DE1136431B - Zeitgesteuerter Stromschalter fuer elektrische Back- und Bratoefen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen zeitgesteuerten Stromschalter für elektrische Back- und Bratöfen, insbesondere solche Öfen, in denen die Behandlung des Gutes mit Hilfe von Mikrowellen erfolgt. Die Erfindung bezweckt, einen leicht bedienbaren Stromschalter zu schaffen, der eine Einstellung der Wärmebehandlung im voraus ermöglicht und dabei nicht nur die Behandlungszeit gemäß seiner Einstellung bestimmt, sondern auch die Wärmeleistung als Funktion der vorhandenen Netzspannung berücksichtigt. Der Schalter nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator so angeordnet ist, daß er einerseits durch einen veränderbaren Widerstand mit Gleichstrom von einer Stromquelle aufgeladen wird, deren Spannung in direktem Verhältnis zur Arbeitsspannung des Ofens steht, andererseits bei Ansprechspannung den Stromschalter zum Ausschalten des Ofens betätigt, insbesondere durch ein mit Edelgas gefülltes Entladungsgefäß, das in seinem Steuerstromkreis mindestens ein Relais aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung ist in der Zeichnung, die das Schaltschema des Schalters zeigt, dargestellt.

Der Ofen 1 ist als Mikrowellenofen mit einem angekoppelten Magnetron 2 dargestellt. Zu seiner Funktion benötigt das Magnetron teils einen niedergespannten Strom zur Erhitzung einer Kathode 4, teils eine Hochspannung zwischen der Kathode 4 und der in diesem Fall mit dem Ofen verbundenen Anode des Magnetrons. Die Hochspannung wird von einem Transformator 5 geliefert, dessen primäre Stromzuführung von einem Relais 6 geregelt wird. Die Tätigkeit des Relais 6 wird von zwei weiteren Relais 7 und 8 gesteuert, die ihrerseits von einer edelgasgefüllten Röhre 9, einem Kondensator 10 und einer Reihe von Grafitwiderständen 11 gesteuert werden, und zwar gemäß der Handeinstellung der Druckknopfschalter 15, 30, 45, 60, 120, 180 bzw. 240, die sämtlich mit Ruhekontakten versehen sind. Das Relais 6 erhält seinen Betriebsstrom vom Netzanschluß 30 des Ofens über einen mit der Klappe 13 des Ofens zwangläufig verbundenen Mikroschalter 14, einen Ruhekontakt des Relais 8, einen Arbeitskontakt des Relais 7, die Punkte 33, 34, 35, 36 in dem Schaltschema; eine Sicherung 12, einen Stromschalter 32, der der »AUS«- Schalter des Ofens ist und eingedrückt die Stromzufuhr des Ofens unterbricht, und zum Netzanschluß 31 zurück. Die Schaltspulen der Relais 7 und 8 sind in Reihe geschaltet und erhalten ihren Betriebsstrom vom Netzanschluß 30 über einen Reihenwiderstand 24, einen Gleichrichter 17 mit Filterkondensator 18, die Arbeitsspulen der Relais 7 und 8, einen Strom-

Zeitgesteuerter Stromschalter
für elektrische Back- und Bratöfen

Anmelder:

Husqvarna Vapenf abriks Aktiebolag,
Huskvarna (Schweden)

Vertreter: Dipl.-Ing. Busse, Patentanwalt,
Osnabrück, Möserstr. 20-24

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 9. Mai 1960 (Nr. 5464)

Göran Axel Runo Öjelid, Huskvarna (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

schalter 37 für die Hochfrequenz, den Punkt 38 des Hauptpfads der Röhre 9, die Punkte 41,33,34,35,36 in dem Schaltschema, die Sicherung 12, den Stromschalter 32 und zum Netzanschluß 31 zurück. Die Steuerung der Relais 7 und 8 erfolgt somit mit Gleichstrom, der durch Gleichrichtung und Filtrierung vom Netzstrom erhalten wird. Das Edelgas in der Röhre 9 ist im Normalzustand elektrisch isolierend, doch wird es bei einer gewissen Feldstärke ionisiert und dadurch leitend. Zwecks Erreichung dieser Ionisierung ist der Kondensator 10 über die Zündstrecke der Röhre 9 geschaltet und so angeordnet, daß er, wenn das Relais 7 erregt wird, mit Strom aufgeladen wird, der vom Filterkondensator 18 des Gleichrichters 17 durch die Spule des Relais 7, einen Widerstand 20, den Punkt 40 und die Stromschalter 15-240 zugeführt wird oder, im Fall einer oder einige der Stromschalter betätigt sind, durch den oder die betreffenden Graphitwiderstände 11 und durch die Punkte 41, 33, 34 zugeführt wird. Zur Regelung des Ladestroms des

. Kondensators ist ein Rheostat 22 derart angeordnet, daß er zusammen mit dem Widerstand 20 einen regelbaren Spannungsteiler bildet. Dieser Spannungsteiler bildet zugleich einen Haltestromkreis für das Relais 7 über die Punkte 41, 33, 34, und er ist so dimensioniert, daß er eine Stromstärke führt, die unzureichend für die Betätigung des Relais, aber ausreichend für das Halten des Relais in betätigter Lage ist, auch wenn kein Strom durch das Relais 8 fließt. Ein ähn-

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licher Haltestromkreis ist für das Relais 8 durch einen Schalter 37, einen Widerstand 23 und die Arbeitskontakte der beiden Relais 8 und 7 gebildet. Dieser Haltestromkreis spricht jedoch nur so lange an, wie der Stromschalter 37 unbetätigt bleibt. Zur Einrichtung gehören ferner ein Reihenwiderstand 24, zwei Signallampen 25 bzw. 26, ein hochohmiger Ladewiderstand 27 und ein über der Relaisspule 8 wirksamer Kondensator 28.^:Der Schalter arbeitet wie folgt:

In der Ruhelage ist jeder Strom zum Ofen und ίο dessen Hilfsvorrichtungen durch den betätigten Stromschalter 32 ausgeschaltet. Die Ingangsetzung geschieht durch Betätigung des Stromschalters 43, der der »EIN«-Schalter des Ofens ist, und dabei zwangläufig den Stromschalter 32 in seine unbetätigte Stellung bringt. Das hat zur Folge, daß Strom fließt vom Anschluß 30 teils durch das Heizorgan der Kathode 4, teils durch die Lampe 26 und teils durch den Widerstand 24 über den Gleichrichter 17 und durch den Widerstand 20 über den Ruhekontakt des Relais 7 zum Punkt 33 sowie auch (parallel dazu) durch den Ladewiderstand 27 zum Kondensator 10 und zu den Punkten 41 und 33 mit gemeinsamer Fortsetzung über die Punkte 34, 35, 36, die Sicherung 12, den Schalter 32 zu der Netzanschlußklemme 31. Der Strom durch den Widerstand 20 ist nicht imstande, das Relais 7 zu betätigen; der durch den Widerstand 27 fließende Strom erhöht langsam das Potential an dem Kondensator 10. Nach einer Zeit, die infolge Dimensionierung des Widerstandes 27 und des Kondensators 10 angepaßt ist der Zeit, die der Temperaturerhöhung der Kathode 4 auf Arbeitstemperatur entspricht, ist das Potential des Kondensators 10 so hoch, daß das Gas in der Röhre 9 ionisiert wird. Dadurch wird die Röhre leitend und schließt den Stromkreis vom Punkt 33 durch die Spulen der Relais 7 und 8, durch den Schalter 37, den Punkt 38, die Hauptentladungsstrecke der Röhre 9 und die Punkte 41, 33 zu dem Punkt 34 mit dem Ergebnis, daß beide Relais betätigt werden. Dadurch leuchtet die Lampe 25 über dem Arbeitskontakt des Relais 8 auf und zeigt an, daß der Ofen betriebsbereit ist. Das Relais 6 verbleibt jedoch stromlos, da dessen Erregerkreis, der sich von der Netzanschlußklemme 30 über die Spule des Relais 6, den Schalter 14, den Ruhekontakt des Relais 8, den Arbeitskontakt des Relais 7, die Punkte 33, 34, 35, 36, die Sicherung 12, den Schalter 32 zu der Netzklemme 31 erstreckt, beim Relais 8 ausgeschaltet ist.

Wenn der Ofen betriebsbereit ist und ein in diesen eingebrachtes Gut behandelt werden soll, wählt man eine geeignete Arbeitsperiode einfach dadurch, daß ein oder einige der Stromschalter 15, 30, 45, 60, 120, 180, 240 betätigt werden. Eine solche Betätigung schließt zwangläufig den Stromschalter 43, was zur Folge hat, daß der Punkt 40 im Spannungsteiler 20, 22 an die Reihe von Widerständen 11 angeschlossen wird. Der Strom fließt daher von diesem Punkt des Spannungsteilers über den Schalter 43 und die unbetätigten Stromschalter und durch denjenigen Widerstand 11, der dem betätigten Stromschalter entspricht, zum Kondensator 10 mit Rückkehr durch die Punkte 41, 33 und 34. So lange die Röhre 9 leitend ist, kann jedoch das Potential des Kondensators nicht ansteigen. Die Arbeitsperiode wird nun durch Betätigen des Stromschalters 37 eingeleitet, der zurückgeht, wenn er losgelassen wird. Die Betätigung des Schalters 37 hat zur Folge, daß der Strom durch die Relaisspule 8 unterbrochen wird; das Relais 7 bleibt jedoch eingeschaltet wegen seines Haltestromkreises, und das Relais 8 stellt dann, wenn die Ofenklappe geschlossen geblieben ist, den Betätigungsstromkreis für das Relais 6 her, welches erregt wird und damit Strom zum Transformator 5 führt, so daß der Ofen zu arbeiten beginnt. Die Betätigung des Schalters 37 macht gleichzeitig die Hauptstrecke der Röhre 9 spannungsfrei, und deren Ionisierung hört auf. Der Kondensator beginnt sich somit zu laden, und sein Potential steigt mit einer Geschwindigkeit, die von der Kondensatorkapazität, dem Widerstand 11 und der Spannung des Spannungsteilers 20, 22 bestimmt ist. Der Rheostat ist so eingestellt, daß die Zeit für die Erhöhung des Kondensatorpotentials auf Ionisierungsspannung genau der Markierung des betätigten Stromschalters entspricht, wenn die Netzspannung dem Nennwert entspricht. Durch die Ionisierung der Röhre 9 wurde der Arbeitsstromkreis des Relais 8 vollendet mit dem Ergebnis, daß das Relais 6 seinen Erregungsstrom wieder verliert und das Arbeiten des Ofens unterbricht. Wenn die Netzspannung während des Arbeitern des Ofens vom Nennwert abweicht, beeinflußt dies die Zeit zur Erreichung der Ionisierungsspannung auf zwei Arten, beide mit gegensätzlichen Veränderungszeichen zueinander. So wirkt Unterspannung einesteils verlängernd auf die Zeit zur Erreichung eines bestimmten Kondensatorpotentials, anderenteils erhöhend auf die für die Ionisierung erforderliche Spannung, was letzteres auf der abfallenden Spannung über die Hauptstrecke des Rohres beruht. Zusammengenommen bedeutet dies, daß die Arbeitsperiode des Ofens automatisch der wirklichen Leistung des Ofens angepaßt wird, die doch mit wenigstens der Spannungsabweichung χ γ2 abweicht.

Damit die effektive Länge der Arbeitsperiode auch nicht durch Unterbrechung beim Öffnen der Ofenklappe beeinflußt wird, wobei das Relais 8 dadurch betätigt wird, daß der Ruhekontakt des Mikroschalters 14 den Erregerstromkreis des Relais schließt (die gezeigte Lage), sind die Stromentnahme der Lampe 25 und der Reihenwiderstand 24 so abgestimmt, daß der Reihenwiderstand 24 bei diesen Gelegenheiten die Gleichspannung auf einen solchen Wert herabsetzt, daß diese das Potential des Kondensators 10 äußerst langsam verändert. Nach jeder solchen durch das Öffnen der Ofenklappe hervorgerufenen Unterbrechung muß der Ofen durch Betätigung des Stromschalters 37 wieder eingesetzt werden, da das Relais 8 über den Schalter 37, den Punkt 38, den Widerstand 23, die Arbeitskontakte der Relais 8 und 7 und die Punkte 33 und 34 Haltestrom erhält, was einen Schutz gegen Leerlauf in sich schließt.

Geeignete Werte der Elemente in der dargestellten Anordnung sind:

7 = HOV, 0,8VA
8= 110 V, 0,8VA
9 = Röhretyp 5823 A

10 = 6 mF

11 = 2,5 bis 40 kOhm

12 = 2 A

17 = Typ M-500

18 = 8 mF

20 = 100 kOhm

22 = 70 kOhm

23 = 120 kOhm

24 = 270 Ohm

25 = 250 V, 7 W

26 = 250 V, 7 W

27 = 50 MOhm

28 = 0,25 mF

Im Rahmen des Erfindungsgedankens liegt auch eine Ausführung, bei der das Relais 6 die Form eines Stufenrelais hat, welches aufeinanderfolgend ver-

schiedene Funktionen des Ofens einschaltet, beispielsweise verschiedene Leistungsstufen, und außerdem aufeinanderfolgend verschiedene Widerstände 11 im Ladekreis des Kondensators 10 zwecks Steuerung eines ganzen Arbeitszyklus mit wechselnder Länge der Teilarbeitsgänge einschaltet.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: IO

1. Zeitgesteuerter Stromschalter für elektrische Back- und Bratöfen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (10) so angeordnet ist, daß er einerseits durch einen veränderbaren Widerstand (11) mit Gleichstrom von einer Stromquelle (17, 18) geladen wird, deren Spannung im direkten Verhältnis zur Arbeitsspannung des Ofens steht, andererseits bei Ansprechspannung den Stromschalter zum Ausschalten des Ofens betätigt, insbesondere durch ein mit Edelgas gefülltes Entladungsgefäß (9), das in seinem Steuerstromkreis mindestens ein Relais aufweist.

2. Stromschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er auch ein einschaltverzögerndes Relais (7) enthält, welches so angeordnet ist, daß es nur durch die erste Aufladung des Kondensators (10) nach der Einschaltung des Ofens erregt und nur durch Handausschaltung des Ofens zurückgestellt wird.

3. Stromschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand aus einer Anzahl von reihengeschalteten Graphitwiderständen (11) bestellt, die so angeordnet sind, daß sie jeder für sich vom Ruhekontakt je eines einer Anzahl von Stromschaltern (15-240) kurzgeschlossen gehalten werden, die je einen zur Betätigung dienenden Druckknopf aufweisen, welche Druckknöpfe mit der für den zugeordneten Widerstand geltenden Aufladezeit bei Nenn-Arbeitsspannung bezeichnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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