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Einrichtung zur Regelung der Wärmeerzeugung an elektrischen Wärmegeräten
Zur Temperaturregelung elektrischer Wärmegeräte, insbesondere Kochgeräte, sind Einrichtungen
bekannt, bei denen ein Temperaturfühler des Temperaturreglers eine an ihm angebrachte
Schalteinrichtung steuert. Bisher diente diese Schalteinrichtung unmittelbar zum
Schalten des Heizstromes des Gerätes.
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Bei üblichen Bimetallreglern, die als Leistungstakter aufgebaut sind,
schaltet der vom Bimetall gesteuerte Kontakt gleichzeitig die Heizung des Bimetalls
und den zu steuernden Strom aus und ein. Zur Verlängerung der Lebensdauer derartiger
Regler ist es bekannt, den Regler mit zwei elektrisch gekoppelten Bimetallstreifen
zu versehen, wobei der von dem einen Bimetallstreifen gesteuerte Kontakt den Heizstrom
des Wärmegerätes und der vom anderen Bimetallstreifen gesteuerte Kontakt den Heizstrom
für beide Bimetallstreifen schaltet. Ferner ist es bekannt, einen Regler zur Überwachung
der Wärmeerzeugung so aufzubauen, daß sich hinsichtlich der Wirkungsweise eine Kombination
aus einer reinen Temperaturregelung (Schaltkriterium nur von der Temperatur erzeugt)
und einer Leistungsregelung (Impulssteuerung die von der Temperatur beeinflußt ist)
ergibt. Der bekannte Regler arbeitet mit zwei mechanisch gemeinsam auf einen einzigen
Kontakt arbeitenden Bimetallstreifen. Der Kontakt dieses Reglers schaltet den Heizstrom
des Gerätes unmittelbar und ist deshalb wie bei den übrigen bekannten Regeleinrichtungen
zur Erzielung einer ausreichenden Lebensdauer mit einem Sprungschaltmechanismus
versehen.
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Oft ist die Unterbringung einer mit Sprungmechanismen versehenen Schalteinrichtung
im Temperaturfühler sehr erschwert oder gar unmöglich.
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Die davon ausgehende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur
Regelung der Wärmeerzeugung an elektrischen Wärmegeräten, insbesondere Kochgeräten,
wobei die den Geräteheizstrom schaltende Schalteinrichtung von einem ersten wärmeempfindlichen
Organ betätigt wird, dessen Beheizung durch einen von einem zweiten, an dem Temperaturfühler
befindlichen und die Temperatur am Wärmegerät abfühlenden, wärmeempfindlichen Organ
gesteuerten Hilfsstromkreis erfolgt.
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Die Erfindung besteht darin, daß das zweite wärmeempfindliche Organ
den Hilfsstrom über Folgekontakte schaltet, von denen der bei niedrigerer Temperatur
ansprechende Kontakt mittels eines vom ersten wärmeempfindlichen Organ mitgesteuerten,
im Hilfsstromkreis liegenden Hilfskontaktes die Schalteinrichtung als den Heizstrom
des Wärmegerätes periodisch ein- und ausschaltenden Impulsgeber arbeiten läßt und
der bei höherer Temperatur ansprechende Kontakt den Hilfsstrom unmittelbar schaltet.
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Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung ist der Vorteil verbunden, daß
die Schalteinrichtung in dem Temperaturfühler mit einfachen Kontakten versehen werden
kann. Durch die Erfindung ist also der Einbau einer mit einem Sprungschaltmechanismus
versehenen Schalteinrichtung, die großen Platz erfordert, im Temperaturfühler vermieden.
Die Meßwerte des Temperaturfühlers werden elektrisch auf die den Geräteheizstrom
schaltende Schalteinrichtung übertragen, die räumlich getrennt von dem Temperaturfühler
angeordnet wird. Die den Geräteheizstrom schaltende Schalteinrichtung läßt sich
daher, ohne Raumbeschränkungen unterworfen zu sein, mit ausreichender Schaltleistung
bauen.
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Schließlich läßt sich mit der Erfindung eine vorteilhafte Arbeitsweise
erzielen, die darin besteht, daß bei Verwendung der Einrichtung z. B. in einem Kochgerät
mit voller Leistung angekocht, im Kochbereich ein Anbrennschutz erreicht sowie die
Fortkochleistung im Zusammenwirken mit dem Impulsgeber in weiten Grenzen verändert
werden kann.
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In der Patentschrift 1046 211 ist eine Einrichtung zur Regelung der
Wärmeerzeugung in Kochgeräten beschrieben, bei der der verwendete, nichtelektronische
Temperaturregler mit einem auf zwei Folgekontakte einwirkenden Verstellorgan versehen
ist, wobei das Kochgerät im Schließzustand beider Folgekontakte eine ununterbrochene
Energiezufuhr in Impulsen und im Öffnungszustand beider Folgekontakte keine Energiezufuhr
erhält. Gemäß diesem
Vorschlag ist das auf die Folgekontakte einwirkende
Verstellorgan derart ausgebildet, daß die Temperatur am Kochgefäß bei Verstellung
des Verstellorgans im Kochbereich auch bei nicht Vorhandensein von Wasser im Kochgefäß
gleichbleibend, im Wärme-und Bratbereich dagegen in an sich bekannter Weise steigend
bzw. fallend ist und daß außer dem auf die Folgekontakte einwirkenden Verstellorgan
ein die impulsförmige Energiezufuhr in allen drei Bereichen stetig steuerndes Verstellorgan
vorgesehen ist.
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Zur Verringerung der elektrischen Beanspruchung des einen den vollen
Strom schaltenden Kontaktes ist ein weiterer Schaltkontakt vorgesehen. Ein Hilfsstromkreis
im Sinn der Erfindung ist jedoch nicht vorhanden.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung wird an
Hand der Zeichnung näher erläutert.
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Von dem Netz 1 wird das elektrische Wärmegerät 2 gespeist. Dieses
Wärmegerät ist vorzugsweise eine Kochplatte. Das auf ihr befindliche Kochgefäß ist
in der Zeichnung nicht dargestellt. Zur Regelung der Wärmeerzeugung in dem Wärmegerät
dient die erfindungsgemäße Einrichtung. Sie hat einen Temperaturregler, dessen Temperaturfühler
3 die Temperatur am Wärmegerät abfühlt. Ist das Wärmegerät ein Kochgefäß, so erfolgt
vorzugsweise das Abfühlen der Temperatur an dem Kochgefäß. Der Temperaturfühler
3 hat zum Abfühlen der Wärme des Wärmegerätes z. B. einen Bimetallstreifen 4. Es
kann auch eine Meßfiüssigkeit verwendet werden, die auf eine Membran einwirkt. Die
Meßwerte beeinflussen eine Schalteinrichtung 5, die in dem Temperaturfühler 3 untergebracht
ist. Nach der Erfindung schaltet die in dem Temperaturfühler befindliche Schalteinrichtung
5 nicht den Heizstrom des Wärmegerätes, sondern einen Hilfsstromkreis, der eine
den Geräteheizstrom schaltende Schalteinrichtung 6 steuert.
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Die in dem Temperaturfühler 3 befindliche Schalteinrichtung 5 hat
zweckmäßig zwei Folgekontakte K1 und K,. Der Bimetallstreifen 4 wirkt auf
die Folgekontakte zunächst über einen Stößel ? ein, der mit dem beweglichen Kontaktteil
des Schaltkontaktes K1 gekuppelt ist. Außerdem ist noch ein Stößel 8 vorhanden,
der mit dem beweglichen Kontaktteil des Schaltkontaktes K, verbunden ist. Es ist
jedoch zwischen beiden Stößeln 7 und 8 ein Spiel vorhanden. Dieses Spiel ist derart,
daß erst der Schaltkontakt K1 und dann, nacheilend, der Schaltkontakt K, schaltet,
wenn sich der Stößel 7 in der einen Richtung bewegt. Bei Bewegung des Stößels 7
in der entgegengesetzten Richtung erfolgt das Schalten in umgekehrter Reihenfolge.
Der Kontakt K1 spricht bei einer niedrigeren Temperatur, der Kontakt K, bei einer
höheren Temperatur an. Während der Schaltkontakt K1 als Ein-und Ausschaltkontakt
ausgebildet ist, ist vorzugsweise der Schaltkontakt K, als Umschaltkontakt ausgeführt.
An den beiden Folgekontakten K1 und K, können die Kontaktteile, die mit den von
den Stößeln 7, 8 bewegten Kontaktteilen zusammenwirken, durch ein Verstellorgan
9 beeinflußt werden, das zweckmäßig von einer Kurvenscheibe gebildet ist. Die Kurvenscheibe
wirkt über ein Gestänge 10 auf die Kontaktteile der Schaltkontakte K1, K,. Die Einwirkung
ist zweckmäßig derart, daß durch Verstellung der Kurvenscheibe 9 an beiden Schaltkontakten
Kl,K, zugleich eine Verstellung erfolgt. Zu der Kurvenscheibe 9 gehört das Bedienungsorgan
11. Die den Geräteheizstrom schaltende Schalteinrichtung 6 hat einen Schaltkontakt
K", der zum Schalten des Geräteheizstromes dient. Dieser Kontakt K" wird gesteuert
durch ein wärmeempfindliches Organ 12, welches über einen Stößel 13 auf den Kontakt
K. einwirkt. Das wärmeempfindliche Organ 12 steht unter Wirkung einer Heizwicklung
14. Diese Heizwicklung 14 wird von dem Hilfsstrom beheizt, der durch die Schalteinrichtung
5 des Temperaturfühlers 3 geschaltet wird.
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Zum Speisen des Hilfsstromkreises wird eine Hilfsstromquelle benutzt,
die eine kleinere Spannung als die Netzspannung hat. Man kann - wie in der Zeichnung
dargestellt - einen Spannungsteiler 15 als Hilfsstromquelle benutzen.
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Die Heizwicklung 14 des wärmeempfindlichen Organs 12 der den
Geräteheizstrom schaltenden Schalteinrichtung ist an der Stelle 16 an die
Netzleitung angeschlossen. Von der Heizwicklung 14 verläuft ein Stromweg zu dem
Mittelkontaktteil des Umschaltkontaktes K,. Der eine Seitenkontaktteil des Umschaltkontaktes
Kz ist an den Schaltkontakt K1 angeschlossen. Von dem Schaltkontakt K1 verläuft
der Stromweg über einen Kontakt Kb der Schalteinrichtung 6 zu einem Abgriff 17 des
Spannungsteilers 15. Der Kontakt KI, führt die gleichen Bewegungen wie der den Gerätestrom
schaltende Kontakt K" aus, indem er ebenfalls mit dem Stößel 13
gekuppelt
ist. Der andere Seitenkontaktteil des Umschaltkontaktes K., ist unmittelbar an die
Hilfsstromquelle angeschlossen. Seine Anschlußstelle ist mit 18
bezeichnet.
Vorzugsweise befindet sich diese Anschlußstelle auf einem höheren Potential gegenüber
der mit der Anschlußstelle 16 verbundenen Netzleitung als der Abgriff 17 am Spannungsteiler.
Der Abgriff 17 ist zweckmäßig veränderlich. Dies kann durch ein Verstellorgan
19 geschehen, welches über ein Gestänge 20 auf den Abgriff
17 einwirkt. Das Verstellorgan ist zweckmäßig eine Kurvenscheibe, die durch
das Bedienungsorgan 21 drehbar ist. Das Bedienungsorgan 11 für die Einstellung der
Folgekontakte K1, K, des Temperaturfühlers 3 kann unabhängig gegenüber dem Bedienungsorgan
21 für das Einstellen der Spannung an der Heizwicklung 14 des wärmeempfindlichen
Organs 12 sein. Es können aber auch beide Bedienungsorgane 11, 21 miteinander
gekuppelt sein.
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Die Regeleinrichtung hat folgende Wirkungsweise: Ist das Wärmegerät
2 nicht eingeschaltet, so nehmen die Schaltkontakte K1, K" K", Kb die in
der Zeichnung dargestellten Stellungen ein. Nach Einschalten des Wärmegerätes fließt
dem Wärmegerät zunächst ein ununterbrochener Strom über den Kontakt K,
zu.
Die Heizwicklung 14 des wärmeempfindlichen Organs ist zunächst stromlos.
Nach Einschalten des Wärmegerätes steigt die Temperatur unter anderem auch an der
Stelle, an der der Temperaturfühler mißt. Der Bimetallstreifen 4 bewegt den Stößel
7. Bei Erreichen einer durch das Bedienungsorgan 11 einstellbaren Temperatur
schließt sich der Schaltkontakt K1. Hierdurch erhält die Heizwicklung
14 des wärmeempfindlichen Organs 12 Strom, da die Kontakte K2 und Kb zunächst
geschlossen bleiben. Durch die Beheizung des wärmeempfindlichen Organs
12 werden die Kontakte K" und Kb geöffnet, wodurch der Heizstrom zu dem Wärmegerät
und der Hilfsstrom für die Schalteinrichtung 6 unterbrochen werden. Sobald sich
das wärmeempfindliche Organ 14 abgekühlt hat, schließen
sich wieder
die Kontakte K" und Kb. Es arbeitet also die den Geräteheizstrom schaltende Schalteinrichtung
6 nach Ansprechen des Schaltkontaktes K1 als Impulsgeber (Takter). Steigt weiter
die Temperatur an dem Wärmegerät, so nimmt an dem Temperaturfühler 3 der Stößel
7 den Stößel 8 mit, wodurch an dem UmschaltkontaktKz der Mittelkontaktteil sich
gegen den oberen Seitenkontaktteil legt. Hierdurch erhält die Heizwicklung 14 des
wärmeempfindlichen Organs 12 über den Temperaturfühler 3 einen Hilfsstrom, der nicht
über den Kontakt Kb der Schalteinrichtung 6 führt. Durch das Beheizen des wärmeempfindlichen
Organs 14 wird der Kontakt K" der Schalteinrichtung 6 ausgeschaltet. Sinkt die Temperatur
an dem Wärmegerät, so schaltet sich der Umschaltkontakt K., um, wodurch wieder die
Schalteinrichtung 6 zu einem Impulsgeber wird.
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Durch die Ausbildung des Kontaktes K, als Umschaltkontakt ist es möglich,
mit nur drei Leitungen zwischen dem Temperaturfühler 3 und der Schalteinrichtung
6 auszukommen.
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Ist das Wärmegerät ein Kochgerät, so kann man mit Hilfe der erfindungsgemäßen
Regeleinrichtung mit voller Leistung ankochen, im Kochbereich einen Anbrennschutz
erreichen sowie die Kochleistung im Zusammenwirken mit dem Impulsgeber in weiten
Grenzen verändern.