EP0057460A2 - Regeleinrichtung für die Temperatur elektrisch beheizter Geräte - Google Patents

Regeleinrichtung für die Temperatur elektrisch beheizter Geräte Download PDF

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EP0057460A2
EP0057460A2 EP82100725A EP82100725A EP0057460A2 EP 0057460 A2 EP0057460 A2 EP 0057460A2 EP 82100725 A EP82100725 A EP 82100725A EP 82100725 A EP82100725 A EP 82100725A EP 0057460 A2 EP0057460 A2 EP 0057460A2
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EGO Elektro Gerate Blanc und Fischer GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H37/00—Thermally-actuated switches
    • H01H37/02—Details
    • H01H37/10—Compensation for variation of ambient temperature or pressure

Definitions

  • the invention relates to a device for compensating the ambient temperature influence on devices such as switches, regulating and control devices or the like. with a bimetal switched on in the switching mechanism.
  • Such a device is provided in DE-PS 26 25 716. There it consists of a compensation bimetal, which at the same time forms the transmission lever for the adjustment of the power control device and, when it is pivoted, also pivots the carrier of the snap switch that switches the power.
  • Such compensation bimetals have been shown to be of the order of magnitude at high ambient temperatures 125 ° C (approx. 400 K) carry out an upper compensation, which means that the full performance is reached with a device setting that is below the setting value for the maximum power. Attempts to compensate for this upper compensation by means of a second compensation bimetal, which has the task of counteracting the compensation of the first bimetal in the upper temperature range, have led to a very complex and unsatisfactory solution.
  • the object of the invention is to switch off the upper compensation in the upper temperature range in a simple and uncomplicated manner.
  • the bimetal can be arranged parallel to a snap switch, the snap switch carrier of which forms the stop. No additional component is therefore required here in order to put the invention into practice.
  • the power control device 11 has a housing 12 which has the shape of a substantially square box which is open on one flat side. It is used for the infinitely adjustable control of the power, in particular of electric cooking and heating devices in individual power pulses with variable relative duty cycle. About an adjusting shaft 23 and a non-rotatable curve thereon. 19 the power is adjustable. The curve 19 acts on one end 70 of a compensation bimetal 26, which is pressed against the curve by a spring 34 and is connected at the other end in the region of an axis of rotation 28 to the carrier 29 of a snap switch 27.
  • the snap switch 27 has a snap spring 30 consisting of a thin spring plate, the spring tongue of which is supported on a bent projection 71 of the snap switch carrier under kink pretension. At the free end, the snap spring 30 carries a contact 31 which can cooperate with a contact 32 fixed on the power control unit. The snap The spring is received at its end opposite the contact 31 on a screw-like adjustable counter bearing 33.
  • the snap spring is actuated via a bent projection 44 of an otherwise L-shaped bimetal lever which can be pivoted about an axis of rotation 37 relative to the housing 12, specifically under the effect of the bimetal bend in the long leg 38 of the bimetal lever 43 arranged transversely to the snap switch , on which there is an electric heater 39 which is electrically connected in parallel to the consumer, ie is also switched on and off by the contact pair 31, 32.
  • the free end of the leg 38 is supported on an intermediate wall 42 by an adjusting screw 40 and under the action of a coil spring 41.
  • the intermediate housing wall 42 separates a chamber 74 in which the heated leg 38 lies.
  • the chamber 74 is ventilated to the outside.
  • the rest of the switch part which in particular contains the snap switch 27 and the compensation bimetal 26, remains largely unaffected by the heat of the working bimetal and its heating.
  • the temperature of the power control unit can change due to poor heat dissipation to the outside or by external heating when installed in a stove, oven or the like. increase to fairly low temperatures.
  • the working bimetal counteracts this influence, which drives the temperature of the working bimetal up and thus produces a greater deflection, which simulates a lower power setting, in that it bends when heated so that the distance between it and the snap switch carrier becomes smaller.
  • the working bimetal close to its bent at the curve End 70 has a second, oppositely directed offset 75, which is produced in that the compensation bimetal 26 is forked at its free end and one section of material is bent upwards and the other downwards. It is possible to provide one bend 70 and 75, but two bends 75 could also be provided parallel to one another for reasons of symmetry, in the middle of which there is a bend 70 or vice versa.
  • the offsets are. each V-shaped or arc-shaped to ensure a smooth contact surface on the curve 19 or the switch carrier 29.
  • the power control unit is shown in the switched-off state. If, by turning the curve 19 via the setting shaft 23, a power setting is carried out, the snap-action switch carrier 29 is pivoted counterclockwise via the divided compensation bimetal 26, the snap spring, which until then has been held in the switched-off position by the lever end 44 acting on the actuation point, holding the two contacts 31, 32 closes. As a result, current is supplied to the consumer, for example a hotplate, but also to the heating 39 of the working bimetal, which expands in such a way that after a certain time the lever end 44 brings the snap switch back to the off position. After the bimetal has cooled down and the heating has also been switched off, the snap switch switches on again. This results in a switch-on and switch-off control that can be set in the relative duty cycle.
  • the compensation bimetal 26 When the ambient temperature rises, the compensation bimetal 26 is deflected downward in the drawing, that is to say toward the snap switch carrier 29. This continues until the temperature range is reached in which a further deflection of the compensation bimetal would lead to overcompensation. In this area, the offset 75 of the compensation bimetal 26 comes in with the switch carrier Touch, which forms a stop for the bend 75. This prevents the further deflection of the compensation bimetal 26 in the region between the offset 75 and the other end 76 of the compensation bimetal. An effective compensation deflection of the bimetal remains only between the point of contact of the offset 75 on the support 29 and the contact point of the offset 70 on the curve 19.
  • the embodiment described here in which the compensation bimetal stops on the snap switch carrier, is advantageous in the pivotable arrangement of the compensation bimetal / snap switch unit. If the arrangement cannot be pivoted as a whole, the stop could also be fixed to the housing. By arranging the stop accordingly, it would even be possible, if necessary, to generate counter-compensation.

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Abstract

Bei einem taktenden Leistungssteuergerät (11) mit einem von einer Beheizung (39) beheizten Arbeitsbimetall (38). das einen Schnappschalter (27) betätigt, ist, zusammen mit dem Schnappschalterträger (29) schwenkbar gelagert, ein Kompensations-Bimetall (26) vorgesehen, das von einer Kurve (19) auf der Einstellwelle (23) des Leistungssteuergerätes verschwenkt wird. Das Kompensations-Bimetall (26) besitzt in der Nähe seines auf der Kurve (19) aufliegenden Endes eine Abkröpfung (75), die bei zu starker Ausdehnung des Kompensations-Bimetalls (26) an dem Schnappschalterträger (29) zur Anlage kommt und dadurch eine Überkompensation bei höhöheren Umgebungstemperaturen verhindert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Kompensation des Umgebungstemperatureinflusses an Geräten wie Schaltern, Regel-,Steuergeräten o.dgl. mit einem in den Schaltmechanismus eingeschalteten Bimetall.
  • Eine derartige Einrichtung ist bei der DE-PS 26 25 716 vorgesehen. Sie besteht dort aus einem Kompensations-Bimetall, das gleichzeitig den Obertragungshebel für die Verstellung des Leistungssteuergerätes bildet und bei seiner Verschwenkung den Träger des die Leistung schaltenden Schnappschalters mit verschwenkt.
  • Bei derartigen Kompensations-Bimetallen hat sich gezeigt, daß sie bei hohen Umgebungstemperaturen in der Größenordnung um 125 °C (ungefähr 400 K) eine Oberkompensation vornehmen, die bewirkt, daß die volle Leistung bereits bei einer Geräteeinstellung erreicht wird, die unterhalb des Einstellwertes für die Maximalleistung liegt. Versuche, diese Oberkompensation durch ein zweites Kompensations-Bimetall auszugleichen, das die Aufgabe hat, im oberen Temperaturbereich der Kompensation des ersten Bimetalls entgegenzuwirken, haben zu einer sehr aufwendigen und unbefriedigenden Lösung geführt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, auf einfache und unkomplizierte Art die Oberkompensation im oberen Temperaturbereich auszuschalten.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Obwohl man annehmen sollte, daß durch die Behinderung bzw. Blockierung der weiteren Ausdehnung des Kompensations-Bimetalls eine Verfälschung des Einstellwertes des Gerätes auftreten müßte, der sich gerade im oberen Temperaturbereich besonders stark auswirkt, hat sich in der Praxis gezeigt, daß so die Zuordnung zwischen Einstellwert und tatsächlicher Leistungsfreigabe auch bei höheren Umgebungstemperaturen gut eingehalten werden konnte. Besonders bevorzugt ist eine Ausführung, bei der der Anschlag in Abstand von dem wirksamen Angriffspunkt des Bimetalls angreift. Bei dieser Ausführung verbleibt also ein Rest des Bimetalls, das noch im Kompensationssinne wirksam bleibt, wenn der Anschlag bereits wirksam geworden ist. Auf diese Weise kann eine gute Anpassung der.Kennlinie auch dann vorgenommen werden, wenn eine vollständige Blockierung der Kompensation, die in vielen Fällen bereits ausreichend ist, nicht erwünscht ist.
  • Dies kann vorzugsweise dadurch geschehen, daß das Bimetall an seinem Ende in wenigstens zwei Abschnitte aufgeteilt ist, von denen der eine an dem Anschlag zur Anlage kommt und der andere den wirksamen Angriffspunkt bildet.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Bimetall parallel zu einem Schnappschalter angeordnet sein, dessen Schnappschalterträger den Anschlag bildet. Hier wird also kein zusätzliches Bauteil benötigt, um die Erfindung in die Praxis umzusetzen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung.
    • Figur 1 zeigt die Draufsicht auf ein Leistungssteuergerät, in dem eine Kompensationseinrichtun9 nach der Erfindung verwendet wird.
  • Das Leistungssteuergerät 11 besitzt ein Gehäuse 12, das die Form eines im wesentlichen quadratischen, an einer Flachseite offenen Kastens hat. Es dient zur stufenlos einstellbaren Steuerung der Leistung insbesondere von Elektrokoch- und Wärmegeräten in einzelnen Leistungsimpulsen mit veränderbarer relativer Einschaltdauer. Ober eine Einstellwelle 23 und eine darauf drehfeste Kurve. 19 ist die Leistung einstellbar. Die Kurve 19 wirkt auf ein Ende 70 eines Kompensations-Bimetalls 26 ein, das durch eine Feder 34 an die Kurve angepreßt wird und mit dem anderen Ende im Bereich einer Drehachse 28 mit dem Träger 29 eines Schnappschalters 27 verbunden ist.
  • Der Schnappschalter 27 besitzt eine aus dünnem Federblech bestehende Schnappfeder 30, deren Federzunge an einem abgebogenen Vorsprung 71 des Schnappschaltträgers unter Knickvorspannung abgestützt ist. Am freien Ende trägt die Schnappfeder 30 einen Kontakt 31, der mit einem am Leistungssteuergerät festen Kontakt 32 zusammenarbeiten kann. Die Schnappfeder ist an ihrem dem Kontakt 31 gegenüberliegenden Ende an einem schraubenartig justierbaren Gegenlager 33 aufgenommen.
  • Die Betätigung der Schnappfeder geschieht über einen abgebogenen Vorsprung 44 eines im übrigen L-förmigen Bimetallhebels, der um eine Drehachse 37 gegenüber dem Gehäuse 12 verschwenkbar ist, und zwar unter der Wirkung der Bimetallbiegung in dem langen, quer zum Schnappschalter angeordneten Schenkel 38 des Bimetallhebels 43, auf dem sich eine elektrische Beheizung 39 befindet, die elektrisch parallel zum Verbraucher geschaltet ist, d.h. ebenfalls von dem Kontaktpaar 31, 32 ein- und ausgeschaltet wird. Das freie Ende des Schenkels 38 stützt sich über eine Justierschraube 40 und unter der Wirkung einer Schraubenfeder 41 an einer Gehäusezwischenwand 42 ab.
  • Die Gehäusezwischenwand 42 trennt eine Kammer 74 ab, in der der beheizte Schenkel 38 liegt. Die Kammer 74 ist nach außen belüftet.
  • Dadurch bleibt der übrige Schalterteil, der insbesondere den Schnappschalter 27 und das Kompensations-Bimetall 26 enthält, von der Wärme des Arbeits-Bimetalls und seiner Beheizung weitgehend unbeeinflußt. Trotzdem kann sich die Temperatur des Leistungssteuergerätes infolge schlechter Wärmeableitung nach außen oder durch Fremdbeheizung bei Einbau in einen Herd, Backofen o.dgl. auf recht erhebeliche Temperaturen erhöhen. Diesem Einfluß, der die Temperatur des Arbeits-Bimetalls hochtreibt und damit eine stärkere Ausbiegung erzeugt, die eine geringere Leistungseinstellung vortäuscht, wirkt das Arbeits-Bimetall entgegen, indem es sich bei Erwärmung so verbiegt, daß der Abstand zwischen ihm und dem Schnappschalterträger geringer wird.
  • Aus der Zeichnung ist zu erkennen, daß das Arbeits-Bimetall in der Nähe seines an der Kurve anliegenden abgekröpften Endes 70 eine zweite, entgegengesetzt gerichtete Abkröpfung 75 aufweist, die dadurch hergestellt ist, daß das Kompensations-Bimetall 26 an seinem freien Ende gegabelt ist und ein Materialabschnitt nach oben und der andere nach unten abgekröpft ist. Es ist möglich, jeweils eine Abkröpfung 70 und 75 vorzusehen, es könnten jedoch auch aus Symmetriegründen zwei Abkröpfungen 75 parallel zueinander vorgesehen sein, in deren Mitte sich eine Abkröpfung 70 befindet oder umgekehrt. Die Abkröpfungen sind. jeweils V- oder bogenförmig, um eine glatte Anlagefläche an der Kurve 19 oder dem Schalterträger 29 zu gewährleisten.
  • Das Leistungssteuergerät ist im ausgeschalteten Zustand dargestellt. Wenn durch Drehung der Kurve 19 über die Einstellwelle 23 eine Leistungseinstellung erfolgt, dann wird über das geteilte Kompensations-Bimetall 26 der Schnappschalterträger 29 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, wobei die bis dahin von dem auf dem Betätigungspunkt einwirkenden Hebelende 44 in Ausschaltstellung gehaltene Schnappfeder die beiden Kontakte 31, 32 schließt. Dadurch wird dem Verbraucher, beispielsweise einer Kochplatte, Strom zugeführt, jedoch auch der Beheizung 39 des Arbeitsbimetalls, das sich so ausdehnt, daß nach gewisser Zeit das Hebelende 44 den Schnappschalter wieder zum Ausschalten bringt. Nach Abkühlung des Bimetalls, dessen Beheizung ebenfalls ausgeschaltet wurde, schaltet der Schnappschalter wieder ein. Es ergibt sich also eine in der relativen Einschaltdauer einstellbare Ein- und Ausschaltsteuerung.
  • Bei Erhöhung der Umgebungstemperatur wird das Kompensations-Bimetall 26 in der Zeichnung nach unten, also auf den Schnappschalterträger 29 zuausgelenkt. Dies erfolgt so lange, bis der Temperaturb ereich erreicht ist, in dem eine weitere Auslenkung des Kompensations-Bimetalles zu einer Oberkompensation führen würde. In diesem Bereich kommt die Abkröpfung 75 des Kompensations-Bimetalls 26 mit dem Schalterträger in Berührung, der einen Anschlag für die Abkröpfung 75 bildet. Dadurch wird die weitere Auslenkung des Kompensations-Bimetalls 26 in dem Bereich zwischen der Abkröpfung 75 und dem anderen Ende 76 des Kompensations-Bimetalls verhindert. Lediglich zwischen dem Anlagepunkt der Abkröpfung 75 an dem Träger 29 und dem Anlagepunkt der Abkröpfung 70 an der Kurve 19 verbleibt noch eine wirksame Kompensationsausbiegung des Bimetalls.
  • Durch die Wahl der Entfernung zwischen dem Anschlagspunkt (hier 75 gegen 29) und dem Angriffspunkt zwischen der Abkröpfung 70 und der Kurve 19 ist es möglich, den Betrag der Blockierung bzw. Behinderung der Ausdehnung zu bestimmen und somit eine degressive Kompensationskennlime zu erzeugen. Es wäre auch möglich, mehrere, in Richtung steigender Temperatur hintereinander wirksame Anschläge zu schaffen, um eine noch flexiblere Anpassung zu erzeugen.
  • Die hier beschriebene Ausführungsform, bei der das Kompensations-Bimetall an dem Schnappschalterträger zum Anschlag kommt, ist bei der schwenkbaren Anordnung der Einheit Kompensations-Bimetall/Schnappschalter vorteilhaft. Bei einer nicht als ganzes schwenkbaren Anordnung könnte der Anschlag auch gehäusefest sein. Durch entsprechende Anordnung des Anschlages wäre es sogar möglich, falls erforderlich, eine Gegenkompensation zu erzeugen.
  • Es ist also zu erkennen, daß es durch die Erfindung möglich ist, die Kompensationsauslenkung des Bimetalls entweder ganz oder teilweise zu blockieren oder auch nur zu behindern. Es wäre auch denkbar, statt eines starren Anschlages einen federnden Anschlag vorzusehen, der die Bewegung nicht vollständig unterbindet, sondern progressiv abbremst. Damit kann allen Anforderungen an eine geeignete Kompensationskennlinie entsprochen werden.

Claims (5)

1. Einrichtung zur Kompensation des Umgebungstemperatureinflusses an Geräten wie Schaltern, Regel-, Steuergeräten o.dgl. mit einem in dem Schaltmechanismus eingeschalteten Bimetall, gekennzeichnet.durch einen Anschlag (29, 75), der eine Auslenkung des Kompensations-Bimetalls (26) über einen vorbestimmten, einer hohen Umgebungstemperatur entsprechenden Wert hinaus behindert.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (29, 75) in Abstand von dem wirksamen Angriffspunkt (19, 70) des Kompensations-Bimetalls (26) angreift.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensations-Bimetall (26) an seinem einen Ende in wenigstens zwei Abschnitte (70, 75) aufgeteilt ist, von denen der eine an dem Anschlag (29) zur Anlage kommt und der andere den wirksamen Angriffspunkt bildet.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompensations-Bimetall (26) parallel zu einem Schnappschalter (27) angeordnet ist, dessen Schnappschalterträger (29) den Anschlag bildet.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnappschalter (27) mit seinem Schnappschalterträger (29) und dem Kompensations-Bimetall (26) eine um eine Achse (28) schwenkbare zusammenhängende Einheit bildet, daß das eine Ende (76) des Kompensations-Bimetalls (26) fest am Schnappschalterträger (29) angebracht ist und der Angriffspunkt von einem Einstellglied (Kurve 19, Schraube o.dgl.) betätigbar ist.
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