DE19924279A1

DE19924279A1 - Vorrichtung zur automatischen Stromabschaltung eines Stromkreises einer Haushaltsmaschine

Info

Publication number: DE19924279A1
Application number: DE1999124279
Authority: DE
Inventors: Elmar Ott
Original assignee: Aweco Appliance Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Aweco Appliance Systems GmbH and Co KG
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2000-11-30

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum automatischen Abschalten eines Stromkreises einer Haushaltsmaschine, insbesondere der Heizung einer Kaffeemaschine, vorgeschlagen, die gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen, die mit Hilfe eines Relais arbeiten, kostengünstiger herzustellen ist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine elektromagnetische Spule zum automatischen Öffnen eines Schaltelementes (4) vorgesehen ist, das mittels eines Tasters (7) zu schließen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Stromabschaltung eines Stromkreises einer Haushaltsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Haushaltsmaschinen, insbesondere Kaffeemaschinen ist es häufig erforderlich, daß ein Stromkreis nach dem manuellen Einschalten automatisch zu einem bestimmten späteren Zeitpunkt abgeschaltet wird. Dies ist beispielsweise bei Kaffeemaschinen der Fall, in denen der aufgebrühte Kaffee in einer Thermoskanne aufgefangen wird, so daß der Dauerbetrieb einer Heizplatte entfällt. Nach dem vollständigen Durchlaufen des zu erhitzenden Wassers ist hier die Heizvorrichtung automatisch abzuschalten.

Bei bekannten Kaffeemaschinen geschieht dies in der Regel über ein Relais, das parallel zum manuell betätigbaren Schaltelement in den Stromkreis der Heizvorrichtung geschaltet ist. Das Relais stellt hierbei aufgrund seiner Anschaffungskosten einen vergleichsweise großen Aufwand dar. Zudem muß für den Betrieb des Relais eine kleine elektronische Schaltung unter Einbezug eines Gleichrichters vorgesehen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Stromabschaltung von Haushaltsmaschinen der genannten Art vorzuschlagen, die mit weniger Aufwand und somit geringeren Kosten zu realisieren ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Vorrichtung der einleitend genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 gelöst.

Durch die in den Unteransprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausführungen und Weiterbildungen der Erfindung möglich.

Dementsprechend zeichnet sich eine erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch aus, daß eine elektromagnetische Spule zur automatischen Betätigung des zum Einschalten manuell betätigbaren Schaltelementes vorgesehen ist. Eine elektromagnetische Spule, die unmittelbar auf die Schaltstellung des manuell zu betätigenden Schaltelementes einwirkt, ist erheblich kostengünstiger als im Handel erhältliche Relais.

Für den Einsatz einer elektromagnetischen Spule in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sind unterschiedliche Ausführungsformen möglich. So könnte beispielsweise die elektromagnetische Spule zugleich auch zum Halten der geschlossenen Stellung des Schaltelementes nach manueller Betätigung verwendet werden und bei Stromunterbrechung durch geeignete Mittel das Schaltelement wieder freigeben bzw. öffnen.

Vorteilhafterweise wird jedoch ein bistabiles Schaltelement vorgesehen, das sowohl in seiner geöffneten als auch in seiner geschlossenen Stellung ohne weitere äußere Einwirkungen verbleibt. Dies hat den Vorteil, daß von einer Dauerbestromung der Spule mit entsprechendem Energieverbrauch abgesehen werden kann.

Bistabile Schaltelemente könnten auf rein mechanischer Basis aufgebaut werden. In diesem Fall wäre der Taster so anzuordnen, daß das Schaltelement durch manuelle Betätigung in die geschlossene Stellung und durch Strombeaufschlagung der elektromagnetischen Spule aktiv in die geöffnete Stellung gedrückt wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird jedoch wenigstens ein Permanentmagnet zum Halten des Schaltelementes verwendet. Dieser wird bevorzugt so angeordnet, daß er das Schaltelement in der geschlossenen Stellung hält, nachdem es über einen manuellen Taster in diese Stellung gebracht ist. Bei einer Beaufschlagung der elektromagnetischen Spule dergestalt, daß sie dem Permanentmagneten entgegenwirkt, kann dann das Schaltelement in die geöffnete Stellung wechseln.

Zum Halten des Schaltelementes in der geöffneten Stellung kann beispielsweise wiederum ein Permanentmagnet vorgesehen werden. In diesem Fall bewegt sich das Schaltelement zwischen den beiden Permanentmagneten hin und her. Die Spule kann hierbei an unterschiedlichen Orten angeordnet werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird jedoch zum Halten des Schaltelementes in der geöffneten Position ein mechanisches Rückstellelement, z. B. eine Feder vorgesehen. In dieser Ausführungsform kann die elektromagnetische Spule schwächer dimensioniert werden, da sie lediglich das Haltemoment des Permantenmagneten soweit schwächen muß, daß das Rückstellelement das Schaltelement vom Permanentmagneten wegdrücken kann. Im Falle einer Feder ergänzt sich hierbei in idealer Weise, daß die Feder in ihrer größten Auslenkung von ihrer entspannten Nullposition, das heißt vorliegend in der geschlossenen Stellung des Schaltelementes die größte Kraft entwickelt, die zum Überwinden des magnetischen Haltemoments bei geringfügiger Schwächung des Magnetfelds durch Strombeaufschlagung der elektromagnetischen Spule erforderlich ist. Mit größerem Abstand vom Permantmagnet nimmt auch dessen magnetisches Haltemoment ab, so daß das Schaltelement leicht in seiner geöffneten Stellung zu halten ist.

Bevorzugt wird in dieser Ausführungsform die elektromagnetische Spule unmittelbar um den Permanentmagneten herum angeordnet, wodurch die Spule wiederum kleiner und somit kostengünstiger ausgelegt werden kann.

Das Schalten des Spulenstroms ist auf verschiedene Art und Weise möglich. So könnte beispielsweise über ein Zeitschaltglied das Ausschalten des gewünschten Stromkreises der Haushaltsmaschine eingeleitet werden.

Im Falle eines Heizungsstromkreises wird hierfür vorteilhafter Weise jedoch ein Temperatursensor, im einfachsten Fall ein Bimetall vorgesehen. Dieser Temperatursensor wird bevorzugt parallel zur elektromagnetischen Spule in dem zu schaltenden Stromkreis der Haushaltsmaschine angeordnet.

Weiterhin wird der Temperatursensor bevorzugt so ausgebildet, daß er bei Zimmertemperatur geschlossen ist und bei Erreichen einer Schalttemperatur öffnet. Das bedeutet, daß die elektromagnetische Spule unterhalb der Schalttemperatur kurzgeschlossen und somit nicht strombeaufschlagt ist. Erst bei Erreichen der Schalttemperatur wird der Kurzschluß geöffnet, so daß sich ein Stromfluß durch die elektromagnetische Spule ergibt. Hierdurch wird das oben angeführte manuell zu betätigende Schaltelement geöffnet und der gesamte Stromkreis wieder unterbrochen.

Je nach Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung empfiehlt es sich, zusätzlich eine Diode in Reihe zur elektromagnetischen Spule vorzusehen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Bestromung der elektromagnetischen Spule durch den zu schaltenden Wechselstrom selbst erfolgt und eine gleichbleibende Polung des durch die elektromagnetische Spule erzeugten Magnetfelds gewünscht ist. Dies ist beispielsweise bei der Ausführungsform von Vorteil, bei der ein Permanentmagnet das Schaltelement gegen eine Rückstellfeder in der geschlossenen Stellung hält und mit Hilfe der elektromagnetischen Spule eine Schwächung des Permanentmagnetfeldes verursacht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand der Figur nachfolgend näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen schematischen Schaltplan einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Vorrichtung 1 gemäß der Figur umfaßt zwei Netzanschlüsse 2, 3 zum Anschluß an die übliche Netzstromversorgung mit der üblichen Wechselspannung.

Eine mechanische Schaltzunge 4 liegt geschlossen am Schaltpunkt 5 auf und spannt hierbei eine Druckfeder 6. Die Schaltzunge 4 wird über einen Taster 7 betätigt. Ein Permanentmagnet 8 befindet sich im Innern einer elektromagnetischen Spule 9 und befindet sich mit einem Pol, vorliegend mit dem Nordpol in der Nähe der geschlossenen Schaltzunge 4.

Die Spulenanschlüsse 10, 11 liegen parallel zu einem Bimetall-Schalter 12 in Reihe zu einem elektrischen Heizelement 13. In dem durch die Spulenanschlüsse 10, 11 und die Spule 9 gebildeten Spulenstromkreis befindet sich weiterhin in dem dargestellten Ausführungsbeispiel noch eine Diode 14.

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 geschieht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel folgendermaßen. In der Ausgangsstellung ist der Bimetall-Schalter 12 wie dargestellt geschlossen und die Schaltzunge 4 entgegen der Darstellung geöffnet. Dies stellt den Zustand bei normaler Umgebungstemperatur vor der Inbetriebnahme des Heizelementes 13 dar. Beim Einschalten wird über den Taster 7 die Schaltzunge 4 auf den Schaltpunkt 5 gedrückt. Hierdurch wird der Stromkreis durch das Heizelement 13 geschlossen und der Betrieb des Haushaltsgeräts, beispielsweise der Kaffeemaschine beginnt.

Der Permantmagnet 8 hält die Schaltzunge 4 in der gezeichneten Stellung am Schaltpunkt 5, so daß auch nach dem Loslassen des Tasters 7 dieser Zustand beibehalten wird. Der Bimetall-Schalter 12 ist hierbei aufgrund der zu diesem Zeitpunkt herrschenden Temperatur geschlossen, so daß die elektromagnetische Spule 9 kurzgeschlossen und somit nicht strombeaufschlagt ist.

Bei Erreichen einer Schalttemperatur öffnet der Bimetall- Schalter 12. Diese Schalttemperatur wird bei einer Kaffeemaschine dann erreicht, wenn alles Wasser erhitzt wurde und somit kein Wasser mehr zur Wärmeaufnahme vom Heizelement zur Verfügung steht. Hierdurch steigt die Temperatur am Heizelement entsprechend an, wodurch der Bimetall-Schalter 12 ausgelöst wird.

Beim Öffnen des Bimetall-Schalters 12 wird die elektromagnetische Spule 9 mit Strom beaufschlagt. Durch die Diode 14 ist sichergestellt, daß nur eine Halbwelle des Heizungsstroms mit Wechselspannung die Spule 9 mit der beabsichtigten Polung durchströmen kann.

Durch die Strombeaufschlagung der Spule 9 wird das Magnetfeld des Permanentmagneten 8 derart geschwächt, daß die Federkraft der Druckfeder 6 ausreicht, um die Schaltzunge 4 vom Schaltpunkt 5 zu lösen und in die geöffnete, vom Permantenmagneten 8 beabstandete offene Schaltposition zu bringen (nicht dargestellt).

Somit bleibt der Stromkreis des Heizungsstroms, der im übrigen bereits mit dem Öffnen des Bimetall-Schalters 12 unterbrochen wurde, auch nach einer Abkühlung des Bimetall- Schalters 12, durch die sich dieser wieder schließt, unterbrochen. Sobald der Bimetall-Schalter 12 nach Erreichen einer unteren Schalttemperatur wieder geschlossen ist, befindet sich die Vorrichtung 1 wieder im Ausgangszustand und kann erneut betätigt werden.

Die beschriebene Vorrichtung 1 stellt eine besondere Ausführungsform der Erfindung dar. Die einzelnen Komponenten zur Betätigung der Schaltzunge 4 können auch anderweitig ausgestaltet oder angeordnet werden. Wesentlich bei der Erfindung ist das unmittelbare Einwirken der Spule 9 auf die Schaltposition der Schaltzunge 4, ohne daß ein Relais als zusätzliches Bauteil vorgesehen werden muß, das üblicherweise nach dem Stand der Technik parallel zur Schaltzunge 4 geschaltet war.

Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung

2

Netzanschluß

3

Netzanschluß

4

Schaltzunge

5

Schaltpunkt

6

Druckfeder

7

Taster

8

Permanentmagnet

9

elektromagnetische Spule

10

Spulenanschluß

11

Spulenanschluß

12

Bimetall-Schalter

13

Heizelement

14

Diode

Claims

1. Vorrichtung zur automatischen Stromabschaltung eines Stromkreislaufs einer Haushaltsmaschine, insbesondere der Heizung einer Kaffeemaschine, mit einem mechanisch mittels eines Tasters zu schließenden Schaltelement, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektromagnetische Spule (9) zur automatischen Betätigung des Schaltelementes (4) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (4) bistabil in geöffneter und geschlossener Stellung ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Permanentmagnet (8) zum Halten der geschlossenen Stellung des Schaltelementes (4) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mechanisches Rückstellelement(6) zum Halten der geöffneten Stellung des Schaltelementes (4) vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Permanentmagnet zum Halten der geöffneten Stellung des Schaltelementes vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatursensor (12) zum Schalten der Strombeaufschlagung der Spule (9) vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Spule (9) im mit der Netzspannung zu beaufschlagenden Stromkreis der Haushaltsmaschine angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Diode (14) in Reihe zur elektromagnetischen Spule (9) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Spule (9) parallel zum Temperatursensor (12) in dem zu beaufschlagenden Stromkreis der Haushaltsmaschine angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor ein Bimetall-Schalter (12) ist.

11. Haushaltsmaschine, insbesondere Kaffeemaschine, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (1) zum automatischen Abschalten eines Stromkreises vorgesehen ist.