DE2506933C2 - Steuer- bzw. Regelgerät - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuer- bzw. Regelgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Wenn bei Haushaltsgeräten anstelle der üblichen mechanischen oder hydraulisch-thermischen Regelung elektronische Schaltungen Verwendung finden sollen, so erfolgt der Einbau meist in der gleichen Weise, wvs er vorher für die herkömmlichen Regel- und Steuergeräte vorgesehen war, d.h. es werden beispielsweise die Einstellknebel zusammen mit der Elektronik zur Steuerung des Herdes im Herd eingebaut, diejenigen, die zum Backofen gehören, in diesem etc. Dabei ist es außerordentlich schwierig, in diesen Geräten einen Platz zu finden, der einerseits die Temperaturempfindlichkeit der elektronischen Bauelemente berücksichtigt und andererseits auch eine gute Zugänglichkeit der Bedienungsknöpfe und auch der Bauelemente zur Montage oder im FaI! von Reparaturen sicherstellt Als Ausweichlösung wurde eine Trennung von Einstellelementen und Elektronikbauteilen vorgenommen, die aber zu einer Dezentralisierung der Regel- und Steuerelemente und zu entsprechend hohem Verschaltungsaufwand und schlechter Zugänglichkeit führt

Aus dem DE-GM 18 20 520 ist ein Steuer- bzw. Regelgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekanntgeworden. Es handelt sich um einen gemeinsamen Schaltschrank für die Küche, in der die Schalter für die unterschiedlichen Arbeitsgeräte zusammengefaßt sind. Bei dieser Einrichtung sind jedoch bei Montrge, Wartung und Reparatur wesentliche Arbeiten nur an Ort und Stelle durchzuführen und der nachträgliche Einbau oder der Austausch von Geräten gegen andere erfordert einen erheblichen Montageaufwand und eine Verschaltung.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Steuer- bzw. Regelgerät zu schaffen, das sowohl zur Bedienung als auch zu Reparaturen und zur Montage gut zugänglich ist und bei der Erweiterung oder dem Austausch der angeschlossenen Geräte wenig Montage- und Verschaltungsaufwand erforderlich macht.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Eine solche Einheit kann alle zur Steuerung und Regelung notwendigen Elemente bis auf die das Arbeitsgerät unmittelbar abfühlenden Fühler in einem gegen Obertemperatur geschützt anbringbaren Kasten oder Rahmen enthalten, der besonders griffgünstig und übersichtlich sowie reparaturfreundlich eingebaut werden kann. Vor der Einheit aus kann eine Vielzahl derartiger Geräte, wie beispielsweise Herde mit mehreren Herdplatten, Backöfen, Waschmaschinen, Dunstabzugshauben, Geschirrspülmaschinen und evtl. sogar die Zentralheizung gesteuert oder geregelt werden. Es ist auch nicht erforderlich, daß alle von der zentralen Einheit aus geregelten oder gesteuerten Arbeitsgeräte im gleichen Raum liegen wie die Einheit. Es wird damit ein zentrales Steuergerät für den Haushalt geschaffen, an das alle Geräte angeschlossen werden können, die entsprechend dazu vorgesehen sind. Durch die leichte Zugänglichkeit und Austauschbarkeit der einzelnen Elemente ist das Gerät sehr reparaturfreundlich und kann bei einem Austausch oder einer Neuanschaffung eines zusätzlichen Gerätes ohne großen Montage- und Verschaltungsaufwand angepaßt werden.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Kücheneinrichtung mit einem Steuer- bzw. Regelgerät nach der Erfindung und daran angeschlossenen Arbeitsgeräten,

F i g. 2 eine abgewandelte Ausführungsform in gleicher Darstellungsweise wie F i g. 1,

F i g. 3 eine schematische Ansicht eines Regel- bzw. Steuergerätes,

Fig.4 eine detaillierte Seitenansicht eines in dem Gerät «.ich F i g. 3 enthaltenen Elementes (das Gerät ist in strichlierten Linien angedeutet) und

F i g. 5 eine Draufsicht auf das Element nach F i g. 4.

In F i g. 1 ist eine Detailansicht eines Küchenraums 26 gezeigt, in dem Küchenmöbel 11 angeordnet sind, in die zahlreiche Arbeitsgeräte 12, in diesem Falle Küchengeräte, eingebaut sind. Im einzelnen sind unterhalb einer durchgehenden Arbeitsplatte eine Geschirrspülmaschine 13, ein Kühlschrank 17 und ein Tiefkühlschrank 18 eingebaut Außerdem ist im Bereich aer Arbeitsplatte noch ein Einbauherd vorgesehen, der eine EinbaumuJde 14 mit mehreren Kochplatten J.5 enthält und einen darunter angeordneten Backofen 16 besitzt

In die mit Abstand über der Arbeitsplatte angeordneten Oberschränke ist eine Dunstabzugshaube 19 mit einem Lüfter und einem Filter eingebaut Alle beschriebenen Küchengeräte können üblicher Bauart sein, jedoch bedienen sie sich zu ihrer Steuerung und Regelung elektronischer Bauelemente. An den einzelnen Arbeitsgeräten sind keine Steuer- und Regelorgane vorgesehen, sondern lediglich nicht dargestellte Fühler, die die Meßwerte für die Regelung liefern.

Am unteren Rand der Oberschränke ist ein Steuerbzw. Regelgerät 20 eingebaut das in dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwar eine relativ geringe Höhe hat, jedoch so breit ist wie die genormte Elementenbreite der Küchenmöbel. Das Gerät 20 hat im in F i g. 1 dargestellten Beispiel die Form eines vor einer Frontplatte 30 abgedeckten Rahmens, der in das entsprechende Küchenmöbel, d. h. den Oberschrank eingebaut ist. Nach Lösen nicht dargestellter Sicherungselemente kann das Gerät 20 in seiner Gesamtheit herausgezogen werden, so daß es zur Montage oder Reparatur zugänglich ist.

In die Frontplatte 30 ist eine Schaltuhr 21 mit entsprechenden Einstellknöpfen eingebaut. Ferner sind für die einzelnen Arbeitsgeräte 12 Einstellknebel 22 für ihre Steuerung vorgesehen sowie Signallampen 23 oder andere Anzeigegeräte für die Funktion dsr Arbeitsgeräte. Strichliert angedeutete Leitungen 24 verbinden das Steuer- bzw. Regelgerät 20 mit den Arbeitsgeräten 12 und führen diesen den Arbeitsstrom in bereits geregelter Form, beispielsweise in einzelnen Leistungsimpulsen zu. Die Leitungen 24 enthalten auch die Fühlerleitungen, mit denen die Zustandsfühler an den Arbeitsgeräten mit dem Steuer- bzw. Regelgerät 20 verbunden sind.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Küchenraum als Arbeitsgeräte lediglich ein Elektroherd mit Kochmulde 14 und Backofen 16 dargestellt. Das Steuergerät 20 ist im vorliegenden Beispiel ähnlich aufgebaut wie das nach Fig. 1, jedoch ist es an einer Wand 25 im wesentlichen aufrechtstehend oberhalb der Arbeitsplatte angebracht. Für den Einbau des Gerätes 20 ist wesentlich, daß es in einem Bereich relativ niedriger, d. h. für die Elektronikbauteile unschädlicher Temperatur liegt und andererseits für Bedienung und Reparaturen gut zugänglich ist. Das Steuergerät 20 nach F i g. 2 ist jedoch von einem Kasten umschlossen und stellt somit ein unabhängig von Küchenmöbeln aufstellbares oder anzubringendes Element dar. Von dem Gerät 20 wird in F i g. 2 auch eine Waschmaschine 28 gesteuert und geregelt die in einem anderen Raum, beispielsweise einem Badezimmer 27 aufgestellt ist Sie ist ebenfalls mit einer Leitung 24 mit dem Gerät 20 verbunden. In dem Gerät 20 können, wie bereits erwähnt auch die Regel- oder Steuerorgane von Geräten zusammengefaßt sein, die mit dem eigentlichen Küchenbetrieb keine direkte Verbindung haben. So kann beispielsweise von dem Gerät 20 aus auch die Zentralheizung gesteuert und geregelt werden oder eine Nachtlichtschaltung gesteuert werden.

In Fig.3 ist das Steuer- bzw. Regelgerät 20 schematisch dargestellt Es besitzt einen Rahmen 29, an dem Aufnahmeteile 32 in Form von U-förmigen Schienen befestigt sind, deren offene Seiten aufeinander zu weisen und die in Abstand voneinander parallel zueinander angebracht sind. In die Aufnahmeteile 32 können Elemente 31 eingeschoben bzw. eingehängt werden, die im wesentlichen die Form einer Platte haben und verschiedene einzelne Baugruppen tragen. So ist beispielsweise das in F i g. 3 untere Bauelement eine Schaltuhr 21 mit Einstellknebeln 22, die durch eine Verdrahtung 37 mit einer Elektronikbaugruppe 35 in Verbindung steht Ebenfalls durch eine Verdrahtung 37 ist diese Elektronikbaugruppe mit einer Anschlußleiste 36 verbunden, von der nicht dargestellte Ausgangsanschlüsse aus dem Gerät 20 direkt hinausführen bzw. über eine gemeinsame Anschlußleiste führen. Diese könnte ebenfalls als ein Element 31 ausgebildet und auswechselbar eingeschoben sein.

Das darüber angeordnete, d. h. zweitunterste Element 31 könnte beispielsweise das Regel- und Steuerelement für eine elektrische Kochplatte sein, die elektronisch gesteuert wird. Dazu besitzt das Element ein Einstellorgan 34 in Form eines Potentiometers, über das durch Drehung an dem Einstellknebel 22 die Elektronik beeinflußbar ist Eine Signallampe 23 zeigt den jeweiligen Zustand (ein oder aus) der Kochplatte an. Die Elektronikbaugruppe 35 enthält die zur Regelung notwendigen elektronischen Bauteile, beispielsweise einen speziell für die Regelung programmierten integrierten Schaltkreis (IC) und verschiedene andere elektronische Bauelemente. Das Ausgangssignal dieser Elektronik wird an ein ebenfalls auf dem Element 31 angeordnetes Leistungssteuerglied 38 gegeben, beispielsweise ein Relais, jedoch vorteilhaft ein elektronisches Leistungssteuerglied, wie beispielsweise ein Triac

so (steuerbarer Gleichrichter für Leistungssteuerung).

Das in F i g. 3 obere Element ist kein einem speziellen Arbeitsgerät zugeordnetes Element, sondern trägt für das Gerät 20 gemeinsame Baugruppen, beispielsweise eine Baugruppe 39 für eine gemeinsame Niederspannungsstromversorgung, einen gemeinsamen Speicher zur wählbaren Programmierung der Arbeitsgeräte o. dgl. Diese Anordnung eines zentralen Speichers ist besonders vorteilhaft, weil sich bei der hohen Speicherkapazität moderner Halbleiterspeicher mit einem kleinen Bauteil eine Speicherkapazität erreichen läßt, die nicht nur sämtliche Programmdaten aller Haushaltsgeräte speichern kann, sondern auch noch zahlreiche andere Aufgaben im Haus übernehmen kann. Auch dem Element 31 ist ferner ein Ventilator 40 zugeordnet, der für eine Durchlüftung des Gerätes 20 sorgt. Das ist dann vorteilhaft, wenn zahlreiche Leistungssteuerglieder für hohe Leistungen in dem Gerät angebracht sind und somit eine Erwärmung des Gerätes auftreten könnte. Es

sind aber auch andere für das gesamte Gerät gemeinsame Lüftungsmaßnahmen möglich, beispielsweise Lüftungsschlitze etc.

In den F i g. 4 und 5 ist nun ein in das Gerät 20 und damit in den Rahmen 29 eingebautes Element 31 detailliert dargestellt. Das Element 31 besitzt eine aus Aluminium bestehende Grundplatte 41, die an der Frontseite hochgebogen ist und dort das Einstellorgan 34 trägt, das im vorliegenden Beispiel ein Potentiometer mit Schaltern für die doppelpolige Abschaltung ist. Die in Richtung senkrecht zu der Frontplatte 30 langgestreckte horizontale Grundplatte 41 besitzt an ihren Längsseiten Vorsprünge 46, mit denen sie in den U-förmigen Ausnehmungen der Aufnahmeteile 32 liegt. Die Aufnahmeteile 32 sind ebenso wie der übrige Rahmen zur Verdeutlichung der Darstellung strichiiert dargestellt Die Aufnahmeteile 32 haben an ihrem oberen U-Schenkel Ausnehmungen 47, durch die die Vorsprünge 46 hindurchgehoben werden können, wenn das Element 31 ein Stück von der Frontplatte hinweg verschoben wird. Das ganze Element 31 kann somit leicht ausgetauscht werden. Da alle Elemente in einem Steuergerät gleiche Abmessungen haben, sind sie auch untereinander austauschbar. Die Grundplatte 41 besitzt aus ihr ausgestanzte und abgebogene Kühlrippen 42.

In Abstand von der Grundplatte ist auf einer Isolierplatte, die eine gedruckte Schaltung enthält, die Elektronik 35 angebracht, auf der zahlreiche, für jeden Verwendungszweck unterschiedliche elektronische Bauteile 43 angeordnet sind. Im Anschluß an die Elektronikbaugruppe 35 ist das Leistungssteuerglied 38 in Form eines Triac angebracht, wobei auf einen guten Wärmekontakt mit der Grundplatte 41 geachtet ist. Am Ende der Grundplatte befindet sich die Anschlußleiste 36, die einerseits Schraubkontakte 45 und Steckanschlüsse 44 aufweist. Hier werden die Zu- und Ableitungen für die Leistung und die Fühleranschlüsse angeschlossen. Innerhalb des Elementes 31 sind vorzugsweise sämtliche Verbindungen fest verdrahtet, d. h. verlötet oder auf andere Weise galvanisch verbunden. Es sind dort also keine Steck- oder Schraubanschlüsse notwendig, die zu Kontaktschwierigkeiten führen könnten. Im Falle einer Reparatur wird man das gesamte Element 31 herausnehmen und gegen ein neues Element auswechseln. Die Reparatur kann dann in einer entsprechenden Werkstatt erfolgen. Es ist bevorzugt, die Elemente an einem gemeinsamen Rahmen parallel nebeneinander anzuordnen, weil dies die übersichtlichste und am leichtesten zugängliche Bauart ergibt Wenn der Raum in dem Steuergerät jedoch nicht ausreicht so könnte auch eine mehrreihige Bauart vorgesehen werden, wobei jedoch die Einstellorgane an dem Element verbleiben sollten und die Bedienung von einer Seite her beibehalten werden sollte, so daß sich eine parallele Anordnung ergibt wobei die Elemente alle an die Frontplatte 30 angrenzen.

Es ist vorteilhaft auch möglich, daß das Gerät eine gemeinsame Eingabevorrichtung für Steuer- oder Regeldaten sowie für entsprechende Zuordnungsdaten enthält Wenn beispielsweise zahlreiche Arbeitsgeräte an das Gerät 20 angeschlossen sind, so braucht in diesem Es ist ferner vorteilhaft möglich, daß das Gerät ein Überhitzungsschutzglied enthält. Während eine solche Einrichtung für die Elektronik eines einzelnen Arbeitsgerätes meist zu aufwendig ist, so daß man es meist einspart und die Elektronik der Überhitzungsgefahr aussetzt, kann hier der gleiche Effekt wesentlich kostensparender erreicht werden. Es ist auch möglich, das Gerät feuersicher auszukleiden, so daß bei einem zu Wärmeentwicklung führenden Schaden im Gerät keine ι ο Gefahr für die Möbel besteht, in die das Gerät eingebaut ist.

Das Gerät kann ferner einen Transformator enthalten, der die Steuerstromkreise von dem Netzstromkreis galvanisch trennt. Auch diese Anordnung eines gemeinsamen Trenntransformators wirkt sich für die Gesamtanlage kostensparend aus. Ferner braucht die Elektronik für jedes einzelne Arbeitsgerät nicht gesondert durch ein Gehäuse geschützt zu sein. Dies erleichtert nicht nur Montage und Reparatur, sondern verbessert auch die Kühlverhältnisse für leistungsmäßig höher beanspruchte Bauteile. Neben dem Vorteil der festen Verdrahtung der Elemente in sich ist es auch ein weiterer Vorteil, daß das ganze Gerät durch entsprechende Verbindung der einzelnen Anschlüsse der Elemente fest verschaltet sein kann, so daß man beispielsweise mit einer einzigen, ggf. in einzelne Sicherungskreise aufgetrennten Stromzuführung auskommt von der dann sämtliche Zuführungen zu den Einzelgeräten abzweigen. Es ist zwar vorteilhaft, jedoch nicht zwingend erforderlich, daß gemeinsame Baugruppen wie Stromversorgung, Ventilator, Trenntransformator oder gemeinsame Anschlußleisten auf Elementen 31 untergebracht sind. Diese Bauteile können auch fest am Rahmen angeordnet sei:i.

Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit zur Entstörung der elektronischen Geräte bzw. Gerätegruppen, die normalerweise durch Fremd- oder Nachbareinflüsse störanfällig sind. Die einzelnen Elemente können an sieht entstört hergestellt sein und die Verbindungen, die eine Antennenwirkung haben könnten, sind zwar sehr zahlreich, aber auch sehr kurz. Nur die Leitungen 24 zu den Fühlern sind relativ lang. Sie können aber leicht gesondert entstört werden.

Es ist besonders vorteilhaft in das Gerät einen Empfänger für die drahtlos ankommenden Impulse eines Regel- bzw. Schaltgerätes einzubeziehen, das auf einen Kochtopfdeckel o. dgl. aufsetzbar ist und auf dessen Dampfentwicklung anspricht. Ein solches Gerät ist in der deutschen Offenlegungsschrift 2161371 beschrieben. Der Empfänger kann ein gesondertes Element einnehmen oder auch Teil eines zu der gesteuerten Kochplatte gehörenden Elementes sein. Die die Impulse empfangende Antenne kann nach Art eines Fühlers gesondert angebracht und mit dem Gerät über eine Leitung verbunden sein, z.B. als flaches Bauteil an der dem Herd benachbarten Wand.
Falle nur eine einzige Eingabevorrichtung, z. B. in Form eines Tastenfeldes, vorgesehen sein. Auf diesem oder einem gesonderten Feld kann dann auch die entsprechende Zuordnung festgelegt werden, beispielsweise: »Backofen ein: 1335 Uhr, 2O⁰C; Backofen aus: 14,15 Uhr«.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Steuer- bzw. Regelgerät für die elektronische Steuerung bzw. Regelung von insbesondere mehreren unterschiedlichen Haushalts- und Küchengeräten, das als eine von den Arbeitsgeräten (12), wie Herdmulden (14), Backöfen (16) o. dgl, gesonderte, in einem Bereich niedriger Temperatur an Küchenmöbeln (11) oder Wänden (25) anbringbare bzw. in diese einbaubare Einheit in Form eines Kastens bzw. Rahmens (29) ausgebildet ist, die für jedes zu steuernde Arbeitsgeräteteil, wie Kochplatten (15), Grill, Lüfter (19) o. dgl., eine zusammengefaßte Steuer- und/oder Regeleinrichtung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß jede Steuer- und/oder Regeleinrichtung auf einem austauschbaren Element (31) angeordnet ist, das db verechaltete Regel- bzw. Steuerelektronü: (35) einschließlich eines Einstellelementes (34, 21) trägt, daß die Elemente (31) jeweils auf einer Grundplatte (41) befestigt und innerhalb des Gerätes (20) parallel zueinander angeordnet sind, und daß das Gerät (20) eine mit den Elementen (31) über lösbare Verbindungen (44) verbindbare Verschaltung aufweist, die die einzelnen Elemente (31) mit einem gemeinsamen Leistungs-Eingangsanschluß, den Arbeitsgeräten (12,14,16) sowie ggf. untereinander verbindet.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es herausziehbar bzw. herausklappbar in Küchenmöbel (11) eingebaut ist.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (31) einheitliche Einbauabmessungen haben.

4. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine gemeinsame Durchlüftungseinrichtung (40) besitzt.

5. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte als Kühlelement für sich erwärmende Bauteile ausgebildet ist.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschaltung innerhalb der Elemente (31) fest und ohne Steckoder Schraubverbindungen erfolgt.

7. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüehe, dadurch gekennzeichnet, daß es eine gemeinsame Zeituhr (21) zur zeitabhängigen Steuerung mehrerer unterschiedlicher Arbeitsgeräte (12) enthält.

8. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüehe, dadurch gekennzeichnet, daß es einen elektronischen Speicher zur Speicherung von Steuer- oder Regeldaten für mehrere Arbeitsgeräte enthält.

9. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine gemeinsame Eingabevorrichtung für Steuer- oder Regeldaten sowie für entsprechende Zuordnungsdaten enthält.

10. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Überhitzungsschutzglied enthält.

11. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es feuersicher ausgekleidet ist.