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Die
Erfindung betrifft ein Kochgerät gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 4 sowie eine Schalteinrichtung
für ein Kochgerät gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 10.
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Ähnliche
Kochgeräte sind aus der
DE 37 37 475 A1 bekannt. Dort weist eine
Kochstelle zwei Hellstrahler und zwei Heizwiderstände bzw.
sogenannte Dunkelstrahler als Heizelemente auf für eine
Kochstelle, die in unterschiedlichen Schalt-Kombinationen und Verschaltungsarten
miteinander verschaltet und an eine Leistungsversorgung angeschlossen
werden können für den Betrieb mit unterschiedlichen
Leistungsstufen. Dazu dient eine Schalteinrichtung, die als sogenannter
Sieben-Takt-Schalter ausgebildet ist mit sechs Schalt-Stellungen
und einer Null-Stellung, bei der die Kochstelle ausgeschaltet ist.
Für eine besonders niedrige Heizleistung kann bei einer Schalt-Kombination,
die ohnehin bereits eine geringe Heizleistung erzeugt, eine Diode
dazugeschaltet werden in Serie, wodurch sich nochmals eine Halbierung
der Heizleistung erreichen lässt. Nachteilig hierbei ist
jedoch, dass starke unsymmetrische Lasten im Netz erzeugt werden
können, wenn zwei derartige Schalt-Kombinationen bei zwei
Kochstellen an derselben Phase des Netzes betrieben werden.
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Aufgabe und Lösung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Kochgerät
sowie eine Schalteinrichtung zu schaffen, mit denen die Probleme
des Standes der Technik vermieden werden können und insbesondere
eine vorteilhafte Ansteuerung eines Kochgeräts möglich
ist.
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Gelöst
wird diese Aufgabe durch ein Kochgerät mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 oder 4 sowie eine Schalteinrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 10. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen
der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und
werden im Folgenden näher erläutert. Manche der
Merkmale werden zwar nur einmal beschrieben, sie sollen jedoch unabhängig
davon sowohl für beide Kochgeräte als auch für
die Schalteinrichtung gelten können. Der Wortlaut der Ansprüche wird
durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung
gemacht.
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Das
Kochgerät weist mehrere Kochstellen auf mit jeweils mehreren
Heizelementen, vorzugsweise als Teil-Bereiche oder Teil-Heizelemente.
Jede Kochstelle bzw. deren Heizelemente wird über ein eigenes
Leistungssteuergerät mit Leistung versorgt, welches die
Kochstelle an eine Leistungsversorgung in Form eines Netzes, insbesondere
eines Drehstromnetzes, anschließt, und zwar mit unterschiedlichen
Leistungsstufen. Das Leistungssteuergerät ist vorteilhaft
allgemein eine Schalteinrichtung, mit der eine Leistung festgelegt
werden kann. Des Weiteren ist eine Diode vorgesehen, die in Serie
mit den Heizelementen bzw. der Kochstelle geschaltet werden kann,
wenn diese an das Leistungssteuergerät angeschlossen sind.
Erfindungsgemäß weist das Kochgerät min destens
zwei Kochstellen und zwei Leistungssteuergeräte auf. Dabei
sind zwei Leistungssteuergeräte zwar an dieselbe Phase
bzw. denselben Leiter des Versorgungsnetzes angeschlossen, aber
in unterschiedlicher Polarität. Dadurch wird für
den Fall, dass die beiden Kochstellen bzw. Leistungssteuergeräte
an denselben Leiter mit der in Serie dazugeschalteten Diode angeschlossen
sind, eine unsymmetrische Last reduziert oder sogar vermieden. In diesem
Fall hebt sich die Unsymmetrie durch die Teil-Lasten bei den beiden
Kochstellen nämlich zumindest teilweise auf, abhängig
von ihrer jeweiligen Leistungshöhe. Vorteilhaft ist hier
die Leistungsstufe mit der in Serie geschalteten Diode eine sehr
geringe Leistungsstufe oder besonders vorteilhaft sogar die geringste
Leistungsstufe.
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Eine
vorteilhafte Anwendung der Erfindung liegt bei Strahlungsheizkörpern
als Heizelemente bzw. als Heizwiderstände. Dies können
Strahlungsheizkörper sein wie bereits aus dem oben genannten Stand
der Technik bekannt, also sowohl Hellstrahler als auch normale Heizwiderstände
bzw. Dunkelstrahler. Eine andere Möglichkeit sieht Heizwiderstände als
Kontaktheizkörper vor, wie sie beispielsweise bei Kochplatten
eingesetzt sind.
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Des
Weiteren weist eine Kochstelle bei einer Ausgestaltung der Erfindung
vorteilhaft mehrere Teil-Bereiche bzw. Teil-Heizelemente auf. Dies
können zwei, drei oder sogar vier derartige Teil-Heizelemente
sein. Bei einer solchen Kochstelle kann vorteilhaft als Leistungssteuergerät
ein dem Fachmann bekannter Takt-Schalter verwendet werden. Die Einstellung
unterschiedlicher Leistungsstufen erfolgt dabei durch unterschiedliche
Zusammenschaltung der Teil-Heizelemente, wobei diese dann permanent
betrieben werden, wie dies im oben genannten Stand der Technik beschrieben
ist. Gemäß einer Ausführung kann es ein
Sieben-Takt-Schalter sein. Eine andere Ausführung eines
Takt-Schalters wird nachfolgend näher erläutert.
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Gemäß einer
weiteren grundsätzlichen Ausgestaltung der Erfindung kann
ein Kochgerät wenigstens eine Heizungseinrichtung bzw.
Kochstelle aufweisen sowie eine Schalteinrichtung dafür.
Die Heizungseinrichtung bzw. Kochstelle weist als eine einzige zusammengehörende
Kochstelle drei Heizwiderstände als Heizelemente auf. Diese
können auf beliebige Art und Weise miteinander verschaltbar werden
können, also sowohl jeweils ein einziger Heizwiderstand
als auch zwei oder drei davon in Kombination miteinander. Je nach
Schalt-Kombination wird von der Heizungseinrichtung bzw. der Kochstelle
eine unterschiedliche Heizleistung erzeugt. Die Verschaltung bzw.
Schalt-Kombinationen der Heizwiderstände werden durch die
Schalteinrichtung in verschiedenen Schalt-Stellungen erzeugt, also
in jeder Schalt-Stellung eine unterschiedliche Schalt-Kombination
in Entsprechung zu den vorbeschriebenen Takt-Schaltern. Dabei ist
vorgesehen, dass die drei Heizwiderstände in sechs Schalt-Kombinationen
jeweils unterschiedlich miteinander verschaltet sind. Eine weitere
siebte Schalt-Kombination sieht vor, dass zu einer Serien-Schaltung
aller drei Heizwiderstände eine Diode in Serie geschaltet
ist, und eine Null-Stellung ist die achte Schalt-Kombination ohne Heizleistung.
Somit weist die Schalteinrichtung acht unterschiedliche Schalt-Stellungen
für die vorgenannten Schalt-Kombinationen auf.
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Die
unterschiedlichen Schalt-Stellungen stellen also unterschiedliche
Leistungsstufen dar, wobei einen zweitunterste Leistungsstufe die
Serienschaltung aller drei Heizwiderstände ist, insbesondere
als sechste Schalt-Kombination. Eine unterste Leistungsstufe bzw.
Schalt-Stellung ist die Serienschaltung der drei Heizwiderstände
mit einer zusätzlich in Serie geschalteten Diode, insbesondere
als siebte Schalt-Kombination. Auf diese Art und Weise wird in Erweiterung
zu den vorgenannten bekannten Sieben-Takt-Schaltern ein Acht-Takt-Schalter
geschaffen, wobei sich hier der Ausdruck „Takt" eigentlich
auf Schalt-Stellungen bezieht, da diese Schalter keinen taktenden
Betrieb bewirken, sondern, wenn durch die Schalt-Stellung die Verschaltung
der Heizwiderstände festgelegt ist, einen permanenten Betrieb
der Heizwiderstände mit dieser Verschaltung bewirken.
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Die
konstruktive Ausgestaltung eines derartigen erfindungsgemäßen
Acht-Takt-Schalters kann ähnlich sein wie bei einem aus
dem Stand der Technik bekannten Sieben-Takt-Schalter. Es sind lediglich die
Winkelbereiche etwas zu ändern um noch die zusätzliche
achte Schalt-Stellung zu ermöglichen.
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Ebenso
ist es ein für sich unabhängiger erfinderischer
Aspekt, eine Schalteinrichtung wie vorgenannt als sogenannten Acht-Takt-Schalter
mit acht unterschiedlichen Schalt-Stellungen zu schaffen. Ein solches
als Acht-Takt-Schalter ausgebildetes Leistungssteuergerät
bzw. eine Schalteinrichtung ist vorteilhaft für ein vorbeschriebenes
Kochgerät bzw. eine Heizungseinrichtung eines solchen Kochgerätes
mit drei Heizwiderständen vorgesehen. In Erweiterung der
Erfindung ist es jedoch auch möglich, einen solchen Acht-Takt-Schalter
zum Schalten von Heizungseinrichtungen bzw. Kochstellen mit mehr
als drei einzelnen Heizelementen zu verwenden. Dann sind die Schalt-Stellungen
eben etwas anders bzw. unterschiedlich, aber immer noch abgestuft
in ihrer Gesamtleistung.
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Diese
und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen
auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die
einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren
in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der
Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für sich schutzfähige Ausführungen
darstellen können, für die hier Schutz beansprucht
wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie
Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen
gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und
werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen
zeigen:
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1 bis 8 verschiedene
Verschaltungsmöglichkeiten einer Kochstelle eines Kochgeräts
für unterschiedliche Leistungsstufen und
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9 ein
Kochgerät mit zwei solchen Kochstellen.
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Detaillierte Beschreibung
der Ausführungsbeispiele
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In 1 ist
eine Kochstelle 15 gestrichelt dargestellt, die einen Heizwiderstand 16,
einen Heizwiderstand 17 und einen Heizwiderstand 18 aufweist. Art
und Ausbildung der Heizwiderstände 16 bis 18 ist hier
nebensächlich, vorteilhaft sind es Strahlungsheizelemente.
Die Heizwiderstände können jeweils innerhalb einer
Kochstelle unterschiedlich ausgebildet sein oder unterschiedlich
Leistung aufweisen, sie können jedoch auch gleich sein.
Dies spielt im Rahmen der Erfindung keine wesentliche Rolle. Ein
Aufbau einer solchen Kochstelle ist dem Fachmann bekannt.
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Die
Heizwiderstände 16 bis 18 sind mittels Anschlüssen 19 an
eine Schalteinrichtung 22 angeschlossen, die hier nur schematisch
dargestellt ist. Die Schalteinrichtung 22 entspricht jedoch
im Wesentlichen einem eingangs genannten Takt-Schalter. Die Schalteinrichtung 22 ist
des Weiteren an den Außenleiter L1 und den Rückleiter
N eines Versorgungsnetzes 13 angeschlossen, welches als
Drehstromnetz mit insgesamt drei Außenleitern und dem Rückleiter
N ausgebildet ist. In einer Zuleitung 19 der Kochstelle 15a von
dem unteren Heizwiderstand 16 ist in einem linken von zwei
parallelen Zweigen eine Diode 20 eingeschleift.
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Diese
wird nachfolgend noch näher erläutert. Die Diode
ist dabei vorteilhaft in bzw. an der Schalteinrichtung 22 angeordnet.
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In
den 1 bis 8 sind acht verschiedene Schaltstellungen 0 bis 7 für die Schalteinrichtung 22 dargestellt.
Die jeweilige Schaltstellung entspricht einer Leistungsstufe und
ist im unteren Bereich der Schalteinrichtung 22 zwischen
Rückleiter N und Außenleiter L1 eingezeichnet
bzw. angegeben.
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In 1 ist
die erste Schalt-Stellung der Schalteinrichtung 22 mit
der Leistungsstufe 0, also der
untersten Leistungsstufe, dargestellt. Sämtliche Heizwiderstände 16 bis 18 sind
dabei vom Versorgungsnetz 13 abgetrennt und somit wird
keine Leistung erzeugt.
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In 2 ist
die zweite Schalt-Stellung bzw. Leistungsstufe 1 dargestellt. Der Außenleiter
L1 ist über die Diode 20 an eine Serienschaltung
aller Heizwiderstände 16 bis 18 angeschlossen,
die über den Rückleiter N an das Versorgungsnetz 13 besteht. Durch
die Diode 20 werden nur Halbwellen der Versorgungsspannung
an die Heizwiderstände 16 bis 18 gegeben
und diese erzeugen nur die halbe nominale Leistung einer solchen
Serienschaltung.
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In 3 ist
als dritte Schalt-Stellung die Leistungsstufe 2 dargestellt. Hier ist der erste Außenleiter L1
nicht mehr über die Diode 20 an den untersten Heizwiderstand 16 angeschlossen,
sondern direkt über den daneben verlaufenden Zweig der
Zuleitung 19. Somit wird also an der Kochstelle 15 diejenige Leistung
erzeugt, die der Serienschaltung sämtlicher Heizwiderstände 16 bis 18 entspricht.
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In
den 4 bis 8 sind in den Schalt-Stellungen 4 bis 8 bzw.
den Leistungsstufen 3 bis 7 weitere Verschaltungen für
die Heizwiderstände 16 bis 18 der Kochstelle 15 dargestellt
mit jeweils ansteigender Leistung.
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Es
ist deutlich zu erkennen, dass die Diode 20 immer inaktiv
ist, also nur in der Schalt-Stellung 1 gemäß 2 beteiligt
ist.
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In 9 ist
ein Kochgerät 11 dargestellt mit zwei Kochstellen 15a und 15b,
die grundsätzlich gleich aufgebaut sind, vorteilhaft sogar
mit denselben elektrischen Anschlusswerten für jeweils
die Heizwiderstände 16 bis 18. Es ist
zu erkennen, dass beide Kochstellen 15a und 15b an
denselben Außenleiter 11 sowie Rückleiter
N des Versorgungsnetzes 13 angeschlossen sind. Um Netzrückwirkungen
zu vermeiden oder zu verringern sind die Dioden 20a und 20b unterschiedlich
gepolt an den ersten Außenleiter L1 angeschlossen. Dadurch
ist es erfindungsgemäß möglich, in der
dargestellten Schaltungskonfiguration mit beiden Kochstellen 15a und 15b in
Serienschaltung aller Heizwiderstände mit den Dioden 20a und
b an dem Außenleiter L1 und dem Rückleiter N des Versorgungsnetzes 13,
dass die beiden Kochstellen 15a und 15b jeweils
im Wechsel von Halbwellen bestromt werden. Somit sind also bei gleichzeitigem
Betrieb beider Kochstellen 15a und 15b in derselben
untersten Leistungsstufe 1 gemäß der
zweiten Schalt-Stellung entsprechend 2 bei gleichem elektrischen
Anschlusswert der Heizwiderstände die Netzrückwirkungen
aufgehoben. Bei unterschiedlichem elektrischen Anschlusswert der
Heizwiderstände sind die Netzrückwirkungen zumindest
stark verringert.
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Ein
Kochgerät kann insgesamt vier Kochstellen aufweisen, wobei
jeweils zwei zusammen an einen Außenleiter angeschlossen
sind.
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Mit
einer solchen Schaltungsanordnung kann die Leistung an einer Kochstelle 15 auf
etwa 5% einer maximal erreichbaren Heizleistung gesenkt werden oder
sogar noch darunter. Insbesondere ist hier auch zu beachten, dass
gemäß EN61000-3-2 für eine gesteuerte
Eingangswirkleistung größer oder gleich 100 W
eine solche direkte Halbwellengleichrichtung durch eine Diode 20 zulässig
ist. Ist also aufgrund der bei spielsweise in 1 gezeigten
Verschaltung mit Diode 20 eine Leistung von 100 W erreicht,
so ist dies möglich bei Kochstellen mit insgesamt maximal
2000 W.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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