DE3737712A1 - Verfahren und vorrichtung zum schutz eines elektroherdes vor unbeabsichtigtem betrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zur Verhinderung des unbeabsich­ tigten Betriebs eines Elektroherdes.

Bei dem bekannten Elektroherden erfolgt die Einschaltung der unterschiedlichen Wärmequellen durch Betätigung eines Drehknebels und kann somit leicht auch von Kindern betätigt werden. Die Abschaltung erfolgt ausschließlich wiederum durch einen aktiven Eingriff des Benutzers. Wird vom Benutzer nach Beendigung der Speisezubereitung aus Unkonzentriertheit die Abschaltung vergessen, so bleibt der Herd eingeschaltet. Überhitzungen, Brände und hohe Energiekosten sind die Folge.

Aus der DE-OS 23 09 741 und aus der DE-OS 28 31 858 ist es bekannt, Heiz- oder Kochplatten mit Sensoren auszurüsten, welche durch Aufsetzen eines Kochgeschirrs die Stromzufuhr zu deren Beheizung schließen und bei Wegnahme des Kochgeschirrs selbstätig wieder unterbrechen. Die DE-OS 23 09 741 sieht zu diesem Zweck ein im Zentrum der Kochplatte angeordneter, sie durchdringender Schaltstift vor, der über die Oberseite der Kochplatte geringfügig hinausragt und durch das Kochgeschirr niedergedrückt wird, wodurch die Energiezufuhr der Kochplatte ermöglicht wird. Die DE-OS 28 31 858 sieht zu dem selben Zweck einen Sensor vor, welcher beispielsweise aus zwei Kondensatoren gebildet wird.

Diese bekannten Sicherungen gegen den unbeabsichtigten Betrieb eines Elektroherdes sorgen jedoch nur dafür, daß die Heizplatten nicht weiter betrieben werden, wenn das Kochge­ schirr entfernt ist. Wird jedoch ein Gargutbehälter auf dem eingeschalteten Herd vergessen, so findet keine Abschaltung statt. Desweiteren sind diese bekannten Vorrichtungen ungeeignet, um den Backofen oder den Grill vor unbeabsich­ tigtem Betrieb zu schützen. Desweiteren müssen diese bekannten Vorrichtungen an jeder Kochplatte angebracht werden. Ein Einschaltschutz gegen unbeabsichtigtes Einschal­ ten, beispielsweise durch Kinder, ist ebenfalls nicht vorgesehen, obwohl eine solche Einschaltung bei auf dem Herd stehenden Kochgeschirr möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verhinderung des unbeabsichtigten Betriebs eines Elektro­ herdes sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens verfügbar zu machen, welche auch bei anwesendem Gargutbe­ hälter oder bei einem Backofen oder Grill einsetzbar sind.

Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 wird das Verfahren dahingehend weitergebildet, daß ein unbeabsich­ tigtes Einschalten, beispielsweise durch Kinder, verhindert wird.

Die Ansprüche 3, 4 und 5 betreffen Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß ein Elektro­ herd sowohl bezüglich einer unbeabsichigten Einschaltung wie bezüglich einer vergessenen Ausschaltung gegen einen unbeabsichtigten Betrieb geschützt ist. Dieser Schutz findet auch dann statt, wenn ein Gargutbehälter auf dem Herd steht.

Verfahren und Vorrichtung lassen sich auch zum Schutz gegen den unbeabsichtigten Betrieb eines Backofens beziehungsweise eines Grills einsetzen. Es ist dabei für den gesamten Herd nur eine Vorrichtung erforderlich, die von Kontaktstellen oder Sensoren, welche den jeweiligen Wärmequellen zugeordnet sind, angesteuert wird.

Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß ein beabsich­ tigter Betrieb eines Elektroherdes immer damit verbunden ist, daß Wärmequellen nur während eines beschränkten Zeitraums betrieben werden. Nach dieser Betriebszeit wird die Wärme­ quelle abgeschaltet und eventuell für einen weiteren Kochvorgang wieder eingeschaltet. Es kann also davon ausgegangen werden, daß nach einer gewissen Zeit ohne eine erneute Schaltung es sich um keinen beabsichtigten Betrieb des Elektroherdes mehr handelt. Eine Sicherung gegen unbeabsichtigten Betrieb eines Elektroherdes kann also auf die Weise vorgenommen werden, daß nach Ablauf eines vorbe­ stimmten Zeitraums nach einer Schaltung, während dem keine weitere Schaltung mehr vorgenommen wurde, eine automatische Abschaltung erfolgen kann. Als Vereinfachung kann statt der Schaltung zum vorgegebenen Zweck auch ein Einschaltbefehl herangezogen werden. Der vorbestimmte Zeitraum kann dem Gerät fest eingeprägt werden, z. B. 6 Stunden, oder der Herd verfügt über ein Bedienungselement, an dem der Benutzer diese Zeit eingeben kann. Die vorgegebene Zeit darf jedenfalls nicht den Zeitraum überschreiten, den eine Wärmequelle des Elektroherdes ohne Schaden zu nehmen betrieben werden kann, und zwar auch ohne daß sich ein Gargutbehälter auf einer Kochplatte befindet. Auf diese Weise kann vermieden werden, daß es, beispielsweise durch Ermüdung von Isoliermaterial, zu Kurzschlüssen kommen kann. Eine Vorrichtung, zur Durchführung eines solchen Verfahrens, die für eine automatische Abschal­ tung des Elektroherdes nach der vorgegebenen Zeit sorgt, kommt dem Bedürfnis vieler Benutzer entgegen, die sich bei einer längeren Abwesenheit von der Wohnung sicher sein wollen, daß infolge der vergessenen Abschaltung des Elektro­ herdes nichts passiert.

Eine zusätzliche Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Einschalten, beispielsweise durch Kinder, wird dadurch vorgesehen, daß zur Inbetriebnahme einer Wärmequelle sowohl der Hauptschalter als auch ein Bedienungsschalter eingeschal­ tet werden müssen. Eine solche Zweiknopfbedienung wird durch Kinder in der Regel nicht vorgenommen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens erläutert. Selbstverständlich sind noch weitere Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens denkbar. Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 den Schaltplan einer ersten Vorrichtung und

Fig. 2 den Schaltplan einer weiteren Vorrich­ tung.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist jedem Bedienungsschalter einer Wärmequelle des Elektroherdes eine Signalkontaktstelle 1, 1′, usw. zugeordnet. Bei jeder Verbringung eines Bedie­ nungsschalters in die Einschaltstellung wird ein Einschalt­ signal durch den Signalkontakt 1, 1′, . . . auf eine zugeordnete Impulsstufe 3, 3′, . . . gegeben. Diese Impulsstufen 3, 3′, . . . liegen mit ihrem Ausgang an Eingang eines Oder-Gatters 4, welches mit seinem Ausgang mit dem Rücksetzeingang eines Zeitgliedes 5 verbunden ist. Dieses Zeitglied 5 gibt nach Ablauf einer vorbestimmten, ihm eingegebene Zeit ein Signal ab, welches auf den Eingang eines nachgeschalteten Inverters 6 geht. Der Inverter 6 ist über einen Verstärker 7 mit der Steuerspule 8 eines Relais verbunden. Ein Schaltkontakt 8′ des Relais liegt in Reihe mit dem zugeordneten Leistungskon­ takt des jeweiligen Bedienungsschalters der Wärmequelle. Wird eine Wärmequelle im Drehstrombetrieb betrieben, so werden durch das Relais drei Schaltkontakte 8′ des Relais geschlos­ sen, welche mit der jeweiligen Phase der Leistungskon­ taktstelle des zugehörigen Bedienungsschalters in Reihe liegen. Die Leistungskontaktstellen sind in der Zeichnung nicht dargestellt.

Die Fig. 1 enthält zusätzlich einen Hauptschalter 10, welcher den Elektroherd und damit auch die Steuereinrichtung mit dem Netz verbindet. Dieser Hauptschalter 10 verfügt zusätzlich über einen Signalkontakt 2, welcher auf eine Impulsstufe 9 geht, welche ebenfalls mit dem Oder-Gatter 4 verbunden ist.

Die Funktion der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist folgende: Mit der Inbetriebnahme des Herdes wird der Hauptschalter 10 betätigt. Der mit dem Hauptschalter 10 mechanisch verbundene Signalkontakt 2 gibt ein Einschalt­ signal auf die Impulsstufe 9, die aus dem statischen Signal einen kurzen Impuls erzeugt, welcher an das Oder-Gatter 4 geht. Von dort gelangt der Impuls auf den Rücksetzeingang des Zeitglieds 5 womit das Zeitglied 5 zurückgesetzt wird. Der Ausgang des Zeitglieds 5 steuert über einen Inverter 6 und einen Verstärker 7 ein Relais an, was daraufhin anzieht und durch seine Schaltkontakte 8′ die Netzspannung zur Verfügung stellt. Wird nun ein Bedienungsschalter einer Wärmequelle eingeschaltet, so wird über den mit diesem Bedienungsschalter betätigten Leistungskontakt, welcher mit einem entsprechenden Schaltkontakt 8′ des Relais in Reihe liegt, der Stromkreis der jeweiligen Wärmequelle geschlossen. Die eingeschaltete Wärmequelle ist somit in Betrieb. Genauso, wie über den Signalkontakt 2 des Hauptschalters das Zeitglied 5 zurück­ gesetzt wird, erfolgt eine solche Zurücksetzung des Zeit­ glieds 5 auch dadurch, daß mit dem Einschalten des Bedie­ nungsschalters einer Wärmequelle die zugeordnete Signalkon­ taktstelle 1, 1′, . . . geschlossen wird, welche ebenfalls auf eine Impulsstufe 3, 3′, . . . und dann auf das Oder-Gatter 4 geht.

Nach Ablauf der vorgegebenen, dem Zeitglied 5 eingeprägten Zeit ändert sich der Zustand am Ausgang des Zeitglied 5, was dazu führt, daß das Relais abfällt und die Stromversorgung unterbrochen wird. Wird jedoch in dem Zeitraum, in dem das Zeitglied 5 noch nicht abgelaufen ist, eine Wärmequelle eingeschaltet, so bewirkt dieses Einschaltsignal, daß die entsprechende Impulsstufe 3, 3′, . . . ein Signal erzeugt, das über das Oder-Gatter 4 an den Rücksetzeingang des Zeitglieds 5 gelangt. Das Zeitglied 5 wird damit erneut zurückgesetzt und die Zeitüberwachung erneut gestartet.

Fig. 2 zeigt den Schaltplan einer weiteren Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Um mit Ausnahme des Hauptschal­ ters an den Bedienungsschaltern der Wärmequellen keine Zusatzkontakte anbringen zu müssen, ist vorgesehen, Stromsen­ soren den Wärmequellen zuzuordnen, wobei diese zweckmäßiger­ weise an den Zuleitungen angebracht sind. Da die Temperatur der Wärmequellen in der Regel dadurch geregelt wird, daß der Strom beim Überschreiten einer bestimmten Temperatur ausgeschaltet und nach Unterschreiten einer bestimmten Temperatur wieder eingeschaltet wird, findet die Regelung der Wärmeabgabe durch ein prozeßbedingtes Takten des Stromes statt. Es ist also notwendig, eine zusätzliche Maßnahme zu ergreifen, die dafür sorgt, daß dieses prozeßbedingte Takten herausgefiltert wird, um auf den Rücksetzeingang des Zeitglieds 5 nur noch die Signale zu bekommen, die einem manuellen Einschaltvorgang entsprechen. Als Unterscheidungs­ kriterium zwischen dem prozeßbedingten Takten und der Einschaltung durch den Benutzer wird die Zeitdauer heran­ gezogen, während der kein Strom geflossen ist. Es müssen also alle die Signale herausgefiltert werden, die unterhalb der Zeitdauer der maximal auftretenden Taktzeit liegen, also z. B. wenn die Unterbrechung des Stromflusses unter 20 min liegt. Wenn eine in der Taktzeit liegende manuelle Einschal­ tung heraugefiltert wird, so schadet dies deshalb deshalb nicht, weil die vorbestimmte Zeit dadurch nur geringfügig verlängert wird.

Im einzelnen zeigt Fig. 2 zwei Stromsensoren 11 und 11′, wobei die Anzahl der Stromsensoren 11, 11′, . . . der Anzahl der Wärmequellen des Elektroherdes entspricht. Diese Stromsensoren 11, 11′, . . . gehen auf entsprechende Verstärker 12, 12′, . . ., die verstärkten Signale werden durch Impuls­ glieder 3, 3′, . . . in kurze Impulse umgesetzt, welche auf den Eingang eines Oder-Gatters 4 gehen. Auf den Eingang dieses Oder-Gatters 4 gehen auch Impulse, die in der obengenannten Art und Weise vom Hauptschalter 10 herrühren. Der Ausgang des Oder-Gatters 4 geht auf den Rücksetzeingang eines Zeitglieds 14, welches nach Ablauf einer Zeit, die unterhalb der Taktzeit der Steuerung einer Wärmequelle liegt, ein Signal abgibt, das über einen Inverter i 5 auf den Eingang eines Und- Glieds 16 geht. Desweiteren ist der Ausgang des Oder-Glieds 4 direkt mit dem Eingang des Und-Glieds 16 verbunden. Der Ausgang des Und-Glieds 16 geht auf das Zeitglied 5, welches die in Fig. 1 bereits beschriebene Funktion hat. Die dem Zeitglied 5 nachfolgenden Glieder sind ebenfalls identisch mit der Fig. 1.

Die Funktion der in Fig. 2 beschriebenen Vorrichtung ist fol­ gendermaßen: Durch das Einschalten des Hauptschalters 10 wird mittels des Signalkontakts 2 über die Impulsstufe 9 ein Impuls auf das Oder-Glied 4 gegeben. Dieser Impuls geht an den Rückstelleingang des Zeitglieds 14, welchem eine Zeit eingegeben ist, die oberhalb der Taktzeit der Steuerung einer Wärmequelle liegt. Dieses Zeitglied 14 mißt somit die "Aus"- Zeit. Bei jedem erneuten Auftreten eines Stromsignals kann das Zeitglied also zwei Zustände besitzen: Ist es noch nicht abgelaufen, gibt es ein Signal und sperrt so mittels des Inverters 15 und des Und-Gatters 16 die Durchschaltung des Signals an die nachfolgende Schaltung. Ist es bereits abgelaufen, so gibt es ein Signal an das Und-Gatter 16, wobei dieses Signal gleichzeitig durch die direkte Verbindung des Ausgangs des Oder-Gatters 4 an den Eingang des Und-Gatters 16 an das letztere gelangt und auf diese Weise an den Rückstell­ eingang des Zeitglieds 5 weitergegeben wird. Das Zeitglied 5 erhält somit an seinem Rückstelleingang nur die Signale, die von einer manuellen Einschaltung herrühren. Das prozeß­ bedingte Takten ist dadurch herausgefiltert. Die weitere Funktion entspricht der bei Fig. 1 bereits beschriebenen. Bei der Inbetriebnahme der Vorrichtung gemäß Fig. 2 muß der Hauptschalter 10 eingeschaltet sein, nicht nur wegen der Stromversorgung, sondern auch deshalb, weil über den Impuls des Hauptschalters 10 die Kontakte 8′ des Relais anziehen, wodurch das Schließen der Leistungskontaktstellen der Bedienungsschalter zu einem Stromfluß führt, welcher dann von den Sensoren 11, 11′, . . . erfaßt werden kann.

Claims (5)

1. Verfahren zur Verhinderung des unbeabsichtigten Betriebes eines Elektroherdes, dadurch gekennzeichnet, daß nach Einschaltung einer Wärmequelle des Elektroherdes und Ablauf einer vorbestimmten Zeit ohne eine weitere Schaltung von einer oder mehreren Wärmequellen eine automatische Ausschaltung erfolgt und daß nach Ablauf der vorbestimmten Zeit seit der letzten Schaltung einer Wärmequelle gleichfalls eine automatische Ausschaltung erfolgt.

2. Verfahren zur Verhinderung des unbeabsichtigten Betriebs eines Elektroherdes insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einschaltung einer Wärmequelle des Elektroherdes zuerst der Hauptschalter und dann der Bedienungsschalter für die Wärmequelle eingeschaltet werden müssen.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bedienungsschalter der Wärmequellen jeweils eine Signalkontaktstelle (1, 1′, . . .) aufweisen, welche bei der Verbringung in die Einschaltstellung ein Einschaltsignal auf eine zugeordnete Impulsstufe (3, 3′, . . .) gibt, daß die Impulsstufen (3, 3′, . . .) mit dem Eingang eines Oder- Gatters (4) verbunden sind, daß das Oder-Gatter (4) mit seinem Ausgang mit dem Rücksetzeingang eines Zeitglieds (5) verbunden ist, welches nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit ein Signal abgibt, daß der Ausgang des Zeitglieds auf den Eingang eines Inventers (6) geht, daß der Inverter (6) über einen Verstärker (7) mit der Steuerspule (8) eines Relais verbunden ist und daß der/die Schaltkontakte (8′) des Relais in Reihe mit dem/den Leistungskontaktstellen der jeweiligen Bedienungsschalter der Wärmequellen liegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hauptschalter (10) den Elektroherd mit dem Netz verbindet und daß der Hauptschalter (10) zusätzlich über einen Signalkontakt (2) verfügt, welcher über eine Im­ pulsstufe (9) mit dem Eingang des Oder-Gatters (4) verbunden ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wärmequelle ein Stromsensor (11, 11′, . . .) zugeord­ net ist, der bei Einschaltung der Wärmequelle ein Signal auf einen Verstärker (12, 12′, . . .) gibt, daß der Verstärker (12, 12′, . . .) über ein Impulsglied (3, 3′, . . .) auf den Eingang eines Oder-Gatters (4) führt, daß der Ausgang des Oder- Gatters (4) an dem Rücksetzeingang eines Zeitglieds (14) liegt, daß das Zeitglied nach Ablauf einer Zeit, welche oberhalb der Taktzeit der Steuerung einer Wärmequelle liegt, ein Signal auf den Eingang eines Inverters (15) gibt, dessen Ausgang auf den Eingang eines Und-Gatters (16) führt, daß das Oder-Gatter (4) mit seinem Ausgang direkt mit dem Eingang des Und-Gatters (16) verbunden ist, daß ein Hauptschalter (10) den Elektroherd mit dem Netz verbindet, wobei der Hauptschal­ ter (10) zusätzlich über ein Signalkontakt (2) verfügt, welcher über eine Impulsstufe (9) mit dem Eingang des Oder- Gatters (4) verbunden ist und daß der Ausgang des Und-Gatters (16) mit dem Rücksetzeingang eines Zeitglieds (5) verbunden ist, welches nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit ein Signal abgibt, daß der Ausgang des Zeitglieds auf den Eingang eines Inventers (6) geht, daß der Inverter (6) über einen Ver­ stärker (7) mit der Steuerspule (8) eines Relais verbunden ist und daß der/die Schaltkontakte (8′) des Relais in Reihe mit dem/den Leistungskontaktstellen der jeweiligen Bedie­ nungsschalter der Wärmequellen liegen.