CH464319A - Bimetallschalter - Google Patents

Description

      Bimetallschalter       Die Erfindung bezieht sich auf einen     Bimetallschal-          ter,    dessen Schalttemperatur mittels einer von einem       Steuevtstroni@ge@spei!sten        Heizvorrichtung    veränderbar ist,  mit mindestens einem     Bimetallstreifen    sowie auf ein  Verfahren zur Herstellung eines solchen     Bimetallschal-          ters    und auf eine besondere Verwendung dieses     Bime-          tallschalters.     



  Bei Heizkissen und ähnlichen Wärmeapparaten, die  im Haushalt verwendet werden, kann man grundsätzlich  von     verschiedenen        Konzeptionen        ausgehen.    Die     früher          übliche        Konzeption    war, diesen     Wärmeapparaten        eine     vorgegebene konstante oder     in        Stufen        ein!ste12bare    Lei  stung     zuzuführen.    Diese     Konzeption    hat den     wesentlichen     Nachteil,

   dass die Endtemperatur des Wärmeapparates  von der     Umgebungs-    bzw. Raumtemperatur einerseits  und von den die     Wärmeableitung        bestimmenden    Grössen  anderseits abhängig ist. Wenn also beispielsweise an       einem        sehr    warmen     Sommertag        ein        solcher    Wärmeap  parat bei relativ geringen     Wärmeableitungswerten    be  trieben wird, dann wird die Endtemperatur bei gegebe  ner angeführter Leistung zweifellos wesentlich höher als  an einem sehr kalten Wintertag sowie bei relativ grossem       Wärmeableitungswert    liegen.

   Mit dieser alten Konzep  tion liess sich daher nur dann eine einigermassen kon  stante Endtemperatur erzielen, wenn die sich einstellen  de Endtemperatur ohnehin weit über der     Umgebungs-          bzw.    Raumtemperatur lag und mit einigermassen     kon-          staniten        Wärmeableitungswerten        gerechnet    werden     konnte.     



  In     allen        anderen;    Fällen war es zur     Erzielung    einer  bestimmten     gewünschten    Endtemperatur erforderlich,  einen auf absolute Temperaturwerte ansprechenden Re  gelmechanismus in die Wärmeapparate einzubauen.

   Da  her sind bei Heizkissen und anderen     Wärmeapparaten     modernerer Konzeption in der Regel     Bimetallschalter          eingebaut,    die bei Erreichung einer     bestimmten    Schalt  temperatur den Heizstrom der Wärmeapparate abschal  ten, wobei dann     ein    durch die Wärmekapazität des Wär  meapparates und die     Wärmeableitungswerte    in seinem       zeitlichen    Verlauf     bestimmter        Temperaturabfall    stattfin-         deit,    bis bei     Unterschreitung    einer     bestimmten,

          unter    der  Schalttemperatur des     Bimetallschalters    liegenden Tem  peratur der     Bimetallschalter    wieder einschaltet und dann  der Wärmeapparat wieder bis auf die Schalttemperatur  des     Bimetallschalters    aufgeheizt wird. Damit ergibt sich  ein Temperaturverlauf des Wärmeapparates in der Art  des Regelspiels eines     Tyrillreglers,    wobei also die Tem  peratur in periodisch sich wiederholenden Regelspielen  um einen Mittelwert schwankt.  



  Wenn nun bei einem solchen temperaturgesteuerten  Wärmeapparat verschiedene Temperaturstufen einstell  bar sein sollen, so muss entweder für jede Temperatur  stufe     ein    gesonderter     Bimetallschalter        bzw.    ein geson  derter     Bimetallstreifen    einschliesslich des zugeordneten  Kontaktorgans vorgesehen werden, oder aber die Schalt  temperatur eines     Bimetallschalters    bzw. eines Bimetall  streifens muss steuerbar gemacht werden.  



  Die Lösung, eine Mehrzahl von     Bimetallstreifen    vor  zusehen, wird in der Regel nur dann angewendet, wenn  lediglich zwei Stufen einstellbar sein sollen. Dann kann  man für jede Stufe einen gesonderten     Bimetallstreifen     sowie die zugeordneten Kontaktorgane verwenden. In  allen anderen Fällen, also bei mehr als zwei Stufen, ist  diese Lösung zu aufwendig.  



  Für diesen Zweck sind nun sogenannte steuerbare       Bimetall-Schalter    entwickelt worden, die mit einer auf  dem     Bimetallstreifen    angeordneten und durch einen  Steuerstrom gespeisten     Heizvorrichtung    versehen sind.

    Mittels dieser     Heizvorrichtung    wird der     Bimetallstreifen     auf einer höheren Temperatur als der Temperatur des  Wärmeapparates gehalten, was zur Folge hat, dass die  Temperatur des Wärmeapparates, bei der der Bimetall  schalter schaltet, also die Schalttemperatur, niedriger als  die Schalttemperatur des     Bimetallschalters    im urigesteu  erten Zustand (d. h. wenn der     Heizvorrichtung    keine  Heizleistung     zugeführt    wird) liegt.

   Durch verschieden  hohe Steuerströme, die der genannten Heizvorrichtung  zugeführt werden, lässt sich also bei diesen gesteuerten       Bimetallschaltern    die     Schalttemperatur    gegenüber der           Schalttemperatur    im     ungelsteuerten    Zustand     stufenweise          verringern.     



  Diese gesteuerten     Bimetallschalter    haben jedoch  einen wesentlichen Nachteil. Dadurch dass dem     Bime-          tallstreifen    von     der        zur    Erreichung .seiner     Schalttempe-          ratur    im     ungesteuerten    Zustand notwendigen Wärme  leistung ein Teil unmittelbar durch die auf ihm selbst  angebrachte     Heizvorrichtung    zugeführt wird, ergibt sich,  sobald dieser unmittelbar zugeführte Anteil gegenüber  der vom Wärmeapparat     zugeführten    Wärme nicht mehr       vernachlässigbar    ist,

       eine        Änderung    der Zeitdauer des  Regelspiels; und zwar wird die Gesamtdauer eines     Re-          gelspiels    um so kürzer, je     grösser    der     Anteil    der     durch        die     Steuereinrichtung     zugeführten    Wärme bzw. je geringer  der Anteil der vom     Wärmeapparat    zugeführten Wärme  ist. Das tritt insbesondere bei Wärmeapparaten in Er  scheinung, deren Endtemperaturen nicht sehr viel über  der Raumtemperatur liegen, also beispielsweise bei Heiz  kissen.  



       ,Eine        solche        Änderung    des     Regelspiels    ist jedoch in  den meisten Fällen     unerwünscht,    bei den im Haushalt  verwendeten Wärmeapparaten hauptsächlich deswegen,  weil für die minimale Zeitdauer eines vollständigen Re  gelspiels bestimmte     gesetzliche        Vorschriften    bzw. Ver  ordnungen bestehen, deren Zweck die Verhütung der  Störung von Rundfunksendungen und anderen Formen  der drahtlosen Nachrichtenübertragung durch die beim  Schalten eines solchen Leistungsschalters entstehenden  Funken bzw. die Herabsetzung der Zahl solcher Störun  gen pro Zeiteinheit auf ein zulässiges und erträgliches  Mass ist.  



  Die der Erfindung     zugrundeliegende    Aufgabenstel  lung war daher, einen steuerbaren     Bimetallschalter    zu  schaffen, dessen Schalttemperatur steuerbar ist, ohne  dass die Zeitdauer des Regelspiels durch diese Steuerung  wesentlich     beeinflusst    wird.  



  Erfindungsgemäss wird das bei einem     Bimetallschal-          ter    der obengenannten Art dadurch erreicht, dass zwi  schen dem oder den     Bimetallstreifen    und der     Heizvor-          richtung    eine sowohl als     Wärmewiderstand    als auch als  Wärmekapazität wirkende Masse angeordnet ist, die  grösser als die Masse des bzw. der     Bimetallstreifen    ist.  



  Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Her  stellung eines solchen     Bimetallschalters,    für das kenn  zeichnend ist, dass an einem     Bimetallschalter    mit nicht  steuerbarer Schalttemperatur und mit mindestens einem  in einem Gehäuse oder einem Rahmen angeordneten       Bimetallstreifen    aussen am Gehäuse bzw. am Rahmen       als        Heizvorrichtung    ein oder     mehrere        olum!s:

  che    Wider  stände angebracht werden, so dass das zwischen dem  bzw. den     ohmschen    Widerständen und dem bzw. den       Bimetallstreifen    liegende Gehäuse bzw. der Rahmen die       als    Wärmewiderstand und     als        Wärmekapazität    wirkende  Masse bildet.  



  Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung eines  solchen     Bimetallschalters    für Wärmeapparate mit elek  trischer     Beheizung,    insbesondere für Haushaltgeräte  mit elektrischer     Beheizung    und speziell für elektrische  Heizkissen.  



  Zweckmässig kann die bei dem vorliegenden     Bime-          tallschalter        als        Wärmewiderstand    und als     Wärmekapazi-          tät    wirkende Masse mindestens dreimal so gross und       vorteilhaft        grösser        als        das        Zehnfache    der Masse des bzw.

    der     Bimetallstreifen        sein.    Die     ispezifisohe    Wärme der als       Wärmewiderstand    und als     Wärmekapazität        wirkenden     Masse kann mit besonderem Vorteil bei 20 C über  0,15     cal/g     C und die     Wärmelditzahl    derselben ebenfalls         bei        20         C        unter        10     C liegen. Materialien, die  diesen Bedingungen entsprechen, sind beispielsweise  Keramik sowie die meisten anderen elektrischen Isolier  stoffe.

   Die als Wärmewiderstand und als Wärmekapazi  tät wirkende Masse kann vorteilhaft das Gehäuse des       Bimetallschalters    bilden.  



  Anhand der nachstehenden Figuren ist die Erfin  dung im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher  erläutert. Es zeigen:       Fig.    1 einen     Bimetallschalter    nach der Erfindung im       Längsschmtt    in der Ebene     1-I        (Fig.    2),       Fig.    2 eine Ansicht des     Bimetallschalters    in     Fig.    1  von oben,       Fig.3    ein Schaltschema eines stufenweise einstell  baren Heizkissens mit dem     Bimetallschalter    in     Fig.    1.

    Der in     Fig.    1 und 2 gezeigte     Bimetallschalter    ist mit  Ausnahme des das Gehäuse 1 umfassenden Metallban  des 2 sowie der daran angebrachten Halterungen 3 mit  den Heizwiderständen 4a und 4b von bekannter Bau  art. Er besteht aus dem Keramikgehäuse 1, in das zwei       Bimetallstreifen    5 und 6     einschliesslich    der zugeordneten  Kontakt- und Einstellorgane eingebaut sind.

   Von den  beiden     Bimetallstreifen    5 und 6 dient der eine 6 zur Re  gelung der Temperatur durch periodisches Ein- und  Ausschalten der Heizwicklung des Wärmeapparates  während der gesamten Dauer des Betriebes und der  andere 5 zur einmaligen Einschaltung einer     Schnellauf-          heizwicklung    jeweils bei Beginn des Betriebes. Auf Ein  zelheiten wird noch im Rahmen der Beschreibung der  in     Fing.    3     ,gezeigten        Schaltung        eines        Heizkissens    mit dem  erfindungsgemässen     Bimetallschalter    näher eingegangen.  



  Da mit dem     Bimetallstreifen    5 nur ein einziger  Schaltvorgang nach dem     Anheizen    durchgeführt werden  muss und in die gesamte Dauer des weiteren ununter  brochenen Betriebes keine Schaltvorgänge des     Bimetall-          strefens    5 mehr     fallen,    können     dieser    und     die    zugeord  neten Kontaktorgane relativ einfach ausgeführt werden.  



  Demgegenüber sind bei dem zur Einregelung der  gewünschten Temperatur verwendeten     Bimetallstreifen     6 und den zugeordneten Kontaktorganen besondere  Mittel erforderlich, um ein sicheres Funktionieren der  Temperaturregelung zu gewährleisten.  



  Im     einzelnen    wird der     Bimetallstreifen    5 von der Be  festigungsplatte 7 und der in ein Schraubgewinde in die  ser Befestigungsplatte 7 eingreifenden Schraube 8 auf  eine Auflagefläche 9 im Gehäuse 1 gepresst und dadurch  festgehalten. Gegen Verdrehung innerhalb des Gehäuses  ist der     Bimetallstreifen    5 durch eine zweite Schraube 10  gesichert, die gleichzeitig mit ihrer Spitze einen Kontakt  der dem     Bimetallstreifen    6 zugeordneten Kontaktorgane  bildet. Die Schraube 10 greift ebenfalls in ein in der Be  festigungsplatte 7 vorgesehenes Gewinde ein und ver  hindert eine Verdrehung des     Bimetallstreifens    5 gegen  das Gehäuse 1 dadurch, dass sie in das Loch 11 im Ge  häuse eingreift.

   Der     Bimetallstreifen    5 bildet selbst den  Kontaktarm und liegt mit seinem vorderen Ende 5a bei       nicht    in     Betrieb    befindlichem Wärmeapparat an der von  dem vorderen Ende der Schraube 12 gebildeten Kon  taktspitze an. Die Schraube 12 greift in ein in der Platte  13 vorgesehenes Gewinde ein. Mittels der Schraube 12  lässt     sich    die Temperatur einstellen, bei deren über  schreiten sich der     Bimetallstreifen    5 mit seinem vorderen  Ende 5a von der Kontaktspitze der Schraube 12 abhebt  und damit die elektrische Verbindung zwischen den bei  den als Kontaktanschlüsse verwendbaren Schrauben 8  und 14 unterbricht. Die Schraube 14 dient gleichzeitig  zur Befestigung der Platte 13 am Gehäuse 1.

        Der     Bimetallstreifen    6 ist mittels der in ein Gewinde  in dem Messingstreifen 15 eingreifenden Schraube 16  zwischen zwei Abstandsstücken 17 und 18 festgeklemmt  und wird gleichzeitig durch diese Schraube 16 am Ge  häuse 1 festgehalten. Am vorderen Ende des Messing  streifens 15 ist auf einer kleinen Abstandsplatte 19 der       Kontaktarm    20 befestigt, der aus einem relativ dünnen       Federbronzebleeh        besteht.        Zwischen.        einem        in        diesem     Kontaktarm vorgesehenen Loch und dem vorderen  Ende des     Bimetallstreifens    6 ist die Zugfeder 21 ge  spannt.

   Der     Kontaktarm    20, die     Zggfeder    21 und der       Bimetallstreifen    6 arbeiten wie ein Kippschalter, wobei  der     Bimetallstreifen    6 den Betätigungshebel des Kipp  schalters bildet und der Kippunkt bei der Krümmung  des     Bimetallstreifens    6 liegt, die der Schalttemperatur  zugeordnet ist. Mittels der Schraube 22 lässt sich dieser  Kippunkt und damit die Schalttemperatur innerhalb  eines gewissen Einstellbereiches verschieben. Die  Schraube 22 greift in ein in der Platte 23 vorgesehenes  Gewinde ein.

   Am vorderen Ende des Kontaktarmes 20  befindet sich eine Kontaktspitze, die bei Temperaturen  unter der Schalttemperatur mit der am vorderen Ende  der Schraube 10 vorgesehenen Kontaktspitze in     Ver-          bindung        steht    und damit     zwischen    den     als        Kontaktan-          schlüsse    dienenden Schrauben 8 und 16 eine elektrische  Verbindung schafft.  



  Wie in     Fig.    2 ersichtlich, ist um das aus einer Kera  mikmasse bestehende Gehäuse ein Metallband 2 gelegt,  an das zwei Halterungen 3 ebenfalls aus Metallblech  festgelötet sind. In diese Halterungen 3 sind zwei Wider  stände 4a und 4b eingeschoben, die je mit einem Stück  Isolierschlauch 24 gegen die Halterungen 3 elektrisch  isoliert sind, so dass zwischen den beiden Enden der  Widerstände 4a und 4b kein Kurzschluss über die Hal  terung 3 entstehen kann.  



  Wenn die Widerstände 4a und 4b oder einer dersel  ben an     Spannung        angelegt    werden,     entsteht        infolge    des  durch den bzw. die Widerstände fliessenden Stromes  Stromwärme, die über die Halterung 3 und das Band 2  an das Keramikgehäuse 1 abgegeben wird. Dadurch  wird das Gehäuse auf eine bestimmte, oberhalb der  Umgebungstemperatur des Schalters liegende Tempera  tur aufgeheizt. Das Gehäuse 1 wirkt einerseits als Wär  mewiderstand und anderseits als Wärmekapazität zwi  schen der von den Heizwiderständen 4a und 4b gebilde  ten Heizvorrichtung und den     Bimetallstreifen    5 und 6.

    Genauer genommen handelt es sich dabei nicht um einen  konzentrierten Wärmewiderstand und eine konzentrierte  Wärmekapazität, sondern vielmehr um ein nach Art  einer     RC-Laufzeitkette    aufgebautes Netzwerk aus ab  wechselnd angeordneten differentiellen     Wärmelängswi-          derständen    und differentiellen Wärmekapazitäten.

   Diese  als Wärmewiderstand und als Wärmekapazität wirkende,  von dem Gehäuse 1 gebildete Masse sorgt dafür, dass       beim        Abschalten    der     von.    .den     Widerständen    4a und 4b  gebildeten     Heizvorrichtung    noch über eine längere  Dauer die Temperatur der     Bimetallstreifen    5 und 6  annähernd konstant bleibt, so dass auch bei einem     ver-          hältnismässig    grossen Anteil der Steuerleistung an der  gesamten dem     Bimetallschalter    zugeführten Wärmelei  stung eine relativ hohe und annähernd konstante Zeit  dauer des Regelspiels aufrechterhalten wird.  



  Wenn diese Masse nicht vorhanden wäre und bei  spielsweise die Heizwiderstände unmittelbar auf dem       Bimetallstreifen    angebracht wären, dann würde im Mo  ment des     Abschaltens    der Steuerleistung, der mit dem       Abschalten    der Heizwicklungen des     Wärmeapparates       durch den     Bimetallschalter    zusammenfällt,     die    künstlich  durch diese Steuerleistung hochgehaltene Temperatur  der     Bimetallstreifen    wesentlich schneller absinken als  im     ungesteuerten    Zustand,

   weil nämlich im     ungesteuer-          ten    Zustand das     Absinke    der     Temperatur        der        Bimetall-          streifen    5 und 6 mit dem Absinken der Temperatur des  Wärmeapparates zusammenfällt, während im gesteuer  ten Zustand die Temperatur des Wärmeapparates we  sentlich niedriger liegt und dementsprechend das Ab  sinken der Temperatur der     Bimetallstreifen    nur durch  ihre relativ kleine eigene Wärmekapazität bestimmt  wird.

   Beim     Wiedereinschalten    würde dann, ebenfalls bei  Fehlen der     genannten    Masse, das Aufheizen des     Bime-          tallstreifens    durch die Steuervorrichtung infolge Fehlens  irgendwelcher Wärmewiderstände zwischen dem     Bime-          tallistreifen    und     denn    direkt auf     diesem    aufgebrachten       Heizwiderstand        bzw.        genauer    gesagt     infolge        Fehlens          irgendwelcher        Laufzeitglieder     <RTI  

   ID="0003.0071">   zwischen    dem     Bimetall-          streifen    und dem direkt darauf     aufgebrachten        Heiz-          widerstand    in gleicher Weise wie die vorangegangene  Abkühlung sehr schnell erfolgen, so dass also insgesamt  bei Fehlen der genannten Masse eine Verkürzung der       Zeitdauer        eines        Regelspiels        eintreten    würde, die um so  ausgeprägter wäre, je grösser der relative Anteil der       Steuerleistung    wäre.

   Mit dem     erfindungsgemässen    Bi  metallschalter, der beispielsweise entsprechend den       Fig.    1 und 2 aufgebaut sein kann, wird eine solche we  sentliche Verkürzung der Zeitdauer des Regelspiels     ver-          hindert.     



  Besonders vorteilhaft ist zudem noch, dass zur Her  stellung eines erfindungsgemässen Schalters ein vorhan  dener, nicht steuerbarer     Bimetallschalter    verwendet wer  den kann, sofern er ein Gehäuse aufweist, das als Wär  mewiderstand und als Wärmekapazität dienen kann. In  diesem Fall braucht das Gehäuse nur aussen mit einer       Heizvorrichtung    versehen werden, die beispielsweise wie  in den     Fig.    1 und 2 aus einer einfachen Blechhalterung  und zwei Normwiderständen bestehen kann.

   Der     Bime-          tallschalter    nach der Erfindung hat daher gegenüber den  bekannten steuerbaren     Bimetallschaltern    noch den zu  sätzlichen Vorteil, dass der Kostenaufwand für seine       Herstellung    wesentlich     geh4ger    als bei     iden        bekannten     steuerbaren Schaltern ist.  



  In     Fig.    3 ist die Schaltung eines Heizkissens mit vier  Regelstufen dargestellt, das mit einem erfindungsgemäs  sen     Bimetallschalter,    beispielsweise dem     Bimetallschalter     in den     Fig.    1 und 2,     versehen        isst.     



  Zur Einstellung der verschiedenen Temperaturstufen  ist der Stufenschalter 25 vorgesehen, der aus einem       Flachbahnschalter    mit zwei Kontaktkörpern 26a und  26b besteht, die     emerseits    mit je einer     Stromschiene    27a  und 27b elektrisch in Verbindung stehen und     ander-          iseits    mit den     einzelnen        Stufen        zugeordneten    Kontakt  punkten     in    Verbindung     gebracht    werden     können.    An  den beiden Stromschienen 17a und 27b ist die Netzspan  nung angeschlossen.

   In der Stellung I der Kontaktkörper  ist das Heizkissen ausgeschaltet. In der Stellung     II    der  Kontaktkörper sind die Netzanschlüsse mit den beiden  Leitern 28 und 29 verbunden. In diesem Fall wird je  weils nur während der Halbwellen der Netzwechselspan  nung, in denen der Gleichrichter 30 auf Durchlass ge  schaltet ist, an die Heizwicklung X des Heizkissens Lei  stung abgegeben.

   Gleichzeitig wird jeweils während die  ser Halbwellen der über die     Herzwicklung    Y     parallel        zu     der     Heizwicklung    X liegende Steuerwiderstand R1 und  während der Halbwellen, bei denen sich der Gleichrich  ter 30 im Sperrzustand befindet, der parallel zu dem      Gleichrichter 30     liegende        Steuerwiderstand    R2 des Bi  metallschalters 31     aufgeheizt.    Die Steuerströme laufen  dabei     zwar    über     dite    Heizwicklungen Y bzw.

   X, trage  aber     zur        Gesamtleistung        der        Heizwicklungen    X und Y  nur wenig bei, weil der Hauptspannungsabfall jeweils  an dem Steuerwiderstand R1 bzw. R2 liegt. Durch die  Widerstände R1 und R2     wird        gleichzeitig        mit    der     Auf-          heizurig    des Heizkissens auf seine niedrigste Temperatur  stufe der     Bimetallschalter    31 auf über     75     C erwärmt.

    Die     Erwärmung    des     Bimetallstreifens    32 auf diesen       Temperaturwert    erfolgt dabei infolge der zwischen den       Bimetallstreifen    und die Widerstände R1 und R2 ge  schalteten, als     Wärmewiderstand    und als Wärmekapazi  tät     wirkende    Masse     mit    einer Zeitkonstante, die etwa  in der Grössenordnung der Zeitkonstante für die Auf  hetzung des Heizkissens durch die Wicklung X liegt.

    Sobald der     Bimetallstreifen    32 die Temperatur von  75  C erreicht hat,     wird    der von diesem     Bimetallstrei-          fen        gesteuerte    Schalter geöffnet und     damit    sowohl der  Heizstrom durch die Wicklung X als auch der Steuer  strom durch den Widerstand R1 und durch den Wider  stand R2 unterbrochen.     Daraufhin    folgt eine Periode der  Abkühlung, bis der     Bimetallstreifen    32 einen bestimm  ten, unter der Schalttemperatur von 75  C liegenden       Temperaturwert,    z.

   B. 70  C, unterschreitet und den von       ihm        gesteuerten    Schalter daraufhin wieder schliesst. Die  Periode der Abkühlung oder genauer gesagt die Zeit  konstante der Abkühlung wird im wesentlichen durch  die als Wärmewiderstand und als Wärmekapazität wir  kende Masse des     Bimetallschalters    31 bestimmt. Nach  dem     Wiedereinschalten    folgen dann periodisch weitere  gleichartige Regelspiele.  



  In der Stellung     III    der Kontaktkörper 26a und 26b  sind die     Netzanschlüsse    mit den beiden Leitern 28 und  33 verbunden. In diesem Fall wird ebenfalls nur jeweils  während der Halbwellen der Netzwechselspannung, in  denen der Gleichrichter 30 auf Durchlass geschaltet ist,  an eine     Heizwicklung        Leistung    abgegeben, in diesem Fall       jedoch    an die stärkere     Heizwicklung    Y.     Ixte    Steuerwider  stände R1 und     R2    werden ähnlich wie in Stellung     II     beide gespeist. Auf Grund der höheren Heizleistung der  Wicklung 4 ergibt sich jedoch eine höhere mittlere Heiz  kissentemperatur.

    



       4Die        Wicklung    R, die     in    den     Stufen,        III,        IV    und V     mit     eingeschaltet wird, wenn der von dem     Bimetallstreifen     34 gesteuerte Schalter geschlossen ist, dient nur als       Schnellanheizwicklung.    Sie bleibt nur so lange einge  schaltet, bis der     Bimetallschalter    31 erstmalig eine Tem  peratur von 65  C, also einen um eine bestimmte Tem  peraturdifferenz (im vorliegenden Fall 10  C) unter der  Schalttemperatur des     Bimetallschalters    31 liegenden       Temperaturwert    erreicht hat.

   Wenn also bei der Inbe  triebnahme des Heizkissens zuerst die     Stufe        II    und dann  nach einer Weile die     Stufe        III    eingeschaltet     wird,    wird       die        Schnellanheizwicklung    R     überhaupt    nicht     eingeschal-          tet,

      weil der     Bimetallschalter    31     schon    in     der        Stufe        1I    auf  seine Schalttemperatur von 75  C gekommen ist und       damit    der von dem     Bimetallstreifen    34 gesteuerte Schal  ter schon geöffnet ist,     wenn    die Stufe     III        eingeschaltet     wird.

   Es ist in diesem Zusammenhang darauf hinzuwei  sen, dass die Temperatur, bei der der von dem Bimetall  streifen 34     gesteuerte    Schalter öffnet, unter der Tempe  ratur liegen muss, bei der der von dem     Bimetallstreifen     32     gesteuerte    Schalter nach der Abkühlungsperiode  eines Regelspiels wieder einschaltet.     Zweckmässig.    sollte  zwischen dieser     Wiedereinschalttemperatur    und der       Öffnungstemperatur        dies    von dem     Bimetallstreifen    34    gesteuerten Schalters ein Sicherheitsabstand von etwa  5  C liegen.

   Beispielsweise könnte also im vorliegenden  Fall bei einer (Aus-) Schalttemperatur des von dem Bi  metallstreifen 32 gesteuerten Schalters von 75  C und       @eine2        Öffnungstemperatur    dies von dem     Bimetaustreifen     34 gesteuerten Schalters von 65  C die     Wiedereinschalt-          temperatur    des von dem     Bimetallstreifen    32     gesteuerten     Schalters bei etwa 70  C liegen.

   Die     Schnellanheizwick-          Jung    R wird dazu verwendet, um bei Inbetriebnahme des  Heizkissens für den Fall, dass unmittelbar eine der     höhe-          (um        Schaltstufen        III,        IV    oder V     eingeschaltet    wird,     ein     sehr schnelles Aufheizen des Heizkissens zu     bewirken.     Die Nennleistung dieser Wicklung R liegt daher erheb  lich höher als die Nennleistungen der Wicklungen X und  Y.

       Beispielsweise        kann    die     Nennleistung    .der Heizwick  lung X 20 W,     die    der     Heizwicklung    Y 40 W und     die    der  Heizwicklung R 70 W sein. Als Nennleistung wird hier  bei die Leistung bei einem unmittelbaren Anschluss der  Wicklungen an ein Wechselstromnetz von z. B. 220 V  bezeichnet.  



  In der Stellung IV der beiden Kontaktkörper 26a  und 26b sind die Netzanschlüsse mit dem Leiter 28 und  der Parallelschaltung der Leiter 29 und 33 verbunden.       In    diesem Fall wird ebenfalls nur jeweils während der  Halbwellen der Netzwechselspannung, in denen der  Gleichrichter 30 auf Durchlass geschaltet ist, an die       'Heizwicklungen    X     und    Y Leistung abgegeben.

       Gleich-          zeitig        wird    in     gleicher        Weise    wie bei den     Stellungen        II     und<B>IR</B> bei     den        Halbwellen,    bei denen     sich    der     Gleich-          #richter    30 im Sperrzustand     befindet,    der     Steuerwider-          istand    R2 des     Binnetallschalters    31     aufgeheizt,        während     ,

  der     Steuerwiderstand        R1        in.    dieser     Stellung    IV stromlos       bleibt.     



  Schliesslich werden in der Stellung V der Kontakt  körper 26a und     26b,die    beiden     Heizwicklungen    X und Y       unmittelbar    an die Netzanschlüsse gelegt und dement  sprechend, im Gegensatz zu den Stellungen     1I    und     III     und IV, sowohl während der positiven wie auch wäh  rend der negativen Halbwellen der Wechselspannung  mit Heizstrom     beaufschlagt.    Die Steuerwiderstände R1  und R2 sind in dieser Stellung V nicht eingeschaltet.

   In  diesem Fall wird also die zur Steuerung des Bimetall  schalters 31 notwendige Wärmeleistung allein von den       Heizwicklungen    X und Y     geliefert.    Die Temperatur des       Heizkissens    ist demnach in dieser Stellung V gleich der  Schalttemperatur des     Bimetallschalters    und damit gleich  75  C.  



       Sri        einem        Aus±ührungsbeispiel    des     beschriebenen          Heizkiss.ens        wurden    die     Heizwicklungen    X zu 2400 Ohm;  Y zu 1200 Ohm und R zu     7000hm    und die     beiden        Steu-          jerwiderständle        R1    und R2 zu je 18     kOhm        ;gewählt.    Als  Gleichrichter 30 wurde     eine        Siliziumdiode    vom Typ A  13 M2 verwendet.

   Zu erwähnen ist noch, dass ferner  ein Sicherheitsschalter 35 mit einem bei 95  C öffnen  den     Bimetallschalter    in dem Ausführungsbeispiel einge  baut ist. Dieser dient zur Abschaltung des Heizkissens,  wenn der     Bimetallschalter    31 versagt und sich die Tem  peratur des Heizkissens unzulässig auf über 95  C er  höht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCHI Bimetallschalter, dessen Schalttemperatur mittels einer von einem Steuerstrom gespeisten Heizvorrichtung -veränderbar ist, mit mindestens einem Bdlmetallstreifen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oder den Bimetallstreifen (5, 6) und der Heizvorrichtung (4a, 4b; 2, 3, 24) eine sowohl als Wärmewiderstand als auch als Wärmekapazität wirkende Masse (1) angeordnet ist, die ,grösser als die Masse des bzw. der Bilmetallstreifen ,(5, 6) ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Bimetallschalter nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die als Wärmewiderstand und als Wärmekapazität wirkende Masse (1) mindestens drei mal so gross ist wie die Masse ,des bzw. ,der Bimetall- streifen (5, 6). z. Bimetallstreifen nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die als Wärmewiderstand und als Wärmekapazität wirkende Masse (1) grösser als das Zehnfache der Masse des bzw. der Bimetallstreifen (5, 6) ist.

   3. Bimetallschalter nach Patentanspruch I, dadurch ,gekennzeichnet,dass adle spezifische Wärme der als Wär mewiderstand und als Wärmekapazität wirkenden Masse (1) bei 20 C über 0,15 cal/g C liegt. 4. Bimetallschalter nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitzahl der als Wärme widerstand und als Wärmekapazität wirkenden Masse (1) bei 20 C unter 10 kcal/mh C liegt.

   5. Bimetallschalter nach Unteranspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die als Wärmewiderstand und als Wärmekapazität wirkende Masse (1) aus Kera mik besteht. 6. Bimetallschalter nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die als Wärmewiderstand und als Wärmekapazität wirkende Masse Teil der Befestigung des bzw. der Bimetallstreifen ist. 7. Bimetallschalter nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die als Wärmewiderstand und als.

   Wärmekapazität wirkende Masse (1) mit Befestigungs mitteln (7, 8, 15, 16, 17, 18, 22, 23) dies bzw. der Bi- nnetallstreäfen. und über diese miit idem bzw. den Bimetall- streifen (5, 6) selbst in Verbindung steht.

   B. Bimetallschalter nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Bimetallstreifen (5, 6) an der als Wärmewiderstand und als Wärmekapazität wirkenden Masse (1) befesfgt .ist (sind). 9. Bimetallschalter nach Unteranspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die als Wärmewiderstand und als Wärmekapazität wirkende Masse (1) das Gehäuse des Bimetallschalters oder Teile davon bildet.

   10. Bimetallschalter nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung im Innern des Gehäuses in Abstand von der bzw. den Befestigungsstel len des bzw. der Bimetallstreifen angeordnet ist und mit der als Wärmewiderstand und als Wärmekapazität wirkenden Masse in wärmeleitender Verbindung steht. 11. Bimetallschalter nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung in die Gehäu sewand eingelassen ist. 12. Bimetallschalter nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (4a, 4b; 2, 3, 24) an der Aussenwand des Gehäuses angebracht ist.

   13. Bimetallschalter nach einem der Unteransprü che 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Heiz- vorrichtung einen oder mehrere ohmsche Widerstände (4a, 4b) umfasst.

   14. Bimetallschalter nach Unteranspruch 13, da- !durch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung zwei oder mehr ohmsche Widerstände (4a, 4b) umfasst, die in verschiedenen Abständen von der bzw. den Befesti gungsstellen (8, 16) des bzw. der Bimetallstreifen (5, 6) am Gehäuse (1) bzw. in der Gehäusewand angebracht sind.

   15. Bimetallschalter nach Unteranspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) von einem Band (2) vorzugsweise aus Metall umfasst ist und an dem Band eine oder mehrere Halterungen (3) für den bzw. die ohmschen Widerstände (4a, 4b) angebracht sind. 16. Bimetallschalter nach Unteranspruch 15, da durch gekennzeichnet, dass die Halterungen (3) aus Me tall bestehen und jeweils den zu halternden Widerstand (4a, 4b) vollständig umgeben.

   PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung eines Bimetallschalters nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Bimetallschalter mit nichtsteuerbarer Schalt temperatur und mit mindestens einem, in einem Gehäuse oder einem Rahmen (1) angeordneten Bimetallstreifen aussen am Gehäuse bzw. am Rahmen als Heizvorrich- itung ein oder mehrere ohmsahe Widerstände (4a, 4b) angebracht werden, so dass das zwischen dem bzw. den ohmschen Widerständen und dem bzw.

   den Bimetall streifen liegende Gehäuse bzw. der Rahmen die als Wär mewiderstand und als Wärmekapazität wirkende Masse bildet. UNTERANSPRüCHE 17. Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch ge- ,kennzeichnet, dass als Bimetallsahalter mit nicht steuerbarer Schalttemperatur solche mit einem Gehäuse bzw. einem Rahmen aus Keramik oder einem anderen Stoff mit einer Wärmeleitzahl unter 10 kcal/mh C bei 20 C verwendet werden. 18.

   Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Anbringung des bzw. der ohm- ischen Widerstände am Gehäuse bzw. Rahmen ein Band @(2), vorzugsweise ein Metallband, verwendet wird. 19.

   Verfahren nach Unteranspruch 18, dadurch ge kennzeichnet, dass an dem Band eine oder mehrere Hal- iterungen (3), vorzugsweise aus Metall, für den bzw. die ohmschen Widerstände (4a, 4b) angebracht werden, die vorzugsweise jeweils den zu halternden Widerstand voll ständig umgeben. 20.

   Verfahren nach Unteranspruch 17 und 18, da durch gekennzeichnet, dass das Band so angebracht wird, dass es das Gehäuse bzw. den Rahmen und den bzw. die Widerstände umfasst und die letzteren auf die Keramik bzw. den anderen Stoff drückt, und dass das Band entweder selbst aus elektrisch nichtleitendem Ma terial besteht oder an den Stellen, wo es auf die Wider stände drückt, mit einer Zwischenlage aus elektrisch iso lierendem Material versehen wird. PATENTANSPRUCH III Verwendung eines Bimetallschalters nach Patentan spruch I für Wärmeapparate mit elektrischer Beheizung. UNTERANSPRÜCHE 21. Verwendung nach Patentanspruch III für Haus haltgeräte mit elektrischer Beheizung. 22.

   Verwendung nach Unteranspruch 21 für elek trische Heizkissen.