DE1159109B

DE1159109B - Einrichtung fuer elektrische Kochplatten

Info

Publication number: DE1159109B
Application number: DES80468A
Authority: DE
Inventors: Rer Nat Karl Ernst Rumswink Dr
Original assignee: Siemens Elektrogaerate GmbH
Current assignee: SEG Hausgeraete GmbH
Priority date: 1962-07-18
Filing date: 1962-07-18
Publication date: 1963-12-12

Description

Einrichtung für elektrische Kochplatten Es ist bekannt, die Temperatur von elektrischen Kochplatten oder von auf einer elektrischen Kochplatte stehendem Garungsgut dadurch selbsttätig auf eine Solltemperatur einzuregeln, daß in Verbindung mit einem Temperaturfühler eine die Ein- und Ausschaltung des Heizstromes bewirkende temperaturabhängige Spannung gewonnen wird. Es ist weiter bekannt, zur selbsttätigen Regelung des Siedegrades, d. h. zum Ankochen mit vollem Heizstrom und selbsttätigem Übergang auf eine vorbestimmte Kochleistung, eine die Ansprech- (Soll-) Temperatur auf zwei vorbestimmte Temperaturwerte umschaltende periodisch betätigte Kontaktvorrichtung zu benutzen.
Die Erfindung, welche eine Einrichtung für elektrische Kochplatten zum Ankochen mit vollem Heizstrom und selbsttätigem Übergang auf eine vorbestimmte Kochleistung betrifft, wobei unter Benutzung eines Temperaturfühlers eine temperaturabhängige, die Ein- und Ausschaltung des Heizstromes der Kochplatte bewirkende Spannung gewonnen wird, erzielt eine wesentliche Verbesserung und Vereinfachung der bekannten Schaltungen dadurch, daß die temperaturabhängige Spannung einer Schaltungsanordnung zugeleitet ist, welche oberhalb einer Ansprechschwelle als astabiler Multivibrator arbeitet und dabei eine periodische Ein- und Ausschaltung des Heizstromes der Kochplatte bewirkt. Dabei ist es im allgemeinen vorteilhaft, daß die Ansprechschwelle einstellbar ist, z. B. durch Einstellung einer Verriegelungsspannung gegen eine Betriebsspannung des Multivibrators. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Tastverhältnis einstellbar, z. B. durch Einstellung der Schaltungsunsymmetrie.
Die Schaltungsanordnung kann mindestens einen Transistor und/oder einen Vierschichter enthalten. Die Endstufe der Schaltungsanordnung kann den Heizstrom der Kochplatte entweder über einen Relaissehalter oder aber als elektronischer Schalter den Heizstrom der Kochplatte unmittelbar schalten. Dabei schaltet die Endstufe der Schaltungsanordnung als elektronischer Schalter entweder nur eine Halbwelle der Netzspannung oder beide Halbwellen der Netzspannung, wobei die Endstufe für jede Halbwelle der Netzspannung einen Transistor und/oder Vierschichter besitzen kann. Es kann auch vorteilhaft sein, die Kochplatte mit zwei getrennten schaltbaren Heizwicklungen auszurüsten.
In weiterer Durchbildung der Erfindung können der Temperaturfühler und/oder der (die) Heizwiderstand (stände) als Schaltelemente der Schaltungsanordnung mitbenutzt sein. Es ist auch möglich, den Multivibrater in an sich bekannter Weise als zwei sich gegenseitig ein- und ausschaltbare, Relais auszubilden, wobei eines der Relais den Heizstrorn. der Kochplatte schaltet. Es ist auch möglich, zur Schaltung beider Halbwellen der Wechselstromnetzspannung ein zusätzliches Relais vorzusehen.
Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, wobei Fig. 1 ein Blockschaltbild und Fig. 2 ein mehr detailliertes Schaltbild darstellt.
In dem Blockschaltbild von Fig. 1 bedeutet 1 eine Regelkochplatte. Mit 4 ist eine Anordnung bezeichnet, z. B. eine Brückenschaltung oder eine Spannungsteileranordnung, die mit Hilfe eines Temperaturfühlers, z. B. eines temperaturabhängigen Widerstandes 5, der in Wännekontakt mit der Kochplatte 1 steht, eine temperaturabhängige Spannung g gewinnt, welche über eine besondere Einrichtung6 einer Multivibratorschaltung 7 zugeführt ist; die Multivibratorschaltung7 speist die Wicklung eines Relais 8, über dessen Relaiskontakt 2 die Kochplatte 1 mit der Wechselstromnetzspannung verbunden ist. Die Multivibratorschaltung 7, die z. B. mit zwei Verstärkerröhren oder zwei Transistoren arbeitet, besitzt einen Einstellknopf 9, mit welchem sich das Tastverhältnis des Multivibrators einstellen läßt (z. B. durch Verwendung der Unsymmetrie einer Multivibratorschaltung). Die Einrichtung6 legt die Ansprechschwelle des Multivibrators7 fest, wobei die Höhe der Ansprechschwelle (und damit der Ansprechtemperatur) durch einen Einstellknopf 10 einstellbar ist.
Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltung ist die folgende: Wird mit Hilfe des Bedienungsgriffes 10 die Ansprechschwelle des Multivibrators 7 so festgelegt, daß die ihr entsprechende, von der Anordnung 4 gelieferte temperaturabhängige Spannung ungefähr dem Siedepunkt der auf der Kochplatte 1 stehenden Flüssigkeit entspricht, so erfolgt bis zum Erreichen dieser Spannung bzw. bis gum Erreichen der entsprechenden Temperatur, das Anheizen der Kochplatte 1 mit vollem Heizstrom. Sobald die Ansprechschwelle erreicht ist, beginnt der Multivibrator zu arbeiten und taktet den Heizstrom der Kochplatte 1 mit einem Tastverhältnis, das durch den Bedienungsgriff 9 der Multivibrator-#nordnung 7 einstellbar ist.
Durch Voreinstellung des Tastverhältnisses mit Hilfe des Bedienungsgriffes 9 läßt sich also erreichen, daß das Anheizen der Kochplatte mit vollem Heizstrom erfolgt und daß nach Erreichung des Siedepunktes ein selbsttätiger Übergang auf die vorher eingestellte Kochleistung erfolgt, die sich als zeitlicher Mittelwert der impulsförmig geschalteten Heizleistung (getakteten Heizleistung) ergibt.
In dem mehr detaillierten Schaltbild von Fig. 2 sind gleiche Teile wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die, Anordnung 4 zur Gewinnung einer temperaturabhängigen Spannung ist eine Spannungsteileranordnung gemäß einem älteren Vorschlag. Sie enthält einen Heißleiter 12, der als Temperaturfühler in Wärmekontakt mit der Kochplatte 1 (oder gegebenenfalls mit dem auf der Kochplatte stehenden Kochgut) steht. Der Spannungsteiler besteht weiter aus dem festen Widerstand 13 und einem einstellbaren Widerstand 14, der zur Einstellung der Solltemperatur verwendet werden kann.
Die Einrichtung6 zur Einstellung der Ansprechschwelle ist als Kippverstärker mit Transistoren 15 und 16 dargestellt, deren Kippunkt (und damit die Ansprechschwelle des Multivibrators) durch Einstellung des Potentiometers 17 erfolgt, gemäß einem älteren Vorschlag. Die Multivibratoranordnung 7 ist als an sich bekannter astabfler Multivibrator mit zwei Transistoren dargestellt, wie sie z. B. in dem Buch »Schaltungen mit Halbleiterelementen«, S & H-Wernerwerk für Bauelemente, S. 193, dargestellt wurde. In der Kollektorleitung des zweiten Transistors liegt die Wicklung des Relais 8.
Die Wirkungsweise der in Fig. 2 beschriebenen Anordnung ist die folgende: Es sei vorausgesetzt, daß der temperaturabhängige Widerstand 12 ein Heißleiter ist, d. h., daß er einen negativen Temperaturkoeffizienten besitzt und daß der Abgriff des Potentiometers 17, dessen Verstellung mittels des Drehknopfes 10 möglich ist, so eingestellt ist, daß das Basispotential von Transistor 15 negativer als das Basispotential von Transistor 16 ist. Mit 7unehmender Erwärmung der Kochplatte und damit des Fühlers 12 wird der Spannungsabfall zwischen der Basis B des Transistors 15 und dem Fußpunkt A des Potentiometers kleiner und von dem Zeitpunkt an, in dem das Basispotential von Transistor 15 geringer wird als das Basispotential von Transistor 16, kippt der Verstärker, d. h., der bisher durchgesteuerte Transistor 15 wird gesperrt, und Transistor 16 führt fast sprungartig hoben Kollektorstrom. Der Spannungsabfall an dem Kollektorwiderstand 20 von Transistor 16, der der Multivibratorschaltung 7 als Betriebsspannung zugeführt ist, ist also vor Erreichung des Kippunktes praktisch gleich Null und hat vom Kippunkt an einen solchen Wert, daß der Multivibrator 7 Plötzlich anfängt zu schwingen. Da Relais 8 und Kollektorstrom des einen Transistors gesperrt werden, so taktet Relaiskontakt 2 den Heizstrom der Kochplatte 1. Wird der Abgriff des Potentiometers 17 so eingestellt, daß der Kippunkt kurz unterhalb des Siedepunktes einer auf der Kochplatte stehenden Flüssigkeit liegt, so tritt nach dem Anheizen mit vollem Heizstrom ein Takten des Heizstromes ein. Das Taktverhältnis und damit die »Fortkochleistung« kann dabei durch Einstellung der Schaltungsunsymmetrie variiert werden. In dem in Fig. 2 dargestellten Fall wird dies durch Einstellung der Basiswiderstände der beiden Multivibratortransistoren erreicht, die durch den Bedienungsknopf 9 in gegenläufigem Sinne beeinflußbar werden. Die in Fig. 2 beispielsweise dargestellten Schaltungen für den Multivibrator und für die Anordnung zur Einstellung der Ansprechschwelle können durch andere an sich bekannte Schaltungen ersetzt oder verbessert werden. Kippschaltungen und Multivibratorschaltungen gehören seit langem zum Stande der Technik und sind in den verschiedensten Variationen bekannt, die sich sowohl durch den erforderlichen Aufwand als auch hinsichtlich ihrer Eigenschaften voneinander unterscheiden. Es ist also ohne weiteres möglich, für den jeweils vorliegenden Fall eine der bekannten Schaltungen heranzuziehen, die nach Auf- wand und Eigenschaften am geeignetsten ist.
Es ist auch möglich, den Multivibrator als zwei sich gegenseitig ein- und ausschaltende Relais auszubilden, wobei eines der Relais den Heizstrom der Kochplatte schalten kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung für elektrische Kochplatten zum Ankochen mit vollem Heizstrom und selbsttätigem Übergang auf eine vorbestimmte Kochleistung, wobei unter Benutzung eines Temperaturfühlers eine temperaturabhängige Spannung gewonnen wird, dadurchgekennzeichnet, daß die temperaturabhängige Spannung einer Schaltungsanordnung zugeleitet ist, welche oberhalb einer Ansprechschwelle als astabiler Multivibrator arbeitet und dabei eine periodische Ein- und Ausschaltung des Heizstromes der Kochplatte bewirkt, während unterhalb der Ansprechschwelle der Heizstrom der Kochplatte eingeschaltet bleibt. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechschwelle einstellbar ist. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zweck der Einstellung der Ansprechschwelle mindestens eine Verriegelungsspannung gegen eine Betriebsspannung des Multivibrators einstellbar ist. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tastverhältnis einstellbar ist, z. B. durch Einstellung der Schaltungsunsymmetrie des Multivibrators. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung mindestens einen Transistor und/oder einen Vierschichter enthält. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1. bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe der Schaltungsanordnung den Heizstrom der Kochplatte über ein Relais schaltet. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsabfall an einem Teil eines einen temperaturabhängigen Widerstand als Temperaturfühler enthaltenden Spannungsteilers einer transistorierten Kippschaltung mit einstellbarem Kipppunkt zugeführt ist und daß der Spannungsabfall an dem Kollektorwiderstand des unterhalb des Kippunktes gesperrten Transistors der Kippschaltung als Betriebsspannung einer elektrischen Multivibratorschaltung verwendet ist, welche ein die Ein- und Ausschaltung des Heizstromes der Kochplatte bewirkendes Relais steuert, und deren Schaltungsunsymmetrie. zum Zweck der Einstellung des Tastverhältnisses einstellbar ist. 8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe der Schaltungsanordnung als elektronischer Schalter den Heizstrom der Kochplatte unmittelbar schaltet. 9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wechselstromnetzbetrieb der Kochplatte die Endstufe der Schaltungsanordnung als elektronischer Schalter nur eine Halbwelle der Netzspannung schaltet. 10. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wechselstromnetzbetrieb der Kochplatte die Endstufe der Schaltungsanordnung als elektronischer Schalter beide Halbwellen der Netzspannung schaltet. 11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufe der Schaltungsanordnung als elektronischer Schalter für jede Halbwelle der Netzspannung mindestens einen Transistor und/oder Vierschichter besitzt. 1.
2. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochplatte mindestens zwei getrennt schaltbare Heizwicklungen besitzt. 13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochplatte mindestens zwei getrennt schaltbare Heizwicklungen besitzt. 14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Multivibrator als zwei sich gegenseitig ein- und ausschaltende Relais ausgebildet ist. 15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Relais den Heizstrom an der Kochplatte schaltet.