DE19835622A1

DE19835622A1 - Haushaltgerät

Info

Publication number: DE19835622A1
Application number: DE1998135622
Authority: DE
Inventors: Emil Bastian
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1998-08-06
Filing date: 1998-08-06
Publication date: 2000-02-10
Also published as: WO2000008538A1

Abstract

Haushaltgeräte mit mindestens einem elektrischen Heizelement (4) und einer Widerstands-Überwachungseinrichtung (8), welche den elektrischen Widerstandswert während eingeschaltetem Heizelement überwacht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Haushaltsgerät mit mindestens einem elektrischen Heizele ment gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Solche Haushaltsgeräte sind insbesondere Friteusen, Elektroherde mit elektrisch be heizten Kochfeldern und/oder einer elektrisch beheizten Muffel zum Backen, Grillen oder Braten, elektrische Waschmaschinen, elektrische Wäschetrockner, elektrische Grillgeräte, elektrische Toaster usw. Dies sind nur Beispiele. Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, sondern betrifft alle Arten von Haushaltsgeräten, welche mindestens ein Heizelement haben.

Bisher mußten bei Haushaltsgeräten, insbesondere im Küchenbereich, zum Schutz von benachbarten Bauteilen, Möbeln usw. Sensoren und mit ihnen zusammenwirkende Protektoren verwendet werden, welche bei einer Übertemperatur eines Heizelementes dieses Heizelement oder das gesamte Haushaltsgerät abschalten.

Zur Fehlersuche an Heizelementen werden vom Fachmann häufig die Widerstände der Heizelemente und/oder vorab von elektrischen Stromkreisen gemessen, in wel chen die Heizelemente angeordnet sind.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Schutzmaßnahmen gegen Überhitzung von Heizelementen zu vereinfachen und zu verbilligen und gleichzeitig das Ermitteln von Fehlerstellen und/oder Fehlerursachen zu vereinfachen und transpa renter darzustellen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzug ten Ausführungsformen als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine Friteuse in Seitenansicht,

Fig. 2 einen Elektroherd in Vorderansicht,

Fig. 3 ein Flußdiagramm, welches ein Beispiel für die Überwachung des elektrischen Widerstandes eines Heizelementes zeigt,

Fig. 4 eine Parallelschaltung von zwei elektrischen Heizelementen,

Fig. 5 ein einzelnes Heizelement,

Fig. 6 ein Temperatur-Zeit-Diagramm eines elektrischen Heizelemen tes während der Aufheizphase nach dem Einschalten,

Fig. 7 ein Widerstands-Zeit-Diagramm eines Heizelements während der Aufheizphase nach dem Einschalten des Heizelements,

Fig. 8 ein Widerstands-Temperatur-Diagramm eines Heizelements mit Diagrammkurven für verschiedene Betriebssituationen und ver schiedene Defekte des elektrischen Heizelements.

Die in Fig. 1 gezeigte Friteuse 2 enthält mindestens ein elektrisches Heizelement 4, welches von einer Steuereinrichtung 6 ein- und ausschaltbar ist, die eine logische Wi derstands-Überwachungseinrichtung 8 zur Überwachung des elektrischen Widerstan des des Heizelementes 4 enthält. Gemäß bevorzugter Ausführungsform enthält die Steuereinrichtung 6 oder mindestens ihre Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 ei ne Mikroprozessor-Schaltung, welche vorzugsweise programmierbar ist mit Sollwerten oder Sollwertkurven oder Sollwertbereichen, Betriebsprogrammen und/oder Testpro grammen, Prüfprogrammen und/oder Diagnoseprogrammen zur Steuerung und Über wachung des mindestens einen Heizelements 4.

Gemäß der Erfindung ist die Überwachung der Temperatur oder der Heizleistung und eine authentische Fehlersuche im elektrischen Stromkreis des Heizelements 4 mitein ander kombiniert, indem gemäß der Erfindung der Heizwiderstand während des einge schalteten Betriebes des Heizelementes 4 überwacht wird.

Bei der Produktion eines Haushaltgerätes, beispielsweise der in Fig. 1 gezeigten Fri teuse, wird vom Hersteller des Haushaltgerätes der elektrische Widerstand des Heiz elements 4 in kaltem Zustand und in betriebswarmen Zustand gemessen und als Be triebswerte oder Sollwerte in einem Speichermedium der Widerstands-Überwa chungseinrichtung 8 gespeichert. Das Speichermedium kann Hardware oder Software sein. Diese Basiswerte oder Sollwerte werden während der Betriebsüberwachung des Heizelements 4 von der Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 als Vergleichswerte zum Vergleich mit Ist-Werten benutzt.

Beispielsweise können folgende Funktionen während des Betriebes, d. h. bei einge schaltetem Heizelement 4, von der Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 durchge führt werden:

a) Aufheizüberwachung für verschiedene Medien, z. B. Öl, Fett oder Trockenlauf,
- 1. ob bei Öl der elektrische Widerstand des Heizelements 4 auf den normalen Wert steigt;
- 2. ob bei Fett ein momentan schneller Anstieg des elektrischen Widerstandes des Heizelements 4 erfolgt und danach sich der normale Widerstandswert einstellt;
- 3. oder ob ein Trockenlauf vorliegt, d. h. beim Fehlen von Öl oder Fett, ein schnel ler Anstieg des elektrischen Widerstandes des Heizelements 4 über den Ba siswert (Soll-Wert) hinaus erfolgt.
b) Erzeugen einer Fehlermeldung, insbesondere dann, wenn,
- 1. der elektrische Widerstand gegen Unendlich geht, was ein Hinweis für ein de fektes oder durchgebranntes Heizelement sein kann;
- 2. der Widerstand gegen Null geht, was ein Hinweis für einen Kurzschluß in dem von der Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 überwachten Stromkreis des Heizelements bedeutet.

Fig. 2 zeigt einen Elektroherd 9 mit elektrischen Heizelementen 4 unter Kochfeldern 10 und/oder in einer Ofenmuffel 12. Die elektrischen Heizelemente 4 werden von einer Steuereinrichtung 6 gesteuert und überwacht, welche hinter einer Bedienblende 14 angeordnet ist und eine Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 von der Art enthält, wie sie vorstehend bereits mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurde.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden von der Wider stands-Überwachungseinrichtung 8 entsprechend dem Flußdiagramm von Fig. 3 Über wachungszyklen durchgeführt, welche jeweils folgende Prüfschritte und Funktionen beinhalten:

1. Prüfschritt 20: Hat das Heizelement 4 elektrischen Durchgang oder nicht? Wenn "Nein", dann Abschalten des Haushaltgerätes oder zumindest des betrof fenen Heizelementes 4 gemäß Funktion 21, da Heizelement 4 vermutlich defekt ist. Falls "Ja", dann Durchführung des nächsten Prüfschrittes 22.
2. Prüfschritt 22: Liegt ein Kurzschluß vor? Falls "Ja", dann Abschalten des Haus haltgerätes oder zumindest des defekten Stromkreises gemäß Funktion 23. Falls "Nein", dann weiter zum nächsten Prüfschritt 24.
3. Prüfschritt 24: Liegt der elektrische Widerstand des das Heizelement 4 enthal tenden Stromkreises über dem Basiswert oder "Soll-Wert"? Falls "Ja", dann Abschalten des Haushaltgerätes oder mindestens des defekten Stromkreises gemäß Funktion 25. Falls "Nein", dann Rückmeldung an einen Eingang der Wi derstands-Überwachungseinrichtung 8. Danach unmittelbar oder in Zeitabstän den erneutes Durchführen des Überwachungszyklus.

Fig. 4 zeigt zwei Heizelemente 4 in Parallelschaltung. Wenn eines der beiden Heizele mente 4 einen Defekt in Form einer Leitungsunterbrechung 30 bekommt, dann steigt der elektrische Widerstand der Parallelschaltung. Dadurch ergeben sich in den Dia grammen von Fig. 7 und 8 die durch eine gestrichelte Linie dargestellten steileren Diagrammkurven mit einem größeren Verhältniswert Delta-Widerstand zu Delta-Zeit (ΔR/Δt) von Fig. 7 bzw. Delta-Widerstand zu Delta-Temperatur (ΔR/ΔT) in Fig. 8.

Wenn gemäß Fig. 5 bei einem einzelnen oder in Reihe geschalteten Heizelement 4 der elektrische Widerstand durch eine elektrische Teil-Überbrückung 32 kleiner wird, dann ergibt sich eine flachere Kurve, wie sie in den Diagrammen 7 und 8 durch eine strich punktierte Linie gezeichnet ist. Hierbei ist das Verhältnis Delta-Widerstand zu Delta- Zeit (ΔR/Δt) in Fig. 7 und das Verhältnis Delta-Widerstand zu Delta-Temperatur (ΔR/ΔT) in Fig. 8 kleiner als bei dem in durchgezogener Diagrammlinie gezeichneten Basiswert oder Soll-Wert.

Gemäß Fig. 6 steigt nach dem Einschalten des Heizelementes 4 seine Temperatur "T' mit der Zeit "t" bis auf einen vorbestimmten Endwert an und bleibt dann bis zum Ab schalten konstant.

Entsprechend steigt der elektrische Widerstand "R" des Heizelementes 4 gemäß der durchgezogenen Diagrammlinie von Fig. 7 beim Einschalten des Heizelementes zu nächst an und bleibt dann konstant.

Fig. 8 zeigt in einer durchgezogenen Linie eine Diagrammkurve für die Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes "R" des elektrischen Heizelementes 4 von dessen Temperatur "T'. Ferner zeigt Fig. 8 eine Widerstands-Temperatur-Diagrammkurve in einer gepunkteten Linie 34 für einen leicht erhöhten elektrischen Widerstand des Heizelementes 4, und eine Doppelpunkt-Strich-Linie 36 für einen gegenüber dem Ba siswert oder Soll-Wert etwas reduzierten elektrischen Widerstandswert.

Somit ist durch die Erfindung eine Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 gegeben, welche den elektrischen Widerstand des mindestens einen Heizelementes 4 des Haushaltgerätes 2 oder 9 oder dgl. mindestens während dessen eingeschalteten Be triebszustand überwacht und in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand-Ist-Wert des Heizelementes automatisch ein Signal erzeugt.

In Abhängigkeit vom Überwachungsergebnis kann, je nach praktischer Ausführungs form der Widerstands-Überwachungseinrichtung 8, das Heizelement 4 abgeschaltet und/oder ein optisches und/oder akustisches Warnsignale erzeugt werden.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung enthält die Widerstands- Überwachungseinrichtung 8 eine Mikroprozessor-gesteuerte Schaltung, in welcher mindestens ein Diagramm gespeichert ist, welches auf einer Diagrammachse Zeitein heiten "t" und/oder, je nach praktischer Ausführungsform, Temperatureinheiten "T" des Heizelementes und auf einer anderen Diagrammachse Werte des elektrischen Wider standes "R" des Heizelementes und zwischen diesen Diagrammachsen mindestens eine Diagrammkurve aufweist, über welche für bestimmte Zeitpunkte oder bestimmte Temperaturwerte auf der einen Diagrammachse die zugehörigen Widerstands-Soll- Werte auf der anderen Diagrammachse automatisch von der Widerstands-Überwa chungseinrichtung 8 ermittelbar sind. Die Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 er zeugt in Abhängigkeit von dem von ihr gemessenen Widerstands-Ist-Wert und in Ab hängigkeit von den aus dem Diagramm automatisch herauslesbaren Soll-Wert ein ent sprechendes Signal.

Die Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 kann derart ausgebildet sein, daß sie in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit einer Widerstandsänderung ΔR/Δt oder, gemäß anderer oder gleicher Ausführungsform, in Abhängigkeit einer Abweichung des Ver hältnisses von ΔR/ΔT gegenüber einem vorgegebenen Normalwert ein Signal erzeugt. Dieses Signal kann optisch und/oder akustisch angezeigt werden und/oder zum Ab schalten des betreffenden Heizelementes führen.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung enthält die Widerstands-Überwachungsein richtung 8 einen Speicher in Form von Hardware oder Software, um kontinuierlich oder diskontinuierlich den Widerstandswert des Heizelementes 4 während des eingeschal teten Betriebes zu überwachen und zu speichern zur späteren Diagnose von Fehlerur sachen und zum Auffinden von Fehlerquellen. Ein optisches Anzeigeelement kann derart ausgebildet sein, daß es, je nach dem, ob ein fehlerfreier Normalbetrieb oder ein davon abweichender Betrieb vorliegt, ein anderes optisches Signal liefert, bei spielsweise verschiedene Farben anzeigt.

Gemäß weiterer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung 6 bzw. ihre Überwachungseinrichtung 8 mit einem elektrischen Anschlußmittel 38 zum Anschluß eines externen Gerätes für Prüfzwecke, Fehlersucharbeiten und/oder für Diagnosen, z. B. auch zur Ermittlung der Benutzungs-Geschichte, und zum Abrufen von gespei cherten charakteristischen Betriebswerten, versehen.

Claims

1. Haushaltsgerät mit mindestens einem elektrischen Heizelement (4), dadurch gekennzeichnet, daß eine Widerstands-Überwachungseinrichtung (8) vorgesehen ist, welche den elektrischen Widerstand des mindestens einen Heizelements (4) mindestens während dessen eingeschalteten Betriebszustand überwacht und in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstands-Ist-Wert des Heizelementes automatisch ein Signal erzeugt.

2. Haushaltsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstands-Überwachungseinrichtung (8) bei ihrer Mes sung eines vorbestimmten Widerstands-Ist-Wertes das Heizelement (4) automatisch abschaltet.

3. Haushaltsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstands-Überwachungseinrichtung (8) bei Messung eines vorbestimmten Widerstands-Ist-Wertes ein optisches und/oder akustisches Signal erzeugt.

4. Haushaltsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstands-Überwachungseinrichtung (8) eine Mikropro zessor-gesteuerte Schaltung enthält, in welcher in Software oder Hardware ein Diagramm gespeichert ist, welches auf einer Diagrammachse Zeiteinheiten oder Temperatureinheiten des Heizelements (4) und auf einer anderen Diagrammachse Werte des elektrischen Widerstandes des Heizelements (4) und zwischen diesen Diagrammachsen mindestens eine Diagrammkurve aufweist, über welche für bestimmte Zeitpunkte bzw. bestimmte Temperaturwerte auf der einen Diagrammachse die zugehörigen Widerstands-Soll-Werte auf der anderen Diagrammachse von der Widerstands-Überwachungseinrichtung automatisch ermittelbar sind, und daß die Widerstands-Überwachungseinrichtung in Ab hängigkeit von dem gemessen Widerstands-Ist-Wert und den Werten des Diagramms das Signal erzeugt.

5. Haushaltsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstands-Überwachungseinrichtung (8) in Abhängigkeit von Widerstandsänderungen pro Zeiteinheit (ΔR/Δt) das Signal erzeugt.

6. Haushaltsgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstands- Überwachungseinrichtung (8) in Abhängigkeit von Widerstandsän derungen pro Temperaturänderungen (ΔR/ΔT) des Heizelements (4) das Signal erzeugt.

7. Haushaltsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstands-Überwachungseinrichtung (8) ein Speicher medium enthält, in welchem sie Widerstandswerte des Heizele mentes, mindestens während das Heizelement eingeschaltet ist, speichert, und daß die im Speichermedium gespeicherten Werte durch eine Bedienungsperson abrufbar sind für Diagnosezwecke oder Fehlersuchzwecke.

8. Haushaltsgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Widerstands-Überwachungseinrichtung (8) elektrische An schlußmittel (38) zum Anschluß eines externen Gerätes für min destens einen der folgenden Zwecke aufweist:
für Prüfzwecke, Fehlersuchzwecke und/oder für Diagnosen des Heizelements (4).