CH651436A5

CH651436A5 - Temperaturregler fuer elektrowaermegeraet.

Info

Publication number: CH651436A5
Application number: CH10340/79A
Authority: CH
Inventors: Gerhard Goessler; Robert Kicherer
Original assignee: Ego Regeltech
Priority date: 1978-11-21
Filing date: 1979-11-20
Publication date: 1985-09-13
Also published as: DE2850389A1; YU284379A; SE7909550L; DE2850389B2; SE437107B; IT7927451A0; AT382998B; AU5286079A; FR2442474B1; DE2850389C3; ES486141A1; AU518044B2; GR65200B; JPS6318206B2; GB2040574B; GB2040574A; IT1126356B; YU41191B; JPS5582315A; ATA740179A

Description

Die Erfindung betrifft einen Temperaturregler an einem Elektrowärmegerät mit einem Ausdehnungsglied, das mit einem Temperaturfühler am Elektrowärmegerät in Verbindung steht und mit einem elektrowärmegerät-heizungsstrom-abhängigen Ausdehnungsélement, wobei das Ausdehnungselement und das Ausdehnungsglied auf einen elektrischen Schalter einwirken und mit einem die Beheizung des Ausdehnungselementes beeinflussenden Kontakt.

Ein derartiger Temperaturregler ist aus der DE-PS 19 20 551 bekannt geworden. Bei diesem Regler ist dem Ausdehnungsglied, einer hydraulischen Ausdehnungsdose, die über ein Kapillarrohr mit einer Fühlerdose in Verbindung steht, ein Ausdehnungsstab zugeordnet, der eine Quantelung, d.h. eine Regelung durch Ein- und Ausschalten des Elektrowärmegerätes bewirkt. Es ist dort ein Zusatzkontakt vorgesehen, der von dem Reglergestänge bei Einschalten einer hohen Leistung manuell betätigbar ist und bei dieser Leistung eine Zusatzbeheizung des Ausdehnungselementes bewirkt. Auf diese Weise wird eine weichere Regelung im oberen Leistungsbereich erzielt und im unteren Leistungsbereich wird eine schnellere und genauere Ansteuerung des eingestellten Temperaturwertes sichergestellt. Da aber das Ausdehnungselement schon beim ersten Einschalten der Kochplatte beheizt wird, wirkt der von ihm stammende Anteil am Weg des Ausdehnungsgliedes in Richtung auf eine zu frühe Aus- . schaltung des Elektrowärmegerätes. Bei Elektrowärmegeräten mit grosser Wärmekapazität ist dies nicht so kritisch, weil der entstehende Temperatursprung meist durch «Überschiessen» relativ schnell erreicht werden kann. Bei Elektrowärmegeräten, insbesondere Kochplatten mit geringer Wärmekapazität, also beispielsweise Glaskeramikkocheinheiten oder dergleichen, muss sich ein solcher Regler erst langsam auf die Solltemperatur «hochquanteln».

Es ist ferner aus der DE-PS 19 20 553 ein Temperaturregler bekannt geworden, bei dem ein in Abhängigkeit von der Einschaltung des Elektrowärmegerätes beheizbarer Ausdehnungsraum vorhanden ist, der über ein Ausdehnungsglied auf den Schnappschalter zusätzlich zu der Ausdehnung durch den Temperaturfühler einwirkt. Hierbei treten jedoch die gleichen Probleme auf, wie sie vorstehend geschildert wurden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Temperaturfühler der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, der eine sehr schnelle Ansteuerung der Solltemperatur ermöglicht und trotzdem die Einhaltung dieser eingestellten Temperatur durch relativ gleichmässige Quantelung sicherstellt.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Die Quantelung ist also während der Aufheizphase ausgeschaltet und wird erst im Bereich der Solltemperatur, und zwar vorzugsweise kurz vor dem Erreichen dieser Temperatur automatisch vom Ausdehnungsglied zugeschaltet. Die Aufheizung geht also so schnell wie bei einem nicht gequantelten Temperaturregler, der jedoch insbesondere bei geringer thermischer Kopplung zwischen ihm und der Beheizung der Kochplatte wesentlich grössere Regelabweichungen hat.

Aus diesem Grunde ist der vorliegende Temperaturregler ganz besonders für die Kontaktbeheizung von Glaskeramikplatten geeignet, bei der wegen der geringen Querleitung der Glaskeramik ein an dieser anliegender Temperaturfühler schlecht an die Beheizungstemperatur gekoppelt ist und eine verhältnismässig hohe thermische Rückführung in der Grös-senordnung von 25% benötigt. Bestrebungen, durch diese hohe thermische Rückführung Temperaturregler zu schaffen, die bei Glaskeramikplatten zufriedenstellend arbeiten, führten dann aber wieder dazu, dass die Verwendung dieser Temperaturregler bei normalen Gusskochplatten schlechte Ergebnisse lieferte, und zwar insbesondere wegen der verfrühten Abschaltung des Reglers beim Aufheizen. Durch die Erfindung wird dagegen ein Temperaturregler geschaffen, der sowohl bei Elektrowärmegeräten mit geringer thermischer Rückkopplung zum Fühler als auch bei solchen mit höherer thermischer Rückkopplung einwandfrei einsetzbar ist. Dies stellt einen grossen Vorteil dar, weil mit einer Reglerbauart alle Bedingungen erfüllt werden können. Die automatische Anpassung dieses Temperaturreglers an alle Gegebenheiten ist sogar so gut, dass der Temperaturregler trotz der extrem unterschiedlichen Gegebenheiten bei Glaskeramikkochplatten und Gusskochplatten sogar mit dem gleichen Einstellknebel, d.h. der gleichen Skalierung verwendet werden kann.

Die Verwendung eines Schnappschalters nach Anspruch 3 schafft den Vorteil, dass mit einem Schalter, der keinen baulichen Mehraufwand gegenüber einem einfachen Schnappschalter hat, der Zusatzkontakt für die Beheizung der thermischen Rückführung geschaltet werden kann. Gegenüber einem sogenannten Zweikreisregler nach der DE-PS 19 20 551 braucht also nur noch der beheizte Ausdehnungs-

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räum vorgesehen zu werden, der nach den Ansprüchen 4 bis 7 einfach und ohne thermische Beeinflussung des übrigen Temperaturreglers aussen an diesen angehängt werden kann.

Weitere Vorteile und Merkmale von besonderen Ausführungsarten der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 ein Schaltbild des Temperaturreglers und einer Kochplatte,

Fig. 2 einen mittigen Längsschnitt durch den Temperaturregler,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Temperaturreglers, in Richtung des Pfeils II in Fig. 4 gesehen und

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2.

Der in der Zeichnung dargestellte Temperaturregler 11 besitzt ein aus Isoliermaterial, beispielsweise Kunststoff oder Steatit, bestehendes Sockelteil 12, das die Form einer rechteckigen Platte hat, die quer zu einer ein Stellglied für den Temperaturregler bildenden Welle 13 angeordnet ist, die einen strichpunktiert dargestellten Einstellknopf 14 trägt. In Achsrichtung der Welle sind die Abmessungen des Sockelteils 12 wesentlich geringer als in den übrigen Richtungen.

Das Sockelteil 12 besitzt an der von dem Einstellknopf 14 entfernt liegenden, bedienungsfernen Seite 15 zwei Ausnehmungen 16, 17. Durch die Ausnehmung 16 ragt die Welle 13 hindurch, die einen Schaltnocken 18 eines Nockenschalters 19 trägt. Zu dem Nockenschalter 19 gehören Kontaktfedern 20, 21, die zusammen mit entsprechenden Gegenkontakten einen Signalkontakt für eine mehreren Kochplatten gemeinsame Signallampe 66 und eine allpolige Abschaltung in ausgeschaltetem Zustand des Temperaturreglers bilden. An den Kontaktfedern 20,21 und den Gegenkontakten sind Steckfahnen 25 vorgesehen, die die Form von Flachsteckern haben und zur bedienungsfernen Seite 15 hin aus dem Sockelteil vorstehen.

Die Welle 13 ragt durch eine Einstellmutter 26 hindurch, die mit einem auf dem Mittelabschnitt der Welle 13 vorgesehenen Linksgewinde zur Axialverstellung der Welle bei Drehung des Einstellknopfes 14 zusammenwirkt. Die Einstellmutter 26 ist durch einen Befestigungsbügel 28, der auch die Befestigung des Temperaturreglers an einer nicht dargestellten Einbaublende eines Elektrokochgerätes ermöglicht, in ihrer Stellung festgelegt.

In der Ausnehmung 17 des Sockelteils 12 ist ein Schnappschalter 32 angeordnet, der sich längs einer Seitenlinie des Sockelteils nahezu über dessen gesamte Breite erstreckt. Der Schnappschalter 32 besitzt eine Schnappfeder 33, die an ihren beiden Enden Kontakte 22,35 trägt. In Fig. 4 liegt der Kontakt 35 unter der Schnappfeder und arbeitet mit einem, ebenfalls darunter liegenden Gegenkontakt zusammen, während der Kontakt 22 mit einem oberhalb der Schnappfeder liegenden Gegenkontakt 34 zusammenwirkt. Gegenanschläge zur Begrenzung des Schnappfederweges sind nicht dargestellt.

Die Schnappfeder 33 besitzt ausgeschnittene Federzungen 36, die aufeinander zu gerichtet sind und unter Vorspannung an Stützlagern 37 abgestützt sind.

Zwischen den beiden Stützlagern 37, die durch die Federzungenausschnitte hindurchragen, besitzt die Schnappfeder 33 eine Brücke, die den ausgeprägten Betätigungsdruckpunkt 40 des Schnappschalters trägt.

An der bedienungsfernen Rückseite 15 des Sockelteils 12 ist ein Reglerabschnitt 41 vorgesehen, der von einer Ausdehnungsdose 42 und einem Übertragungshebel 43 gebildet wird. Der Übertragungshebel ist an seinem einen Ende am Sockelteil 12 festgelegt. Dieses Ende des aus gut federndem Blech bestehenden Übertragungshebels wirkt als eine sehr kräftige

Blattfeder, über die der im übrigen durch Abkippung der Seiten versteifte Übertragungshebel scharnierartig mit dem Sok-kelteil verbunden ist.

An dem der Befestigung gegenüberliegenden Ende trägt der Übertragungshebel ein isolierendes Druckstück 46, das auf den Druckpunkt 40 der quer zur Längserstreckung des Übertragungshebels angeordneten Schnappfeder 33 einwirkt.

Zwischen den Übertragungshebel 43 und der Rückseite des Sockelteils 12 bzw. der Isolierplatte 45 ist die Ausdehnungsdose 42 unmittelbar angrenzend an den Übertragungshebel 43 angeordnet und an diesem befestigt. Dazu dient ein hohlnietartiges, an der in Fig. 1 oberen Membran der Ausdehnungsdose festgeschweisstes oder festgelötetes Anschlussstück 47, in das ein Kapillarrohr 48 eingelötet ist. Im Bereich des Anschlussstückes 47 ist der Übertragungshebel an der Ausdehnungsdose angeschweisst oder angelötet.

Auf die hohle Seite der hütchenartig ausgebildeten Ausdehnungsdose wirkt eine in die Welle 13 eingepresste Kugel ein. Es ist zu erkennen, dass durch die Blattfederwirkung des Übertragungshebels 43 ständig ein kräftiger Kontaktdruck zwischen der Welle 13 und der Ausdehnungsdose 42 und zwischen dem Druckstück 46 und dem Druckpunkt 40 des Schnappschalters aufrechterhalten wird.

Insbesondere aus den Fig. 2 und 3 ist zu erkennen, dass das Reglerteil 41 wesentlich schmaler ist als das Sockelteil 12 und mittig in Längsrichtung des Sockelteils 12 an dessen Rückseite entlang verläuft und etwa noch einmal um die Dicke des Sockelteils gegenüber dieser Rückseite vorspringt. Dieses Reglerteil ist von einer Isolierhaube 51 abgedeckt. Die zahlreichen notwendigen Steckanschlussfahnen 25 sind in dem Bereich der bedienungsfernen Rückseite 15 des Sockelteils 12 angeordnet, der nicht von dem Reglerteil 41 eingenommen wird. Die von der Bedienungsseite hinweggerichteten Steckfahnen stehen also normalerweise nicht über das Reglerteil hinaus.

Wie insbesondere aus Fig. 4 zu erkennen ist, ist parallel zur Längserstreckung des Sockelteils 12 ein Ausdehnungsoder Quantelelement 60 angeordnet, das aus einem rohrför-migen Schnappraum 61 besteht, der von einer Isolierhülse 62 umgeben ist, auf der eine Beheizungswicklung 63 angeordnet ist. Das gesamte Ausdehnungselement 60 ist von einer gitter-bzw. käfigförmigen Abdeckhaube 64 umgeben, deren Gitterform eine gute Belüftung des Ausdehnungselementes sicherstellt. Die Abdeckhaube 64 ist an dem Schaltersockel mittels widerhakenartig wirkender Finger aufgeschnappt.

Der rohrförmige Ausdehnungsraum 61 ist an seiner einen Seite geschlossen, während an seiner anderen Seite zwei Kapillarrohre 48, 65 eingelötet sind. Das Kapillarrohr 48 führt zu dem Ausdehnungsglied in Form der Ausdehnungsdose 42, und das Kapillarrohr 65 führt zu einer Fühlerdose 49 an einer Elektrokochplatte 50. Bei der Elektrokochplatte kann es sich um eine normale Kochplatte mit einem Gusseisenkörper, um eine Glaskeramikkochplatte oder andere Elektrokoch- oder Wärmegeräte handeln.

Das Schaltbild nach Fig. 1 zeigt, dass der Schnappschalter 32 mit seinem Kontakt 35 im kalten, nicht eingeschalteten Zustand der Elektrokochplatte 50 offen ist, während der Kontakt 22 in diesem Zustand geschlossen ist, so dass die Beheizung 63 des Ausdehnungselementes stromlos ist. Die Elektrokochplatte ist einerseits über die Stützlager 37 an die Schnappfeder des Schnappschalters 32 angeschlossen und andererseits über den Kontakt 21 an die andere Netzzuleitung P 2. Zusammen mit dem Verbraucher, also der Elektrokochplatte, wird auch eine Zustandslampe 67 eingeschaltet, die der Hausfrau anzeigt, ob die Kochplatte gerade beheizt wird oder die eingestellte Temperatur erreicht ist.

Die Funktionsweise des Temperaturreglers nach der Erfindung ist wie folgt:

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Wenn der Temperaturregler durch Drehen am Einstellknopf 14 bei kalter Elektrokochplatte eingeschaltet und auf einen bestimmten Temperaturwert eingestellt wird, so werden die Kontakte 20,21 und durch Umschnappen der Schnappfeder der Kontakt 35 geschlossen. Der Heizwiderstand 68 der Elektrokochplatte wird beheizt. Während beim Einschalten der Kontakt 35 geschlossen wurde, wurde der Kontakt 22 fast gleichzeitig geöffnet, da er auf der anderen Seite der Schnappfeder liegt. Der Kontakt 35 ist also unter der Einwirkung durch die Ausdehnungsdose 42 als Ausschalter und der Kontakt 22 als Einschalter konzipiert. Beide Kontakte sind so gegeneinander verjustiert, dass zuerst die Seite mit dem Kontakt 22 schaltet und nach einer gewissen vorgewählten Temperaturdifferenz danach der Kontakt 35.

Während des Anheizens der Elektrokochplatte ist also der Kontakt 22 offen und damit die Beheizung 63 ausgeschaltet. Die Druckdose 42 reagiert also nur auf die Ausdehnung der in der Fühlerdose 49 vorhandenen Ausdehnungsflüssigkeit, die das gesamte hydraulische System, bestehend aus Fühlerdose 49, Ausdehnungsdose 42 und Ausdehnungsraum 61 sowie die diese untereinander verbindenden Kapillarrohre 48, 65 ausfüllt.

Kurz vor Erreichen der eingestellten Solltemperatur schaltet der Kontakt 22 ein, so dass nun die Beheizung 63, die als Spannungswicklung ausgelegt ist, Strom erhält und den Ausdehnungsraum 61 und die darin enthaltene Ausdehnungsflüssigkeit erwärmt. Die Temperaturdifferenz zwischen dem Schalten der Kontakte 22 und 35 liegt vorzugsweise bei 10 bis 18° Spindeldrehwinkel.

Das Volumen des Ausdehnungsraumes ist kleiner als das des Temperaturfühlers 49.

Durch die zwischen dem Ausdehnungsraum 61 und der Beheizung 63 liegende Isolierhülse 62 ist die Wärmekopplung dort relativ indirekt bzw. gering, so dass die beginnende Aufheizung noch keinen grossen Einfluss auf die erstmalige Ausschaltung des Kontaktes 35 hat. Dieser schaltet daher nur relativ kurz unterhalb der Solltemperatur aus, vorzugsweise gerade so viel, dass das «Überschiessen» der Temperatur infolge von Wärmeträgheiten genau die Solltemperatur anzusteuern ermöglicht.

Mit der Öffnung des Kontaktes 35 wird der Verbraucher-Heizwiderstand 68 und die Beheizung 63 ausgeschaltet, so dass nicht nur eine Abkühlung der Elektrokochplatte 50 und damit indirekt auch des Fühlers 49, sondern auch eine 5 Abkühlung des Ausdehnungsraumes 61 einsetzt. Aus diesem Grunde wird, noch bevor der unter Umständen sehr indirekt über den Kochtopf an die Beheizung der Elektrokochplatte gekoppelte Fühler 49 eine Untertemperatur anzeigt, der Raum 61 und die darin enthaltene Ausdehnungsflüssigkeit io sich ausreichend abgekühlt haben, um über die Ausdehnungsdose 42 den Schalter 35 wieder einzuschalten. Dieses Spiel setzt sich fort, so dass der Regler «quantelt», d.h. die Stromzufuhr in Leistungsimpulsen bewirkt, deren relative Einschaltdauer (Verhältnis von Ein- und Ausschaltzeit) von is dem Fühler 49 so geregelt wird, dass eine sehr gleichmässige Beheizung der Elektrokochplatte bzw. des Elektrowärmegerätes ohne starke Überschreitung und Unterschreitung der Solltemperatur möglich ist.

Die dargestellte Ausführungsform mit einem an das 20 hydraulische Fühlersystem angeschlossenen Ausdehnungsraum ist als bevorzugtes Ausführungsbeispiel zu betrachten. Es ist jedoch auch möglich, andere Quantelelemente, beispielsweise beheizte Bimetalle oder Ausdehnungsstäbe einzusetzen, wobei das Quantelelement sich jeweils der jeweiligen 25 Art des Fühlersystems anpassen sollte. Die Ausführung mit einem Doppelschnappschalter, der also an einer Schnappfeder zwei oder mehr Kontakte trägt, ist besonders vorteilhaft und mit geringem Aufwand verbunden. Mit höherem Aufwand wäre es jedoch auch möglich, zwei getrennte Schnapp-30 Schalter zu benutzen. Die Elektrokochplatte ist hier als Kochplatte mit nur einem Heizleiter dargestellt. Durch die besonders weiche Regelung ist es möglich, sowohl bei Glaskeramikkochplatten oder -kochsystemen als auch bei normalen Gusskochplatten mit nur einem Heizleiter bzw. parallel 35 geschalteten Heizleitern auszukommen. Es wäre jedoch auch möglich, die Leistung nochmals zu unterteilen, in dem beispielsweise der Kontakt 22 bei seinem Einschalten bereits einen von zwei Verbraucherheizleitern ausschaltet, so dass dann nur noch einer der beiden Heizleiter «gequantelt» wird.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

651 436 PATENTANSPRÜCHE

1. Temperaturregler an einem Elektrowärmegerät, mit einem Ausdehnungsglied, das mit einem Temperaturfühler am Elektrowärmegerät in Verbindung steht und mit einem elektrowärmegerät-heizungsstromabhängigen Ausdehnungselement, wobei das Ausdehnungselement und das Ausdehnungsglied auf einen elektrischen Schalter einwirken und mit einem die Beheizung des Ausdehnungselementes beeinflussenden Kontakt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (22) vom Ausdehnungsglied (42) derart betätigbar ist, dass die Beheizung (63) des Ausdehnungselementes (61) erst oberhalb einer Temperatur eingeschaltet ist, die in der Nähe der Solltemperatur liegt.

2. Temperaturregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Temperatur um eine vorgegebene Temperaturdifferenz unterhalb der Solltemperatur liegt.

3. Temperaturregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (22) und der das Elektrowärmegerät (50) schaltende wenigstens ein Kontakt (35) je einer der Kontakte eines Schnappschalters (32) ist, dessen Schnappfeder (33) an wenigstens zwei Enden Kontakte (22, 35) trägt, die derart justiert sind, dass sie bei unterschiedlicher Temperatur schalten.

4. Temperaturregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausdehnungselement ein mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllter beheizter Ausdehnungsraum (61) ist, der mit einem mit Ausdehnungsflüssigkeit arbeitenden System in Verbindung steht, das den Temperaturfühler (49) und das damit gegebenenfalls über ein Kapillarrohr (65) verbundene Ausdehnungsglied (42) enthält.

5. Temperaturregler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausdehnungsraum (61) an dem Körper (12) des Temperaturreglers, in einem gegenüber dem Ausdehnungsglied (42) und dem Schalter (32) wärmemässig abgeschirmten, und nach aussen belüfteten Raum vorgesehen ist.

6. Temperaturregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum rohrförmig ausgebildet, über je ein Kapillarrohr (65,48) an dem Temperaturfühler (49) und das Ausdehnungsglied (42) angeschlossen und von einer Isolierhülse (62) umgeben ist, die eine Beheizungswicklung (63) trägt.

7. Temperaturregler nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausdehnungsraum (61) von einer durchbrochenen Abdeckung (64) umgeben ist, die auf den Reglerkörper (12) aufgeschnappt ist.