 25, der mit einem festen Kontakt 26 zusammenarbeitet, der auf einem ebenfalls
auf der Grundplatte i angebrachten Endträger 27. befestigt ist. Das Federblatt 2o
ist mit einem Schlitz für die Aufnahme einer gebogenen Zunge 28 versehen, deren
dem Kontakt abgewandtes Ende in eine V-förmige Vertiefung in einer auf der Schaltergrundplatte
2-i angeordneten Stütze 29 eingreift. Zur weiterem Erläuterung des= Schalters wird
auf die britische Patentschrift 585 972 hingewiesen.
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Das Glied 21 trägt die Schraube 30, die eine verstellbare Anschlagstellung
für den Schalter ermöglicht. Die Grundplatte i trägt ein weiteres Klemmenglle,d
31, welches in der beschrie:benenAuSführungsform einen festen Kontakt
32 eines weiteren Schalters trägt, dessen beweglicher Kontakt 33 durch eine
Blattfeder 34 gebildet wird, die ebenfalls auf einem vierten, auf der Grundplatte
i angebrachtem Klemm.englied 35 befestigt ist. Die Blattfeder 34 ist in der in Fig.
i dargestellten Weiee gekrümmt und so ausgebildet, daß sie von; einem Kurvenscheibenglied
36 aus Isoliermaterial betätigt wird, welches seinerseits die Lagerschade 16 umschließt
und auf der Kurvenscheibe 9 befestigt ist. Das Schalterblatt 34 ist mit einer Initialvorrichtung
verseben, welche den beweglichen Kontakt in Eingriff mit dem festen Kontakt 32 bringt,
während die Kurvenscheibe 36 so angeordnet ist, daß in der »Aus«-Stelluing der Welle
15 sie mit lern gekrümmten Teil des Blattes 34 in Verbindung kommt und die Kontakte
32 und 33 Öffnet.
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Bei Gebrauch werden die beiden Zuführungsleitungen, mit den Klemmen
27 und 31 verbunden, während die Belastung an die beiden Klemmen 23 und 35 angeschlossen
wird.
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Ein Bi.metallstreifen 7 trägt eine Heizwicklung 37, welche zwischen
die beiden Klemmen 23 und 35 gelegt wird. Eine Schutzplatte 3-8, z. B,. aus Glimmer,
ist zwischen dem Schalterblatt 34 und der Kurvenscheibe 9 vorgesehen. Die Welle
ist axial gelagert, indem sie einerseits in die Kurvenscheibe 9 eingreift, welche
die Abschlußfiäche für die Büchse 16 bildet, anderseits vermittels einer Blattfeder
39, die gegen ein Bund 4o drückt und mit ihren Enden an dem Brückenglied 17 derart
angreift, daß die Welle 15 in der Richtung von der Grundplatte i fortgedrängt wird.
Die Spannung der Feder 39 kann derart sein, daß seich die erforderliche Steifheit
bei der Betätigung der Welle 15 ergibt, so daß eine unbeabsichtigteBewegungder Welleverhindert
wird.
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In Fig. 3 ist ein Betätigungsknopf für die Welle 15 bei 41 dargestellt,
und die Deckplatte 3 ist an dem Brückenglied 17 mit. dazwischengelegten Abstandhaltern
befestigt.
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Die Bl',attfed-"r 2o wird durch die Längsstellung des Stiftes 24 in
dem Glied 21 gehalten, so da.ß der Kontakt 25 gegen den Kontakt 26 gedrängt wird.
Die Birnetallstreifeu 7 und 8 sind so angeordnet, daß ihre unterem Enden sich bei
Temperaturanstieg nach links (Feg. i) verbiegen. Wenn die Welle, 15 sich in der
»Aus«-Stellung befindet, kommt die Kurvenscheibe 36 mit der Blattfeder 34 in Berührung,
so daß die Kontakte 32 und 33 sich öffnen. In dieser Stellung der Welle bestimmt
die Kurvenscheibe 9 die Lage des Hebels io und der Mmeta,11-streifenanordnung, so
daß die Stütze ig die Kontakte, 25 und 2,6 offen hält. Wenn die Welle von. der »Aus«-Stell:u;ng
in eine Betriebsstellung gedreht wird, z.. B,. in die dargestellte Stellung, so
entfernt sich die Kurvenscheibe von der Feder 34 und die Kontakte 32 und 33 schließen
sich. Danach läßt die Kurvenscheibe 9 ein Schließen der Kontakte 25 und 26 zu. Sind
die Kontakte 25 und 26 geschlosseu, so wird der Strom an die Belastung wie auch
an die Heizwicklung 37 gelegt. Die Anordnung entspricht alsdann der in der- obenerwähuten
britischen. Patentschrift 517538 beschriebenen. Die durchschnittlich an die Belastung
angelegte Energie läßt sich entsprechend den Stellungen des Hebels io ändern. Die
Kurvenscheibe 9 erhält dabei eine solche Form, daß sie die gewünschte Beziehung
zwischen dem »An-Aus«-Zetverhältuis und der Verdrehung der Welle 15 aus der »Auis«-Stellu:ng
herstellt. Wenn die Kurvenschei:be@ eine genÜgende Annäherung des Stiftes; 14 an
die Welle 15 zuläßt, wird die Temperatur des Bimetallstreifens 7 keinen genügend
hohen Wert erreichen, um die, Scha,lte:rkontakte zu Öffnen, so daß die Belaistung
ständig unter Spannung steht. Die Kurv enscheibe 9 kann eine Nase 43 besitzen, die
mit dem Stift 14 derart zusammenarbeitet, daß er den Gleithebel in der Höchst- oder
»Voll-an«-Stellu-ng der Welle außer Eingriff mit dem B1metallstrei.fen. 7 bringt.
Der Stift 14 gleitet dann in den Schlitz 44 in der Nase 43.
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In der erläuterten Ausführungsform ist die Kurvenscheibe g. mit einer
Stufe 45 verseben, uni so in Zusammenarbeit mit dem Stift 14 eine positive Haltstellung
für die »Aus«-Stellung der Welle 15 vorzusehen. Wenn die Welle 15 in die »Aus«-Stellung
zurückgedreht wird, nämlich durch eine entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtete Bewegung
in,Fig. i, wird der Stromkreis zuerst an den Kontakten 25 und 26 unterbrochen und
nachfolgend werden die Kontakte 32 und 33 sich öffnen. Das nachschleifende Ende
der Kurvenscheibe 36 bewegt sich an dem gekrümmten Teil der Blattfeder 34 vorbei,
um so die Tendenz zu stärken, die die Betriehäwe:lle in der »Aus«-Stellun.g hält.
Diese
Anordnung -dient deshalb als eine Vers.tärkumä :vorrichtüng
für die »Aus«-Stell:uiirg des Knopfes.
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Die zusätzlichen: Schaltkontaktes 32 und 33 stellen eine doppelpo!li!ge
Schaltung in Verbindung mit den Kontakten 2,5 und 26 dar. In einigen Fällen
kann auch ein weiterer, einzelner Schailter ähnlich 32., 33, 34 für die doppelpolige
Schaltung vorgesehen sein. Dieser zusätzliche Schalter 'kann z. B. auf der Grundplatte
an gegenüberliegenden Seiten des Brückengliedes: 17 für dien Schalter 32, 33, 34
angeordnet sein und durch die Oberfläche einer weiteren Kurvenscheibe wie 36 betätigt
werden.
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Wo ein doppelpoiliges Schalten nicht exforderlich ist, könnendie Kontakte
32 und 33, die Blattfeder 34 und Klemme 34 zusammen mit der Kurvenscheibe
36 weggelassen werden. Die Klemme 35 kann auch beibehalten werden, um eine Verbindung
des einen. Endces der Wicklung 37 mit der Zufüh-
rungsleitung herzustellen,
die in. solchem Fällen mit der Klemme 35 verbunden ist, wenn: die Wicklung 37 aus
feinem Draht besteht, der in Paral!leilschaltung mit der Belastung mit Strom versorgt
wird. Wird die Wicklung 37 in Reihe mit dem Verbrauchetr- geschaltet, z. B.. zwischen
dein Kontakt 26 und die Klemme 31, oder wenn der Bi:metallisttreifen direkt durch
den Durchgang des Belastun@gsstro:mes, durch den Btimetalllistreifen erhitzt wird,
kann die Belastung einerseits mit der Klemme 31 anstatt mit der Klemme 27, anderseits
mit der Abführleitung außerhalb, des. Reglers verbunden werden. Der Kontakt 26 kann:
von den Klemmten 2:7 isoliert und die Heizwicklung 3:7 oder der Rimetallstreifen
zwischen Kontakt 26: und Klemme 2.7 gelle@gt werden.
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Eine Ausführu:ngs:förm der Anordnung isst in der Zeichnung dargestellt,
in der der zusätzliche Schalter oder die Schalter anstatt direkt auf der Grundplatte
angeordnet zu werden von vorn dem Brückenglied 17 ausgehenden Isolationsmitteln
getragen werden., wobei diese in für diesen Zweck geeigneter Weise ausgestaltet
ist. Die Kurvenscheibe 36 kann dabei mit wirksamer Oberfläche odez mit wirksamen
Rand ausgestaltet sein, je nach der erforderlichen Schaltbewegung es zusätzlichen
Scha1terst oder der Schalter. Eine Anordung dieser Art wird unter Bezugnahme auf
Fig. 4 bis 7 beschrieben, die eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsdorm des
Reglers veranschaulichen.
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In: der in Fig. 4 bis. 7 dargestellten Anordnung ist die Blattfeder
2o des selbsttätigen Schalters auf der Grundplatte- i angeordnet, wobei der Kontrakt
25 sich senkrecht zu der Grundplatte bewegt und die Metallgrundplatte 211 des Schalters
als flacher Streifen ausgebildet ist, wie auch aus: Fig. 6 ersichtlich. Die Bimetallstreifen
7 und 8 wie auch der Gleithebel io sind an parallel zu der Oberfläche der Grundplatte
angeordneten Achsen angebracht. Der die Biimetiaillstreifen tragende Block 6 wird:
verinittels. eines Stiftes 50 getragen, der durch Löcher in auf der, Grundplatte
durch Schraubten, wie z. B,-53, befestigten Zapfen 52 hindürchführt. Der
Gleithebel io-ist mit einem. Paar Nasen 54 und 55 au:sgeriistet, die auf den durch
Löcher in den ZaPfein 57 und 58 hindurchgehenden: Stift 56 angebracht sind. Diese
Zapfen denen auch als St@itztelle für das Brückenglied 17 und können vorzugsweise,
wie dargestellt, als Teile des Teils 17 au!sgebildet, d. h. zusammen mit letzterem
aus einem Stück Blech geformt sein,. Die Kurvenscheibe 9 ist eine Oberflächenkurvenscheibe,
wie in Fig. 6 dargestellt, und es ist -ersichtlich, ''aß bei dieser -Anordung vermitteJs
dies Gleithebels die Energieabgabe je nach Stellung der' Welle 15 geregelt werden
kann.
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Die Stifte 5o- und 56 können in ihrer Längsstellung durch au.frechtstehende
Stützen 59 auf dem Isolierblock gehalten werden.
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Wie vorher schon angedeutet, veranschaulichen die Fig. 4 bis einschließlich
Fig. 7 die Anbringung eines zusätzlichen Schalters oder zusätzlicher Schalter auf
dem Brückenglied für das doppelpolige Schalten: In der Ausführungsfarm gemäß der
Zeichnung enthält der zusätzliche Schalter eine Blattfeder 3q., die an dem einen
Ende des auf dem an der Brücke durch Nasen 61 und Nieten 62 angebrachten Loliergliied
befestigten Klemmengliedes 35 angeordnet isst. Das Glied 6o trägt ebenfalls ein
Klemmenglied 31, auf dem sich der. feste Kontakt 32 befindet. Die Blattfeder 34
ist mit einem den Angriff am Kontakt 321 vermittelnden Kontaktkopf 33 versehen.
Diese Kontakte sind, wie auch in Fig. 1, 2 und 3 dargestellt; so ausgebildet, daß
sie mit Hilfe einer Kurvenscheibe 36 geöffnet werden können. In Fig. 4 bis 7 ist
die Kurvenscheibe 36 so, dargestellt; daß @stie einen integralen Biestandteül der
Kurvenscheibe 9 bildet. Das Isolierglied 6o ist mit einer Öffnung 63 versehen, durch
die die Kurvenscheibe 3:6 in der »Aus«-Stellung der Welle hervorragt, um mit der
Blattfeder 34 in Eingriff zu kommen.
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Es ist offensichtlich, daß dort, wo ein zweiter Schalter für ein doppelpoliges
Schalnein erwünscht Ist, dieser zusätzliche- Schalter auf dem Brückenglied auf der
dem Schaler abgewandten Seite der Welle, wie in Fig. 4 bi.s 7 dargestellt, angebracht
ist. Die Kurvenscheibe 36 wird dabei zweckmäßig verdoppelt. Es ist weiterhin
verständlich, daß gegebenenfalls Ausführungen, in denen der zusätzliche Schalter
oder die Schalter auf dem Brückenglied angebracht werden, ebenfalls gemäß den Ausführungsformen
der in Fig. i, 2 und 3 dargestellten Erfindung gestaltet werden können.
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Die beschriebene Konstruktion zeichnet. sich durch besondere Einfachheit
und sparsame Ausgestaltung der unmittelbar auf der Grundplatte angeordneten verschiedenen
Teile aus, wie es sich auch aus der vorstehend beschriebenen Beschreibung ergibt.
Sie bietet ferner den Vorteil, daß der Gleithebel ohne Schwierigkeit so angeordnet
werden kann, daß der Bewegungsradius der mit dem B.imetallstreifen im Einsgriff
stehenden Stütze (Schraube i8) kleiner ist als der Bewegungsradius des mit der Kurvenscheibe
tim Eingriff stehenden Gleithebelendes 14, wobei die Bewegung des Bimetallstreifens
kleiner ist als das Ansteigen und Abfallen des. Iürvenscheibenprofil,s für eine
gegebene Bewegung der Betriebswelle. Es können dann verhältnismäßig große Herstüllungstoleranzen
für
die Genauigkeit der Kurvenscheibenaüsbildung bei einer vorgeschriebenen Kali.briergenauigkeit
der Welle zugelassen werden.