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Vorrichtung zum Steuern von vorzugsweise elektrischen
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Heizgerätes Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Steuern
insbesondere der Aufheizung von vorzugsweise an das Wechselspannungsnetz anschließbaren
und mit einem Temperaturschalter versehenen, elektrischen Heizgeräten, -elementen
o.dgl., wie Kochplatten, Backofen, Grillgeräte, Heizdecken, Speicherheizofen u.dgl.,
mit einem in die Speisespannungszuleitung des Heizgerätes, -elementes o.dgl. einsetzbaren
Steuerschalter.
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Bei elektrischen Kochmulden und elektrischen Herden ist es allgenau
üblich, beispielsweise eine der Kochplatten energieregelbar zu machen, d.h., derart
auszubilden, daß sie gegenüber den normalen Kochplatten schneller aufgeheizt und
dann auf der gewählten konstanten Betriebstemperatur gehalten werden kann.
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Dies wird durch eine entsprechende Auslegung der Kochplatte
und
durch einen mechanischen Energieregler in Form eines Bimetalles für die Schnellaufheizung
für den Dauerbetrieb erreicht, wobei das erste Bimetall bei der erreichten Temperatur
abschaltet und dann das zweite Bimetall entsprechend einer Zweipunktregelung bei
ber- oder Unterschreiten der vorgewühlten Temperatur aus- bzw. einschaltet. Diese
bekannte mechanische Vorrichtung zum Steuern der Aufheizung einer Kohplatte ist
jedoch relativ aufwendig, da jeder derartigen regelbaren Kochplatte ein eigener
Energieregler einschließlich eines Thermostaten zugeordnet sein muß. Dies bedingt
auch, daß die bekannen regelbaren Kochplatten relativ teuer sind, was sich auch
im Preis der Kochmulde bzw. des Kochherdes niederschlägt und zur Folge hat, daß
üblicherweise an einem derartigen Gerät nur eine oder zwei regelbare Kochplatten
eingebaut werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die bekannte mechanische
Steuervorrichtung relativ großbauend ist, so daß der Schaltkasten einen erheblichen
Teil des fiir die Kochmulde bzw. die Herdplatten vorgesehenen Platzes einnimmt.
Des weiteren ist die Reproduzierbarkeit der eingestellten Temperatur nur in relativ
weiten Grenzen zu halten, da das Bimetall eine erhebliche Trägheit besitzt und deshalb
die Schaltperioden relativ lange sind.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Steuervorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Vorrichtung
vermeidet, die also im
wesentlichen billiger, kleinbauender und
präziser ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die
Vorrichtung einen elektronischen Zähler aufweist, der über eine Torschaltung von
der periodischen Speisewechselspannung des Heizgerätes, -elementes o.dgl. abgeleitete
periodische Taktimpulse erhält, und daß der Zähler ausgangsseitig einerseits ein
Ausgangstor, das die periodischen Taktimpulse erhält und während einer bestimmten
einstellbaren Anzahl von wirksamen Zählschritten des Zählers dem Steuerschalter
zuführt, und andererseits die Eingangstorschaltung zum Ändern der ihm zugeführten
Anzahl periodischer Taktimpulse pro Zeiteinheit ansteuert.
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Mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung kann in einfacher Weise
die dem Heizgerät bzw. dem Heizelemeilt zugeführte Leistung im wesentlichen stufenlos
geregelt werden, indem je nach Einstellung am Zähler die Steuerschalter in der Zuleitung
zum Heizgerät, -element o.dgl. dauernd (beispielsweise für die Aufheizperiode) oder
in bestimmten Abständen periodisch (beispielsweise im Dauerbetrieb) geschlossen
werden. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist wesentlich weniger aufwendig und
besitzt ein wesentlich geringeres Bauvolumen, so daß sowohl was den Preis als auch
was den Platzbedarf anbetrifft, beispielsweise bei einem Kochherd jede der Kochplatten
mit einer derartigen Steuervorrichtung
ohne weiteres ausgerüstet
werden kann. Des weiteren ist im Gegensatz zur bekannten Vorrichtung der Verdrahtungsaufwand
erheblich verkleinert, da die Steuervorrichtung in wesentlichen Teilen als Baueinheit
ausgebildet sein kann. Da die Taktimpulse unmittelbar von der periodischen Speisewechseispannung
aogenommen sind, ist eine sehr schnelle und präzise Steuern der Temperatur sowohl
während der Aufheizperiode als auch während des Dauerbetriebs in idealer Weise möglich.
Da präzise geregelt werden kann, ist gegenüber der bekannten Vorrichtung auch eine
Energie einsparung gegeben und ein Überschreiten des eingestellten Temperaturwertes
vermieden.
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Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung ist aber auch wesentlich bequemer
zu handliaben, wobei das Aufheizen schneller als bisher vor sich geht. Beispielsweise
dauert das Aufheizen bei den mit den bekannten mechanischen Steuervorrichtungen
ausgerüsteten Kochplatten dann relativ lange, wenn mittels des Einschaltknopfes
nur dieJenige Temperatur vorgewählt wird, die dem Dauerbetrieb entsprechen soll.
Die .Kochplatte wird also von vornherein mit einem geringen Strom gespeist als dies
bei Maximalstellung möglich wäre. Will man dagegen bei den bekannten Steuervorrichtungen
ein schnelleres Aufheizen der kochplatte erreichen, so muß der Einschaltknopf auf
maximale Temperatur gestellt werden. Dies bedeutet aber, daß dann, wenn der Einschaltknopf
nicht rechtzeitig zurückgedreht wird, das zu garende Gut zu sehr kocht bzw. bei
Flüssigkeiten überkocht. Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung dagegen ist
die zugeführte
Leistung stets die maximale, während lediglich
die Dauer ihrer Zuführung entsprechend stufenlos gewählt ist.
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Die Zeit, in der die Aufheizung auf die vorgewählte Temperatur beendet
ist, ist damit in Jedem Fall kürzer als bei den bekannten mechanischen Steuervorrichtungen.
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Die Taktimpulse werden zweckmäßigerweise über eine Synchronisiereinrichtung
in Jedem Nulldurchgang der Speisewechselspannung erzeugt. Diese Taktimpulse dienen
in vorteilhafter Weise sowohl zur Ansteuerung des Zählers als auch zum Ansteuern
der Steuerschalter in der Spannungs zuführung des Heizgerätes, -elementes o.dgl.
Eine einfache Ausbildung der Möglichkeit des Umsteuerns vom Anheizbetrieb in den
Dauerbetrieb ist dann gegeben, wenn, wie es bei einem Ausführungsbeispiel vorliegender
Erfindung verwirklicht ist, die Eingangstorschaltung ein steuerbares Tor und einen
dazu parallel angeordneten 1/n-Teiler aufweist, wobei der Steueranschluß des steuerbaren
Tores mit dem Zähler verbunden ist. Dies bedeutet, daß in den Zähler, der bei Jedem
eingehenden Taktimpuls um einen Schritt weiter zählt, zunächst nur ein Bruchteil
n der erzeugten Taktimpulse einlangt, so daß die Zählschritte entsprechend zeitlich
gedehnt sind. Erst mit dem Erreichen der Anzahl der eingestellten wirksamen Zählschritte
wird das parallele Tor geöffnet, so daß nunmehr Jeder Taktimpuls zum Zähler gelangt
und der Zählvorgang erheblich schneller vor sich geht.
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Der Zähler, der vorzugsweise ein Dezimalzähler ist, ist mit
einer
der Anzahl der durchzuführenden Zählschritte entsprechenden Anzahl von Ausgängen
bzw. Abgriffen versehen, an denen beim jeweiligen zugeordneten Zählschritt ein Impuls
erscheint. Während der erste Abgriff fest angebunden ist und den Zeitpunkt des Freigebens
des Zündimpulses für den Steuerschalter bestimmt, sind die übrigen Abgriffe durch
mindestens einen Wähischalter frei auswählbar, wodurch der Zeitpunkt des Absperrens
des Zündimpulses vom Steuerschalter bestimmt wird. Gleichzeitig wird mit diesem
ausgewählten Abgriff das Öffnen des Eingangstores und damit das Umschalten vom Aufheizbetrieb
zum Dauerbetrieb bestimmt.
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Es ist deshalb zweckmäßig, zwei Wählschalter vorzusehen, von denen
der eine während der Aufheizperiode deren Ende und während des Dauerbetriebs die
Einschaltdauer und der andere den Beginn des Dauerbetriebes bestimmt. Die beiden
Wählschalter können deshalb miteinander mechanisch oder sonstwie gekoppelt sein,
indem sie beispielsweise Jeweils ein und demselben Abgriff zugeordnet sind oder
eine andere feste Zuordnung zueinander besitzen. Insbesondere im ersteren Falle
steht die für die Aufheizphase zugeführte Energie in einem festen Zusannahang mit
der benötigten Dauerkochenergie. Auch ist die Bedienung einfach. Die Wählschalter
können aber auch unabhängig voneinander verstellbar ausgebildet sein. In Jedem Pall
ist es Jedoch zweckmäßig, mindestens einen der beiden Wählschalter, vorzugsweise
den die Aufheizzeit bestimmenden Wählschalter mit dos
Temperaturschalter
des Heizgerätes, -elementes o.dgl. wirksam zu koppeln.
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Werden bei einer Kochmulde bzw. bei einem Kochherd alle Kochplatten
und ggf. auch der Backofen zur Schnellaufheizung vorgesehen, 50 ist es zweckmäßig,
allen die Heizelemente schaltenden Steuerschaltern denselben Takt- bzw. Zündimpuls
zuzuordnen. Dies hat den Vorteil, daß nur eine einzige Synchronisiereinrichtung
bzw. eine zentrale Impulserzeugung vorgesehen sein muß, was den Bauelementenaufwand
erheblich reduziert und die Vorrichtung billiger macht. Ferner hat dies den Vorteil,
daß die synchronisierten Taktimpulse einen ineinander geschachtelten Betrieb der
Heizelemente ermöglichen, indem Jedem der zu steuernden Heizelemente ein Zähler
zugeordnet ist, wobei die Zähler der einzelnen Heizelemente entsprechend miteinander
gekoppelt sind. In vorteilhafter Weise kann dabei ein einziger 1/n-Teiler allen
Zählern gemeinsam sein. Dieses Ineinanderschachteln ist insbesondere im Dauerbetrieb
einfach, wenn die wirksamen Zählschritte nur einen Teil der insgesamt vom Zähler
durohzufUhrenden Zähischritte beträgt. Es kann dann der eine Zähler wirksam zahlen,
wenn der andere Zähler eine sogenannte Leerzählung ausführt. Beim Aufheizen kann
dieser alternierende Betrieb derart erfolgen, daß das eine Heizelement nach dem
Aufheizen des anderen, Jedoch noch vor dem Umschalten auf Dauerbetrieb aufgeheizt
wird. Dies hat den Vorteil, daß trotz ggf.
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zu geringer Haus-Anschlußleistung des Herdes, wie es bei alten
Häusern
noch der Fall sein kann, mehrere Kochplatten in Betrieb genommen werden können,
ohne daí3 die Anschlußleistung überschritten wird. Dabei ist es auch möglich, diese
Steuerung zur Ineinanderschachtelung davon abhängig zu machen, ob die Haus-Anschlußleistung
durch den Betrieb eines oder mehrerer paralleler Heizelemente überschritten wird
oder nicht.
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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden
Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erlälbert wird. Die einzige Figur zeigt
in schemaische3 Darstellung eine Vier-Platten-Kochmuld mit einer Stt e vorrichtung
gemäß einem Ausfiihrungsbeispiel vorliegender Erfindung.
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Die dargestellte elektronische Steuervorrichtung 11 dient beim dargestellten
Ausführungsbeispiel zur Steuerung der Aufheizung mit anschließendem Dauerbetrieb
bei der betreffenden eingestellten Temperatur Jeweils einer .Kochplatte 13 einer
üblichen Kochmulde 12. Dabei ist jeder der vier kochplatten 13 bis 13"' eine erfindungsgemäße
Steuervorrichtung 11 bis 11"' zugeordnet, wie dies in der Zeichnung dargestellt
ist.
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Die Steuervorrichjung 11 kann aber auch zum Betreiben bzw. Aufheizen
und Fortschalten anderer Heizgeräte verwendet werden, wie beispielsweise für einen
Backofen, ein Grillgerät, eine
Heizdecke, einen Speicherheizofen
o.dgl.: sie ist also jeweils bei solchen Heizgeräten anwendbar, bei denen es auf
eine schnelle Aufheizung und einen sich daran anschließenden eine konstante Temperatur
haltenden Dauerbetrieb ankommt. Voraussetzung dabei ist, daß das betreffende Heizgerät
an eine Wechselspannungsquelle 14 angeschlossen ist, wobei die Frequenz die üblichen
50 Hz, aber auch 60 Hz sein oder einen anderen Wert haben kann.
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Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung 11 besitzt einen elektronischen,
steuerbaren Schalter 16, beispielsweise in Form einer als Triac bekannten Zweiweg-Thyristorschaltung,
der bzw. die in die mit der Wechselspannungsquelle 14 verbundene Zuleitung 15 zur
Schnellkochplatte 13 eingeschaltet ist. Die Steuerelektrode dieses Schalters 16
ist über ein Auangstor 18 mit einer Synchronisiereinrichtung 19 verbunden, die ihrerseits
an die Wechselspannungsquelle 14 angeschlossen ist und in jedem Nulldurchgang der
sinusförmigen Wechselspannung einen Taktimpuls erzeugt, der bei Öffnen des Ausgangstores
18 gleichzeitig als Zündimpuls für den Steuerschalter 16 dient. Die periodischen
Taktimpulse können beispielsweise rechteckförmig sein. Dies bedeutet, daß pro Periode
der Speisewechselspannung zwei Taktimpulse erzeugt werden. Die Taktimpulse gelangen
über eine zentrale Taktimpulsleitung 21 nicht nur zum Ausgangstor 18, sondern auch
zu einem steuerbaren Eingangstor 22 und zu einem parallel dazu angeordneten 1/n-Teiler
23, deren Ausgang mit jeweils einem Eingang 26 bzw. 27 eines Dezimal zählers 28
verbunden sind.
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Der Dezimal zähler 28, der bei jedem vom absperrbaren Eingang8tpr
22
oder vom 1/n-Teiler 23 eingehenden Taktimpuls einen Schritt weiter zählt, ist entsprechend
seiner zehn Zählstufen mit zehn Abgriffen 29 versehen, an denen in der Jeweils betreffenden
Zählstufe eine abnehmbare Impuls-Ausgangsspannung anliegt. Der erste Abgriff 29/0
ist mit dem Stellakigang einer bistabilen Kippstufe 31, die vorzugsweise ein bistabiles
Flipflop ist, verbunden. Den übrigen Ab griffen 29/1 bis 29/9 sind zwei llråhlschalter
32 und 33 zugeordnet, mit denen der betreffende Abgriff 29 des Zählers 28 auswählbar
ist. Der ortsfeste Anschluß bzw. Ausgang des einen Wählschalters 32 ist mit dem
Rückstelleingang der Kippstufe 31 und der Ausgang des anderen Wählsohalters 33 mit
dem Rückstelleingang einer zweiten bistabilsen Kippstufe 34 die vorzugsweise ebenfalls
die Form eines Flipflops besitzt, verbunden.
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Die beiden Kippstufen 31 und 34 sind ausgangsseitig mit jeweils einem
Verknüpfungseingang des mit einer UID-Verknüpfung versehenen Ausgangstores 18 verbunden.
Ein anderer Ausgang der zweiten gippstufe 34 ist dariiberhinaus mit dem Steuereingang
des Zingangstores 22 verbunden, während der Stelleingang der Kippstufe 34 mit einen
Btartkontakt 36 verbunden ist, der gleichzeitig auf den RUaketelleingang 37 des
Dezimal zählers 28 geschaltet ist.
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Die beiden Wählschalter 32 und 33 können, wie in der Zeichnung dargestellt,
derart miteinander mechanisch oder sonstwie gekoppelt sein, daß ihre drehbar oder
verschiebbar angeordneten Schleifer 38, 39 elektrisch miteinander verbunden sind,
d.h., daß beide Wählschalter 32, 33 Jeweils demselben Zählerabgriff 29
zugeordnet
sind. Es ist aber auch möglich, den beiden Wåhlschaltern 32, 33 eine andere feste
Zuordnung zu geben, beispillaweiso dahingehend, daß der Schleifer 39 des Wählschalters
33 Jeweils einem um einen oder mehr Zähler höherwertigeren Zählerabgriff zugeordnet
ist als der Schleifer 38 des Wählschalters 32. Es ist aber auch möglich, die beiden
Wählschalter 32, 33 derart auszubilden, daß ihre Schleifer 38, 39 Jeweils unabhängig
voneinander verstellbar sind, wobei ebenfalls die Bedingung festgesetzt werden könnte,
daß der Wählschalter 33 gegenüber dem Wähischalter 32 keinem niedrigwertigeren Zähler
abgriff zugeordnet werden kann. Die beiden Wählschalter 32 und 33, zumindest Jedoch
der Wählschalter 32 sind beim Ausführungsbeispiel in nicht dargestellter Weise mit
einem nicht dargestellten Iinschaltknopf der Kochplatte 13 mechanisch oder elektrisch
gekoppelt, mit dem auch der Startkontakt 36 in geeigneter Weise gekoppelt ist.
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Im folgenden sei die Funktion der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung
11 erläutert. Mit dem Drehen oder Drücken des nicht dargestellten zentralen Einschaltknopfes
für die Kochplatte 13 wird eine bestimmte zu erreichende temperatur gewählt, bei
der das Gut gegart werden soll. Jeder gewählten Temperatur ist eine stellung des
Wählsohslters 32 ggf. mit 33 an einen der Zähler abgriffe 29/1 bis 29/9 zugeordnet.
Beim Ausführungsbeispiel sei dies der Abgriff 29/4, an dem auch der beim Ausführungsbeispiel
mit den Abgriff des Wählschalters 32 susanenfallende Wählschalter
33
anliegt. Mit dem Einschalten des Zentralknopfes für die ltochplatte 13 gelangt ein
Startimpuls über den Startkontakt 36 auf den Bückstelleingang 37 des Dezimal zählers
28, so daß dieser ggf. auf 0 zurückgesetzt wird. Des weiteren gelangt der Startimpuls
zur zweiten Kippstufe 34, die sowohl einen Impuls zum Schließen des Eingangstores
22 als auch einen Impuls zum Vorbereiten des Ausgangstores 18 abgibt. Mit dem Einschalten
der Kochplatte 13 werden, wie oben erwähnt, die Taktimpulse auf der Impulsleitung21
von der Synchronisiereinrichtung 19 ausgesandt. Da das Eingangstor 22 gesperrt ist,
gelangen lediglich über den l/n-Teiler 23 Taktimpulse auf den Dezimalzähler 28.
Die auf den Eingang des Zählers 28 gelangende Anzahl von Taktimpulsen pro Zeiteinheit
hängt von dem gewählten Faktor n des Teiler 23 ab. Dieser Faktor n kann beliebige
ganzzahlige Werte größer 1 einnehmen. Beim Ausführungsbeispiel für eine .kochplatte
13 ist der Wert n so gewählt, daß bei einer Frequenz von 50 Hz der Spannungsquelle
14 beispielsweise alle 1,37 min ein Taktimpuls zum Zähler 28 gelangen kann, während
alle anderen dazwischenliegenden Taktimpulse im 1/n-Teiler 23 unterdrückt werden.
Mit dem Ankommen des ersten Taktimpulse8 im Zähler 28 erscheint am Abgriff 29/0
ein erster Zählimpuls, der die erste Kippstufe 31 setzt, so daß diese ein Ausgangssignal
an das bereits vorbereitete Ausgangstor 18 abgibt. Da nunmehr beide UlTD-Eingänge
des Ausgangstores 18 im Zustand EIN sind, also die UND-Verknüpfungsbedingung erfüllt
ist, läßt das Ausgangstor 18 die auf der Impulsleitung 21 anstehenden Taktimpulse
durch,
die somit zur Zündelektrode des betreffenden Triac 16 gelangen können. Dieser Triac
16 wird durchgeschaltet, so daß die kochplatte 13 mit der Spannungsquelle 14 verbunden
ist und aufzuheizen beginnt. Beim Ankommen Jedes einzelnen Taktimpulses im Zähler
28 zählt dieser um einen Schritt weiter. Beim ersten Zählschritt steht also am Abgriff
29/i beim zweiten Zählschritt am Abgriff 29/2 usw. ein Spannungsimpuls an, der Jedoch
nur am mit dem Wählschalter 32 verbundenen Abgriff abgenommen wird. Also erst mit
dem vierten Zählschritt, also am Abgriff 29/4, wird beim Ausführungsbeispiel der
anstehende Spannungßimpuls abgenommen. Dieser Spannungsimpuls gelangt erstens zur
Kippstufe 31, die daraufhin umschaltet bzw. rückstellt und einen entgegengesetzten,
also beispielsweise einen Nullimpuls, an das Ausgangstor 18 abgibt, so daß die Bedingung
der UND-Verknüpfung nicht mehr erfüllt ist und das Ausgangstor 18 sperrt. Dadurch
bleiben die Zünd- bzw.
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Taktimpulse aus und der Triac 16 sperrt. Die Einschaltdauer der kochplatte
13 hängt also bei fest vorgegebenem bzw. eingebautem l/n-Ueiler 23 von der Stellung
des Wählschalters 32 ab.
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Beim Ausführungsbeispiel dauert also die Aufheizphase 4 x 1,37 min.
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Je nach der Stellung des ähIschalters 32 kann diese Aufheizzeit um
eine oder mehrere Zählschritte verkürzt oder verlängert werden.
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Es versteht sich, daß es auch möglich ist, den Teiler 23 dahingehend
zu verändern, daß der Faktor n einstellbar ist.
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Der Ausgangsspannungsimpuls am Ab griff 29/4 bewirkt zweitens aber
auch, daß die Kippstufe 34 umgesteuert wird, so daß ihr einer Ausgang das Eingangstor
22 öffnet. Dies bedeutet, daß durch
das geöffnete Eingangstor 22,
also durch diesen Parallelweg nunmehr jeder erzeugte Taktimpuls zum Zähler 28 gelangt,
so daß ein Zählschritt bei Jedem von der Synchronisiereinrichtung 19 erzeugten Taktimpuls
erfolgt. Die Taktschritte für die restlichen Zähler 5 bis 9 erfolgen also wesentlich
schneller, nämlich um den Faktor n. Hat der Zähler 28 alle Zählschritte durchlaufen,
so wird er mit dem zehnten Zählschritt automatisch wieder auf 0 gesetzt und beginnt
von vorne zu zählen. Mit diesem erneuten Beginn, bei dem nach wie vor Taktimpulse
über das Eingangstor 22 in den Zähler gelangen, wird wie vorher über den Abgriff
29/0 und die erste Kippstufe 31 das Ausgangstor 18 wieder geöffnet, so daß die kochplatte
13 wieder eingeschaltet wird. Diese bleibt jedoch nur so lange eingeschaltet, bis
der Zähler 28 vier Zählschritte ausgeführt hat, so daß die Einschaltzeit in dieser
Dauerbetriebsphase wesentlich kürzer ist. Nach dem vierten Zählschritt wird also
das Ausgangstor 18 wieder geschlogsen und damit steuerbare Schalter 16 wieder geöffnet,
so daß für die restlichen Zählschritte 5 bis 9 die Kochplatte 13 wieder abgeschaltet
bleibt und erst dann wieder eingeschaltet wird, wenn der Zähler 28 wieder von vorne
zu zählen beginnt. Der steuerbare Schalter 16 wird also entsprechend dem Zählerschrittverhältnis
von sogenannten wirksamen Zählschritten (hier zwischen 0 und 4) zu sogenannten Leerzählschritten
(hier zwischen 5 und 9) in einem bestimmten Taktverhältnis geöffnet und geschlossen.
Dadurch wird eine bestimmte, nämlich die eingestellte Temperatur gehalten.
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Da die Taktzeiten sehr kurz gewählt sind, kann eine präzise Temperatar
eingestellt und gehalten und es kann praktisch stufenlos geregelt werden.
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Während also das Taktverhältnis im Dauerbetrieb durch die Stellung
des Wählschalters 32 bestimmt ist, ist die Umschaltung von Aufheizphase zur Dauerbetriebsphase
durch den Wählschalter 33 bestimmt. Das gleichzeitige Ankommen von Taktimpulsen
durch den Teiler 23 mit denen durch das Eingangstor 22 im Dauerbetrieb stört nicht,
da die Taktimpulse keine Phasenverschiebung erleiden. Der letzte Ab griff 29/9 ist
entgegen den erzeugten Impulsen vorgespannt, so daß dann, wenn der Wählschalter
32 an diesem Abgriff liegt, keine Rückstellen der Kippstufe 31 erfolgt. Zum Aufheizen
wird also stets mit voller, zur Verfügung stehender Leistung gefahren, wobei der
Temperaturanstieg; nach einer bestimmten Zeit unterbrochen wird.
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Durch Takten während der Aufheizphase wäre es aber auch möglich, die
Steilheit des Temperaturanstieges zu wählen.
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Wie aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ersichtlich
ist, kann Jede der . kochplatten 13 während ihrer Aufheiz- und ihrer Dauerbetriebs-Phase
in erfindungsgenäßer Weise gesteuert bzw. geregelt werden. Dazu ist Jeder Schnellkochplatte
13', 13", 13"' eine entsprechende Steuervorrichtung 11', ll", ll'" zugeordnet, die
jedoch mit der zuerst beschriebenen Steuervorrichtung 11 einige Bauelemente gemeinsam
haben, nämlich die Synchronisiereinrichtung 19, die Taktimpulsleitung 21 und den
l/n-Teiler 23. Jede vier Steuervorrichtungen 11', llt, 11"' besteht also außer aus
diesen Bauelementen aus dem steuerbaren Schalter 16, dem mit der lmpulsleitung 21
verbundenen Ausgangstor 18 und aus der gestrichelt umrandeten
Schaltung
41, die einen Zähler 28, Kippstufen 31 und 34, die Wählschalter 32 und 33 und das
steuerbare Eingangstor 22 umfaßt. Wesentlich bei dieser Anordnung ist, daß der besondere
Zünd- bzw. Taktimpuls nur einmal, also zentral für alle Triacs 16, die im Nulldurchgang
der Speisespannung schalten, erzeugt wird. Es versteht sich, daß dann, wenn statt
der Kochmulde 12 ein kompletter elektrischer Herd vorgesehen ist, auch der Backofen
und ggf. ein eingebauter Grill mit einer derartigen Steuervorrichtung bzw. mittels
der zentralen Taktsteuerung angesteuert werden kann.
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Bei der dargestellten Anordnung, d.h., bei der Verwendung mehrerer
Heizelemente und damit mehrerer Steuervorrichtungen ist es möglich, die Dezimal
zähler jeweils zweier oder mehr Steuervorrichtungen derart miteinander zu verbinden
bzw. logisch zu verknüpfen, daß beispielsweise im Dauerbetrieb der Zähler der Steuervorrichtung
11' der zweiten kochplatte 13' dann seine (wirksame) Zählung beginnt, wenn der Zähler
der ersten Steuervorrichtung 11 seine wirksame Zählung beendet hat und in der Leerzählung
fortschreitet.
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Dies bedeutet, daß dabei das Einschalten der beiden . IXochplatten
13 und 13' alternierend, d.h. ineinander geschachtelt bzw.
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aufeinanderfolgend vor sich geht. Dies bedeutet, daß diejenige Taktphase
der ersten Steuervorrichtung 11, in der die erste kochplatte 13 ausgeschaltet ist,
dazu benutzt wird, die Taktphase, in der die zweite Kochplatte 13' eingeschaltet
ist, einzuschieben. Dieses Ineinanderschachteln bzw. alternierende Einschalten zweier
kochplatten bedeutet, daß die momentane,
maximale Leistungsaufnahme
aus dem Wechselspannungsnetz nur der maximalen Leistung der größeren der beiden
kochplatten entspricht. Ist der Wählschalter 32 der ersten Steuervorrichtung 11
in der angegebenen Stellung und der entsprechende Wählschalter der zweiten Steuervorrichtung
11' in einer ähnlichen Position, so bedeutet dieses Ineinanderschachteln auch kein
Zeitverlust bzw. keine Verlängerung des Dauerbetriebes oder Herabsetzung der eingestellten
Temperatur, da das Einschalten der zweiten lochplatte genau innerhalb des ausgeschalteten
Zustands der ersten .Kochplatte erfolgen kann. Ähnlich kann auch die Aufheizphase
zweier oder mehr Xochplatten nacheinander abgewickelt werden, indem die betreffenden
Zähler entsprechend miteinander verknüpft sind.
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Diese Verknüpfung kann derart sein, daß nach Beendigung der wirksamen
Zählung des Zählers der ersten Steuervorrichtung der Zähler der zweiten Steuervorrichtung
seine wirksame Zählung beginnt, während die Zählung für den Dauerbetrieb der ersten
Steuervorrichtung um die Länge der Anheizzeit für die zweite Kochplatte verschoben
wird. Bei der Ineinanderschachtelung der Aufheizphase zweier Xochplatten kann die
Verteilung der Einschaltzeit derart erfolgen, daß die Kochplatte mit der höher vorgewählten
Dauerleistung während einer längeren Aufheizzeit und diejenige mit der kleineren
Dauerleistung während einer kürzeren Aufheizzeit zugeschaltet wird. Dadurch kann
erreicht werden, daß trotz hinsichtlich des Taktverhältnisses unterschiedlicher
Dauerleistung der eingestellte Wert in etwa zur gleichen Zeit erreicht wird. Dies
alles bedeutet aber, daß
eine ggf. relativ niedrige Hausanschlußleistung,
wie sie in Altbauten oft noch vorzufinden ist, von einem mit der oder den erfindungsgemäßen
Steuervorrichtungen ausgerüsteten Herd nicht überschritten werden kann. Es ist deshalb
auch eine zusätzliche Regelung dahingehend möglich, die Wahl, ob zwei oder mehr
kochplatten parallel oder ineinander geschachtelt bzw. hintereinander verwendet
werden, davon abhängig zu machen, ob der Hausanschlußwert im Parallelbetrieb erreicht
wird oder nicht.
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Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung kann auch mit anderen mit dem
Heizgerät oder -element in Zusammenhang stehenden elektrischen Verbrauchern gekoppelt
werden. Beispielsweise ist es möglich, eine Steuervorrichtung für Kochplatten und/oder
für einen Backofen oder ein Grillgerät mit einer Dunstabzugshaube derart zu koppeln,
daß je nach der Größe der Kochleistung ein oder mehrere t3chaltstufen des Ventilators
der Dunstabzugshaube zugeschaltet werden. Beispielsweise ist es möglich, die Leistung
der Dunstabzugshaube proportional zur Kochleistung ansteigen zu lassen. Es ist darüberhinaus
auch möglich, die erfindungsgemäße Steuervorrichtung in Zusammenwirken mit beispielsweise
bei Herden bekannten elektrisch gesteuerten Automatikfunktionen zu schalten, wie
beispielsweise in Verbindung mit einer den Einschaltzeitpunkt, den Ausschaltzeitpunkt
und die Einschaltdauer bestimmenden Zeituhr.
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Bei der Steuerung der Aufheizung eines Backofens ist es beispielsweise
auch möglich, die dafür vorgesehene Steuervorrichtung derart zu erweitern, daß dann,
wenn die Backröhre zwischenzeitlich geöffnet wird und ein Teil der Wärme entwichen
ist, die Aufheizphase von neuem eingeschaltet und damit der Dauerbetrieb so lange
unterbrochen wird.
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Dies ist beispielsweise dadurch möglich, daß im Backofen ein temperaturabhängiger
Kapazitäts- oder Widerstandsschalter eingebaut ist, der bei Unterschreiten einer
bestimmen Temperatur schaltet und über eine Ansteuerung der Klemme 36 die Bedingungen
für die Aufheizphase schafft. Es ist aber auch möglich, mit der Klemme 36 einen
mechanischen Schalter zu koppeln, der beim Schließen der Backofentüre nach ihrem
zwischenzeitlichen Offnen schaltet, oder aber ein Zeitglied zu verbinden, das Je
nach der verstrichenen Öffnungszeit den Wiederbeginn der Aufheizphase steuert. Das
Abschalten der Aufheizphase bzw. das Umschalten zum Dauerbetrieb kann bei einem
Backofen auch durch einen mit dem oder den Wählschalter (n) 32, 33 gekoppelten Bratautomatikschalter
erfolgen, mit dem ein bostinter Teiperatur- und Zeitwert abhängig von der zu garenden
Gutmenge eingestellt wird.
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L e e r s e i t e