DE1159109B

DE1159109B - Equipment for electric hotplates

Info

Publication number: DE1159109B
Application number: DES80468A
Authority: DE
Inventors: Rer Nat Karl Ernst Rumswink Dr
Original assignee: Siemens Elektrogaerate GmbH
Current assignee: SEG Hausgeraete GmbH
Priority date: 1962-07-18
Filing date: 1962-07-18
Publication date: 1963-12-12

Description

Einrichtung für elektrische Kochplatten Es ist bekannt, die Temperatur von elektrischen Kochplatten oder von auf einer elektrischen Kochplatte stehendem Garungsgut dadurch selbsttätig auf eine Solltemperatur einzuregeln, daß in Verbindung mit einem Temperaturfühler eine die Ein- und Ausschaltung des Heizstromes bewirkende temperaturabhängige Spannung gewonnen wird. Es ist weiter bekannt, zur selbsttätigen Regelung des Siedegrades, d. h. zum Ankochen mit vollem Heizstrom und selbsttätigem Übergang auf eine vorbestimmte Kochleistung, eine die Ansprech- (Soll-) Temperatur auf zwei vorbestimmte Temperaturwerte umschaltende periodisch betätigte Kontaktvorrichtung zu benutzen.Device for electric hotplates It is known to automatically regulate the temperature of electric hotplates or foodstuffs to be cooked on an electric hotplate to a setpoint temperature in that, in conjunction with a temperature sensor, a temperature-dependent voltage is obtained which causes the heating current to be switched on and off. It is also known to automatically regulate the boiling point, d. H. for parboiling with full heating current and automatic transition to a predetermined cooking power, to use a periodically actuated contact device that switches the response (target) temperature to two predetermined temperature values.

Die Erfindung, welche eine Einrichtung für elektrische Kochplatten zum Ankochen mit vollem Heizstrom und selbsttätigem Übergang auf eine vorbestimmte Kochleistung betrifft, wobei unter Benutzung eines Temperaturfühlers eine temperaturabhängige, die Ein- und Ausschaltung des Heizstromes der Kochplatte bewirkende Spannung gewonnen wird, erzielt eine wesentliche Verbesserung und Vereinfachung der bekannten Schaltungen dadurch, daß die temperaturabhängige Spannung einer Schaltungsanordnung zugeleitet ist, welche oberhalb einer Ansprechschwelle als astabiler Multivibrator arbeitet und dabei eine periodische Ein- und Ausschaltung des Heizstromes der Kochplatte bewirkt. Dabei ist es im allgemeinen vorteilhaft, daß die Ansprechschwelle einstellbar ist, z. B. durch Einstellung einer Verriegelungsspannung gegen eine Betriebsspannung des Multivibrators. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Tastverhältnis einstellbar, z. B. durch Einstellung der Schaltungsunsymmetrie.The invention, which is a device for electric hotplates for parboiling with full heating current and automatic transition to a predetermined one Relates to cooking performance, with the use of a temperature sensor a temperature-dependent, the switching on and off of the heating current of the hotplate obtained voltage is achieved a significant improvement and simplification of the known circuits in that the temperature-dependent voltage is fed to a circuit arrangement which works as an astable multivibrator above a response threshold and a periodic switching on and off of the heating current of the hotplate causes. It is generally advantageous for the response threshold to be adjustable is e.g. B. by setting a locking voltage against an operating voltage of the multivibrator. According to a further feature of the invention is the duty cycle adjustable, e.g. B. by setting the circuit asymmetry.

Die Schaltungsanordnung kann mindestens einen Transistor und/oder einen Vierschichter enthalten. Die Endstufe der Schaltungsanordnung kann den Heizstrom der Kochplatte entweder über einen Relaissehalter oder aber als elektronischer Schalter den Heizstrom der Kochplatte unmittelbar schalten. Dabei schaltet die Endstufe der Schaltungsanordnung als elektronischer Schalter entweder nur eine Halbwelle der Netzspannung oder beide Halbwellen der Netzspannung, wobei die Endstufe für jede Halbwelle der Netzspannung einen Transistor und/oder Vierschichter besitzen kann. Es kann auch vorteilhaft sein, die Kochplatte mit zwei getrennten schaltbaren Heizwicklungen auszurüsten.The circuit arrangement can have at least one transistor and / or included a four-shift. The output stage of the circuit arrangement can supply the heating current the hotplate either via a relay holder or as an electronic switch switch the heating current of the hotplate immediately. The output stage switches the Circuit arrangement as an electronic switch either only a half-wave of the Mains voltage or both half-waves of the mains voltage, with the output stage for each Half-wave of the mains voltage can have a transistor and / or four layers. It can also be advantageous to equip the hotplate with two separate switchable heating coils equip.

In weiterer Durchbildung der Erfindung können der Temperaturfühler und/oder der (die) Heizwiderstand (stände) als Schaltelemente der Schaltungsanordnung mitbenutzt sein. Es ist auch möglich, den Multivibrater in an sich bekannter Weise als zwei sich gegenseitig ein- und ausschaltbare, Relais auszubilden, wobei eines der Relais den Heizstrorn. der Kochplatte schaltet. Es ist auch möglich, zur Schaltung beider Halbwellen der Wechselstromnetzspannung ein zusätzliches Relais vorzusehen.In a further development of the invention, the temperature sensor and / or the heating resistor (s) as switching elements of the circuit arrangement be shared. It is also possible to use the multivibrater in a manner known per se to be designed as two relays that can be switched on and off each other, one of which the relay controls the heating current. the hotplate switches. It is also possible to switch an additional relay must be provided for both half-waves of the AC mains voltage.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, wobei Fig. 1 ein Blockschaltbild und Fig. 2 ein mehr detailliertes Schaltbild darstellt.The invention is explained below with reference to the drawing, FIG. 1 being a block diagram and FIG. 2 being a more detailed circuit diagram.

In dem Blockschaltbild von Fig. 1 bedeutet 1 eine Regelkochplatte. Mit 4 ist eine Anordnung bezeichnet, z. B. eine Brückenschaltung oder eine Spannungsteileranordnung, die mit Hilfe eines Temperaturfühlers, z. B. eines temperaturabhängigen Widerstandes 5, der in Wännekontakt mit der Kochplatte 1 steht, eine temperaturabhängige Spannung g gewinnt, welche über eine besondere Einrichtung6 einer Multivibratorschaltung 7 zugeführt ist; die Multivibratorschaltung7 speist die Wicklung eines Relais 8, über dessen Relaiskontakt 2 die Kochplatte 1 mit der Wechselstromnetzspannung verbunden ist. Die Multivibratorschaltung 7, die z. B. mit zwei Verstärkerröhren oder zwei Transistoren arbeitet, besitzt einen Einstellknopf 9, mit welchem sich das Tastverhältnis des Multivibrators einstellen läßt (z. B. durch Verwendung der Unsymmetrie einer Multivibratorschaltung). Die Einrichtung6 legt die Ansprechschwelle des Multivibrators7 fest, wobei die Höhe der Ansprechschwelle (und damit der Ansprechtemperatur) durch einen Einstellknopf 10 einstellbar ist.In the block diagram of FIG. 1 , 1 denotes a control hotplate. With 4 an arrangement is designated, for. B. a bridge circuit or a voltage divider arrangement, which with the help of a temperature sensor, z. B. a temperature-dependent resistor 5, which is in heat contact with the hotplate 1 , gains a temperature-dependent voltage g, which is fed via a special device 6 to a multivibrator circuit 7; the multivibrator circuit 7 feeds the winding of a relay 8, via the relay contact 2 of which the hotplate 1 is connected to the AC mains voltage. The multivibrator circuit 7, which z. B. works with two amplifier tubes or two transistors, has an adjustment knob 9, with which the duty cycle of the multivibrator can be set (z. B. by using the asymmetry of a multivibrator circuit). The device 6 defines the response threshold of the multivibrator 7, the level of the response threshold (and thus the response temperature) being adjustable by means of an adjusting knob 10.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Schaltung ist die folgende: Wird mit Hilfe des Bedienungsgriffes 10 die Ansprechschwelle des Multivibrators 7 so festgelegt, daß die ihr entsprechende, von der Anordnung 4 gelieferte temperaturabhängige Spannung ungefähr dem Siedepunkt der auf der Kochplatte 1 stehenden Flüssigkeit entspricht, so erfolgt bis zum Erreichen dieser Spannung bzw. bis gum Erreichen der entsprechenden Temperatur, das Anheizen der Kochplatte 1 mit vollem Heizstrom. Sobald die Ansprechschwelle erreicht ist, beginnt der Multivibrator zu arbeiten und taktet den Heizstrom der Kochplatte 1 mit einem Tastverhältnis, das durch den Bedienungsgriff 9 der Multivibrator-#nordnung 7 einstellbar ist.The operation of the circuit shown in Fig. 1 is as follows: If the operating handle 10 is used to set the response threshold of the multivibrator 7 so that the corresponding temperature-dependent voltage supplied by the arrangement 4 corresponds approximately to the boiling point of the liquid on the hotplate 1 , until this voltage is reached or until the corresponding temperature is reached, the hotplate 1 is heated up with full heating current. As soon as the response threshold is reached, the multivibrator begins to work and clocks the heating current of the hotplate 1 with a pulse duty factor that can be set using the operating handle 9 of the multivibrator arrangement 7 .

Durch Voreinstellung des Tastverhältnisses mit Hilfe des Bedienungsgriffes 9 läßt sich also erreichen, daß das Anheizen der Kochplatte mit vollem Heizstrom erfolgt und daß nach Erreichung des Siedepunktes ein selbsttätiger Übergang auf die vorher eingestellte Kochleistung erfolgt, die sich als zeitlicher Mittelwert der impulsförmig geschalteten Heizleistung (getakteten Heizleistung) ergibt.By presetting the pulse duty factor with the help of the operating handle 9 it can be achieved that the hotplate is heated up with full heating current and that after reaching the boiling point an automatic transition to the previously set cooking power takes place, which is the time average of the pulsed heating power (clocked Heating power).

In dem mehr detaillierten Schaltbild von Fig. 2 sind gleiche Teile wie in Fig. 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the more detailed circuit diagram of FIG. 2, the same parts as in FIG. 1 are provided with the same reference numerals.

Die, Anordnung 4 zur Gewinnung einer temperaturabhängigen Spannung ist eine Spannungsteileranordnung gemäß einem älteren Vorschlag. Sie enthält einen Heißleiter 12, der als Temperaturfühler in Wärmekontakt mit der Kochplatte 1 (oder gegebenenfalls mit dem auf der Kochplatte stehenden Kochgut) steht. Der Spannungsteiler besteht weiter aus dem festen Widerstand 13 und einem einstellbaren Widerstand 14, der zur Einstellung der Solltemperatur verwendet werden kann.The arrangement 4 for obtaining a temperature-dependent voltage is a voltage divider arrangement according to an older proposal. It contains an NTC thermistor 12 which, as a temperature sensor, is in thermal contact with the hotplate 1 (or possibly with the food on the hotplate). The voltage divider also consists of the fixed resistor 13 and an adjustable resistor 14, which can be used to set the target temperature.

Die Einrichtung6 zur Einstellung der Ansprechschwelle ist als Kippverstärker mit Transistoren 15 und 16 dargestellt, deren Kippunkt (und damit die Ansprechschwelle des Multivibrators) durch Einstellung des Potentiometers 17 erfolgt, gemäß einem älteren Vorschlag. Die Multivibratoranordnung 7 ist als an sich bekannter astabfler Multivibrator mit zwei Transistoren dargestellt, wie sie z. B. in dem Buch »Schaltungen mit Halbleiterelementen«, S & H-Wernerwerk für Bauelemente, S. 193, dargestellt wurde. In der Kollektorleitung des zweiten Transistors liegt die Wicklung des Relais 8. The device 6 for setting the response threshold is shown as a flip-flop amplifier with transistors 15 and 16 whose trip point (and thus the response threshold of the multivibrator) is made by setting the potentiometer 17 , according to an older proposal. The multivibrator arrangement 7 is shown as a per se known astabfler multivibrator with two transistors, as they are, for. B. in the book "Circuits with semiconductor elements", S & H-Wernerwerk für Bauelemente, p. 193, was shown. The winding of the relay 8 is located in the collector line of the second transistor.

Die Wirkungsweise der in Fig. 2 beschriebenen Anordnung ist die folgende: Es sei vorausgesetzt, daß der temperaturabhängige Widerstand 12 ein Heißleiter ist, d. h., daß er einen negativen Temperaturkoeffizienten besitzt und daß der Abgriff des Potentiometers 17, dessen Verstellung mittels des Drehknopfes 10 möglich ist, so eingestellt ist, daß das Basispotential von Transistor 15 negativer als das Basispotential von Transistor 16 ist. Mit 7unehmender Erwärmung der Kochplatte und damit des Fühlers 12 wird der Spannungsabfall zwischen der Basis B des Transistors 15 und dem Fußpunkt A des Potentiometers kleiner und von dem Zeitpunkt an, in dem das Basispotential von Transistor 15 geringer wird als das Basispotential von Transistor 16, kippt der Verstärker, d. h., der bisher durchgesteuerte Transistor 15 wird gesperrt, und Transistor 16 führt fast sprungartig hoben Kollektorstrom. Der Spannungsabfall an dem Kollektorwiderstand 20 von Transistor 16, der der Multivibratorschaltung 7 als Betriebsspannung zugeführt ist, ist also vor Erreichung des Kippunktes praktisch gleich Null und hat vom Kippunkt an einen solchen Wert, daß der Multivibrator 7 Plötzlich anfängt zu schwingen. Da Relais 8 und Kollektorstrom des einen Transistors gesperrt werden, so taktet Relaiskontakt 2 den Heizstrom der Kochplatte 1. Wird der Abgriff des Potentiometers 17 so eingestellt, daß der Kippunkt kurz unterhalb des Siedepunktes einer auf der Kochplatte stehenden Flüssigkeit liegt, so tritt nach dem Anheizen mit vollem Heizstrom ein Takten des Heizstromes ein. Das Taktverhältnis und damit die »Fortkochleistung« kann dabei durch Einstellung der Schaltungsunsymmetrie variiert werden. In dem in Fig. 2 dargestellten Fall wird dies durch Einstellung der Basiswiderstände der beiden Multivibratortransistoren erreicht, die durch den Bedienungsknopf 9 in gegenläufigem Sinne beeinflußbar werden. Die in Fig. 2 beispielsweise dargestellten Schaltungen für den Multivibrator und für die Anordnung zur Einstellung der Ansprechschwelle können durch andere an sich bekannte Schaltungen ersetzt oder verbessert werden. Kippschaltungen und Multivibratorschaltungen gehören seit langem zum Stande der Technik und sind in den verschiedensten Variationen bekannt, die sich sowohl durch den erforderlichen Aufwand als auch hinsichtlich ihrer Eigenschaften voneinander unterscheiden. Es ist also ohne weiteres möglich, für den jeweils vorliegenden Fall eine der bekannten Schaltungen heranzuziehen, die nach Auf- wand und Eigenschaften am geeignetsten ist.The mode of operation of the arrangement described in FIG. 2 is as follows: It is assumed that the temperature-dependent resistor 12 is a thermistor, i. This means that it has a negative temperature coefficient and that the tap of the potentiometer 17, which can be adjusted by means of the rotary knob 10 , is set so that the base potential of transistor 15 is more negative than the base potential of transistor 16 . With increasing heating of the hotplate and thus of the sensor 12, the voltage drop between the base B of the transistor 15 and the base point A of the potentiometer becomes smaller and from the point in time at which the base potential of transistor 15 becomes lower than the base potential of transistor 16, it tilts the amplifier, d. That is, the transistor 15 that has been turned on so far is blocked, and transistor 16 leads almost abruptly raised collector current. The voltage drop across the collector resistor 20 of transistor 16, which is fed to the multivibrator circuit 7 as operating voltage, is practically zero before reaching the tipping point and from the tipping point has a value such that the multivibrator 7 suddenly begins to oscillate. Since relay 8 and collector current of a transistor can be blocked so clocked relay contact 2 the heating of the cooking plate 1. If the tap of the potentiometer 17 is set so that the pivot point is located just below the boiling point of a standing on the hotplate liquid, occurs after the initial heating with full heating current a pulsing of the heating current. The cycle ratio and thus the "continued cooking performance" can be varied by setting the circuit asymmetry. In the case shown in FIG. 2, this is achieved by setting the base resistances of the two multivibrator transistors, which can be influenced in opposite directions by the control button 9. The circuits shown for example in FIG. 2 for the multivibrator and for the arrangement for setting the response threshold can be replaced or improved by other circuits known per se. Multivibrator circuits and multivibrator circuits have long been part of the state of the art and are known in a wide variety of variations which differ from one another both in terms of the effort required and in terms of their properties. It is thus readily possible to refer to one of the known circuits for respectively the present case, the wall is up and properties is most suitable.

Es ist auch möglich, den Multivibrator als zwei sich gegenseitig ein- und ausschaltende Relais auszubilden, wobei eines der Relais den Heizstrom der Kochplatte schalten kann.It is also possible to use the multivibrator as two mutually and to form switching off relays, one of the relays supplying the heating current of the hotplate can switch.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for electric hotplates for parboiling with full heating current and automatic transition to a predetermined cooking power, with a temperature-dependent voltage being obtained using a temperature sensor, characterized in that the temperature-dependent voltage is fed to a circuit arrangement which, above a response threshold, acts as an astable multivibrator works and thereby causes a periodic switching on and off of the heating current of the hotplate, while the heating current of the hotplate remains switched on below the response threshold. 2. Device according to claim 1, characterized in that the response threshold is adjustable. 3. Device according to claim 2, characterized in that at least one locking voltage can be set against an operating voltage of the multivibrator for the purpose of setting the response threshold. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the duty cycle is adjustable, for. B. by adjusting the circuit asymmetry of the multivibrator. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the circuit arrangement contains at least one transistor and / or a four-layer. 6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the output stage of the circuit arrangement switches the heating current of the hotplate via a relay. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the voltage drop across part of a voltage divider containing a temperature-dependent resistor as a temperature sensor is fed to a transistorized trigger circuit with an adjustable breakpoint and that the voltage drop across the collector resistance of the transistor blocked below the breakpoint Toggle circuit is used as the operating voltage of an electrical multivibrator circuit, which controls a relay that switches the heating current of the hotplate on and off, and its circuit asymmetry. is adjustable for the purpose of setting the duty cycle. 8. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the output stage of the circuit arrangement as an electronic switch switches the heating current of the hotplate directly. 9. Device according to claim 8, characterized in that when the hotplate is operated with alternating current, the output stage of the circuit arrangement as an electronic switch switches only one half-wave of the mains voltage. 10. Device according to claim 8, characterized in that when the hotplate is operated with AC mains, the output stage of the circuit arrangement switches both half-waves of the mains voltage as an electronic switch. 11. Device according to claim 10, characterized in that the output stage of the circuit arrangement has at least one transistor and / or four layers as an electronic switch for each half-wave of the mains voltage. 1.

2. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the hotplate has at least two separately switchable heating coils. 13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the hotplate has at least two separately switchable heating coils. 14. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the multivibrator is designed as two mutually on and off relays. 15. Device according to claim 14, characterized in that one of the relays switches the heating current to the hotplate.