DE1161366B

DE1161366B - Schaltung fuer elektrische Waermegeraete

Info

Publication number: DE1161366B
Application number: DES61629A
Authority: DE
Inventors: Dr Rer Nat Julius Sohns
Original assignee: Siemens Elektrogaerate GmbH
Current assignee: SEG Hausgeraete GmbH
Priority date: 1959-02-04
Filing date: 1959-02-04
Publication date: 1964-01-16

Description

Schaltung für elektrische Wärmegeräte Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung für elektrische Wärmegeräte, z. B. elektrische Kochplatten, bei denen die Heizleistung durch ein Zweiwicklungsrelais gesteuert wird, in dessen einem Wicklungszweig als Temperaturfühler ein mit dem Kochgut bzw. der Kochplatte in Wärmekontakt stehender temperaturabhängiger Widerstand und in dessen anderem Wicklungszweig ein die Solltemperatur bestimmender Einstellwiderstand angeordnet ist.
Die bekannten Schaltungen mit einer derartigen Aufbauform arbeiten mit einer reinen Temperaturregelung, die z. B. im Kochbereich Nachteile hat, weil sich die Temperatur selbsttätig durch das Kochen des Gutes einstellt und damit die Temperaturregelung unwirksam macht. Die zugeführte Heizleistung ist bei dieser bekannten Schaltungsart demzufolge nicht dem Heizleistungsbedarf angepaßt.
Zur Steuerung der Heizleistung für elektrische Kochplatten ist es ferner bekannt, mit voller Heizleistung anzukochen und dann selbsttätig auf eine vorbestimmten Kochleistung überzugehen, wobei sich die zugeführte Heizleistung als zeitlicher Mittelwert einer impulsförmig geschalteten Heizleistung ergibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung für elektrische Wärmegeräte anzugeben, bei der unter Vermeidung aufwendiger Steuermittel, wie z. B. Brückenschaltungen u. dgl., sowohl eine reine Temperaturregelung als auch eine Temperaturregelung mit getakteter Leistungszuführung möglich ist.
Die Schaltung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch Steuerelemente, durch die der Widerstandswert bei Erreichen der eingestellten Solltemperatur in einem der Wicklungszweige periodisch so verändert wird, daß das Relais im Takt dieser Widerstandsänderung zur Erzielung einer impulsförmig geschalteten Heizleistung betätigt wird.
Vorteilhaft ist es, die Widerstandsänderung durch periodisches Kurzschließen eines Festwiderstandes, z. B. durch einen Bimetallimpulsgeber vorzunehmen. An Stelle eines kurzschließbaren Festwiderstandes kann auch ein temperaturabhängiger Widerstand eingesetzt werden, der rein zeitabhängig oder aber auch zugleich mit der Heizwicklung des Wärmegerätes aufgeheizt wird.
Zur Kompensation des Einflusses der schwankenden Raumtemperatur kann ein zusätzlicher temperaturabhängiger Widerstand vorgesehen werden, dessen Widerstandswert nur von der Raumtemperatur abhängig ist.
An Hand der Zeichnung seien Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert. Das Relais 1 in F i g. 1 hat zwei gegensinnig wirkende Wicklungen, von denen die eine über einen als Temperaturfühler dienenden und in Wärmekontakt mit dem Kochgut stehenden temperaturabhängigen Widerstand 2 und die andere über einen einstellbaren Widerstand 3 und einen Festwiderstand 4 an den Punkten 5 und 6 an eine Spannungsquelle angeschlossen ist, welche sowohl eine Gleichspannungsquelle als auch eine Wechselspannungsquelle sein kann. Der Relaiskontakt 7 legt die Heizwicklung 8 der Kochplatte 9 an die an den Klemmen 10 und 11 angeschlossene Netzspannung, solange die Felder der beiden Relaiswicklungen ungleich groß sind und ihre Differenz einen betimmten Wert überschreitet. Der Widerstand 4 an dem einen Wicklungszweig wird durch einen Impulsgeber periodisch kurzgeschlossen, der aus dem Bimetallstreifen 12, dem Kontaktarm 13 und der Heizwicklung 14 besteht und der über den einstellbaren Widerstand 15 an die mit den Klemmen 16 und 17 verbundene Spannungsquelle angeschlossen ist.
Die Wirkungsweise der in der F i g. 1 dargestellten Schaltung ist die folgende: Der einstellbare Widerstand 3 wird so eingestellt, daß ungefähr bei der Siedetemperatur des Kochgutes die Felder der beiden Relaiswicklungen gleich groß und entgegengerichtet sind. Beim Aufheizen ist demnach der Relaiskontakt 7 dauernd geschlossen, und die Kochplatte 9 wird mit voller Heizleistung beaufschlagt. Solange die erreichte Temperatur noch wesentlich unter der Kochtemperatur liegt, ändert das periodische Kurzschließen des Widerstandes 4 durch den Bimetall-Impulsgeber 12,13,14 nichts. Sobald jedoch das Gleichgewicht der Felder in den beiden Relaiswicklungszweigen ungefähr erreicht ist, bewirkt das periodische Kurzschließen des Widerstandes 4 ein periodisches Öffnen und Schließen des Relaiskontaktes 7. Nach dem Aufheizvorgang mit voller Heizleistung geht demnach die Heizleistung der Wicklung 8 der Kochplatte 9 auf eine impulsmäßig geschaltete Leistung über, deren zeitlicher Mittelwert vom Verhältnis der Einschaltzeit zur Ausschaltzeit abhängig ist. Dieses Verhältnis (Tastverhältnis) läßt sich durch den regelbaren Widerstand 15 in weiten Grenzen einstellen. Durch geeignete Einstellung des Widerstandes 15 kann demnach festgelegt werden, ob das Kochgut nach Erreichen der Kochtemperatur mit kleiner, mittlerer oder großer Heizleistung weiterkochen soll. Die Einstellung des Tastverhältnisses des Impulsgebers durch den regelbaren Widerstand 15 kann in an sich bekannter Weise auch durch mechanische Verstellung des Kontaktabstandes u. dgl. des Impulsgebers bewirkt werden.
Die F i g. 2, in der gleiche Teile wie in F i g. 1 mit den gleichen Bezeichnungen versehen sind. zeigt eine Abänderung in der Weise, daß die Heizwicklung 14 des Bimetall-Impulsgebers über den Relaiskontakt 7 von der an den Klemmen 10 und 11 angelegten Netzspannung gespeist ist. Diese Schaltung weist den Vorteil auf, daß der Kontaktarm 13 des Impulsgebers nur noch die Kurzschlußleistung des Widerstandes 4 zu schalten braucht und nicht mehr wie in F i g. 1 auch die Heizleistung der Heizwicklung 14 des Bimetall-Impulsgebers. Es ist daher möglich, hier mit einfachen und billigen Kontakten auszukommen.
Bei einer Ausführungsform nach F i g. 3, in der ebenfalls gleiche Teile wie in F i g. 1 mit gleichen Bezeichnungen versehen sind, ist der Widerstand 4 in dem einen Relaiswicklungszweig als temperaturabhängiger Widerstand ausgebildet und durch eine Heizwicklung 20 fremdbeheizt. Diese Heizwicklung 20 wird ebenfalls über den Relaiskontakt 7 von der an den Klemmen 10 und 11 angelegten Netzspannung gespeist. Bei dieser Schaltung erfolgt die Widerstandsänderung in dem einen Erregerkreis des Relais 1 ohne bewegliche Kontakte.
In jedem der Schaltungsbeispiele nach F i g. 1, 2 und 3 ist außerdem ein Schalter vorgesehen, durch dessen Betätigung auf reine Temperaturregelung übergegangen werden kann. In F i g. 1 ist dies der Schaltarm 21, der durch Schließen des Kontaktes 22 die Schaltung in der oben beschriebenen Weise arbeiten läßt, während bei Umlegen des Schaltarmes 21 auf Kontakt 23 das Arbeiten des Impulsgebers ausgeschaltet ist und die Schaltung als reine Temperaturregelung, also nur in Abhängigkeit des Widerstandes 2, arbeitet. Der entsprechende Schalter in F i g. 2 besitzt den Schaltarm 24, der mit dem Kontakt 25 zusammenarbeitet. Der Schaltarm 26 in F i g. 3 arbeitet mit dem Kontakt 27 zusammen.
Die Betätigung dieser Kontakte kann vorteilhaft mit der Betätigung der Regelwiderstände 3 und 15 konstruktiv-baulich so vereinigt werden, daß sich .eine verständliche und sinngemäße Bedienungsweise ergibt. Der Bedienungsknopf kann z. B. drei Einstellbereiche haben, wobei im untersten (Wärmen) eine Temperaturregelung unterhalb der Kochtemperatur und im obersten (Braten) eine Temperaturregelung oberhalb der Kochtemperatur durch Betätigung der einstellbaren Widerstände 3 bei gleichzeitigem Schließen der Kontakte 22, 25 und 26 erfolgt, während im mittleren Einstellbereich die Kochleistung nach Erreichung der Kochtemperatur durch Verstellung des Regelwiderstandes 15 eingestellt wird.
Der Einfuß der unterschiedlichen Raumtemperatur läßt sich durch einen zusätzlichen in Serie zum Widerstand 3 liegenden, nur von der Raumtemperatur beeinflußten temperaturabhängigen Widerstand kompensieren, was insbesondere bei der Schaltung nach Fig. 3 vorteilhaft ist. Dieser zusätzliche Widerstand darf nur im Bereich »Kochen« wirksam sein.
Bei den in F i g. 2 und 3 dargestellten Schaltungen läßt sich die Steuerung der Heizwicklungen 14 und 20 so ausführen, daß sie bei eingeschalteter Kochplatte abgeschaltet sind, und umgekehrt.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltung für elektrische Wärmegeräte, z. B. elektrische Kochplatten, bei denen die Heizleistung durch ein Zweiwicklungsrelais gesteuert wird, in dessen einem Wicklungszweig als Temperaturfühler ein mit dem Kochgut bzw. der Kochplatte in Wärmekontakt stehender temperaturabhängiger Widerstand und in dessen anderem Wicklungszweig ein die Solltemperatur bestimmender Einstellwiderstand angeordnet ist, g e -k e n n z e i c h n e t d u r c h Steuerelemente, durch die der Widerstandswert bei Erreichen der eingestellten Solltemperatur in einem der Wicklungszweige periodisch so verändert wird, daß das Relais im Takte dieser Widerstandsänderung zur Erzielung einer impulsförmig geschalteten Heizleistung betätigt wird.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die periodische Widerstandsänderung durch periodisches Kurzschließen eines Widerstandes, z. B. durch einen Bimetall-Impulsgeber, erfolgt.
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß in einem der Zweige ein zusätzlicher, fremdbeheizter temperaturabhängiger Widerstand liegt, dessen Heizwicklung zugleich mit der Heizung des Wärmegerätes geschaltet wird.
4. Schaltung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher temperaturabhängiger Widerstand vorgesehen ist, dessen Widerstand nur von der Raumtemperatur abhängig ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 623 503; USA.-Patentschrift Nr. 2 552 480.