Kocheinrichtung Die Erfindung betrifft eine Kocheinrichtung, die einen Verzögerungsschalter zur automatischen Um schaltung von Ankochleistung auf Fortkochleistung aufweist. Die bereits vorgeschlagenen Kocheinrichtun gen dieser Art haben den Nachteil, dass die gewünschte Fortkochtemperatur sehr oft nicht genügend genau erreicht wird.
Bei der Kocheinrichtung nach der Er findung ist dieser Nachteil dadurch erheblich vermin dert, dass sie mindestens einen unter dem Einfluss der Kochguttemperatur stehenden Fühlwiderstand auf weist, welcher auf den Verzögerungsschalter einwirkt, um eine genaue Einhaltung der gewünschten Fort kochtemperatur des Kochgutes zu gewährleisten.
Vorzugsweise ist diese Kocheinrichtung auf Hand betrieb umstellbar, wobei ein einziges Bedienungs organ für beide Betriebsarten vorgesehen ist und der Verzögerungsschalter ein durch mechanische Vor spannung regulierbarer Bimetallschalter ist.
In der beiliegenden Zeichnung sind zwei Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, welche noch verschiedene andere wichtige Vorzüge aufweisen. Es ist: Fig. 1 das Schaltungsschema des ersten Ausfüh rungsbeispiels; Fig. 2 eine Einzelheit zu Fig. 1; Fig. 3 das Schaltungsschema des zweiten Ausfüh rungsbeispiels und Fig.4 ein Diagramm zur Erläuterung der Wir kungsweise der Kocheinrichtung nach Fig. 3.
Die Kocheinrichtung nach Fig. 1 weist eine an einem Kochherd befestigte Schaltvorrichtung 1 und eine Kochplatte 2 auf, die in üblicher Weise -über nicht dargestellte Steckkontakte mit der Schaltvor richtung 1 verbunden ist.
Die Kochplatte 2 ist mit einem Widerstand 3 ver sehen, der bei seiner Anschaltung an das Netz eine relativ grosse Leistung von beispielsweise 2000 W aufnimmt und zum Ankochen bestimmt ist. In Serie mit dem Ankochwiderstand 3 und parallel zueinan der sind ein kleiner Widerstand 4 mit grossem posi tivem Temperaturkoeffizienten und ein kleiner Wi derstand 5 angeordnet. Der Widerstand 4, der zum Beispiel aus Eisen besteht (Temperaturkoeffizient a = -I- 0,005), dient als Temperaturfühler,
während der Widerstand 5 zum Ausgleichen der im Ankoch- widerstand 3 und im Fühlwiderstand 4 erwünschten Ströme dient. Die Kochplatte 2 ist schliesslich noch mit einem Widerstand 6 versehen, der bei seiner An schaltung an das Netz eine viel kleinere Leistung auf nimmt als der Widerstand 3. Der Widerstand 6 wird als Fortkochwiderstand bezeichnet, weil er dazu dient, die Temperatur des Kochgutes aufrechtzuerhalten, nachdem dasselbe mittels des Ankochwiderstandes rasch aufgeheizt worden ist.
Die Schaltvorrichtung 1 ist mit einem einzigen Schaltgriff 7 versehen, der mit einer Skalenscheibe 8 fest verbunden ist, die gegenüber einer am Gehäuse angebrachten Marke 9 spielt. Die Skalenscheibe 8 ist in Fig. 2 in der Nullstellung dargestellt, in welcher die Kocheinrichtung ausgeschaltet ist. Die Skalenscheibe 8 ist mit zwei Skalen 10 und 11 versehen. Die Skala 10 weist vier Teilstriche auf, die mit 1L bis 4L be zeichnet sind, und die Skala 11 sieben mit 1-7 numerierte Teilstriche.
Diese beiden Skalen haben folgende Bedeutung: Dreht man den Griff 7 im Sinne des Pfeiles A, so spielt die Skala 10 vor der Marke 9; in diesem Falle arbeitet die Kocheinrichtung automatisch, das heisst, dass das Kochgut zuerst mittels. des Ankoch- widerstandes 3 rasch aufgeheizt und dann automatisch statt dieses Widerstandes 3 der Fortkochwiderstand 6 wirksam wird. Je nach dem Inhalt des Kochtopfes wird die Skala auf den einen oder den anderen Teil strich eingestellt, z. B. bei 2 Liter Kochgut auf den Teilstrich 2L.
Dreht man den Griff 7 in Richtung des Pfeiles H, so arbeitet die Kocheinrichtung nicht automatisch, muss also von Hand reguliert werden, wobei auf der Stufe 7 die stärkste Aufheizung stattfindet. Aus der weiteren Beschreibung wird hervorgehen, dass bei Be tätigung des Griffes 7 die Kocheinrichtung tatsächlich auf die soeben angegebene Art und Weise arbeitet.
Der Griff 7 sitzt auf einer Welle 12, auf welcher fünf Nocken .13, 14, 15, 16 und 17 angebracht sind. Die Nocken 13, 14, 15 und 16 dienen zur Betätigung von vier Schaltern 18, 19, 20 und 21, und zwar so, dass in der Nullstellung des Griffes 7 alle vier Schal ter offen sind, wie in der Figur dargestellt ist. Ver dreht man den Griff 7 im Sinne des Pfeiles A, so werden die Schalter 18, 19 und 20 geschlossen, wäh rend der Schalter 21 offen bleibt. Bei Verdrehung des Griffes 7 im Sinne des Pfeiles H werden die Schalter 18, 19 und 20 geschlossen, während der Schalter 21 offen bleibt.
Der Schalter 18 wird also sowohl für den automatischen Betrieb als für den Handbetrieb ge schlossen, während die Schalter 19 und 20 nur für den automatischen Betrieb und der Schalter 21 nur für den Handbetrieb geschlossen werden bzw. wird.
Der Nocken 17 arbeitet mit einem Bimetallschal- ter 22 zusammen, der in der Nullstellung geschlossen ist und zur Regulierung der Kochleistung dient. Der Nocken 17 ist so geformt, dass in der Nullstellung die mechanische Vorspannung des Regulierschalters 22 ein Minimum hat. Sowohl bei Verdrehung des Griffes 7 im Sinne des Pfeiles A als bei seiner Verdrehung im Sinne des Pfeiles H wird die mechanische Vorspan- nung des Regulierschalters grösser, so dass er auf eine höhere Temperatur erhitzt werden muss, bevor er sich öffnet.
Zur Beheizung des Schalters 22 sind zwei Heiz- wicklungen 23 und 24 vorgesehen.
Ein weiterer Bimetallschalter 25, auf welchen eine Heizwicklung 26 wirkt, wird als Kompensationsschal ter bezeichnet, weil er zur Kompensation der Wir kung von Schwankungen der Netzspannung dient. Die Netzanschlussklemmen der Einrichtung sind mit 27 und 28 bezeichnet.
Wenn der Griff 7 auf automatischen Betrieb (Pfeil A) eingestellt ist, arbeitet die beschriebene Kochein richtung wie folgt: Von der Netzklemme 27 fliesst der Strom durch den Schalter 18 und den Ankochwiderstand 3, hinter welchem er sich teilt. Ein Teil des Stromes fliesst über den Fühlwiderstand 4 und die Heizwicklung 26, zum Schalter 19, während ein anderer Teil des Stromes über den Ausgleichwiderstand 5 und die Heizwicklung 23 zu diesem Schalter 19 gelangt, von wo der Strom über den Regulierschalter 22 zur Netzklemme 28 fliesst.
Vom genannten zweiten Teil des Stromes wird noch ein sehr geringer Teil vor der Heizwicklung 23 abgezweigt und fliesst über die Heizwicklung 24, den Fortkochwiderstand 6 und den Schalter 20 zur Netz klemme 28. Durch die Heizwicklung 23 wird der Bimetallstrei- fen des Regulierschalters 22 erhitzt, so dass sich letz terer nach einer gewissen Zeit öffnet, z. B. nach 5 Mi nuten, wenn die Skalenscheibe 8 auf 1 L eingestellt ist. Infolge der Öffnung des Schalters 22 fliesst nun der ganze Strom über die Heizwicklung 24, den Fortkoch- widerstand 6 und den Schalter 20.
Dieser Strom ist viel grösser als der zuerst durch diese Schaltelemente fliessende Strom, aber wesentlich kleiner als der An kochstrom, und erzeugt hauptsächlich im relativ gro ssen Fortkochwiderstand 6 die zum Fortkochen erfor derliche Wärme. Die Heizwicklung 24 verhindert ein Schliessen des Schalters 22.
Es ist zu beachten, dass im Moment der Abschal tung der Ankochleistung durch das Öffnen des Schal ters 22 die Kochplatte 2 eine erheblich höhere Tem peratur besitzt als das Kochgut, infolge ihrer Wärme kapazität also an das Kochgut eine Wärmemenge ab geben wird, die grösser ist als die ihr weiterhin zu geführte Fortkochwärme. Aus diesem Grunde muss die Ankochleistung abgeschaltet werden, bevor das Kochgut schon die gewünschte Ankochtemperatur er reicht hat, und zwar um so früher, je weniger Kochgut im Kochtopf enthalten ist.
Wenn der Kochtopf statt 1 Liter zum Beispiel 4 Liter Kochgut enthält, so muss zur Erreichung derselben Ankochtemperatur der Schalter 22 erst geöffnet werden, wenn die Kochplatte eine höhere Temperatur erreicht hat, weil entspre chend mehr Kochgut durch die in der Kochplatte 2 gespeicherte Wärme weiter aufgeheizt werden muss. Aus diesem Grunde wird der Regulierschalter 22 mit tels des Nockens 17 bei der Einstellung 4L stärker vorgespannt als bei der Einstellung 1L.
Ferner ist der Fühlwiderstand 4 in der Kochplatte 2 vorgesehen, damit bei erhöhter Temperatur dieser Platte der Heiz- wicklung 23 auch genügend Leistung zugeführt wird, um den stärker vorgespannten Regulierschalter 22 zu öffnen. Diese Leistun' nimmt nun tatsächlich mit der Kochplattentemperatur zu, weil der Wert des Fühl- widerstandes 4 mit dieser Temperatur zunimmt und somit ein grösserer Anteil des Ankochstromes durch den Stromzweig 5, 23, 19 fliesst.
In Ermangelung weiterer Massnahmen würde der beschriebene automatische Kochvorgang nur bei einer bestimmten Netzspannung richtig verlaufen. Bei über spannung würde der Wert des Fühlwiderstandes 4 und damit die Leistung der Heizwicklung 23 zu schnell wachsen, so dass der Regulierschalter 22 zu bald ab schalten würde. Dieser Nachteil wird durch den Kom- pensations-Bimetallschalter 25 behoben, der unter dem Einfluss der Heizwicklung 26 steht. Der Schalter 25 ist so eingestellt, dass er dauernd offen ist, wenn die Netzspannung ihren niedrigsten Wert hat, sich also in der gezeichneten und bisher stillschweigend ange nommenen Öffnungslage befindet. Die Einrichtung arbeitet bei der niedrigsten Netzspannung ohne wei tere Schaltvorgänge richtig.
Wenn die Netzspannung grösser wird, nimmt der Strom in der Heizwicklung 26 zu, so dass der Schal ter 25 geöffnet wird, wodurch einerseits der Fühl- widerstand 4 und die Heizwicklung 26 und anderseits auch der Ausgleichwiderstand 5 und die Heizwicklung 23 kurzgeschlossen werden. Die Heizwicklung 26 kühlt sich rasch ab, so dass der Schalter 25 sich wie der schliesst und wieder Strom in den parallelen Strom zweigen 4, 26 und 5, 23 fliesst, worauf sich das Spiel wiederholt. Da die Heizwicklung 23 immer dann stromlos ist, wenn der Schalter 25 geschlossen ist, nimmt sie durchschnittlich weniger Leistung auf, als sie bei dauernd offenem Schalter 25 aufnehmen würde.
Da der Schalter 25 jeweils um so rascher wieder ge schlossen wird, je höher die Spannung über dem an genommenen Minimalwert liegt, wird also ein Effekt erzielt, welcher dem zu raschen Öffnen des Schalters 22 entgegenwirkt, der Einfluss der Netzspannungs- schwankungen wird also durch den Bimetallschalter 25 tatsächlich mindestens angenähert kompensiert.
Wenn der Griff 7 auf Handbetrieb (Pfeil H) ein gestellt wird, arbeitet die Kocheinrichtung wie folgt: Von der Netzklemme 27 fliesst der Strom über die Schaltungselemente 18 und 3 und hierauf in zwei parallelen Zweigen 4, 26, 23 bzw. 5 zum Schalter 21 und von da über den Regulierschalter 22 zur Netzklemme 28. Die Schaltungselemente 24, 6 und 20 sind durch die Schalter 21 und 22 kurz geschlossen. Der Ankoohwiderstand 3 ist also zu nächst wirksam. Durch die Heizwicklung 23 wird der Schalter 22 nach einer gewissen Zeit geöffnet, wobei diese Zeit um so grösser ist, je grösser die mechanische Vorspannung des Schalters ist, das heisst, je weiter der Griff 7 im Sinne des Pfeiles H verdreht worden ist.
Wenn der Schalter 22 offen ist, fliesst überhaupt kein Strom, so dass sich die Heizwicklung 23 abkühlt und der Schalter 22 sich wieder schliesst. Die Heiz- leistung des Ankochwiderstandes 3 wird also in an sich bekannter Weise taktmässig ein- und ausgeschal tet, wobei die durchschnittlich der Kochplatte 2 bzw. dem Kochgut zugeführte Leistung von der mechani schen Vorspannung des Schalters 22, also von der Einstellung des Griffes 7, abhängt.
Dadurch, dass der die Heizwicklung 23 während des Arbeitstaktes durchfliessende Strom infolge der Wirkung des Fühlwiderstandes 4 bei niedrigen Tem peraturen grösser ist als bei höheren Temperaturen, ergibt sich noch folgender Vorteil: Wenn der die Heizwicklung 23 während des Ar beitstaktes durchfliessende Strom temperaturunabhän gig ist, wie bei üblichen Kocheinrichtungen für Hand betrieb, dann kann man die durchschnittliche Lei stung nur etwa im Bereich von 1 bis 1/2o der maxi malen Leistung ohne Schwierigkeiten regulieren.
Will man noch kleinere Leistungen, also noch niedrigere Temperaturen einstellen, soll die Zeitdauer des Ar beitstaktes des Schalters zum Beispiel nur 1/3o der Zeitdauer seines Arbeitszyklus (Arbeitstakt + Ruhe takt) betragen, so reicht die Heizleistung der Heiz wicklung nicht aus, um den Schalter in so kurzer Zeit zu öffnen, auch wenn dessen mechanische Vorspan- nung noch so niedrig gewählt wird. Es geht also die Einstellmöglichkeit der Leistung verloren.
Wenn der Heizwicklungsstrom bei niedrigen Temperaturen da gegen relativ gross ist, wie es bei der Heizwicklung 23 tatsächlich der Fall ist, so kann der Schalter 22 auch noch bei durchschnittlichen Leistungen von etwa 1/3o der maximalen Leistung einwandfrei arbeiten.
Die Kocheinrichtung nach Fig. 3 stimmt zum gro ssen Teil mit derjenigen nach Fig. 1 und 2 überein. Die entsprechenden Schaltungselemente sind in glei cher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel be zeichnet, und die nachfolgende Beschreibung be schränkt sich darauf, den Unterschied der beiden Ausführungsformen zu erklären.
Anstelle der Parallelschaltung eines Fühlwider- standes 4 und eines Ausgleichswiderstandes 5 ist eine aus zwei gleichen Fühlwiderständen 4a, 4b und zwei gleichen Ausgleichswiderständen 5a, 5b bestehende Brückenschaltung vorgesehen. Ferner sind anstelle der drei Nocken 14-16 und der entsprechenden Schalter 19-21 zwei Nocken 29 und 30 auf der Welle 12 an geordnet, welche Nöcken den Schaltern 31 und 32 zugeordnet sind.
Der Schalter 31 ist ein Umschalter, der bei automatischem Betrieb den Leitungspunkt 33 mit dem Kontakt 35, bei Handbertieb dagegen mit dem Kontakt 34 verbindet. In der Nullstellung des Griffes 7 ist der Schalter 31 offen, wie in der Figur dargestellt. Der Schalter 32 ist bei automatischem Be trieb geschlossen, in der Nullstellung und bei Hand betrieb dagegen offen.
Der Heizwiderstand 23a des Regulierschalters 22 liegt zwischen den Ausgangspunkten 36, 37 der Brük- kenschaltung 4a,<I>4b, 5a,</I> 5b, deren Zweige<I>4a,</I> 5b und 5a, 4b parallel auf den Ankochwiderstand 3 folgen. Die vom Ankochwiderstand 3 entfernten Enden dieser Zweige werden bei Einstellung auf automatischen Be trieb durch den Schalter 31 miteinander verbunden. Bei Beginn des automatischen Betriebes fliesst der An kochstrom von der Netzklemme 27 über die Schal tungselemente 18, 3 und<I>4a, 5b // 5a, 4b,</I> 31 und 26, 22 zur Netzklemme 28.
Die Fühlwiderstände <I>4a, 4b</I> haben bei Zimmertemperatur to einen kleineren Wert als die Ausgleichswiderstände<I>5a, 5b.</I> Zu Beginn des automatischen Betriebes wird daher ein kleiner Strom zwischen den Ausgangsklemmen 36 und 37 über die Heizwicklung 23a fliessen. Mit zunehmender Tem peratur der Kochplatte 2 werden die Widerstandswerte von<I>4a</I> und<I>4b</I> zunehmen, so dass bei einer gewissen Temperatur t' der Strom durch die Heizwicklung 23a zu Null wird. Bei weiterem Anstieg der Kochplatten temperatur nimmt der Ausgangsstrom der Brücken schaltung in entgegengesetztem Sinne wieder zu.
In Fig. 4 stellt die Kurve L2sa den obigen Aus führungen entsprechenden, prinzipiellen Verlauf der Heizleistung der Heizwicklung 23a bei zunehmender Kochplattentemperatur dar. Vergleichsweise ist durch Kurve L23 der prinzipielle Verlauf der Heizleistung in der Heizwicklung 23 von Fig. 1 dargestellt worden.
Angenommen, dass die 1, 2, 3 und 4 Liter Kochgut entsprechenden gewünschten Ausschalttemperaturen durch t1, t2, t3 und<I>t4</I> dargestellt sind, so ist es ersicht lich, dass die den aufeinanderfolgenden Temperaturen tl <I>. . . t4</I> entsprechenden Leistungsdifferenzen dL23a, im Falle von Fig. 3 wesentlich grösser sind als die ent sprechenden Leistungsdifferenzen<B>AL ..</B> im Falle von Fig. 1.
Im Falle von Fig. 3 muss man daher zwischen den einzelnen Stufen 1L-4L der Skala 10 grössere Differenzen der mechanischen Vorspannung vorsehen, die durch den Nocken 17 dem Regulierschalter 22 er teilt wird, was eine grössere Genauigkeit der Funktion dieses Schalters zur Folge hat.
Da beim Einschalten des automatischen Betriebes die Temperatur der Kochplatte 2 monoton mit der Zeit zunimmt, stellt Fig. 4 bei einer gewissen Verzer rung des Abszissenmassstabes übrigens auch den prin zipiellen Verlauf der Heizleistung der Heizwicklungen 23 bzw. 23a in Funktion der Zeit dar.
Wenn die Heizwicklung 23a den Schalter 22 öff net, fliesst der Strom vom Punkt 33 über die Schal tungselemente 6, 32 und 24a zur Netzklemme 28, so dass das Fortkochen stattfindet, wobei die Heizwick- lung 24a das Schliessen des Schalters 22 verhindert. Der Kompensationsschalter 25 und seine Heizwick lung 26 arbeiten genau so wie im Falle von Fig. 1.
Da bei Handbetrieb der Umschalter 31 den Punkt 33 mit dem Kontakt 34 verbindet, schliesst er den Fühlwiderstand 4b kurz; da der Kontakt 35 leer steht, kann ferner auch durch den Ausgleichswiderstand 5b kein Strom fliessen. Der Strom fliesst von der Netz klemme 27 über die Schaltungselemente 18, 3 und 4a, <I>23a // 5a</I> und 31, 26, 22 zur Netzklemme 28, wobei die Heizwickung 23a wiederum ein taktmässiges (öff nen und Schliessen des Schalters 22 zur Folge hat und die durchschnittliche Heizleistung von der Einstellung auf der Skala 11 abhängt.
Obwohl in beiden beschriebenen Beispielen der bzw. die Fühlwiderstände 4 bzw.<I>4a</I> und<I>4b</I> in der Kochplatte 2 angeordnet sind, ist dies keineswegs un bedingt nötig. Man körnte den Fühlwiderstand auch ganz in der Nähe der Kochplatte 2 im Herd einbauen, so dass er durch Wärmeübertragung (Strahlung, Lei tung, Konvektion) von der Kochplattentemperatur be einflusst wird. Letzten Endes kommt es dabei nicht einmal auf die Temperatur der Kochplatte, sondern auf diejenige des Kochgutes. an, das ja seinerseits die Kochplatte abkühlt und dadurch deren Temperatur beeinflusst.
Damit der Einfluss der Kochguttemperatur auf den oder die Fühlwiderstände möglichst gross ist, empfiehlt es sich, im Falle, dass die Fühlwiderstände in der Kochplatte angebracht werden, dieselben in der Nähe des Kochplattenrandes anzuordnen.
Da die Kochtöpfe in der Regel keinen genau ebenen Boden haben, sondern meistens nur mit dem Bodenrand auf der Kochplatte ruhen, in der Mitte dagegen beispiels weise um 1-3 Zehntelmillimeter von derselben ab stehen, ist nämlich der Einfluss der Kochguttempera- tur auf den Fühlwiderstand bei dieser Anordnung be sonders gross.
Ein besonderer Vorzug der beschriebenen Aus führungsbeispiele ist der, dass der automatische Be trieb und der Handbetrieb mit demselben Handgriff 7 einstellbar sind; doch könnte man die Erfindung auch unter Anwendung getrennter Handgriffe für diese bei den Betriebsarten ausführen.
Der Regulierschalter 22 hat beim automatischen Betrieb die Funktion eines Verzögerungsschalters, der nach einer gewissen Zeit, von der Einschaltung des automatischen Betriebes an gerechnet, von Ankoch- leistung auf Fortkochleistung umschaltet. Kocheinrich tungen mit einem derartigen Verzögerungsschalter sind - wie schon eingangs erwähnt - bereits vor geschlagen worden; bei der erfindungsgemässen Ein richtung wird aber wegen der Abhängigkeit der Ver zögerungszeit von der Kochguttemperatur eine viel bessere Einhaltung der gewünschten Fortkochtempera- tur erzielt als bei den früheren Einrichtungen.
Gegen über den mit Zeitschaltern arbeitenden automatischen Kocheinrichtungen haben die beschriebenen Einrich tungen ausserdem noch den Vorzug grösserer Wirt schaftlichkeit, weil der für den Handbetrieb ohnehin vorhandene Bimetall-Regulierschalter 22 in über raschender Weise dazu ausgenützt wird, um nach re lativ grossen Verzögerungszeiten von zum Beispiel 5 bis 8 Minuten von Ankoch- auf Fortkochleistung um zuschalten, wozu lediglich relativ billige Fühlwider- stände 4 bzw. 4a, 46 erforderlich sind, welche die einer Heizwicklung 23 bzw. 23a dieses Schalters zu geführte Leistung beeinflussen.
Selbstverständlich kann die Kocheinrichtung aber auch mit weiteren Schaltmitteln versehen sein, z. B. mit einem Zeitschalter, der mit dem Schalter 18 in Serie geschaltet ist und nach Voreinstellung des Hand griffes 7 den automatischen Kochbetrieb zu einer vor bestimmten Zeit auslöst und eventuell auch den Fort kochvorgang automatisch unterbricht, wenn derselbe eine vorbestimmte Zeitdauer überschreitet.
Cooking device The invention relates to a cooking device which has a delay switch for automatic switching from parboiling power to continued cooking power. The already proposed Kocheinrichtun conditions of this type have the disadvantage that the desired continued cooking temperature is very often not reached with sufficient accuracy.
In the cooking device according to the invention, this disadvantage is significantly reduced in that it has at least one sensing resistor under the influence of the food temperature, which acts on the delay switch to ensure that the desired continued cooking temperature of the food is maintained.
Preferably, this cooking device can be switched to manual operation, a single operating organ being provided for both operating modes and the delay switch being a bimetal switch that can be regulated by mechanical voltage before.
In the accompanying drawings, two Ausfüh approximately examples of the subject invention are shown, which have various other important advantages. It is: Fig. 1 the circuit diagram of the first Ausfüh approximately example; FIG. 2 shows a detail of FIG. 1; Fig. 3 is the circuit diagram of the second Ausfüh approximately example and Fig. 4 is a diagram to explain the We action of the cooking device according to FIG.
The cooking device according to FIG. 1 has a switching device 1 attached to a stove and a hotplate 2 which is connected to the switching device 1 via plug contacts, not shown, in the usual manner.
The hot plate 2 is seen with a resistor 3 ver, which, when connected to the network, consumes a relatively large power of, for example, 2000 W and is intended for parboiling. A small resistor 4 with a large positive temperature coefficient and a small Wi resistor 5 are arranged in series with the parboiling resistor 3 and parallel to one another. Resistor 4, made of iron for example (temperature coefficient a = -I- 0.005), serves as a temperature sensor,
while the resistor 5 serves to balance the currents desired in the parboil resistor 3 and in the sensing resistor 4. The hotplate 2 is finally provided with a resistor 6 which, when connected to the mains, consumes a much lower power than the resistor 3. The resistor 6 is called the continued cooking resistor because it serves to maintain the temperature of the food, after the same has been quickly heated up by means of the parboiling resistance.
The switching device 1 is provided with a single switching handle 7 which is firmly connected to a dial 8 which plays against a mark 9 attached to the housing. The dial 8 is shown in Fig. 2 in the zero position, in which the cooking device is switched off. The dial 8 is provided with two scales 10 and 11. The scale 10 has four graduation marks, which are labeled 1L to 4L, and the scale 11 has seven graduation marks numbered 1-7.
These two scales have the following meaning: If you turn the handle 7 in the direction of arrow A, the scale 10 plays in front of the mark 9; In this case, the cooking device works automatically, which means that the food is first prepared using of the parboiling resistance 3 is heated up quickly and then the continued boiling resistance 6 automatically becomes effective instead of this resistance 3. Depending on the contents of the saucepan, the scale is adjusted to one or the other part, for. B. for 2 liters of food on the graduation 2L.
If you turn the handle 7 in the direction of the arrow H, the cooking device does not work automatically, so it has to be regulated by hand, with the strongest heating taking place at level 7. It will be apparent from the further description that when the handle 7 is actuated, the cooking device actually works in the manner just indicated.
The handle 7 sits on a shaft 12 on which five cams .13, 14, 15, 16 and 17 are attached. The cams 13, 14, 15 and 16 are used to operate four switches 18, 19, 20 and 21, in such a way that in the zero position of the handle 7 all four switches are open, as shown in the figure. If you turn the handle 7 in the direction of arrow A, the switches 18, 19 and 20 are closed, while the switch 21 remains open. When the handle 7 is rotated in the direction of the arrow H, the switches 18, 19 and 20 are closed while the switch 21 remains open.
The switch 18 is therefore closed for both automatic operation and manual operation, while switches 19 and 20 are only closed for automatic operation and switch 21 is closed for manual operation only.
The cam 17 works together with a bimetallic switch 22 which is closed in the zero position and is used to regulate the cooking power. The cam 17 is shaped in such a way that the mechanical preload of the regulating switch 22 is at a minimum in the zero position. Both when the handle 7 is rotated in the direction of arrow A and when it is rotated in the direction of arrow H, the mechanical preload of the regulating switch is greater, so that it has to be heated to a higher temperature before it opens.
Two heating windings 23 and 24 are provided for heating the switch 22.
Another bimetal switch 25, on which a heating winding 26 acts, is referred to as a compensation switch because it serves to compensate for the effect of fluctuations in the mains voltage. The mains connection terminals of the device are labeled 27 and 28.
When the handle 7 is set to automatic operation (arrow A), the described Kochein direction works as follows: From the power terminal 27, the current flows through the switch 18 and the parboiling resistor 3, behind which it divides. Part of the current flows via the sensing resistor 4 and the heating winding 26 to the switch 19, while another part of the current flows via the compensation resistor 5 and the heating winding 23 to this switch 19, from where the current flows via the regulating switch 22 to the mains terminal 28 .
A very small part of the mentioned second part of the current is branched off in front of the heating winding 23 and flows via the heating winding 24, the continued cooking resistor 6 and the switch 20 to the mains terminal 28. The heating winding 23 heats the bimetallic strip of the regulating switch 22, so that the latter opens after a certain time, e.g. B. after 5 Mi groove when the dial 8 is set to 1 L. As a result of the opening of the switch 22, the entire current now flows via the heating winding 24, the continued boiling resistor 6 and the switch 20.
This current is much larger than the current flowing first through these switching elements, but much smaller than the initial cooking current, and mainly generates the heat required for continued cooking in the relatively large continued cooking resistance 6. The heating coil 24 prevents the switch 22 from closing.
It should be noted that at the moment the parboiling power is switched off by opening the switch 22, the hotplate 2 has a significantly higher temperature than the food to be cooked, so due to its heat capacity it will give the food to be cooked an amount of heat that is greater than the heat that continues to be supplied to her. For this reason, the parboiling power must be switched off before the food has reached the desired parboiling temperature, and the earlier the less food is in the saucepan.
If the saucepan contains, for example, 4 liters of food instead of 1 liter, the switch 22 must only be opened to achieve the same parboiling temperature when the hotplate has reached a higher temperature, because accordingly more food is further heated by the heat stored in hotplate 2 must become. For this reason, the regulating switch 22 is biased more by means of the cam 17 in the setting 4L than in the setting 1L.
Furthermore, the sensing resistor 4 is provided in the hotplate 2 so that, when the temperature of this plate is increased, the heating coil 23 is also supplied with sufficient power to open the more heavily biased regulating switch 22. This power actually increases with the hotplate temperature, because the value of the sensing resistor 4 increases with this temperature and thus a larger proportion of the parboiling current flows through the branch 5, 23, 19.
In the absence of further measures, the described automatic cooking process would only run correctly with a certain mains voltage. In the event of overvoltage, the value of the sensing resistor 4 and thus the power of the heating winding 23 would grow too quickly, so that the regulating switch 22 would switch off too soon. This disadvantage is eliminated by the compensation bimetal switch 25, which is under the influence of the heating winding 26. The switch 25 is set so that it is permanently open when the line voltage has its lowest value, that is, it is in the open position drawn and previously tacitly assumed. The device works correctly at the lowest mains voltage without further switching operations.
When the mains voltage increases, the current in the heating winding 26 increases, so that the switch 25 is opened, whereby on the one hand the sensing resistor 4 and the heating winding 26 and on the other hand the compensating resistor 5 and the heating winding 23 are short-circuited. The heating winding 26 cools down quickly, so that the switch 25 closes like that and current flows again into the parallel current branches 4, 26 and 5, 23, whereupon the game repeats. Since the heating coil 23 is always de-energized when the switch 25 is closed, it consumes less power on average than it would with a permanently open switch 25.
Since the switch 25 is closed again the faster the higher the voltage is above the assumed minimum value, an effect is achieved which counteracts the too rapid opening of the switch 22, the influence of the mains voltage fluctuations is thus through the Bimetal switch 25 actually compensated at least approximately.
When the handle 7 is set to manual mode (arrow H), the cooking device works as follows: The current flows from the mains terminal 27 via the circuit elements 18 and 3 and then in two parallel branches 4, 26, 23 and 5 to the switch 21 and from there via the regulating switch 22 to the mains terminal 28. The circuit elements 24, 6 and 20 are short-circuited by the switches 21 and 22. The Ankoohharz 3 is therefore effective at first. The switch 22 is opened by the heating coil 23 after a certain time, this time being greater the greater the mechanical bias of the switch, that is, the further the handle 7 has been rotated in the direction of the arrow H.
When the switch 22 is open, no current flows at all, so that the heating coil 23 cools down and the switch 22 closes again. The heating power of the parboiling resistor 3 is therefore switched on and off in a manner known per se, with the average power supplied to the hotplate 2 or the food being cooked from the mechanical bias of the switch 22, i.e. from the setting of the handle 7, depends.
Because the current flowing through the heating winding 23 during the work cycle is greater at low temperatures than at higher temperatures due to the action of the sensing resistor 4, there is also the following advantage: If the current flowing through the heating winding 23 during the work cycle is independent of temperature, As with conventional cooking equipment for manual operation, the average performance can only be regulated in the range from 1 to 1 / 2o of the maximum output without difficulty.
If you want to set even lower powers, i.e. even lower temperatures, the duration of the work cycle of the switch should be, for example, only 1 / 3o of the duration of its work cycle (work cycle + rest cycle), the heating output of the heating winding is not sufficient for the The switch can be opened in such a short time, even if its mechanical preload is selected as low as possible. The ability to adjust the power is therefore lost.
If the heating winding current is relatively large at low temperatures, as is actually the case with heating winding 23, switch 22 can still work properly at average outputs of about 1/3 of the maximum output.
The cooking device according to FIG. 3 largely corresponds to that according to FIGS. 1 and 2. The corresponding circuit elements are identified in the same way as in the first embodiment, and the following description is limited to explaining the difference between the two embodiments.
Instead of the parallel connection of a sensing resistor 4 and a balancing resistor 5, a bridge circuit consisting of two identical sensing resistors 4a, 4b and two identical balancing resistors 5a, 5b is provided. Furthermore, instead of the three cams 14-16 and the corresponding switch 19-21, two cams 29 and 30 are arranged on the shaft 12, which cams the switches 31 and 32 are assigned.
The switch 31 is a changeover switch which connects the line point 33 to the contact 35 during automatic operation and to the contact 34 during manual operation. In the zero position of the handle 7, the switch 31 is open, as shown in the figure. The switch 32 is closed in automatic operation, but open in the zero position and in manual operation.
The heating resistor 23a of the regulating switch 22 lies between the starting points 36, 37 of the bridge circuit 4a, <I> 4b, 5a, </I> 5b, whose branches <I> 4a, </I> 5b and 5a, 4b are parallel follow the parboil resistance 3. The ends of these branches remote from the parboiling resistor 3 are connected to one another by the switch 31 when set to automatic loading. At the start of automatic operation, the boiling current flows from the mains terminal 27 via the circuit elements 18, 3 and <I> 4a, 5b // 5a, 4b, </I> 31 and 26, 22 to the mains terminal 28.
The sensing resistors <I> 4a, 4b </I> at room temperature to have a smaller value than the balancing resistors <I> 5a, 5b. </I> At the start of automatic operation, a small current is therefore passed between the output terminals 36 and 37 the heating coil 23a flow. As the temperature of the hotplate 2 increases, the resistance values of <I> 4a </I> and <I> 4b </I> will increase, so that at a certain temperature t 'the current through the heating coil 23a becomes zero. If the hotplate temperature rises further, the output current of the bridge circuit increases again in the opposite direction.
In Fig. 4, the curve L2sa represents the above executions corresponding, basic course of the heating power of the heating coil 23a with increasing hotplate temperature. In comparison, curve L23 shows the basic course of the heating power in the heating coil 23 of FIG.
Assuming that the desired switch-off temperatures corresponding to 1, 2, 3 and 4 liters of food are represented by t1, t2, t3 and <I> t4 </I>, it can be seen that the successive temperatures tl <I>. . . t4 </I> corresponding power differences dL23a, in the case of FIG. 3, are significantly greater than the corresponding power differences <B> AL .. </B> in the case of FIG. 1.
In the case of Fig. 3 you must therefore provide between the individual stages 1L-4L of the scale 10 larger differences in the mechanical bias, which he shares through the cam 17 of the control switch 22, which has a greater accuracy of the function of this switch.
Since the temperature of the hotplate 2 increases monotonously with time when the automatic mode is switched on, FIG. 4 also shows the basic course of the heating power of the heating coils 23 and 23a as a function of time with a certain distortion of the abscissa scale.
When the heating coil 23a opens the switch 22, the current flows from the point 33 via the circuit elements 6, 32 and 24a to the mains terminal 28, so that continued boiling takes place, the heating coil 24a preventing the switch 22 from closing. The compensation switch 25 and its Heizwick development 26 work exactly as in the case of FIG.
Since the changeover switch 31 connects the point 33 with the contact 34 during manual operation, it short-circuits the sensing resistor 4b; since the contact 35 is empty, no current can flow through the balancing resistor 5b either. The current flows from the network terminal 27 via the circuit elements 18, 3 and 4a, <I> 23a // 5a </I> and 31, 26, 22 to the network terminal 28, with the heating winding 23a in turn opening and closing at regular intervals of the switch 22 and the average heating power depends on the setting on the scale 11.
Although the sensing resistor or resistors 4 or <I> 4a </I> and <I> 4b </I> are arranged in the hotplate 2 in both examples described, this is by no means absolutely necessary. The sensing resistor could also be built in very close to the hotplate 2 in the stove, so that it is influenced by the hotplate temperature through heat transfer (radiation, conduction, convection). In the end, it doesn't even depend on the temperature of the hotplate, but on that of the food. on, which in turn cools the hotplate and thereby influences its temperature.
In order that the influence of the temperature of the food on the sensor resistor (s) is as great as possible, it is advisable, in the event that the sensor resistors are installed in the hotplate, to arrange them near the edge of the hotplate.
Since the saucepans usually do not have an exactly flat base, but mostly only rest with the base edge on the hotplate, while in the middle, for example, are 1-3 tenths of a millimeter away from the same, the temperature of the food has an influence on the sensing resistance in this arrangement be particularly large.
A particular advantage of the exemplary embodiments described is that the automatic loading and manual mode can be set with the same handle 7; however, one could also practice the invention using separate handles for these in the modes of operation.
In automatic operation, the regulating switch 22 has the function of a delay switch which, after a certain time, counted from the activation of the automatic operation, switches over from the parboiling power to the continued cooking power. Kocheinrich lines with such a delay switch are - as already mentioned - have already been proposed; With the device according to the invention, however, because of the dependence of the delay time on the temperature of the food to be cooked, the desired continued cooking temperature is maintained much better than with the earlier devices.
Compared to the automatic cooking devices that work with time switches, the devices described also have the advantage of greater economic efficiency because the bimetal regulating switch 22, which is already available for manual operation, is surprisingly used to switch off after relatively large delay times of, for example, 5 up to 8 minutes to switch from parboiling to continued boiling power, for which only relatively cheap sensing resistors 4 or 4a, 46 are required, which influence the power supplied to a heating coil 23 or 23a of this switch.
Of course, the cooking device can also be provided with further switching means, e.g. B. with a timer that is connected in series with the switch 18 and after presetting the handle 7 triggers the automatic cooking mode at a certain time before and possibly also automatically interrupts the continued cooking process when the same exceeds a predetermined period of time.