DE19533554A1

DE19533554A1 - Energy regulator for control of electrical energy supply to hot plates cooker or grills

Info

Publication number: DE19533554A1
Application number: DE1995133554
Authority: DE
Inventors: John Crawshaw Taylor; Dominic Michael Anthon Oughton
Original assignee: Strix Ltd
Current assignee: Strix Ltd
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 1996-03-14

Abstract

The energy regulator has a bimetallic actuator (10) associated to a heater (22) which has a variable resistance. The heater may be a ceramic substrate with a positive temperature coefficient of resistance. In this case, as the heater temperature increases, its resistance decreases. This limits the heater heating effect at high settings of the regulator while increasing its heating effect at lower settings. The heater has contactor for engagement with an electrical contact provided on a power supply. Different mechanisms, e.g cam mechanism, sliding movement etc., may be provided to selectively engage and disengage the heater contactors and the electrical contact. Alternatively, the heater may have discrete resistance tracks which can be selectively switched in or out.

Description

Die Erfindung betrifft Energieregelvorrichtungen zur Steuerung der Zufuhr elektrischer Energie zu elektrischen Lasten, wie etwa Kochplatten oder Grillvorrichtungen.The invention relates to energy control devices for control the supply of electrical energy to electrical loads, such as Hot plates or grills.

Typischerweise umfassen Energieregelvorrichtungen einen Schnapp mikroschalter mit einem Satz von Schalterkontakten, die in der Stromzufuhrschaltung zu der elektrischen Last anordenbar sind, ein Betätigungselement, beispielsweise einen Schnappschalter kontaktarm, dem betriebsmäßig ein Bimetallbetätigungselement zur Betätigung der Schalterkontakte zugeordnet ist, und eine elek trisch erregbare Heizeinrichtung, der das Bimetallbetätigungs element zugeordnet ist. Bei solchen Konstruktionen wird der elektrische Strom zunächst der Last und dem Heizmittel zuge führt, das dann entweder parallel oder in Serie mit der Last verbunden sein kann. Das Heizmittel erwärmt das Bimetallbetäti gungselement, wodurch es sich bis zu der Stelle verformt, an der der Kontaktarm eine Schnappbewegung durchführt, um die Schalter kontakte zu öffnen und die Stromzufuhr zu sowohl der Last als auch der Heizeinrichtung zu unterbrechen. Das Bimetallbe tätigungselement kühlt sich dann ab und verformt sich in die entgegengesetzte Richtung zu der Stelle, an der der Arm einer Rückwärtsschnappbewegung durchführt, um die Kontakte wiederum zu schließen, worauf der Zyklus wieder beginnt. Somit arbeiten solche Regelvorrichtungen auf dem Prinzip der Stromzufuhr zu der Last proportional zu einem Betätigungszyklus, wobei die Propor tion typischerweise durch die Anfangsstellung eines freien Endes des Bimetallbetätigungselements bestimmt ist, welches Ende den Kontaktarm betätigt, wobei diese Anfangsstellung durch eine Steuereinrichtung einstellbar ist, die mit einem vom Verwender betätigten Steuerelement koppelbar ist.Typically, energy control devices include a snap microswitch with a set of switch contacts that are in the Power supply circuit can be arranged to the electrical load, an actuating element, for example a snap switch arm, which is operationally a bimetallic actuator Operation of the switch contacts is assigned, and an elek tric excitable heating device, the bimetallic actuation element is assigned. With such constructions, the electrical current first the load and the heating medium leads, either in parallel or in series with the load can be connected. The heating medium heats the bimetallic actuator tion element, whereby it deforms to the point at which the contact arm snaps to the switch contacts open and power to both the load and also interrupt the heater. The bimetal actuator then cools down and deforms into the opposite direction to where the arm of one Performs backward snap movement to turn the contacts close, whereupon the cycle starts again. So work such control devices on the principle of power supply to the Load proportional to an actuation cycle, the Propor tion typically by the starting position of a free end of the bimetallic actuator is determined which end the Contact arm operated, this initial position by a Control device is adjustable with a by the user actuated control can be coupled.

Eine Energieregelvor richtung dieses Typs ist beispielsweise in der internationalen Patentanmeldung Nr. WO 93/26067 offenbart.An energy rule Direction of this type is, for example, in the international Patent Application No. WO 93/26067.

In der Praxis unterliegen die Arbeitszykluszeiten bestimmten Einschränkungen. Sind sie zu kurz, erfüllt die Regelvorrichtung Funkentstörungsanforderungen nicht. Sind sie zu lang, beispiels weise über zwei Minuten, könnte der Verwender einen uner wünschten Eindruck erhalten, beispielsweise beim Kochen von Milch. Wenn der Zyklus zu lang ist, dann könnte die Milch für eine kurze Zeit heftig aufkochen und dann damit aufhören. Statt dessen ist eine kürzere Zykluszeit besser, mit der Folge, daß in jedem Zyklus in dem Heizelement weniger Wärme erzeugt wird, so daß die thermische Kapazität des Systems eher einen kontinuier lichen Heizeffekt imitieren kann, wie man in etwa bei einem Gasherd erhält. Hierzu sollte jedoch bei niedriger Einstellung die Bimetallbetätigungseinrichtung so schnell erwärmt werden, daß sie die Stromzufuhr nach einer relativ kurzen Zeit von etwa 4 Sekunden, typischerweise etwa 3% der gesamten Zykluszeit, abschaltet. Dies wiederum erfordert einen relativ leistungs starken Heizer, beispielsweise einen Heizer mit 10 W.In practice, the working cycle times are subject to certain Limitations. If they are too short, the control device fulfills No interference suppression requirements. Are they too long, for example wise over two minutes, the user could get an un get the desired impression, for example when cooking Milk. If the cycle is too long, then the milk could be for boil vigorously for a short time and then stop. Instead a shorter cycle time is better, with the result that in less heat is generated in the heating element each cycle, so that the thermal capacity of the system is rather continuous mimicking the heating effect, like you would in a Receives gas stove. However, this should be done at a low setting the bimetal actuators are heated up so quickly that they have the power supply after a relatively short time of about 4 seconds, typically about 3% of the total cycle time switches off. This in turn requires a relatively high level of performance strong heater, for example a heater with 10 W.

Jedoch ist ein solcher Heizer bei Verwendung der Regelvorrich tung in einer höheren Einstellung zu stark, weil dies die Schaltzykluszeit zu sehr verkürzt, so daß es Probleme mit der Funkentstörung gibt oder sogar die gesamte Regelvorrichtung überhitzen kann, was zur Zerstörung oder dem Verlust der Justierung führt, was unerwünscht ist.However, such a heater is used when using the control device too high in a higher setting because this is the Switching cycle time too shortened, so that there are problems with the Interference suppression there or even the entire control device can overheat, resulting in the destruction or loss of the Adjustment leads to what is undesirable.

Man benötigt somit bei verschiedenen Einstellungen der Regelvor richtung einen unterschiedlichen Heizeffekt für das Bimetall betätigungselement. In einer bekannten Anordnung ist eine Diode mit der Stromzufuhr zu dem Heizer verbunden. Wenn die Regelvor richtung auf niedrig eingestellt ist, wird die Diode umgangen, so daß der vollständige Wechselstrom durch den Heizer fließt, jedoch wird bei höheren Einstellungen die Diode angeschaltet, um die Zufuhr zu dem Heizer gleichzurichten, um hierdurch den Heizeffekt zu reduzieren. Jedoch ist dies ein sehr aufwendiges System. Nach einem weiteren Vorschlag wird ein Hochleistungs heizer verwendet, und ein Schalter ist in die Zufuhr zu dem Heizer eingesetzt, der dann bei der maximalen Einstellung der Steuerung abgeschaltet wird, um ein Überheizen zu verhindern. In diesem Zustand wird Strom durch die Regelvorrichtung fortlaufend zugeführt, weil sich das Bimetallbetätigungselement nicht ver biegt. Auch dies ist jedoch sehr aufwendig, weil ein zusätz licher Schalter erforderlich ist.You therefore need the rule for various settings direction a different heating effect for the bimetal actuator. In a known arrangement is a diode connected to the power supply to the heater. If the rule direction is set to low, the diode is bypassed, so that the full alternating current flows through the heater, however, at higher settings the diode is switched on rectify the supply to the heater to thereby Reduce heating effect. However, this is a very complex one System. Another proposal will be a high performance heater used, and a switch is in the feed to that Heater used, which then at the maximum setting of the Control is switched off to prevent overheating. In In this state, current through the control device is continuous supplied because the bimetallic actuator does not ver bends. However, this is also very expensive because an additional Licher switch is required.

Nach einem ersten Aspekt der Erfindung umfaßt eine Energieregel vorrichtung mit einem Bimetallbetätigungselement und einem daran angebrachten Heizer, bevorzugt einem Heizer mit Keramiksubstrat, wobei der Heizer eine Kontakteinrichtung zum Eingriff mit einem elektrischen Kontakt aufweist, der an einem Stromzufuhrelement angebracht ist; und mit einer Einrichtung zum wahlweisen Ein greifen und Trennen der Kontakteinrichtung des Heizers und des elektrischen Kontakts.According to a first aspect of the invention, an energy rule comprises device with a bimetallic actuator and one thereon attached heater, preferably a heater with ceramic substrate, wherein the heater has a contact device for engagement with a has electrical contact on a power supply element is appropriate; and with optional on facility grip and disconnect the contact device of the heater and the electrical contact.

Somit bildet der Heizer selbst einen Teil eines Schalter mechanismus, wodurch sich ein weiterer separater Schalter er übrigt.Thus, the heater itself forms part of a switch mechanism, resulting in another separate switch left.

Bevorzugt ist das Stromzufuhrelement beweglich, um den Eingriff und die Trennung zu bewirken. Die Bewegung des Stromzufuhr elements kann besonders einfach durch eine Nockeneinrichtung bewirkt werden, die an dem Steuerelement der Regelvorrichtung vorgesehen ist, und durch einen Nockenfolger, der mit dem Strom zufuhrelement betriebsmäßig verbunden ist.Preferably, the power supply element is movable to engage and effect the separation. The movement of the power supply elements can be particularly easy with a cam device caused on the control element of the control device is provided and by a cam follower that is connected to the current feed element is operationally connected.

In einer Ausführung kann der Kontakt des Stromzuführelements einfach auf einen Heizeranschluß aufgesetzt und von diesem ange hoben werden. Bevorzugt ist jedoch der Kontakt des Stromzufuhr elements so angebracht, daß er relativ zu dem Heizer gleitbeweg lich ist, wodurch der Eingriff und die Trennung durch eine Glei tbewegung bewirkt ist. Dieser Konstruktionstyp ist besonders für Energieregelvorrichtungen geeignet, wie sie in unserer vorge nannten WO 93/26027 beschrieben sind, in denen der Kontakt federnd auf einen Anschluß eines Keramiksubstratheizers vorge spannt ist, um den Heizer auf dem Bimetallbetätigungselement zu halten, und wo es demzufolge nicht möglich ist, den Kontakt von dem Heizer anzuheben. Somit ist in einer besonders bevorzugten Ausführung das Stromzufuhrelement ein Arm, der an einem Ende einen Kontakt aufweist und mit seinem anderen Ende bevorzugt mit einem Anschlußelement gekoppelt ist oder dieses bildet. Der Arm kann mit einem Nockenfolger versehen sein zum Eingriff eines Nockens, der in einem Umfangsabschnitt des Steuerelements der Regelvorrichtung ausgeformt ist.In one embodiment, the contact of the power supply element simply placed on a heater connection and attached by this be lifted. However, the contact of the power supply is preferred elements attached so that it slides relative to the heater Lich, whereby the engagement and separation by a slide t movement is effected. This type of construction is especially for Suitable energy control devices as they are in our pre called WO 93/26027 are described in which the contact resiliently featured on a connector of a ceramic substrate heater is stretched to the heater on the bimetal actuator hold, and where it is therefore not possible to contact the heater. Thus, one is particularly preferred Execution of the power supply element an arm that at one end has a contact and preferably with its other end a coupling element is coupled or forms this. The arm can be provided with a cam follower for engaging a Cam that in a peripheral portion of the control of Control device is formed.

Das Vorsehen eines gleitenden Stromzufuhrkontakts hat weiter den Vorteil, daß es das Vorsehen eines weiteren wichtigen Merkmals der Erfindung erleichtert. Während bei den einfachsten Aus führungen der Heizer bei der maximalen Energieeinstellung der Regelvorrichtung durch Trennen von Kontakt und Anschluß einfach abgeschaltet werden kann, um sein überheizen zu verhindern, ist es jedoch vorteilhaft, bei höheren Einstellungen in dem Heizer einen gewissen Heizeffekt beizubehalten. Wenn nämlich der Heizer bei der maximalen Einstellung der Regelvorrichtung abgeschaltet wird und der Verwender die Regelvorrichtung von einer hohen Einstellung zu einer niedrigen Einstellung umschaltet bzw. dreht, wird durch die Regelvorrichtung für eine gewisse Zeit immer noch Energie zugeführt, während der Heizer das Bimetall betätigungselement (das sich anfänglich in seiner nicht er wärmten Stellung befindet) genügend erwärmt, um sich zu ver biegen, um die Hauptschaltkontakte der Regelvorrichtung zu öff nen. Wenn jedoch der Heizer mit reduziertem Pegel erregt wird, beispielsweise zur Ausgabe von 2 W bei der maximalen Ein stellung, wird das Bimetallbetätigungselement aus seinem nicht erwärmten Zustand verbogen, wodurch bei Herunterdrehen der Regelvorrichtung die Energie sofort abgeschaltet wird, wenn die Regelvorrichtung genügend weit heruntergedreht ist. Dies ist besonders wichtig bei Keramikkochfeldern, bei denen die Heiz einrichtung sichtbar ist.The provision of a sliding power supply contact also has the Advantage that it is the provision of another important feature facilitated the invention. While at the simplest out guides the heater at the maximum energy setting of the Control device simply by separating contact and connection can be switched off to prevent it from overheating however, it is advantageous at higher settings in the heater to maintain a certain heating effect. If the heater switched off at the maximum setting of the control device is and the user of the control device of a high Setting switches to a low setting or turns, is controlled by the control device for a certain time still energized while the heater bimetal actuator (which is initially in its not he warmed position) is heated enough to ver bend to open the main switch contacts of the control device nen. However, if the heater is energized at a reduced level, for example to output 2 W at the maximum on position, the bimetal actuator will not be out of its warmed condition bent, which when turning down the Control device the power is turned off immediately when the Control device is turned down enough. This is particularly important for ceramic hobs where the heating facility is visible.

Bevorzugt hat daher die Heizeinrichtung einen variablen Wider stand, durch den man bei den maximalen oder höheren Ein stellungen der Regelvorrichtung einen geringeren Heizeffekt des Bimetallbetätigungselements erhalten kann. Beispielsweise kann im Fall eines Keramiksubstratheizers das Substrat mit einer Anzahl getrennter Heizspuren versehen sein, die elektrisch mit einander verbunden sind. In einer Ausführung umfaßt die Heiz einrichtung eine Mehrzahl von Heizspuren, die elektrisch parallel angeordnet sind, und die jeweils benachbarte Anschlüsse aufweisen. Beispielsweise können zwei Spuren vorgesehen sein, eine beispielsweise mit 10 W und die andere beispielsweise mit 4 W. Bevorzugt sind jedoch die Heizspuren elektrisch in Serie geschlossen. Dies ist bevorzugt, weil mit einer parallelen An ordnung möglicherweise ohne genaue Ausrichtung zwischen den Kontakten und den Heizspuranschlüssen beide Spuren gleichzeitig erregt werden, wodurch der Heizer sehr viel mehr Leistung ab geben würde als erwünscht.The heating device therefore preferably has a variable resistance stood by which one at the maximum or higher on positions of the control device a lower heating effect of the Can receive bimetal actuator. For example in the case of a ceramic substrate heater, the substrate with a Number of separate heating tracks that are electrically provided with are connected. In one embodiment, the heating setting up a plurality of heating traces that are electrical are arranged in parallel, and the respective adjacent connections exhibit. For example, two tracks can be provided one with 10 W, for example, and the other with, for example 4 W. However, the heating traces are preferably electrically in series closed. This is preferred because with a parallel type order possibly without exact alignment between the Contacts and the heating trace connections both tracks simultaneously be excited, causing the heater to perform a lot more power would give as desired.

In einer solchen Serienanordnung sind der Stromzufuhrkontakt und die Anschlüsse bevorzugt derart angeordnet, daß bei Bewegung des Kontakts von einem Anschluß zum nächsten dieser den nächsten kontaktiert, bevor er sich von dem einen Anschluß löst. Dies vermeidet das Erfordernis einer zu genauen Ausrichtung zum Schalten und vermeidet die Möglichkeit, daß keine Heizspur er regt wird, wodurch das Bimetallbetätigungselement in seine Ruhe stellung zurückkehren würde und die Regelvorrichtung vollständig angeschaltet würde.In such a series arrangement, the power supply contact and the connections are preferably arranged such that when the Contacts from one connection to the next one the next contacted before disconnecting from one port. This avoids the need for too precise alignment to Switch and avoids the possibility that there is no heating trace is excited, causing the bimetallic actuator to rest position would return and the control device completely would be turned on.

Eine solche Anordnung läßt sich erhalten, indem man den Kontakt derart bemißt, daß er den Spalt zwischen benachbarten Anschlüs sen überbrücken kann.Such an arrangement can be obtained by looking at the contact dimensioned such that he the gap between adjacent connections can bridge.

In einer Serienanordnung wäre es möglich, daß alle Heizspuren Stellungen einnehmen, an denen sie wirkungsvoll Wärme zu dem Bimetallbetätigungselement leiten, wobei sie sequentiell an- und ausgeschaltet werden, um die Heizwirkung zu variieren. Bevorzugt ist jedoch die Anordnung einer Hauptheizspur an einer Stelle, an der sie einen guten thermischen Kontakt mit dem Betätigungs element hat, und die Reduktion des Heizeffekts dieser Spur durch Umschalten zu den anderen Spuren, die an einer Stelle angeordnet sind, wo ihre Heizwirkung auf das Betätigungselement geringer ist, um hierdurch den durch die Hauptspur fließenden Strom zu mindern und somit dessen Heizeffekt zu reduzieren.In a series arrangement it would be possible for all heating traces Take positions where they are effective heat to the Conduct bimetallic actuators, turning them on and off sequentially be switched off to vary the heating effect. Prefers is however the arrangement of a main heating track at one point which they have good thermal contact with the actuator element, and the reduction of the heating effect of this track through Switch to the other tracks arranged in one place are where their heating effect on the actuator is lower is to thereby increase the current flowing through the main track reduce and thus reduce its heating effect.

Aus einem breiteren Aspekt wird daher eine Energieregel vorrichtung angegeben, die ein Bimetallbetätigungselement und ein mit diesem in gutem thermischen Kontakt angeordneten Heizer aufweist, wobei eine Widerstandeinrichtung wahlweise in Serie mit dem Heizer anordenbar ist, um die Heizwirkung zu dem Heizer zu reduzieren.A broader aspect therefore becomes an energy rule specified device that a bimetallic actuator and a heater arranged in good thermal contact with this has, a resistance device optionally in series can be arranged with the heater to increase the heating effect to the heater to reduce.

Bei der in der WO 93/26067 beschriebenen Anordnung, bei der der Heizer in Kontakt mit einem an dem Betätigungselement gebildeten Gelen angebracht ist, kann die Hauptspur direkt über dem Kon taktbereich angeordnet sein und die anderen Spuren können von diesem Bereich mit Abstand angeordnet sein.In the arrangement described in WO 93/26067, in which the Heater in contact with one formed on the actuator Gelen is attached, the main track can be directly above the Kon clock area and the other tracks can be from be spaced from this area.

Der hier verwendete Heizer ist bevorzugt ein Keramik substratheizer. Solche Heizer umfassen ein isolierendes Keramik substrat, auf dem eine thermische Widerstandsheizspur aufge druckt ist, und auf der Anschlüsse zur Verbindung mit einer Stromzufuhr angeordnet sind. Die Keramik hat Schleifwirkung und nutzt sich unter dem Kontakt des Stromzufuhrelements ab, wenn dieses zwischen den Anschlüssen über das Substrat gleitet. Dies könnte wiederum zu einer unerwünschten Spurbildung von Anschluß zu Anschluß führen, oder zu einer "AUS"-Stellung. Dies wird in einer bevorzugten Ausführung reduziert, indem man eine ge schmolzene glasartige Beschichtung auf das Substrat zwischen den und um die Anschlüsse herum druckt und über die sich der Kontakt dann bewegt, um hierdurch die Abnutzung zu reduzieren und die Lebensdauer der Regelvorrichtung zu verbessern.The heater used here is preferably a ceramic substrate heater. Such heaters include an insulating ceramic substrate on which a thermal resistance heating track is applied is printed, and on the connectors for connection to a Power supply are arranged. The ceramic has a grinding effect and wears out under the contact of the power supply element when this slides over the substrate between the connections. This could in turn lead to unwanted trace formation from connector lead to connection, or to an "OFF" position. This is in a preferred embodiment reduced by a ge melted glassy coating on the substrate between the and prints around the connectors and over which the contact is made then moved to reduce wear and tear To improve the life of the control device.

Ferner sind die Anschlüsse normalerweise mit einer 6 : 1 Silber-/Palladium-Legierung versehen, die relativ weich ist. Somit kann der Anschluß durch Darüberbewegen des Stromzufuhrkontakts erodieren, was zu einer weiteren Spurbildung führt oder im schlimmsten Fall einer kompletten Erosion des Anschlusses, was zum Verlust des elektrischen Kontakts mit dem Stromkontakt führt. Verbessert werden kann dies beispielsweise durch Erhöhen des Palladiumanteils in dem Heizeranschluß, beispielsweise auf über 4 : 1. Furthermore, the connections are usually made with a 6: 1 silver / palladium alloy provided that is relatively soft. So can the connection by moving the power supply contact erode, which leads to further formation of tracks or in worst case of complete erosion of the connector what loss of electrical contact with the power contact leads. This can be improved, for example, by increasing of the palladium content in the heater connection, for example over 4: 1.

Obwohl in den oben beschriebenen Anordnungen der Heizer eine Serie getrennter Widerstandsspuren hat, wäre es auch möglich, Heizer mit beispielsweise einem stufenlos variablen Widerstand zu verwenden. Verwendbar wäre ein Substratheizer vom Potentio metertyp oder auch ein PTC-Heizer (mit positivem Temperatur koeffizient), bei dem die Ausgangsleistung des Heizers an die Anforderungen der Regeleinrichtung angepaßt werden kann. In diesen Fällen sind Schalteinrichtungen an dem Heizer selbst nicht erforderlich, und nach einem weiteren Aspekt gibt die Erfindung eine Energieregelvorrichtung an, die ein Bimetallbe tätigungselement und einen diesem zugeordneten Heizer aufweist, wobei der Heizer einen variablen Widerstand aufweist, wodurch dessen Heizeffekt oder ein Teil davon geändert werden kann.Although in the arrangements described above, the heater is one Series of separate traces of resistance, it would also be possible Heaters with, for example, a continuously variable resistor to use. A Potentio substrate heater could be used meter type or also a PTC heater (with positive temperature coefficient), at which the output power of the heater to the Requirements of the control device can be adapted. In in these cases there are switching devices on the heater itself not required, and in another aspect there are Invention an energy control device to a bimetal has an actuating element and a heater assigned to it, wherein the heater has a variable resistance, whereby whose heating effect or part of it can be changed.

Besonders bevorzugt ist ein PTC-Heizer. Solche Heizer verwenden ein Material mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstands (PTCR), was bedeutet, daß mit ansteigender Temperatur des Heizers dessen elektrischer Widerstand fällt und demzufolge der Heizeffekt des Heizers (der umgekehrt propor tional zum Widerstand ist) fällt.A PTC heater is particularly preferred. Use such heaters a material with a positive temperature coefficient of Resistance (PTCR), which means that with increasing Temperature of the heater whose electrical resistance drops and consequently the heating effect of the heater (which is in reverse proportions tional to resistance).

Bei einer Energieregelvorrichtung wird die Temperatur des Heizers bei niedrigen Reglereinstellungen niedrig, weil der Heizer nur für relativ kurze Perioden aktiviert wird, d. h. der Heizer wird für einen kurzen Anteil des Reglerbetriebszyklus aktiviert. Wenn jedoch die Regelvorrichtung höher eingestellt ist, arbeitet der Heizer mit einem größeren Anteil der Zyklus zeit und daher steigt seine Temperatur an. Die Schwankung der Heizertemperatur kann etwa bei 300°C liegen, bei einem Minimum von 50°C in der niedrigsten Reglereinstellung bis z. B. 350°C für die höchste Einstellung. Wenn jedoch ein Heizer mit einem PTCR verwendet wird, und die Temperatur des Heizers ansteigt, fällt dessen Widerstand, wodurch sein Heizeffekt und somit sein Temperaturanstieg abnimmt.In an energy control device, the temperature of the Heater low at low controller settings because of Heater is only activated for relatively short periods, d. H. of the Heater is used for a short portion of the controller operating cycle activated. However, if the control device is set higher is, the heater works with a larger proportion of the cycle time and therefore its temperature rises. The fluctuation of the Heater temperature can be around 300 ° C, at a minimum from 50 ° C in the lowest controller setting to e.g. B. 350 ° C for the highest setting. However, if a heater with a PTCR is used and the temperature of the heater rises falls its resistance, whereby its heating effect and thus its Temperature rise decreases.

Bevorzugt hat der Heizer einen PTCR von wenigsten 2000 × 10^-6°C^-1, beispielsweise zwischen 3000 und 4000 × 10^-6°C^-1. Der besondere Wert des Koeffizienten kann natürlich so gewählt wer den, daß er die gewünschten Betriebszustände ergibt. Bei einem angenommen PTCR von 4000 × 10^-6°C^-1 würde ein Temperaturanstieg von 300°C einen Anstieg des Widerstands um einen Faktor von 300 × 4000 × 10^-6 = 1,2 bewirken, das sind das 2,2-fache des ur sprünglichen Widerstands. Ein Heizer, der in seinem Ausgangs umgebungszustand einen Heizeffekt von 10 W erzeugt, mindert diesen somit auf etwa 4,5 W bei der höheren Temperatur.The heater preferably has a PTCR of at least 2000 × 10 ^-6 ° C. ^-1 , for example between 3000 and 4000 × 10 ^-6 ° C. ^-1 . The special value of the coefficient can of course be chosen so that it gives the desired operating conditions. Assuming a PTCR of 4000 × 10 ^-6 ° C ^-1 , a temperature rise of 300 ° C would increase the resistance by a factor of 300 × 4000 × 10 ^-6 = 1.2, which is 2.2 times of the original resistance. A heater that produces a heating effect of 10 W in its initial ambient condition thus reduces it to about 4.5 W at the higher temperature.

Auf diese Weise läßt sich daher der Heizeffekt des Heizers än dern, ohne Teile bewegen oder schalten zu müssen.In this way, the heating effect of the heater can be changed without having to move or switch parts.

In der Praxis kann der maximale Heizeffekt des Heizers so ge wählt werden, daß er dem eines Standardheizers äquivalent ist, um hierdurch die obere Temperatur der Regelvorrichtung zu be grenzen. Dies bedeutet, daß bei niedrigen Reglereinstellungen, bei denen der Heizer nicht sehr heiß wird, die Ausgangsleistung signifikant erhöht ist, was vorteilhafterweise zu einer schnel leren Aufheizzeit bei geringeren Einstellungen führt.In practice, the maximum heating effect of the heater can be as high be chosen to be equivalent to that of a standard heater, to thereby be the upper temperature of the control device limit. This means that at low controller settings, where the heater does not get very hot, the output power is significantly increased, which advantageously results in a quick heating time with lower settings.

Bevorzugt ist der Heizer ein Substratheizer, insbesondere ein Keramiksubstratheizer mit einer Widerstandspur, deren Material einen PTCR aufweist. Das Material oder der "Farbstoff" bekannter Eigenschaften, kann auf das Substrat beispielsweise als Schlangenmuster gelegt und so zugerichtet werden, daß es den gewünschten Ausgangswiderstand erhält.The heater is preferably a substrate heater, in particular a Ceramic substrate heater with a trace of resistance, the material has a PTCR. The material or the "dye" is more well known Properties, for example, can be applied to the substrate Snake patterns are laid and prepared so that it is the desired output resistance.

Bei den oben beschriebenen Anordnungen ändert sich der Heiz effekt des Heizers, wenn das Steuerelement der Regelvorrichtung von einer "niedrigen" Leistungseinstellung der Regelvorrichtung zu einer "hohen" Einstellung bewegt wird, wobei der Heizeffekt bei der höheren Einstellung reduziert wird, um ein Überheizen der Regelvorrichtung bei der hohen Einstellung zu verhindern.In the arrangements described above, the heating changes effect of the heater when the control element of the control device from a "low" power setting of the control device is moved to a "high" setting, the heating effect at the higher setting is reduced to overheating to prevent the control device at high setting.

Ersichtlich ist jedoch, daß beim Ändern des Heizeffekts des Heizers bei Normalbetrieb das Bimetallbetätigungselement zum Aufheizen mehr oder weniger Zeit benötigt und somit eine längere oder kürzere Zeit braucht, die durch die Regeleinrichtung zu steuernde Last an- oder auszuschalten. Somit kann die gesamte Betriebscharakteristik der Regelvorrichtung durch Variieren des Heizeffekts geändert werden. Ein Problem bei elektrischen Koch vorrichtungen, bei denen meist Energieregulatoren verwendet werden, ist es, daß in den niedrigen Einstellungen es häufig schwierig ist, in dem niedrigsten Leistungseinstellungen eine zufriedenstellende Steuerung zu erhalten, und zwar aufgrund der einander entgegenstehenden Betriebsanforderungen der Wattzahl der Heizeinrichtung des Bimetallbetätigungselement wie oben diskutiert. Wünschenswert wäre es, wenn die Regelvorrichtung bei den Niedrigleistungseinstellungen einen feineren Regelbereich hätte.However, it can be seen that when changing the heating effect of the Heater during normal operation to the bimetal actuator Heating up takes more or less time and therefore a longer one or shorter time, which takes place through the control device Switching the controlling load on or off. So the whole Operating characteristics of the control device by varying the Heating effect can be changed. A problem with electric cook devices that mostly use energy regulators It is that in low settings it is common is difficult in the lowest power settings one to get satisfactory control because of the conflicting operating requirements of the wattage the heater of the bimetal actuator as above discussed. It would be desirable if the control device at the low power settings a finer control range would have.

Nach einem noch weiteren Aspekt der Erfindung wird daher eine Energieregelvorrichtung angegeben, die ein Bimetallbetätigungs element, eine dem Betätigungselement zugeordnete Heizeinrichtung und ein Steuerelement zum Einstellen des Ausgangs der Regelvor richtung umfaßt, wobei die Regelvorrichtungen zwei von dem Steuerelement gesteuerte Betriebsbereiche aufweist, und wobei Einrichtungen vorgesehen sind, um einen ersten Heizeffekt von der Heizeinrichtung in einem ersten Betriebsbereich zu erzeugen und einen zweiten Heizeffekt aus diesem in einem zweiten Be triebsbereich zu erzeugen.According to a still further aspect of the invention, therefore Energy control device specified that a bimetallic actuation element, a heating device assigned to the actuating element and a control element for setting the output of the rule direction includes, the control devices two of the Control element controlled operating areas, and wherein Means are provided to get a first heating effect from of the heating device in a first operating area and a second heating effect from this in a second loading drive area to generate.

Nach diesem Aspekt der Erfindung kann eine Regelvorrichtung in einem Betriebsmodus die Steuerung z. B. eines Kochelements über einen vollständigen Heizbereich ermöglichen, d. h. von 0 bis 100% Leistung. In diesem Zustand kann die Heizeinrichtung eine rela tiv niedrige Wattzahl erzeugen, um in diesem vollständigen Be reich einen zufriedenstellenden Betriebe zu ermöglichen. In einem anderen Betriebsmodus läßt sich jedoch durch Erhöhen des Heizeffekts der Heizeinrichtung ein separater Steuerausgang über einen verengten Bereich erreichen, z. B. von 0 bis 30% Leistung. Somit hätte der Benutzer die Wahlmöglichkeit zwischen Betriebs bereichen "voller Leistung" oder "Minderleistung". According to this aspect of the invention, a control device in an operating mode the control z. B. a cooking element allow a full heating area, d. H. from 0 to 100% Power. In this state, the heater can rela tiv low wattage to generate in this full Be rich to enable satisfactory operations. In Another mode of operation can be increased by increasing the Heating effect of the heating device via a separate control output reach a restricted area, e.g. B. from 0 to 30% performance. Thus, the user would have the choice between operating areas of "full performance" or "underperformance".

Die Änderung des Heizeffekts zwischen den verschiedenen Be triebsmodi läßt sich durch schaltbare Heizer erhalten, etwa den oben beschriebenen. Alternativ könnten vollständig getrennte Heizer an dem Bimetallbetätigungselement angebracht oder mittels einer geeigneten Schalteinrichtung diesem zugeordnet sein. Während in den oben beschriebenen Anordnungen das Schalten zwischen den Heizern zum Oberende eines Betriebsbereichs einzelner Leistung stattfindet, findet in diesem Aspekt der Erfindung das Schalten zwischen Betriebsbereichen statt (natür lich könnte auch bei Bedarf ein weiteres Schalten innerhalb der einzelnen Betriebsbereiche stattfinden).The change in the heating effect between the different Be drive modes can be obtained by switchable heaters, such as the described above. Alternatively, could be completely separate Heater attached to the bimetal actuator or by a suitable switching device can be assigned to this. While switching in the arrangements described above between the heaters to the top of an operating area individual performance takes place in this aspect of Invention switching between operating areas instead (natural Lich another switching within the individual operating areas).

Alternativ könnte der Heizeffekt geändert werden, indem man den Heizstrom durch den Heizer ändert. Hierzu ist eine extern geschaltete Vorrichtung, wie etwa ein Nebenschlußwiderstand, geeignet.Alternatively, the heating effect could be changed by using the Heating current through the heater changes. This is an external one switched device, such as a shunt resistor, suitable.

Das Schalten zwischen den Heizern könnte, wie oben gesagt, durch eine an dem Steuerelement vorgesehene Nockeneinrichtung bewir ken. Normalerweise wird in einer Energieregelvorrichtung ein voller Betriebsbereich durch im wesentlichen volle Drehung des Steuerelements in eine Richtung von 0° bis z. B. 330° abgedeckt. Jedoch ließe sich ein zweifacher Betriebsbereich erhalten durch Drehen des Steuerelement ,durch von einer "AUS"-Stellung nach jeder Seite um 170°, beispielsweise 0° bis 170° im Uhrzeigersinn für einen Volleistungsbetriebsbereich und 0° bis 170° im Gegen zeigersinn für den reduzierten Leistungsbereich.The switching between the heaters could, as stated above, by cause a cam device provided on the control element ken. Typically, one is in an energy control device full operating range by essentially full rotation of the Control in a direction from 0 ° to z. B. 330 ° covered. However, a double operating range could be obtained Turn the control by moving from an "OFF" position to each side by 170 °, for example 0 ° to 170 ° clockwise for a full power operating range and 0 ° to 170 ° in the opposite for the reduced power range.

Jedoch hat dies den Nachteil geringerer Genauigkeit der Einstel lung, weil nur die Hälfte des normalerweise verfügbaren Bewe gungsbereichs nutzbar ist. Demzufolge läßt sich ein im wesent lichen voller Bewegungsbereich für beide Betriebsbereiche erhal ten, wenn man einen Leerwegmechanismus des Typs verwendet, der allgemein in unserer anhängigen Anmeldung Nr. EP 94 303 403.3 (EP-A-0 624 890) beschrieben ist, worin der Mechanismus zur Steuerung eines aufgetrennten Ausgangs der Regelvorrichtung verwendet wird. Eine möglichen Anordnung wäre, daß die Regelvor richtung in dem vollen Leistungsbereich arbeitet, wenn das Steuerelement der Regelvorrichtung anfänglich von der "AUS"- Stellung gedreht wird. Wenn jedoch das Steuerelement zuerst über "AUS" zurückgedreht würde, schaltet der Mechanismus den Heizer zur höheren Wattzahl, so daß beim Zurückdrehen an der "AUS"- Stellung vorbei, die Vorrichtung in dem geringeren Leistungs bereich arbeitet. Ein Drehen des Steuerelements über das Ende des geringen Leistungsbereichs würde dann wieder den Heizer mit geringerer Wattzahl einschalten, wie wenn er zurück in die "AUS"-Stellung gedreht würde, so daß die Regelvorrichtung dann in dem vollen Bereich arbeiten würde.However, this has the disadvantage of lower accuracy of the setting because only half of the normally available weight range is usable. As a result, one can essentially full range of motion for both operating areas using an idle mechanism of the type that generally in our pending application No. EP 94 303 403.3 (EP-A-0 624 890), in which the mechanism for Control of a separated output of the control device is used. One possible arrangement would be that the rule direction in the full performance range if that Control element of the control device initially from the "OFF" - Position is rotated. However, if the control is over first If "OFF" were turned back, the mechanism switches the heater to the higher wattage so that when turning back on the "OFF" - Position over, the device in the lower power area works. Rotating the control over the end the low power range would then use the heater again turn on lower wattage like if he was back in the "OFF" position would be rotated so that the control device then would work in the full range.

Wie oben gesagt, ist die Erfindung insbesondere bei Energie regelvorrichtungen unter Verwendung von Keramiksubstratheizern anwendbar. Die Erfindung erstreckt daher auf Keramiksubstrat heizer per se, die Einrichtungen zum Bereitstellen eines variab len Heizeffekts aufweisen. Dieser Heizeffekt kann stufenlos oder stufenartig variabel sein, wie oben beschrieben, mit einer Mehr zahl von Heizspuren, die wahlweise in oder aus der elektrischen Schaltung schaltbar sind oder durch Heizeinrichtungen mit einem PTCR.As stated above, the invention is particularly in energy control devices using ceramic substrate heaters applicable. The invention therefore extends to ceramic substrates heater per se, the facilities for providing a variab len heating effect. This heating effect can be stepless or be stepwise variable, as described above, with a more Number of heating traces, either in or out of the electrical Circuit are switchable or by heating devices with a PTCR.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungen der Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin:Preferred embodiments of the invention are described below Described in the accompanying drawings, in which:

Fig. 1a und 1b zeigen Teile einer Energieregelvorrichtung; Figs. 1a and 1b illustrate portions of a power control device;

Fig. 2 zeigt einen Heizer zur Verwendung in der Anordnung von Fig. 1; Fig. 2 shows a heater for use in the arrangement of Fig. 1;

Fig. 3 zeigt schematisch eine weitere Anordnung der Energie regelvorrichtung; Fig. 3 shows schematically a further arrangement of the energy control device;

Fig. 4 zeigt einen in einem Bimetallbetätigungselement ange brachten Heizer; Fig. 4 shows a heater in a bimetallic element;

Fig. 5a und 5b zeigen in einer Modifikation des Systems von Fig. 1 eine Regelvorrichtung mit zweifachem Ausgang.1 Fig. 5a and 5b show, in a modification of the system of Fig. A regulating device with dual output.

Fig. 6 zeigt graphisch einen zweifachen Ausgang einer Energie regelvorrichtung; Fig. 6 shows graphically a double output of an energy control device;

Fig. 7 zeigt einen Heizer zur Verwendung mit der Energieregel vorrichtung; und Fig. 7 shows a heater for use with the energy control device; and

Fig. 8 zeigt eine herkömmliche Energieregelvorrichtung nach der WO 93/26027. Fig. 8 shows a conventional power control device according to WO 93/26027.

Zu Fig. 8. Eine Energieregelvorrichtung 2, deren Abdeckung in der Darstellung entfernt ist, umfaßt einen Mikroschalter 4 mit Schnappwirkung, dessen Kontaktarm 6 an dem freien Ende eines Bimetallbetätigungselements 10 schwenkbar angebracht ist. Eine von dem Kontaktarm 6 freie C-förmige Schnappfeder 12 greift in eine Hebelstütze ein, die an einer Ausgangslasche 14 vorgesehen ist. Am freien Ende des Kontaktarms 6 ist ein beweglicher Kon takt 16 angebracht, und ein fester Kontakt 18 ist an der Ober seite einer Eingangslasche 20 angebracht.To Fig. 8. A power control device 2, whose cover is removed in the diagram, comprises a micro-switch 4 with a snap action, the contact arm 6 is pivotally mounted at the free end of a Bimetallbetätigungselements 10th A free of the contact arm 6 C-shaped snap spring 12 engages in a lever support which is provided on an output tab 14 . At the free end of the contact arm 6 , a movable con tact 16 is attached, and a fixed contact 18 is attached to the upper side of an input tab 20 .

Ein elektrischer Schaltkreis zu einer Last, wie etwa einem ersten Abschnitt eines Kochgrillelements (nicht gezeigt), ist durch die Eingangslasche 20, die Kontakte 16, 18, die Feder 12 und die Ausgangslasche 14 gebildet.An electrical circuit to a load, such as a first portion of a grill element (not shown), is formed by the input tab 20 , the contacts 16 , 18 , the spring 12 and the output tab 14 .

Ein Keramiksubstratheizer 22 ist am Fußende des Bimetallbe tätigungselements 10 angebracht und bewirkt bei Erregung ein Auslenken des Betätigungselements 10, um nach einer vorbe stimmten Auslenkung die Kontakte 16, 18 mit Schnappwirkung zu öffnen. Die Stromzufuhr zum Heizer 22 geschieht über die Ein gangslasche 20, die Kontakte 16, 18, den Kontaktarm 6, das Bime tallbetätigungselement 10, eine von diesem freie Zunge 24 und ein federndes Stromzufuhrelement 26, das mit einer Masselasche 28 verbunden ist. Wenn die Kontakte 16, 18 öffnen, werden die Last und der Heizer entregt, so daß das Betätigungselement 10 abkühlen und in die andere Richtung auslenken kann, um den Kon takt wieder zu schließen.A ceramic substrate heater 22 is attached to the foot end of the bimetallic actuating element 10 and, when excited, causes a deflection of the actuating element 10 in order to open the contacts 16 , 18 with a snap action after a predetermined deflection. The power supply to the heater 22 is done via an input tab 20 , the contacts 16 , 18 , the contact arm 6 , the bimetal actuation element 10 , a tongue 24 free of this and a resilient power supply element 26 which is connected to a ground strap 28 . When the contacts 16 , 18 open, the load and the heater are de-energized so that the actuator 10 can cool and deflect in the other direction to close the contact again.

Das Betätigungselement 10 bildet einen Arm eines Bimetall elements 30, dessen anderer Arm 32 als an sich bekannter Umge bungstemperaturkompensator dient. Es ist mit einem Nockenfolger 34 versehen, der in eine Nockenspur 36 eingreift, die in einem Nockenelement 37 mit einem Nockenkörper 38 gebildet ist.The actuating element 10 forms an arm of a bimetallic element 30 , the other arm 32 serves as a known ambient temperature compensator. It is provided with a cam follower 34 which engages in a cam track 36 which is formed in a cam element 37 with a cam body 38 .

Das Nockenelement 37 besteht aus Kunststoff und einem daran angebrachten oder angeformten Steuerelement oder einer solchen Spindel 40, an deren Oberende ein nicht gezeigter Knopf ange bracht sein kann. Bei Drehung der Spindel 40 dreht sich die Nockenspur 36, wodurch sich der Folger 34 entsprechend auf- oder abbewegt. Hierbei wird auch das freie Ende 8 des Betätigungs elements 10 auf oder abbewegt, um hierdurch den Grad der Aus lenkung zu ändern, der zum Öffnen oder Schließen der Schalter kontakte 16, 18 erforderlich ist. Somit kann der Betätigungs punkt der Regelvorrichtung durch die Winkelstellung der Spindel eingestellt werden.The cam member 37 is made of plastic and an attached or molded control element or such a spindle 40 , at the upper end of a button, not shown, may be introduced. When the spindle 40 rotates, the cam track 36 rotates, as a result of which the follower 34 moves up or down accordingly. Here, the free end 8 of the actuating element 10 is moved up or down, thereby changing the degree of steering, which is required to open or close the switch contacts 16 , 18 . Thus, the actuation point of the control device can be set by the angular position of the spindle.

Der Heizer 22 ist mit einer Widerstandsheizspur 42 versehen, die Endanschlüsse 44, 46 aufweist. Die Bimetallbetätigungseinrich tung 10 ist mit einem hochstehenden Gelenk 48 geformt, an dem der Heizer angebracht ist, wobei das federnde Stromzufuhrelement 46 sowohl dem Heizer 22 Strom zuführt als auch den Heizer 22 in Kontakt mit dem Betätigungselement 10 drückt. Diese Form der Anbringung ist im einzelnen in unserer anhängigen Anmeldung GB 9409529. 6 erläutert (= GB-A-2278498).The heater 22 is provided with a resistance heating track 42 which has end connections 44 , 46 . The Bimetallbetätigungseinrich tung 10 is formed with an upstanding joint 48 on which the heater is mounted, wherein the resilient current supply member 46, both the heater 22 supplies current and the heater 22 in contact with the operating member 10 presses. This form of attachment is explained in detail in our pending application GB 9409529.6 (= GB-A-2278498).

Fig. 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Modifikation der obigen Regelvorrichtung. Der Einfachheit halber sind nur dieje nigen Teile der Regelvorrichtung gezeigt, die zur Erläuterung der Erfindung erforderlich sind. Fig. 1 and 2 show a modification according to the invention of the above regulating device. For the sake of simplicity, only those parts of the control device are shown which are necessary to explain the invention.

Zu Fig. 2. Ein Keramiksubstratheizer 100, der in der gleichen Weise wie der Heizer 22 in Fig. 8 angebracht ist, umfaßt zwei gedruckte Heizspuren 101, 102, die elektrisch parallel geschal tet sind und in Fig. 2 schematisch als Widerstände dargestellt sind. Die Heizspur 101 verläuft zwischen einer Anschlußplatte 103 und einem gemeinsamen Anschluß 104, während die Spur 102 zwischen einer Anschlußplatte 105 und dem gemeinsamen Anschluß 104 verläuft.To Fig. 2. A ceramic substrate heater 100, which is mounted in the same manner as the heater 22 in Fig. 8, comprising two printed heating traces 101, 102 that are tet electrically parallel geschal and are shown in Fig. 2 schematically as resistors. The heating track 101 runs between a connection plate 103 and a common connection 104 , while the track 102 runs between a connection plate 105 and the common connection 104 .

Verfahren zur Herstellung von Keramiksubstratheizern sind an sich bekannt und werden hier nicht im einzelnen dargestellt.Processes for the manufacture of ceramic substrate heaters are on are known and are not shown in detail here.

Die Heizspur 101 hat einen Widerstand von 15 kΩ während die Spur 102 einen höheren Widerstand von 38 kΩ hat. Bei einer Span nung von 240 V gibt dies einen Heizeffekt von etwa 1,5 W in Spur 102 und etwa 4 W in Spur 101.The heating track 101 has a resistance of 15 kΩ while the track 102 has a higher resistance of 38 kΩ. At a voltage of 240 V, this gives a heating effect of approximately 1.5 W in lane 102 and approximately 4 W in lane 101 .

Bei Verwendung ergreift der gemeinsame Anschluß 104 die Zunge 24 des Bimetallbetätigungselements 10, und wie in den Fig. 1a und 1b ersichtlich, stehen die Anschlüsse 103 und 105 wahlweise mit dem Ende eines Stromzufuhrelements oder Arms 106 in Ein griff, der die Form eines von einer neutralen oder Masselasche 108 abstehenden Streifens aufweist. Der Arm 106 kann an seinem Ende einen separaten Kontakt aufweisen, oder, noch einfacher, kann der Endabschnitt 109 des Streifens selbst, der geeignet geformt und bei Bedarf silberplattiert sein kann, den Kontakt bilden.In use, the common connector 104 engages the tongue 24 of the bimetallic actuator 10 , and as seen in Figs. 1a and 1b, the connectors 103 and 105 are selectively engaged with the end of a power supply member or arm 106 which is in the shape of one neutral or earth tab 108 protruding strip. Arm 106 may have a separate contact at its end, or, more simply, end portion 109 of the strip itself, which may be suitably shaped and silver plated if necessary, may form the contact.

Das Stromzufuhrelement 106 ist mit einem Nockenfolger 110 zum Eingriff mit einer Nockenfläche 112 am Umfang des Steuerelements 114 der Regelvorrichtung versehen.The power supply element 106 is provided with a cam follower 110 for engagement with a cam surface 112 on the circumference of the control element 114 of the control device.

Der Arm ist sowohl in Kontakt mit dem Heizer 100 nach unten vorgespannt als auch in Eingriff mit der Nockenfläche 112. Die Nockenfläche 112 ist über angenähert 300° gleichmäßig, hat je doch eine Einsenkung 116 an einer Stelle, die der maximalen Leistungseinstellung "9" der Regelvorrichtung entspricht. Die nominellen Leistungseinstellungen der Regelvorrichtung sind an dem Steuerelement schematisch angegeben. The arm is both biased downward in contact with the heater 100 and in engagement with the cam surface 112 . The cam surface 112 is uniform over approximately 300 °, but has a depression 116 at a point which corresponds to the maximum power setting “9” of the control device. The nominal power settings of the control device are indicated schematically on the control element.

In Fig. 1a befindet sich das Steuerelement der Regelvorrichtung in seinem "AUS"-Zustand, begrenzt durch ineinander eingreifende Klinken 118, 120 am Gehäuse der Regelvorrichtung bzw. dem Steuerelement. In diesem Zustand befindet sich der Nockenfolger 110 des Arms 106 in dem hohen Abschnitt der Nockenfläche 112, und sein Kontaktabschnit 109 steht mit dem Anschluß 103 in Ein griff. Sobald die Regelvorrichtung angeschaltet ist, wird das Bimetallbetätigungselement durch die Widerstandsspur 101 relativ geringen Widerstands erwärmt, was einen Heizeffekt hoher Watt zahl ergibt (etwa 4 W). Dieses Heizen wird über den im wesent lichen gesamten Drehbereich des Steuerelements 114 gehalten, bis dieses die maximale Leistungseinstellung "9" erreicht, an deren Stelle der Nockenfolger 110 in die Einsenkung 116 eingreift, um den Kontaktabschnitt 109 des Arms in Kontakt mit dem Anschluß 105 der Hochwiderstandsspur 102 zu schalten, wodurch der Heizef fekt auf etwa 1,5 W reduziert wird, um hierdurch Probleme mit Überhitzung der Regelvorrichtung zu vermeiden, was anderenfalls auftreten könnte. Wenn andere Heizeffekte in anderen Teilen des Betriebsbereichs erwünscht sind, können weitere Heizspuren vor gesehen und das Nockenprofil 112 modifiziert sein, um zwischen diesen wie gewünscht zu schalten.In Fig. 1a, the control element of the control device is in its "OFF" state, limited by interlocking pawls 118 , 120 on the housing of the control device or the control element. In this state, the cam follower 110 of the arm 106 is in the high portion of the cam surface 112 , and its contact portion 109 is engaged with the terminal 103 . As soon as the control device is switched on, the bimetallic actuator is heated by the resistance track 101 of relatively low resistance, which results in a high wattage heating effect (about 4 W). This heating is maintained over the substantially entire range of rotation of the control member 114 until it reaches the maximum power setting "9", in the place of which the cam follower 110 engages in the depression 116 to the contact portion 109 of the arm in contact with the terminal 105 of the To switch high resistance track 102 , whereby the heating effect is reduced to approximately 1.5 W in order to avoid problems with overheating of the control device, which could otherwise occur. If other heating effects are desired in other parts of the operating range, additional heating traces can be seen and the cam profile 112 modified to switch between them as desired.

Fig. 3 zeigt schematisch ein modifizierte System, in dem Heiz spuren 200, 202, 204 elektrisch in Serie auf dem Substrat 20 angeordnet sind. In dieser Ausführung sind drei Spuren vorgese hen, obwohl die Anzahl auch anders sein kann, um gewünschte Betriebszustände zu erhalten. Ein Anschluß 208 ist zum Eingriff mit der Zunge 24 in dem Betätigungselement 10 vorgesehen, und es sind drei weitere Anschlüsse 210, 212, 214 vorgesehen. Der Stromzufuhranschluß wird über die Anschlüsse von der "niedrigen" Leistungseinstellung, die in durchgehenden Linien gezeigt ist, zu der Hochleistungseinstellung die strichpunktiert gezeigt ist, bewegt, um nacheinander die Spuren 202 und 204 einzuschalten. Fig. 3 shows schematically a modified system in which heating traces 200 , 202 , 204 are arranged electrically in series on the substrate 20 . In this embodiment, three tracks are provided, although the number can also be different in order to obtain the desired operating states. A connector 208 is provided for engagement with the tongue 24 in the actuator 10 , and three additional connectors 210 , 212 , 214 are provided. The power supply connector is moved across the connectors from the "low" power setting shown in solid lines to the high power setting shown in phantom to successively turn on tracks 202 and 204 .

Die Heizspur 200 ist auf einem Teil "A" des Substrats 206 vor gesehen, das das Bimetallbetätigungselement 220 direkt kontak tiert. Dies ist schematisch in Fig. 4 gezeigt, die den Heizer zeigt, wie er auf einem Betätigungselement des in der WO 93/26067 gezeigten Typs anzubringen ist. Es besteht ein guter Wärmeübergang zwischen der Spur 200 und dem Betätigungselement 220.The heating track 200 is seen on a portion "A" of the substrate 206 before, the advantage the bimetallic actuator 220 is directly kontak. This is shown schematically in Fig. 4, which shows the heater as it is to be mounted on an actuator of the type shown in WO 93/26067. There is good heat transfer between the track 200 and the actuating element 220 .

Der Widerstand der Spur 200 kann derart gewählt sein, daß in dem Zustand, der in Figur mit durchgehenden Linien gezeigt ist, der Heizeffekt bei etwa 10 W liegt (R₂₀₀= ca. 5,7 kΩ). Die Widerstände der Spuren 202 und 204 sind sind so gewählt, daß der Heizeffekt der Spur 200 auf etwa 4 W reduziert wird, wenn die Spur 202 eingeschaltet ist, und etwa 2 W, wenn die Spur 204 auch einge schaltet ist.The resistance of the track 200 can be selected such that in the state shown in solid lines in the figure, the heating effect is about 10 W (R₂₀₀ = about 5.7 kΩ). The resistances of tracks 202 and 204 are selected such that the heating effect of track 200 is reduced to about 4 W when track 202 is on and about 2 W when track 204 is also on.

Das Stromzufuhrelement 216 entspricht im wesentlichen dem zuvor beschriebenen und wird zum Schalten durch eine Nockenfläche 218 des Steuerelements abgelenkt, das von dem in Fig. 1 gezeigten modifiziert ist, so daß sich bei Drehung des Steuerelements die gewünschte Ablenkung ergibt.The power supply element 216 corresponds essentially to that described above and is deflected for switching by a cam surface 218 of the control element, which is modified from that shown in FIG. 1, so that the desired deflection results when the control element rotates.

Natürlich kann diese Ausführung durch nur zwei klassifizierte Heizspuren vereinfacht werden, um den gewünschten Heizeffekt zu erhalten.Of course, this version can be classified by just two Heating traces can be simplified to achieve the desired heating effect receive.

Aus der Stellung der durchgehenden Linien der Fig. 3 ist er sichtlich, daß der Kontaktabschnitt des Arms 216 ausreichend breit ist, um den Spalt zwischen den jeweiligen Paaren benach barter Anschlüsse 210, 212; 212, 214 zu überbrücken. Hierdurch wird der Kontakt mit dem nächsten Anschluß hergestellt, bevor der Kontakt mit dem vorigen unterbrochen ist. Dies vermeidet Situationen, in denen die Heizer sämtlich getrennt sind, was dazu führt, daß die Regelvorrichtung vollständig "AN" schaltet.From the position of the solid lines of Figure 3, it can be seen that the contact portion of the arm 216 is sufficiently wide to cover the gap between the respective pairs of adjacent terminals 210 , 212 ; 212 , 214 to bridge. This will make contact with the next port before contact with the previous one is broken. This avoids situations in which the heaters are all disconnected, resulting in the control device turning "ON" completely.

Zu den Fig. 5 und 6, in denen eine Regelvorrichtung mit dop peltem Ausgangsbereich dargestellt ist. Diese Regelvorrichtung ähnelt im wesentlichen der von Fig. 1 mit der gleichen Form paralleler Heizspuren 300 und einem ähnlichen Stromzufuhrarm 203. Der Hauptunterschied mit der vorigen Ausführung ist, daß das Nockenprofil 304 an dem Steuerelement 306 angebracht ist. In diesem Fall hat das Profil eine Einsenkung 308, die etwa 170° um das Steuerelement herum verläuft. Hierdurch kann die Regelvor richtung in zwei getrennten Leistungsbereichen arbeiten, einem Bereich voller Leistung und einem anderen Bereich minderer Lei stung.To the Fig., In which a control device is shown with dop peltem output portion 5 and 6. This control device is essentially similar to that of FIG. 1 with the same shape of parallel heating tracks 300 and a similar power supply arm 203 . The main difference with the previous embodiment is that the cam profile 304 is attached to the control element 306 . In this case, the profile has a depression 308 that extends approximately 170 ° around the control element. This allows the Regelvor direction to work in two separate performance areas, a full performance area and another area of less power.

Fig. 5a zeigt die Regelvorrichtung in der "AUS"-Stellung. Wenn das Steuerelement im Uhrzeigersinn um 170° gedreht wird, bleibt der Kontaktabschnitt 310 des Stromzufuhrarms in Kontakt mit dem Anschluß 312 einer Spur 314 geringen Widerstands relativ hoher Wattzahl. Dies entspricht einem "Minderleistungs"-Betriebsmodus der Regelvorrichtung, wie in Fig. 6 mit der Linie 350 gezeigt. Das Steuerelement (oder in der Praxis ein daran angebrachter Knopf) zeigt den vollständigen Bereich der Einstellungen 1 bis 9 für diesen Minderleistungsbereich, wie schematisch in Fig. 5a gezeigt, aber in der "9"-Einstellung, liegt der tatsächliche Ausgang der Regelvorrichtung bei etwa nur 30% des Maximums (d. h. die Regelvorrichtung gibt Leistung nur für z. B. 30% des Gesamt zyklus ab). Die Heizleistung und die Hauptsteuernockenfläche für die Regelvorrichtung (die in der anderen Fläche des Steuerele ments gebildet ist) kann gewählt werden, um wie in diesem Be reich die gewünschten Betriebscharakteristiken zu erzielen. Fig. 5a shows the control device in the "OFF" position. When the control is rotated clockwise 170 degrees, the contact portion 310 of the power arm remains in contact with the terminal 312 of a low resistance track 314 of relatively high wattage. This corresponds to a "low power" mode of operation of the control device, as shown by line 350 in FIG. 6. The control element (or in practice a button attached to it) shows the full range of settings 1 to 9 for this low power range, as shown schematically in Fig. 5a, but in the "9" setting, the actual output of the control device is approximately only 30% of the maximum (ie the control device delivers power only for e.g. 30% of the total cycle). The heating power and the main control cam surface for the control device (which is formed in the other surface of the control element) can be selected to achieve the desired operating characteristics as in this area.

Wenn jedoch das Steuerelement 306 von der "AUS"-Stellung im Gegenzeigersinn gedreht wird, fällt der Nockenfolger 316 des Stromzufuhrarms 302 in die Einsenkung 308 zur Bewegung des Kon takts 310 in Kontakt mit dem Anschluß 318 der Spur 320 hohen Widerstands und geringer Wattzahl. Dies ist in Fig. 5b gezeigt. Dies ermöglicht den Betrieb der Regelvorrichtung über seinen gesamten Ausgangsbereich, wie in Fig. 6 mit der Linie 352 ge zeigt, in der die Leistungseinstellung "9" der 100%-igen Aus gangsleistung entspricht. Wieder sind die Heizerwattzahlen und das Hauptnockenprofil so gewählt, daß man die gewünschte Be triebscharakteristik erhält.However, when control 306 is rotated counterclockwise from the "OFF" position, cam follower 316 of power arm 302 falls into recess 308 for moving contact 310 into contact with terminal 318 of track 320 of high resistance and low wattage. This is shown in Fig. 5b. This enables the operation of the control device over its entire output range, as shown in FIG. 6 with line 352 , in which the power setting "9" corresponds to the 100% output power. Again, the heater watt numbers and the main cam profile are selected so that the desired operating characteristics are obtained.

Mit dieser Anordnung läßt sich eine verbesserte Steuerung in dem Niederleistungsbereich erhalten, wie aus Fig. 6 deutlich zu entnehmen.With this arrangement, improved control in the low power range can be obtained, as can be clearly seen from FIG. 6.

Nun zu Fig. 7. Ein Keramiksubstratheizer 400 ist mit einer Heizspur 402 aus einem Material mit PTCR versehen, beispiels weise in dem Bereich von 3000 bis 4000 × 10^-6°C^-1, die zwischen zwei Kontaktplatten 404, 406 verlaufen.Now to FIG. 7. A ceramic substrate heater 400 is provided with a heating trace 402 made of a material with PTCR, for example in the range from 3000 to 4000 × 10 ^-6 ° C. ^-1 , which run between two contact plates 404 , 406 .

Die Spur 402 ist auf das Substrat in bekannter Weise schlangen förmig aufgedruckt und gebrannt. Der verwendete Farbstoff kann typischerweise einen Widerstand von 50 Ω pro Flächeneinheit auf weisen, und die Spur hat einen nominalen Widerstand von 2 kΩ nach dem Brennen. Nach dem Brennen kann der Widerstand zu der gewünschten Form zugerichtet werden, z. B. etwa 5 kΩ, durch se lektives Durchschneiden einer der Brücken 408, 410, die von der Kontaktplatte 404 verlaufen, beispielsweise mittels eines Lasers, und auch durch Wegschneiden der Mitte des dicken Spuren abschnitts 402 auf eine gewünschte Distanz. Dies erhöht den Widerstand, so daß man ohne lokale Erwärmungsflecken einen ge nauen Widerstand erreichen kann. Die Kontaktplatten 404, 406 werden dann angelegt, und dann wird die Deckglasur 404 aufge bracht und gebrannt.The track 402 is snake-shaped and burned onto the substrate in a known manner. The dye used can typically have a resistance of 50 Ω per unit area, and the trace has a nominal resistance of 2 kΩ after firing. After firing, the resistor can be trimmed to the desired shape, e.g. B. about 5 kΩ, by selective cutting through one of the bridges 408 , 410 , which extend from the contact plate 404 , for example by means of a laser, and also by cutting away the middle of the thick trace section 402 to a desired distance. This increases the resistance, so that one can achieve a precise resistance without local heating spots. The contact plates 404 , 406 are then applied, and then the cover glaze 404 is brought up and fired.

Der Heizer 400 kann dann in der in Fig. 8 gezeigten Regelvor richtung angebracht werden, wobei sich dessen Widerstand automa tisch ändert, wenn sich dieser unter verschiedenen Reglerein stellungen erwärmt. Wie zuvor beschrieben, nimmt mit zunehmender Temperatur des Heizers sein Widerstand zu, und somit nimmt sein Heizeffekt ab, um hierdurch den Heizeffekt bei den höheren Reg lereinstellungen zu mindern. Wenn beispielsweise ein Heizer mit einem PTCR von 4000 × 10^-6°C^-1 verwendet wird, mit einem Wider stand, der bei Raumtemperatur einen anfänglichen Heizeffekt von etwa 10 W ergibt, und die Temperatur des Heizers und z. B. 300°C ansteigt, steigt der Widerstand des Heizers um einen Faktor von 1,2 auf den Gesamtwert des 2,2-fachen seines ursprünglichen Werts an, um hierdurch den Heizeffekt um den gleichen Faktor zu reduzieren, d. h. auf etwa 4,5 W. The heater 400 can then be attached in the direction shown in FIG. 8, the resistance of which automatically changes when it heats up under different controller settings. As previously described, as the temperature of the heater increases, its resistance increases, and thus its heating effect decreases, thereby reducing the heating effect at the higher controller settings. For example, if a heater with a PTCR of 4000 × 10 ^-6 ° C ^-1 is used, with a stand that gave an initial heating effect of about 10 W at room temperature, and the temperature of the heater and z. B. increases 300 ° C, the resistance of the heater increases by a factor of 1.2 to the total value of 2.2 times its original value, thereby reducing the heating effect by the same factor, ie to about 4.5 W.

Auf diese Weise läßt sich die Änderung des Widerstands, die bei höheren Temperaturen zur Minderung des Heizeffekts erforderlich ist, erreichen, ohne daß man eine separate Schalteinrichtung braucht.In this way, the change in resistance that occurs at higher temperatures are required to reduce the heating effect is achieved without having a separate switching device needs.

Eine Energieregelvorrichtung ist mit einer Heizeinrichtung 100 für ein Bimetallbetätigungselement versehen, wobei die Heizein richtung 100 einen veränderlichen Widerstand aufweist. Die Heiz einrichtung kann ein Substratheizer mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstands sein, so daß mit Anstieg der Temperatur des Heizers dessen Widerstand abnimmt. Dies be grenzt den Heizeffekt des Heizers bei höheren Einstellungen der Regelvorrichtung, während sein Heizeffekt bei geringeren Ein stellungen zunimmt, um in einem Betriebszyklus längere "AUS"- Zeiten zu erzielen.An energy control device is provided with a heater 100 for a bimetallic actuator, the heater 100 having a variable resistance. The heating device can be a substrate heater with a positive temperature coefficient of resistance, so that the resistance of the heater decreases as the temperature rises. This limits the heating effect of the heater at higher settings of the control device, while its heating effect increases at lower settings in order to achieve longer "OFF" times in one operating cycle.

Claims

1. Energy control device ( 2 ) with a bimetallic actuating element ( 10 ) and a heater ( 100 ) associated therewith, the heater ( 100 ) having a variable resistance to change the heating effect of the heater or parts of the heater.

2. Energy control device according to claim 1, characterized in that the heater ( 402 ) has a positive temperature coefficient of its resistance (PTCR).

3. Energy control device according to claim 2, characterized in that the heater ( 402 ) is a substrate heater which is printed with a material having PTCR.

4. Energy control device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the heater ( 100 ; 402 ) on the bimetal actuating element ( 10 ) is attached.

5. Energy control device with a Bimetallbetätigungsele element (10) and an attached heater (100), wherein the heater (100) a contact device (103, 105) for engagement with an electrical contact (109) on a current supply element (106); and with a device ( 110 , 116 ) for selectively connecting and disconnecting the contact device ( 103 , 105 ) of the heater and the electrical contact ( 109 ).

6. Energy control device according to claim 5, characterized in that the power supply element ( 106 ) is movable to effect the connection and disconnection.

7. Energy control device according to claim 6, characterized in that the movement of the power supply element ( 106 ) by a on the control element ( 114 ) of the control device provided cam device ( 116 ) and with the power supply element ( 106 ) operationally coupled cam follower ( 110 ) becomes.

8. Energy control device according to claim 6 or 7, characterized in that the contact ( 109 ) of the Stromzufuhrele element ( 106 ) from a heater connection ( 103 , 105 ) can be raised and lowered on this.

9. Energy control device according to claim 6 or 7, characterized in that the contact ( 109 ) of the Stromzufuhrele element ( 106 ) relative to the heater ( 100 ) is slidably mounted, the connection and disconnection being effected by a sliding movement.

10. Energy control device according to one of claims 5 to 9, characterized in that the heating device ( 100 ) has a variable resistance, such that on the bimetallic actuating element ( 10 ) at the maximum or higher settings of the control device there is a lower heating effect.

11. Energy control device according to claim 10, characterized in that the heater ( 100 ) is provided with a plurality of separate heating tracks ( 101 , 102 ).

12. Energy control device according to claim 11, characterized in that tracks ( 101 , 102 ) are electrically closed in series GE.

13. Energy control device according to claim 10 or 11, characterized in that the current supply contact (109) and the terminals (103, 105) are arranged such that when BEWE of the contact (109) narrowing from a terminal to another of the contact (109) the touches the next port before getting off the one port.

14. Energy control device according to claim 11, 12 or 13, characterized in that a main heating track ( 101 ) is arranged in one place in good thermal contact with the actuating element ( 100 ), and another heating track ( 102 ) is arranged at one point where the heating effect is lower.

15. Energy control device comprising: a bimetallic actuating element ( 2 ) in good thermal contact with a heater ( 100 ) and a resistance device ( 101 , 102 ), which can optionally be arranged in series with the heater ( 100 ) to the heating effect of the heater ( 100 ).

16. Energy control device according to one of claims 5 to 15, characterized in that the heater ( 100 ) is a ceramic substrate heater.

17. Energy control device according to claim 16, characterized in that a molten glass-like coating is printed on the substrate between and around the terminals ( 103 , 104 , 105 ) over which the contact moves.

18. Energy control device according to claim 16 or 17, characterized in that the connections ( 103 , 104 , 105 ) are formed from a silver / palladium alloy in which the ratio of palladium to silver is approximately 4: 1.

19. Energy control device according to claim 1, characterized records that the heater is a continuously variable Exhibits resistance.

20. Energy control apparatus, comprising: a Bimetallbe tätigungselement (10), a said actuating member (10) associated with heating means (300) and a control element (306) for adjusting the output of the regulating device, wherein the control device comprises two controlled by the control element (306) operating ranges comprising and wherein a directions (304, 308) are provided in a first operating range a first heating effect of the Heizein direction to obtain (300) and into a second be operating range a second heating effect of the Heizeinrich processing to obtain (300) .

21. Energy control device according to claim 20, characterized in that the heating effect is variable by switching heating elements ( 314 , 320 ) on or off.

22. Energy control device according to claim 20 or 21, characterized in that it comprises heaters ( 314 , 320 ) which are attached to the bimetallic actuating element with a suitable switching device or are assigned thereto.

23. Energy control device according to claim 20, characterized records that the heating effect by changing the heating current is changeable by the heater.

24. Energy control device according to claim 23, characterized records that the current through an externally switched front direction can be changed.

25. Energy control device according to one of claims 20 to 24, characterized in that the switching between the heaters ( 314 , 320 ) is effected by a cam device ( 304 , 308 ) on the control element ( 306 ).

26. Ceramic substrate heater with facilities for providing a changeable heating effect.

27. Heater according to claim 26, characterized in that it is a PTCR has.