EP0034789A1 - Glaskeramik-Kochgerät - Google Patents
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- H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
- H05B3/746—Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
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- H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
- H05B2213/04—Heating plates with overheat protection means
Definitions
- the invention relates to a glass ceramic cooking appliance with at least two switchable heaters.
- the invention has for its object to provide a simple, inexpensive to manufacture and fail-safe device of the type mentioned, in which regardless of the number of heating systems, the operating temperature can be brought as close as possible to a maximum permissible continuous temperature without this is exceeded in any area of the device.
- the invention proposes a device of the type mentioned in the introduction, in which a temperature sensor which can be influenced by any heating acts on a temperature limiting device, the response temperature of which can be changed together with the switching on, off or switching over of the heating.
- a temperature sensor which can be influenced by any heating acts on a temperature limiting device, the response temperature of which can be changed together with the switching on, off or switching over of the heating.
- the temperature sensor can be a resistor with a positive temperature coefficient, which triggers a switch-off or a reduction in the current supply to the heaters when a certain resistance value is exceeded.
- the temperature sensor is an expansion sensor, in particular in the form of a rod, which extends over all heaters and acts on at least two switches which open at different response temperatures, with heating or a combination of heaters being switched on when switched on an assigned switch can be switched in series with the heaters.
- the invention provides that switches with different response temperatures can be switched on when switching on heaters with different heat influences on the temperature sensor. It is therefore also possible to use the same switch if two different heaters have the same heat influence on the temperature sensor.
- the invention also provides here that when a combination of heaters is switched on, a switch assigned to the combination can be switched. Here too, switches with different response temperatures are used when switching on combinations with different heat influences on the temperature sensor.
- the switch with the lowest response temperature is assigned to the heating with the least heat influence on the temperature sensor.
- the invention proposes that the switch with the lowest response temperature is always in series with the heaters and the other switches can be connected in parallel with it.
- the switch with the lowest response temperature is switched on by switching on the device. If switches with higher response temperatures are connected in parallel, the switch with the lower response temperature does not need to be switched off since it is short-circuited by the switch that opens at a higher temperature.
- the invention proposes that the scarf are snap switches.
- Appealing double snap switches can also be used at different temperatures.
- Fig.1 the heating for a hotplate is shown. It consists of a carrier shell 11 which lies in a sheet metal shell 12.
- the carrier shell 11 is divided into three regions 14, 15 and 16 which are thermally separated from one another and in particular shielded from radiation by webs 13 which extend as far as the glass ceramic plate.
- the individual areas contain heaters 17, 18 and 19.
- the heaters consist of heating resistors in the form of wire coils.
- a temperature limiter 20 for limiting the temperature arranged. It contains a switch head 21 with two snap switches 22 and 23 (not shown in FIGS. 1 and 2) and a long rod-shaped temperature sensor 24 which projects diagonally over the entire carrier shell.
- the temperature sensor 24 consists, in a manner known per se, of an expansion sleeve made of quartz glass and a metallic rod of greater thermal expansion located therein.
- the temperature sensor runs over all heaters 17, 18 and 19.
- the heat emanating from the individual heaters therefore leads to section-by-section heating of the temperature sensor. If, for example, the heating 17 is switched on, the part of the temperature sensor 24 which projects beyond this area is mainly influenced in terms of heat. This leads to a smaller expansion of the entire temperature sensor than if the heaters 18 and 19 were also in operation.
- FIG. 3 shows the circuit diagram for the glass ceramic plate according to FIG. 1. It is assumed that the heaters 18 and 19 can only be switched on together and only in addition to the heater 17.
- the temperature sensor 24 is shown schematically here. Its left end is held in place by an abutment 25, so that heating of the temperature sensor 24 results in an extension and thus a shift to the right of its right end.
- Two actuating parts 26 and 27 are connected to the right end of the temperature sensor 24, the actuating part 26 being arranged for actuating the first switch 28 and the actuating part 27 for actuating the switch 29.
- the switch 29 only opens when the temperature sensor 24 is extended, ie at a higher temperature, the distance between the two actuating parts 26 and 27 is somewhat smaller than the distance between the two switches 28 and 29.
- the heaters of the glass ceramic cooking device receive voltage from a voltage source 30, which is only shown schematically.
- the main switch 31 which can be both a normal, manually operable switch and the switch of a power control unit, is used for switching on.
- the switch 31 When the switch 31 is closed, the heater 17, which heats the middle part in FIG. 1, is supplied with voltage.
- the first switch 28 which is closed when the temperature sensor 24 is cold. A current thus flows through the heater 17, which thus heats the temperature sensor 24.
- the actuating part 26 opens the switch 28, so that the current flow through the heating 17 is interrupted.
- the second temperature limit switch 29 is connected in parallel with the first temperature limit switch 28 via the switch 33 mechanically connected to the switch 32. Since both heaters 17 and 18, 19 now act on the temperature sensor 24, this lengthens to a somewhat greater extent than if it were only acted on by the heater 17.
- FIG. 4 shows another arrangement of two individually switchable heaters 34 and 35 in the case of a glass ceramic hotplate.
- the temperature sensor 24 is arranged along a diameter to the two concentrically arranged heaters 34 and 35.
- the two snap-action - arranged, switches 22 and 23, which are summarized here to form a double snap spring.
- the one snap switch for example the snap switch 22
- the other snap switch 23 is also opened.
- FIG. 5 shows a circuit diagram for two heaters 36 and 37, which can be switched individually and together in the example shown here.
- the circuit device is supplied with power via the voltage source 30 and the plug 38.
- the rotary switch 39 which consists of three mechanically connected individual switches, both the heaters 36 and 37 and the corresponding temperature limit switches are switched.
- the device In the position 0 of the switch 39, the device is switched off, in the position I the heating 36 is switched on, which is said to have a lower heat influence on the temperature sensor than the heating 37.
- the temperature limit switch 40 is also the lowest Response temperature in series with the heater 36, since it connects the circuit point 41 common to the two heaters 36 and 37 to one pole of the voltage source 30.
- Both heaters 36 are in position III of switch 39 and 37 switched on, at the same time the temperature limit switch 43 is connected in series with the two heaters 36 and 37.
- the switch 43 has an even higher response temperature than the switch 42.
- the same temperature limiting switch could be used for the positions I and II of the switch 39.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Glaskeramik-Kochgerät mit mindestens zwei schaltbaren Beheizungen.
- Bei Glaskeramik-Kochflächen besteht das Problem, daß eine überhitzung der Kochfläche in jedem Bereich vermieden werden muß. Zu diesem Zweck werden Temperaturbegrenzungsschalter verwendet, die mit einem Temperaturfühler verbunden sind, wobei bei überschreiten einer bestimmten Temperatur die Beheizung abgeschaltet wird. Wenn nun einzeln schaltbare Beheizungen verwendet werden, müßte man, um im Bereich jeder Beheizung eine überhitzung zu vermeiden, für jede Beheizung einen eige nen Temperaturbegrenzer vorsehen. Dies erfordert jedoch erhöhte Kosten und auch verhältnismäßig viel Platz, der oft nicht zur Verfügung steht.
- Es ist schon vorgeschlagen worden, einen stabförmigen Temperaturfühler über alle Beheizungen verlaufend anzuordnen, der einen einzigen temperaturabhängigen Begrenzungsschalter beaufschlagt. Dieser wird so eingestellt, daß bei Betrieb einer Beheizung die zulässige Temperatur nicht überschritten wird. Wenn jedoch beide Beheizungen betrieben werden, so wirkt die von beiden Beheizungen abgegebene Wärme auf eine größere Länge des Temperaturfühlers ein, so daß dieser sich in stärkerem Maße ausdehnt. Dies führt nun zu einer Abschaltung bei etwas niedrigerer Temperatur. Damit wird zwar das Oberschreiten der höchstzulässigen Temperatur zuverlässig verhindert, andererseits ergibt sich bei voller Einschaltung aller Beheizungen eine niedrigere Leerlauftemperatur.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst einfach aufgebautes, kostengünstig herzustellendes und störsicher aufgebautes Gerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem unabhängig von der Zahl der eingeschalteten Beheizungen die Betriebstemperatur möglichst genau an eine maximal zulässige Dauertemperatur herangebracht werden kann, ohne daß diese in einem beliebigen Bereich des Gerätes überschritten wird.
- Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Gerät der eingangs genannten Art vor, bei dem ein von jeder Beheizung beeinflußbarer Temperaturfühler auf eine Temperaturbegrenzungseinrichtung einwirkt, deren Ansprechtemperatur zusammen mit dem Ein-, Aus- bzw. Umschalten der Beheizungen veränderbar ist. Damit wird es möglich, mit Hilfe nur eines Temperaturfühlers eine exakte Temperaturbegrenzung bei einer vorbestimmten zulässigen Dauertemperatur zu bewirken. Der Temperaturfühler kann dabei ein Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten sein, der bei Oberschreiten eines bestimmten Widerstandswertes eine Ausschaltung oder eine Verringerung der Stromzufuhr zu den Beheizungen auslöst. Besonders günstig ist es jedoch, wenn der Temperaturfühler ein insbesondere stabförmig ausgebildeter Ausdehnungsfühler ist, der über alle Beheizungen verläuft und mindestens zwei bei unterschiedlichen Ansprechtemperaturen öffnende Schalter beaufschlagt, wobei beim Einschalten einer Beheizung bzw. einer Kombination von Beheizungen ein zugeordneter Schalter in Reihe zu den Beheizungen schaltbar ist.
- Mit Hilfe dieser verschiedenen Begr.enzungsschalter ist es möglich, die unterschiedliche wärmemäßige Beeinflussung des Temperaturfühlers durch die einzelnen Beheizungen auszugleichen.
- In Weiterbildung sieht die Erfindung vor, daß beim Einschalten von Beheizungen mit unterschiedliche Wärmeeinfluß auf den Temperaturfühler Schalter mit unterschiedlichen Ansprechtemperaturen einschaltbar sind. Damit ist es also auch möglich, denselben Schalter zu verwenden, wenn zwei verschiedene Beheizungen den gleichen Wärmeeinfluß auf den Temperaturfühler aufweisen.
- Es ist oft möglich, bei Glaskeramikgeräten Kombinationen von Beheizungen einzuschalten. Die Erfindung sieht auch hier vor, daß beim Einschalten einer Kombination von Beheizungen ein der Kombination zugeordneter Schalter schaltbar ist. Auch hier werden beim Einschalten von Kombinationen mit unterschiedlichem Wärmeeinfluß auf den Temperaturfühler Schalter mit unterschiedlichen Ansprechtemperaturen verwendet.
- Wichtig ist, wie die Erfindung weiterhin vorschlägt, daß der Beheizung mit dem geringsten Wärmeeinfluß auf den Temperaturfühler der Schalter mit der niedrigsten Ansprechtemperatur zugeordnet ist.
- Um einen möglichst einfachen schaltungstechnischen Aufbau zu erreichen, schlägt die Erfindung vor, daß der Schalter mit der niedrigsten Ansprechtemperatur immer in Reihe zu den Beheizungen liegt und die anderen Schalter zu ihm parallel schaltbar sind. Damit wird der Schalter mit der niedrigsten Ansprechtemperatur durch Einschalten des Gerätes eingeschaltet. Wenn ihm Schalter mit höheren Ansprechtemperaturen parallelgeschaltet werden, so braucht jeweils der Schalter mit der niedrigeren Ansprechtemperatur nicht weggeschaltet werden, da er ja von dem bei höherer Temperatur öffnenden Schalter kurzgeschlossen ist.
- Es ist jedoch auch möglich, wie die Erfindung weiterhin vorschlägt, daß alle Schalter in Reihe miteinander und mit den Beheizungen geschaltet und die einzelnen Schalter, ggf. mit Ausnahme des Schalters mit der höchsten Ansprechtemperatur, durch das Einschalten der Beheizungen überbrückbar sind.
- In Weiterbildung schlägt die Erfindung vor, daß die Schalter Schnappschalter sind. Dabei können auch bei verschiedenen Temperaturen ansprechende Doppelschnappschalter verwendet werden.
- Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, Kombinationen von Unteransprüchen sowie aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:
- Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Kochstelle bei abgenommener Glaskeramikplatte;
- Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig.1;
- Fig. 3 eine Schaltskizze der Anordnung nach Fig.1 und 2;
- Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf eine andere Ausführungsform;
- Fig. 5 ein weiteres Schaltbild.
- In Fig.1 ist die Beheizung für eine Kochstelle dargestellt. Sie besteht aus einer Trägerschale 11, die in einer Blechschale 12 liegt. Die Trägerschale 11 ist durch bis an die Glaskeramikplatte heranreichende Stege 13 in drei wärmemäßig voneinander getrennte und insbesondere gegen Strahlung voneinander abgeschirmte Bereiche 14, 15 und 16 aufgeteilt. Die einzelnen Bereiche enthalten Beheizungen 17, 18 und 19. Die Beheizungen bestehen aus Heizwiderständen in Form von Drahtwendeln.
- An der Unterseite der Glaskeramikplatte, d.h. zwischen dieser und der in Fig.1 zu sehenden Trägerschale 11 ist ein Temperaturbegrenzer 20 zur Begrenzung der Temperatur angeordnet. Er enthält einen Schalterkopf 21 mit zwei in Fig.1 und 2 nicht dargestellten Schnappschaltern 22 und 23, sowie einen langen stabförmigen Temperaturfühler 24, der diagonal über die gesamte Trägerschale ragt. Der Temperaturfühler 24 besteht in an sich bekannter Weise aus einer Ausdehnungshülse aus Quarzglas und einem darin liegenden metallischen Stab größerer thermischer Ausdehnung.
- Es ist aus Fig.1 zu sehen, daß der Temperaturfühler über alle Beheizungen 17,18 und 19 verläuft. Die von den einzelnen Beheizungen ausgehende Wärme führt daher zu einer jeweils abschnittweisen Erwärmung des Temperaturfühlers. Wenn beispielsweise die Beheizung 17 eingeschaltet ist, so wird hauptsächlich der diesen Bereich überragende Teil des Temperaturfühlers 24 wärmemäßig beeinflußt. Dies führt zu einer geringeren Ausdehnung des gesamten Temperaturfühlers, als wenn auch die Beheizungen 18 und 19 in Betrieb wären.
- In Fig.3 ist die Schaltskizze für die Glaskeramikplatte nach Fig.1 dargestellt. Dabei ist angenommen, daß die Beheizungen 18 und 19 nur zusammen und nur zusätzlich zu der Beheizung 17 eingeschaltet werden können.
- Der Temperaturfühler 24 ist hier schematisch dargestellt. Sein linkes Ende ist durch ein Widerlager 25 festgehalten, so daß eine Erwärmung des Temperaturfühlers 24 in einer Verlängerung und damit in einer Rechtsverschiebung seines rechten Endes resultiert. Mit dem rechten Ende des Temperaturfühlers 24 sind zwei Betätigungsteile 26 und 27 verbunden, wobei das Betätigungsteil 26 zur Betätigung des ersten Schalters 28 und das Betätigungsteil 27 zur Betätigung des Schalters 29 angeordnet ist. Um darzustellen, daß der Schalter 29 erst bei einer stärkeren Verlängerung des Temperaturfühlers 24, d.h. bei höherer Temperatur öffnet, ist der Abstand der beiden Betätigungsteile 26 und 27 etwas kleiner als der Abstand zwischen den beiden Schaltern 28 und 29.
- Die Beheizungen des Glaskeramik-Kochgerätes erhalten Spannung von einer Spannungsquelle 30, die nur schematisch dargestellt ist. Zum Einschalten dient der Hauptschalter 31, der sowohl ein normaler von Hand betätigbarer Schalter als auch der Schalter eines Leistungssteuergerätes sein kann. Bei Schließen des Schalters 31 wird die Beheizung 17, die den in Fig.1 mittleren Teil beheizt, mit Spannung versorgt. In Reihe mit der Beheizung 17 liegt der erste Schalter 28, der bei kaltem Temperaturfühler 24 geschlossen ist. Damit fließt ein Strom durch die Beheizung 17, die damit den Temperaturfühler24 erwärmt. Bei Erreichen der kritischen Temperatur öffnet das Betätigungsteil 26 den Schalter 28, so daß der Stromfluß durch die Beheizung 17 unterbrochen wird.
- Wird nun bei geschlossenem Schalter 31 der Schalter 32 für die Beheizungen 18 und 19 geschlossen, so wird über den mit dem Schalter 32 mechanisch verbundenen Schalter 33 der zweite Temperaturbegrenzungsschalter 29 dem ersten Temperaturbegrenzungsschalter 28 parallel gelegt. Da nun beide Beheizungen 17 und 18, 19 auf den Temperaturfühler 24 einwirken, verlängert dieser sich in etwas stärkerem Maße, als wenn er nur von der Beheizung 17 beaufschlagt würde.
- Dies führt bei gleicher Oberflächentemperatur der Glaskeramik-Kochfläche zu einer stärkeren Ausdehnung des Temperaturfühlers 24. Wenn dieser daher den Schalter 28 öffnet, wobei die kritische Temperatur noch nicht erreicht ist, wird das Gerät dennoch weiter beheizt, da der parallelgelegte Begrenzungsschalter 29 noch geschlossen ist. Erst bei weiterer Ausdehnung des Temperaturfühlers 24 öffnet das Betätigungsteil 27 den Temperaturbegrenzungsschalter 29, was zu einer Unterbrechung der Stromzufuhr zu beiden Beheizungen 17 und 18, 19 führt.
- Die Fig.4 zeigt eine andere Anordnung zweier einzeln schaltbarer Beheizungen 34 und 35 bei einer Glaskeramik-Kochplatte. Längs eines Durchmessers zu den beiden konzentrisch angeordneten Beheizungen 34 und 35 ist der Temperaturfühler 24 angeordnet. Im Schalterkopf 21 sind die beiden Schnapp- schalter 22 und 23 angeordnet, die hier zu einer Doppelschnappfeder zusammengefaßt sind. Bei Ausdehnung des Temperaturfühlers 24 wird zuerst der eine Schnappschalter, beispielsweise der Schnappschalter 22 geöffnet, bei weiterer Ausdehnung auch der andere Schnappschalter 23.
- Die Fig.5 zeigt ein Schaltschema für zwei Beheizungen 36 und 37, die in dem hier dargestellten Beispiel einzeln und zusammen geschaltet werden können. Die Stromversorgung der Schaltungseinrichtung erfolgt über die Spannungsquelle 30 und den Stecker 38. Mit Hilfe des Drehschalters 39, der aus drei mechanisch miteinander verbundenen einzelnen Schaltern besteht, werden sowohl die Beheizungen 36 und 37 als auch die entsprechenden Temperaturbegrenzungsschalter geschaltet. In der Stellung 0 des Schalters 39 ist das Gerät ausgeschaltet, in der Stellung I ist die Beheizung 36 eingeschaltet, die einen geringeren Wärmeeinfluß auf den Temperaturfühler besitzen soll, als die Beheizung 37. Bei Einschalten der Beheizung 36 liegt auch der Temperaturbegrenzungsschalter 40 mit der geringsten Ansprechtemperatur in Reihe mit der Beheizung 36, da er den den beiden Beheizungen 36 und 37 gemeinsamen Schaltungspunkt 41 mit dem einen Pol der Spannungsquelle 30 verbindet.
- In der Stellung II des Schalters 39 ist die Beheizung 37 eingeschaltet, gleichzeitig ist der Temperaturbegrenzungsschalter 42 in Reihe mit der Beheizung 37 geschaltet. Dieser Begrenzungsschalter 43 besitzt eine höhere Ansprechtemperatur als der Schalter 40.
- In der Stellung III des Schalters 39 sind beide Beheizungen36 und 37 eingeschaltet, gleichzeitig ist der Temperaturbegrenzungsschalter 43 in Reihe mit den beiden Beheizungen 36 und 37 geschaltet. Der Schalter 43 besitzt eine nochmals höhere Ansprechtemperatur als der Schalter 42.
- Statt der beschriebenen und dargestellten Parallelschaltung der einzelnen Begrenzungsschalter, bei denen der Schalter mit der niedrigsten bzw. mit der jeweils niedrigeren Ansprechtemperatur in der Parallelschaltung verbleibt, während der Schalter mit der höheren Ansprechtemperatur hinzugeschaltet wird, könnte auch eine Hintereinanderschaltung der einzelnen Temperaturbegrenzungsschalter verwendet werden, wobei jeweils eine überbrückung der einzelnen Schalter erfolgen könnte.
- Bei einer der Fig.5 entsprechenden Ausführungsform, bei der beispielsweise die Beheizungen 36 und 37 den gleichen Wärmeeinfluß auf den Temperaturfühler 24 aufweisen, könnte man für die Stellung I und II des Schalters 39 den gleichen Temperaturbegrenzungsschalter verwenden.
- Es ist natürlich auch möglich, mehrere Beheizungen eines Glaskeramik-Kochgerätes zu Gruppen von Beheizungen zusammenzufassen,wobei jede Gruppe eine Kocheinheit bilden würde. Dann können die Maßnahmen der Erfindung bei jeder Kocheinheit angewandt werden.
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