DE2154420B2 - Waermeempfindlicher schaltgeber - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen wärmeernpf'indlidien Schallgeber für elektrische Gerate, insbesondere für Brotröster, bestehend aus einem Bimetallelement, dessen gestreckter, aus einem Material mit großem Wärmeausdehungskoeffizienten bestehender Teil sich infolge einer Temperaiuränderung langt oder verkürzt, durch seine Längenveränderung Schaltfunktionen veranlaßt und sich parallel /u einer zu erwärmenden Fläche über diese hinweg erstreckt.

Ein derartiger wärmeempfindlicher Schallgeber ist aus der US-PS 30 04 129 bekannt; er besteht aus einem Rahmen mit zwei parallelen Siegen, die über in ihrer Mitte knickbare Verbindungsstreben verbunden sind. Die Stege sind darüber hinaus noch mit parallelen Drähten verbunden, die ;aus einem Material mit großem Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehen. Die Knickpunkte 'η der Strcbenm tte wirken mittelbar au'" einen Schalter ein. Der Schallgeber wirkt nach An eines Überiotpunktschaliers. Bei einer gewissen Länging der temperaturempfindlichen Drähte springen die Sueben zurück, so daß sich der elektrische Schalter schließen kann. Die Schaltfunktion läßt sich dadurch zwar schlagartig ausüben. Der zum Betrieb des .Schaltgebers erforderliche Aufwand ist aber ganz beträchtlich, weil < >s nicht unerhebliche Kräfte zu bewältigen sind.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen wärmeempfindlichen Schaltgeber für elektrische Geräte zu schaffen, mit dem es möglich ist, die Temperatur einer sich erwärmenden Fläche über die Fläche hinweg allein mit Hilfe eines zweiteiligen Bimetallelementes zu ertasten und von diesem Ertastvorgang dann Schaltvorgänge abzuleiten.

Die gestellte Aufgabe ist bei einem wärmeempfindli chen Schaltgeber der eingangs erwähnten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Bimetallelement aus einem federnden, bogenförmig gekrümmten Stab aus einem Material mit verhältnismäßig geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, zwischen dessen Stabenden das wärmeempfindliche Teil als Sehne eingespannt ist, und daß ein Ende des Bimetallelementes mit dem Gestell des Gerätes verbunden ist, während das entgegengesetzte, bei Temperaturändeningen Bewegungen ausführende Ende Schalt vorgänge auslöst.

Der als Sehne zwischen den Stabenden eingespannte wärmeempfindliche Teil kann dabei als Dnihi oder Band ausgebildet sein, welches eine nur sehr geringe Dicke aufweist, womit die Wärmekapazität sehr gering ist. Änderungen in der Umgebungstemperatur werden die Temperatur des als Sehne ausgespannten Teiles deshalb sehr schnell beeinflussen und dadurch Langen Veränderungen verursachen, die d;:s frei bewegliche Ende Hes Bimetallelementes befähigen. Schaltvorgänge auszulösen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Bimetallelement an dem festgelegten Ende an einem starren Arm angeordnet sein, der seinerseits wieder teilweise als Bimetallelement ausgebildet sein kann. Auf diese Weise ist es möglich. .Stellungskorrekturen des freien Bimetallendes herbeizuführen während der Zeit, während der das Gerätegehäuse noch nicht auf Betriebstemperatur ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine schemaiische Darstellung eines Bimetallelcmcntes nach der Erfindung für einen Brotröster.

F i g. 2 ebenfalls eine schemaiische Darstellung einer einfachen Arretiervorrichtung, die durch das wärmeempfindliche Element nach F i g. 1 betätigt werden kann.

F i g. 3 zum Teil eine Ansicht und zum Teil einen Schnitt durch einen Brotröster mit einem wärmeempfindlichen Element mit einem Einstell- und Beilienungsmechanismus.

In Fig. 1 ist auf schematische Weise ein Brotröster dargestellt, bei dem sich das Bimetallelement 1 parallel zu einer in den Brotröster gesteckten Brotscheibe erstreckt. Das Bimetallelement 1 besteht aus einem federnden, bogenförmig gekrümmten Stub 3. zwischen dessen Enden ein dünner Streifen 4 als Sehne gespannt ist.

Der Stab 3 kann beispielsweise aus einer Nickel-Eisenlegierung bestehen, wie diese unter dem Namen Invar bekannt ist und die einen sehr geringen Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Der dünne Streifen bzw. Draht 4 kann aus einem Material mit einem großen Ausdehnungskoeffizienten bestellen, wie Messing oder einer Ch ro 111-N icke I leg ie rung.

Das eine Ende 5 des Bimeiallelementes 1 ist mit dem Gestell des Brotrösters fest verbunden. Das andere Ende 6 hingegen ist frei beweglich. Während des Röstvorganges wird sich der Streifen 4 infolge der Wärmeentwicklung der nicht dargestellten Erhitzungselemcnte längen, wodurch sich der Stab 3 strecken kann. D₁]S Ende 6 bewegt sich dabei aufwärts. Diese

Bewegung des Endes 6 wird dazu benutzt, die Arretiervorrichtung 2 zu betätigen, wie beispielsweise in Fig·2 dargestellt ist. Mit Hilfe dieser Arretiervorrichtung wird der Schlitten 7, auf dem die Brotscheibe ruht, in der unteren dargestellten Lage gehalten. Wenn sich das Ende 6 in einem bestimmten Augenblick weit genug angehoben hat, wird die Arretiervoi richtung entkuppelt, wodurch der Schlitten unter den Einfluß der durch 8 angedeuteten Federn nach oben gedrückt wird. Gleichzeitig wird das Erhitzungselement ausgeschaltet, und die geröstete Brotscheibe kann dem Apparat entnommen werden. Die Wärmekapazität des Streifens 4 ist so gering, daß bereits unmittelbar nach dem Ausschalten des Erhitzungselementes der Streifen 4 in seiner Länge abnimmt und das Ende 6 deutlich wahrnehmbar sich nach unten bewegt. Außerdem hat eine neue Brotscheibe, die unmittelbar nach dem vorhergehenden Röstvorgang in den Brotröster gegeben wird, einen deutlich kühlenden Einfluß auf das sich unmittelbar daneben erstreckende Bimcvallelement. Die Abkühlung des wärmeempfindlichen Elementes 1 erfolgt so schnell, daß der Brotröster kontinuierlich benutzt werden kann und zwischen zwei Röstvorgängen zum Abkühlen des Elementes keine Pause eingelegt zu werden braucht.

Die Arreticrvorrichtung kann nun sehr einfach ausgebildet sein, wie dies beispielsweise in F i g. 2 dargestellt ist. Dabei drückt das Ende 6 des ßimetallclemenics bei der Aufwärtsbewegung gegen den horizontalen Schenkel 27 eines Kniehebels 112. Dadurch wird der horizontale Schenkel 13 eines zweiten Kniehebels

12 vom hakenförmigen Ende 10 des vertikalen Schenkels 9 des Kniehebels 12 frei. Die Kräfte, welche die Zugfeder 15 und der mit dem Brotschlitten 7 verbundene Schenkel 16 auf den Kniehebel 12 ausüben. lassen den Kniehebel 12 kippen, wodurch der Schenkel 16 vom hakenförmigen Ende 17 des vertikalen Schenkels 14 frei wird. Der Schlitten wird danach durch Federkraft nach oben gedruckt. Wenn aufs neue eine oder mehrere zu röstende Brotscheiben auf den Schlitten gelegt sind, wird dieser von Hand nach unten gedruckt, wonach in einem bestimmten Augenblick der Teil 16 des Schlittens gegen den horizontalen Schenkel

13 stößt, wodurch der Kniehebel 12 verdreht wird, bis der horizontale Schenkel 13 hinter das hakenförmige Ende 10 des inzwischen durch Abkühlung des Bimetallelementes 1 in die dargestellte Lage zurückgekehrten Kniehebels 112 hakt. Wird der Schlitten nun losgelassen, so hakt der Schenkel 16 wieder hinter das hakenförmige Ende 17 des Kniehebels 12, wodurch der Schlitten in der unteren Lage, wie dies in F i g. 1 dargestellt ist, festgehalten wird. Die Ausschwenkungen der Kniehebel 112 und 12 werden durch die <\nschlage 18 und 19 begrenzt.

Der Schenkel 16 des Schlittens ist mit einem Schalter gekuppelt, wodurch bei der Abwärtsbewegung des Schlittens das Erhitzungselement ausgeschaltet wird und bei der Abwärtsbewegung eingeschaltet wird.

Infolge der großen Ausschwenkung des Bimelallclcmentes 1 und weil diese Ausschwenkung kontinuierlich in derselben Richtung verläuft, solange das Erhitzungselcment eingeschaltet ist. läßt sich auf einfache Weise ein Anzeiger anbringen, der anzeigt, wie weit der Röstvorgang fortgeschritten ist. Bei der Ausführungsform, wie sie in Fi g. 2 dargestellt ist, ist der Kniehebel fts 112 mit einem Zeiger 20 gekoppelt, dessen Ende durch die öffnung 21 in der Wand 22 des Brotrösters herausraet. Der Zeiger ist um den Punkt 23 drehbar. Die Kupplung mit dem Hebel 112 kann beispielsweise mit Hilfe eines Stiftes 23 hergestellt werden, der am Ende des vertikalen Schenkels 9 befestigt ist und der in einen nahe bei dem Drehpunkt 23 liegenden Schlitz 25 des Zeigers ragt. Der Zeiger, der sich über eine Skala 26 bewegt, stellt auf diese Weise verrößert die Bewegung des Binietallelementes dar und zeigt folglich das Ausmaß, in dem der Röstvorgang fortschreitet, an.

Fig. 3 zeigt, wie die Einklemmung des Endes 5 auf einfache Weise zu verwirklichen ist. Das Bimetallelement erstreckt sich längs des Röstraumes, der durch die Erhiizungselemente 31 und die Wände 32 und 33 begrenzt wird. Das Bimetallelement ragt mit seinen Ender, durch Öffnungen in diesen Wandteilen 32 und 33 hindurch, wobei die Enden 5 und 6 außerhalb des Röstraumes liegen. Das Ende 5 ist mit einem starren, abwärts gerichteten Arm 30 versehen, durch den ein von außen her betätigbarer Bolzen 35 hindurchgesteckt ist. Ein Ende des Bolzens 35 ist mit Gewinde im Wandteil 32 gehalten.

Ein anderes Ende 36 des Bolzens 35 ist sechskantig oder hat eine andere, nicht runde Form. Dieses Ende 36 befindet sich in einem Hohlraum 37 des zjlinderförmigen Teils 38 eines Knopfes 39. Der Hohlraum 37 hat eine dem Ende 35 entsprechende Form, so daß der Knopf in Längsrichtung gegenüber dem Bolzen 35 beweglich ist. wohingegen der Bolzen 35 und der Knopf 39 nicht gegenüber einander verdreht werden können. Der Knopf 39 ist in der Außenwand 40 des Brotrösters drehbar gelagert. Das Ende des zylinderförmigen Teils 38 des Knopfes ist mit durch Einschniue getrennten federnden hakenförmigen Nasen 41 versehen, die hinter den Teil 36 des Bolzens 35 haken. Der starre Arm 30 wird durch eine Feder 42 gegen diese hakenförmigen Nasen 41 gedrückt. Durch Verdrehung des Knopfes 39 kann die Lage des starren Armes 30 und folglich des Binietallelementes geändert werden. Auf diese Wci.ie ist der Braunungsgrad des zu röstenden Brotes kontinuierlich und sehr genau einstellbar. Durch Eindrücken des Knopfes 39 läßt sich ohne Verdrehung des Bolzens i5 der starre Arm 30 entgegen der Wirkung der Feder 42 verschieben, so daß das Ende 6 des Bimetallelementes 1 nach oben gbraehl wird und folglich in jedem beliebigen Augenblick während des Röstvorganges dieser Prozeß beendet werden kann. Zur Einstellung des Bimeiallelcmentcs 1. beispielsweise während der Herstellung, kann der Knopf 39 entfernt und der Bolzen 35 gesondert verdreht werden.

Aul das Ende 5 (F i g. 3) drückt eine Blattfeder 43. die an der Wand 32 befestigt ist. Diese Blattfeder 43 hält das Ende 5 an seinem Platz, verhindert jedoch nicht das Verdrehen des Bimetallelemente'· 1 um das Ende 5.

Der starre Arm 30 kann völlig oder teilweise als Bimetallelement ausgebildet sein, wodurch eine zusätzliche automatische Einstellung des Binietallelementes 1 erhalten werden kann. Dies ist beispielsweise anwendbar, falls die ersten BrotK:'^Koiben, die im Brotröster geröstet werden, während der Anwärmphase des Apparates einen anderen Bräunungsgrad aufweisen als bei derselben Stellung des Einstellknopfes 39 erhalten wird, wenn der Apparat bereits einige Zeit im Gebrauch ist und der ganze Apparat eine nahezu konstante Betriebstemperatur erreicht hat.

In Fig.J ist der Bimetallicil des starren Armes durch 30 angedeutet. 1st die Situation dcart. daß die ersten Brotscheiben, die im Brotröster geröstet werden, zu lange geröstet werden und folglich eine zu dunkle Farbe haben, weil das Bimetallelement z. T. noch auf die

anfangs noch zu niedrige Temperatur des Apparates reagiert, so wird das Bimetall derart ausgebildet sein, daß bei zunehmender Temperatur des Apparates infolge der Krümmung des auf diese Temperatur reagierenden Bimetalls das Bimetallelement 1 derart gedreht wird, daß das Ende fe vom ! bewegt wird. Auf diese Weise wird scher Ausgleich für Temperatur Apparat erhalten, welche Schwanku lcn des Bimciallelemenies beeinfluss

Hici/u 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. WärmeempFindlicher Schaltgeber für elektrische Geräte, insbesondere für Brotröster, bestehend aus einem Bimetallelement, dessen gestreckter, aus einem Material mit großem Wärmeausdehnungskoeffizienten bestehender Teil sich infolge einer Temperaturänderung längt oder verkürzt, durch seine Längenveränderung Schaltfunktionen veranlaßt und sich parallel zu einer zu erwärmenden Fläche über diese hinweg erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallelement (1) aus einem federnden, bogenförmig gekrümmten Stab (3) aus einem Material mit verhältnismäßig geringem Wärmeausdehungskoeffizienten besteht, zwischen dessen Stabenden ^5, 6) das wärmeempfindliche Teil (4) als Sehne eingespannt ist, und daß ein Ende (5) des Bimelallelemcntcs (I) mit dem Gestell des Gerätes verbunden ist. während das entgegengesetzte, bei Temperaturänderungen Bewegungen ausführende Ende (6) Schaltvorgänge auslöst.

2. Wärmeempfindlicher Schaltgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetallelement am Ende (5) an einem starren Arm (30) angeordnet ist, der seinerseits am Gerätegestell befestigt ist.

3. Wärmeempfindlicher Schaltgeber nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (30) wenigstens teilweise .ils Bimetallelement ausgebildet ist.

4. Wärmeempfindlicher Schaltgeber nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Arm des Bimetallelementes (1) mit Hilfe eines Schraubbol/.cns am Gestell befestigt ist. mit dem das Bimetallelement (1) gegenüber dem Gestell verschiebbar ist.