DE3247028A1 - Temperaturregeleinrichtung fuer ein waermegeraet - Google Patents
Temperaturregeleinrichtung fuer ein waermegeraetInfo
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Description
Temperaturregeleinrichtung fur ein Wärmegerät
Die Erfindung betrifft eine Temperaturregel- bzw. Steuereinrichtung
für ein Wärmegerät mit einem langgestreckten, insbesondere stab- oder rohrförmigen, der Wärme ausgesetzten
Temperaturfühler mit einer an seinem Ende angeordneten
Steuereinrichtung zur Verringerung der Wärmeabgabe des Wärmegeräts, insbesondere mit einem zwischen einem
Strahl heizkörper und einer Glaskeramik-Kochfläche angeordneten
stabförmigen Temperaturfühler und einem von
diesem betätigbaren Schalter. . .
Es ist bereits bekannt (DE-OS 30 97 037), für eine Temperaturbegrenzungse^nrichtung
einen Temperaturfühler zu verwenden, der aus einer Hülse aus Quarzgutglas und einem
innerhalb der Hülse angeordneten metallischen Stab größerer thermischer Ausdehnung besteht. Dieser Stab beauf-
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schlagt mit seinem einen Ende einen Schnappschalter, so
daß bei Erreichen einer bestimmten Temperatur der Schnappschalter betätigt wird. Der Schnappschalter oder ein sonstiger
Schalter sitzt z.B. in einem" Isoliergehäuse aus Steatit, in dem die Kraftübertragungselemente zwischen
dem Metallstab und dem justierbaren Schnappschalter mit seinen elektrischen Zuleitungen untergebracht sind.
Derartige Reglerkonstruktionen sind verhältnismäßig teuer,
aufgrund des Quarzgutrohres und dessen mechanischer Lagerung, aber auch wegen der Gelenkekonstruktion zwischen
dem Fühlerstab und dem Reglerkopf.
Ebenfalls bekannt ist es (DE-OS 31 08 025), einen stabförmigen
Temperaturfühler etwa diagonal über die Heizeinheit einer Glaskeramik-Kochfläche zu führen. Dieser stabförmige
Temperaturfühler besteht aus einer Ausdehnungshülse
aus Metall und einem darin angeordneten Stab aus keramischem Material, der eine geringere thermische Dehnung
hat. Auch dieser Temperaturfühler wirkt auf einen außerhalb des Heizbereiches angeordneten Reglerkopf ein.
Der Grund dafür, daß man derartige Ausdehnungsfühler verwendet, die auf außerhalb des Heizbereiches liegende
Schalter einwirken, liegt darin, daß an der Unterseite der Glaskeramik Temperaturen im Größenordnungsbereich
von etwa 700 0C herrschen, und daß bekannte Bimetall-Schalter
diese Temperaturen nicht aushalten können.
Es ist ebenfalls schon versucht worden (DE-GM 81 09 131),
einen Temperaturfühler außerhalb des beheizten Bereiches
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mit Hilfe eines Koppelbleches an eine aus Glaskeramik
bestehende Kochplatte wä'rmemäßig anzukoppeln. Dabei
handelt es sich jedoch um eine mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllte Fühlerdose, bei der die bei Bimetall-Schaltern
vorhandenen Beschränkungen bzgl . der Temperatur nicht auftreten. Darüber hinaus ist in diesem Fall
eine Ankopplung nur an den Rand der Kochplatte möglich.
Es ist ebenfalls schon vorgeschlagen worden (DE-OS 29 43 922), einen in einem Gehäuse untergebrachten
Bimetall-Schalter am Rand einer die Glaskeramikbeheizung
aufnehmenden Tragschale anzuordnen. Hierbei ist jedoch eine Hi1fsbeheizung für den Bimetal!schalter erforderlich,
damit.dieser die richtige Temperatur beim Einschalten der Heizung erhält.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,, eine Temperaturregel-
bzw. Steuereinrichtung für ein Wärmegerät zu schaffen, das sich leicht und billig herstellen läßt
und dennoch ein genaues Temperaturverhalten aufweist.
Dcrüber hinaus sollen handelsübliche Bimetall-Schalter
verwendet werden können.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß der Temperaturfühler als Wärmeübertragungselement
ausgebildet ist und mit mindestens einem Temperaturschalter wärmemäßig gekoppelt ist. Während also im Stand der
Technik der Wärmefühler aufgrund unterschiedlicher Ausdehnung rein mechanisch auf einen Schalter einwirkte,
wird nach den Maßnahmen der Erfindung der Wärmefühler dazu verwendet, die Wärme zu dem Schalter zu leiten, wobei
dieser Schalter dann ein handelsüblicher Bimetall-Schalter sein kann.
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Der Temperaturfühler, der insbesondere auch stabförmig
ausgebildet sein kann, kann beispielsweise längs eines
Durchmessers über den Strahl heizkörper geführt werden, es ist selbstverständlich auch möglich, ihn in gekrümmten
Formen zu verwenden. Der Temperaturschalter sitzt dabei nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorzugsweise
außerhalb des beheizten Bereiches, insbesondere im Bereiche eines Endes des Wärmeübertragungselementes.
Selbstverständlich ist es möglich, an beiden Enden des
Wärmeübertragungselementes einen Schalter anzubringen,
wenn beispielsweise unterschiedliche Temperaturen abgefühlt
werden sollen.
In Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß der Temperaturschalter
ein handelsüblicher Bimetal 1-Schalter, insbesondere
mit einer Bimetal 1-Sprungscheibe, ist. Diese Bimetall-
Schalter stehen zu sehr niedrigen Preisen zur Verfügung, so daß die gesamte Regeleinrichtung sich billig
herstellen läßt.
Die Erfindung sieht vor, daß das Wärmeübertragungselement von einem Rohr aus.zunderfreiem Material, insbesondere
Edelstahl, mit einem darin angeordneten, vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Stab gebildet ist. Der zunderfreie
Edelstahl ist in der Lage, auch in Dauerbeanspruchung die hohen Temperaturen auszuhalten, während das
im Innern angeordnete Material aufgrund seiner guten Wärmeleiteigenschaften verwendet wird.
Die Erfindung schlägt in Weiterbildung vor, daß das Rohr
mit dem Innenstab durch Verpressen, insbesondere in Prismaform, eng verbunden ist. Dies hat den Vorteil, daß es
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zu einer dichten Verbindung zwischen der Innenseite des Rohres und dem Innenstab kommt, so daß nicht nur ein guter
Wärmeübergang, sondern vor allen Dingen auch ein gleichmäßiger Wärmeübergang an allen Stellen des Temperaturfühlers
gegeben ist.
Besonders günstig ist es, wenn das Rohr und/oder der Kupferdraht mit einem Kabelschuh verpreßt ist, an dem
der Temperaturschalter befestigt, insbesondere angeschraubt
ist. Das Verpressen mit dem Kabelschuh kann gleichzeitig mit dem Verpressen von Rohr und Innenstab
durchgeführt werden, so daß nur ein einziger Arbeitsgang erforderlich ist. Der Kabelschuh besteht dabei
vorzugsweise ebenfalls aus Kupfer mit vorzugsweise einer temperaturbeständigen Oberfläche, die insbesondere
eine Vernickelung sein kann.
In Weiterbildung ist vorgesehen, daß das Rohr einen
mindestens einseitig abgeflachten, insbesondere dreieckigen
Querschnitt aufweist, der ggf. beim Verpressen mit dem Innenstäb entsteht. Diese Ausbildung macht es
möglich, das Rohr bei einer Glaskeramik-Kochfläche unmittelbar
an deren Unterseite anliegen zu lassen, und zwar mit Vorteil mit der abgeflachten Seite. Dies führt
wiederum zu einer guten Wärmeübertragung von der Fläche, deren Wärme überwacht werden soll, auf den Stab, Statt
des dreieckigen Querschnitts kann beispielsweise agch
ein halbrunder Querschnitt verwendet werden.
Die Erfindung schlägt weiterhin vor, daß die Abmessungen
und/oder die Form und/oder die Wärmeleitfähigkeit
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des Rohres und/oder des Innenstabes derart ausgewählt sind, daß die zulässige Dauertemperatur des Temperaturschalters
nicht überschritten wird. So kann z.B. die Wandstärke des Rohres so ausgewählt werden, daß eine
gute Übertragung auf den Innenstab erfolgt. Wenn es erforderlich ist, kann der Temperaturfühler auch in Bogenform
über die zu überwachende Fläche geführt werden.
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Es hat sich herausgestellt, daß durch die Maßnahmen nach der Erfindung überraschenderweise außerordentlich
günstige Ergebnisse erzielt wurden. Trotz der großen Differenz zwischen der zu regelnden Temperatur und der
Ansprechtemperatur des Bimetal 1-Tempe;raturregl ers ergeben
sich in der Praxis überraschend gute Koch- und Bratergebnisse. Zwar ergibt die natürliche Totzeit des
Systems eine recht große Amplitude, die jedoch im praktischen Gebrauch nicht stört. Es ergibt sich eine sehr
geringe Schalthäufigkeit des Temperaturreglers und beim
erstmaligen Aufheizen ein gewisses Oberschwingen, was zu einer durchaus erwünschten Verkürzung der Ankochzeiten
führt.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung. Hierbei ζ e ige η:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Strahl heizkörper
mit einer Glaskeramik-Kochfläche;
Fig. 2 eine Aufsicht auf den Strahl heizkörper;
Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht der Anordnung des Bimetall-Schalters;
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Fig. 4 einen Querschnitt längs Linie IV-IV in Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine Glaskeramik-Kochfläche 11 und eine darunter angeordnete Strahlheizung dargestellt. Die Strahl heizung enthält einen Strahlheizkörper 12. Der Strahl heizkörper 12 ist innerhalb
eines Formkörpers 13 angeordnet, der eine Begrenzung nach außen und nach unten darstellt. Unterhalb des
Formkörpers 13 ist eine Isolierschicht 14 angebracht,
wobei die gesamte Strahl heizung von einem Blechteller
15 umgeben ist. Quer zur Beheizung verläuft ein Wärmeübertragungselement 16 in Form eines geradlinigen Rohres 17, siehe auch Fig. 2. Das Wärmeübertragungselement
16 ist auf der in Fig. 1 rechten Seite leicht nach unten abgeknickt, so daß sein rechtes Ende 18 durch eine
öffnung in dem Blechtellerrand 19 hindurchgesteckt werden kann.
Auf seiner in Fig. 1 linken Seite ist das Wärmeübertragungselement 16 über eine Art Kabelschuh
20 mit einem Bimetal 1-Temperaturregl er 21 wärmemäßig
verbunden.
17 des Wärmeübertragungselementes und des Bimetall-Temperaturreglers 21. Es ist zu sehen, daß das rechte Ende durch
den Blechtellerrand 19 hindurchgreift, während das gesamte
Rohr 17 des Wärmeübertragungselementes 16 längs eines Durchmessers über den Strahlheizkörper 12 verläuft.
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Der Bimetal 1-Temperaturregler 21, der eine nicht dargestellte
Bimetall-Sprungscheibe enthalten kann, ist mit zwei Anschlußleitungen 22, 23 versehen, von denen die
eine zu einem Steckerstift 24 eines Anschlußstückes 25 führt, während die andere mit einem Ende des Strahlheizkörpers
12 verbunden ist. Da das Rohr,17 des Wärmeübertragungselementes 16 über praktisch seine gesamte Länge
von der Wärme der Glaskeramik-Kochfläche 11 beaufschlagt
wird, nimmt es deren Temperatur an und leitet sie nach beiden Seiten ab, wobei die nach der linken Seite hin abgeleitete
Wärme direkt über den Kabelschuh 20 auf dem Bimetal 1-Regler 21 übertragen wird. Daher ist die Temperatur,
die der Bimetall-Regler annimmt, ein Maß für die Temperatur der Glaskeramik-Kochfläche 11, auch wenn seine
Temperatur wesentlich niedriger ist.
Aus Fig. 3 geht die Anordnung des Bimetal I-Reglers 21
im einzelnen hervor. Der Bimetal I-Regler 21 besitzt ein Gehäuse, in dem wärmeleitend eine Bimetal 1-Sprungscheibe
angeordnet ist. Das Gehäuse 26 des Bimetal I-Reglers 21 besitzt an seiner rechten Seite eine Schraube 27, auf
die der mit einem Loch versehene untere Schenkel 28 des Kabelschuhs 20 aufgesteckt und mit Hilfe einer Mutter
29 festgeschraubt ist. Dadurch entsteht eine wärmemäßig gute Verbindung zwischen dem Kabelschuh und dem Gehäuse
26 des Temperaturreglers 21.
Der obere Schenkel 30 des Kabel schuhs 20 ist mit.dem Innenstab
31 eng verpreßt, so'daß auch hier eine gute wärmeleitende
Verbindung hergestellt ist.
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Aus Fig. 4 ergibt sich der Querschnitt einer Ausführungsform eines Wärmeübertragungselementes 16. Es ist zu, sehen,
daß es aus einem äußeren Rohr 17 mit dreieckigem Querschnitt besteht, in dessen Innerem ein gut wärmeleitendes
Material eingebracht ist, beispielsweise ein Kupferstab 31. Das Wärmeübertragungselement 16 wird derart befestigt,
daß seine obere flache Seite direkt an der Unterseite der Glaskeramik-Kochfläche 11 zur Anlage kommt. Aufgrund
der relativ niedrigen Höhe des Rohres 17 benötigt die Einrichtung auch wenig Platz. Die Wandstärke des Rohres
17 kann beispielsweise etwa 0,3 mm sein. Das Außenrohr
17 und der Kupferstab 31 werden durch Reduzieren, vorzugsweise aber durch prismenartiges Verpressen in gute
wärmeleitende Verbindung gebracht. Mit dem Preßvqrgang wird gleichzeitig an einem Ende der Kabelschuh 2Q mit
dem Kupferdraht 31 verpreßt. Der Kabelschuh 20, der wie
der Kupferstab 31 aus elektrolytisch reinem Kupfqr bestehen
kann, besitzt zweckmäßig eine temperaturbeständige Oberfläche, beispielsweise eine Vernickelung.
Die Befestigung des Wärmeübertraguhg.selementes 16 geschieht
auf der rechten Seite durch Einstecken in die öffnung 18, während auf der linken Seite eine beispielsweise am Rohr 17 festgeschweißte Halteklammer 32 einfach
über den Rand 19 des Blechtellers 15 gesteckt wird.
Aufgrund des verwendeten Materiales für das Wärmgübertragungselement
16 läßt sich dieses sogar leicht biegen, so daß auch andere Formen verwendet werden könntfh, Der
niedrige Querschnitt des Rohres 17, siehe Fig. 4f ermöglicht
eine sehr flache Bauweise des Strahl heizkörpers,
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aufgrund dessen man entweder bei gegebener Höhe niedrigere Tellertemperaturen erreichen kanjn oder bei bisherigen
Tellertemperaturen die Gesamthöhe des Heizkörpers
niedriger ausführen kann. Das Wärmeübertragungselement 16 ist vollständig unempfindlich gegen Schlag und Stoß,
■sjo daß es beim Einbau auch in dieser Hinsicht keine Probleme
auf wirft.
Die von der Erfindung vorgeschlagene Temperaturregelungs-
bzw. Steuereinrichtung ist selbstverständlich nicht auf
Strahl heizkörper' für Glaskeramik-Kochflächen beschränkt.
Sie kann bei allen Wärmegecäten mit Vorteil verwendet werden, wo die handelsüblichen und kostengünstigen normalen
Bimetal 1-Schalter aufgrund zu hoher Wärme nicht direkt
eingesetzt werden können.
- Leerseite -
Claims (12)
- AnsprücheTemperaturregeleinrichtung für ein Wärmegerä'tTemperaturregel- bzw. Steuereinrichtung für ein Wärmegerät mit einem langgestreckten, insbesondere stab- oder rohrförmigens der Wärme ausgesetzten Temperaturfühler mit einer an seinem Ende angeordneten Steuereinrichtung zur Verringerung der Wärmeabgabe des Wä'rmegeräts, insbesondere mit einem zwischen einem Strahlheizkörper und einer Glaskeramik-Kochfläche (11) angeordneten stabförmigen Temperaturfühler, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler als Wärmeübertragungselement (15) ausgebildet ist und mit mindestens einem Temperaturschalter (21) wärmemäßig gekoppelt ist.' 32A7028A 19 991/2 - 2 -
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturschalter (21) außerhalb des beheizten Bereichs liegt.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturschalter (21) im Bereich eines Endes des Wä'rmeübertragungsel ementes (16) angeordnet ist.
- 4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,· dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturschalter (21) ein handelsüblicher Bimetall-Schalter, insbesondere mit einer Bimetal 1-Sprungscheibe, ist.
- 5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (16) von einem Rohr (17) aus, zunderfreiem Material, insbesondere Edelstahl, mit einem darin angeordneten, vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Innenstab (31) gebildet ist.
- 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (17) mit dem Innenstab (31) durch Verpressen, insbesondere in Prisma-Form, eng verbunden ist.
- 7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (17) und/oder der Innenstab (31) mit einer Art Kabelschuh (20) o.dgl. verpreßt ist, an dem der Temperaturschalter (21) befestigt, insbesondere angeschraubt ist.A 19 991/2 - 3 -
- 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kabelschuh (20) aus Kupfer mit vorzugsweise einer temperaturbeständigen Oberfläche besteht, insbesondere vernickelt ist.
- 9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungselement (16) einen mindestens einseitig abgeflachten, insbesondere dreieckigen Querschnitt aufweist, der ggf. beim Verpressen des Rohres (17) mit dem Innenstab (31) entsteht.
- 10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Glaskeramik-Kochfläche das Wärmeübertragungselement (16) unmittelbar an deren .Unterseite anliegt.
- 11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form und/oder die Abmessungen und/oder die Wärmeleitfähigkeit des Wärmeübertragungselementes (16), insbesondere des Rohres (17) und/oder des Innenstabes (31) derart ausgewählt sind, daß die zulässige Dauertemperatur des Temperaturschalters (21) nicht überschritten wird.
- 12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturschalter (21) im Bereich eines für den Strahl heizkörper vorgesehenen Anschlußstücks(25) angeordnet ist.
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