DE1256814B

DE1256814B - Energieregler fuer elektrische Waermegeraete

Info

Publication number: DE1256814B
Application number: DES67117A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Martin Benkert; Dipl-Ing Hermann Gerds; Paul-Alexander De Thouzellier
Original assignee: Siemens Elektrogaerate GmbH
Current assignee: SEG Hausgeraete GmbH
Priority date: 1960-02-16
Filing date: 1960-02-16
Publication date: 1967-12-21
Also published as: DE1285075B

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H05b

Deutsche KL: 21h-13/13

Nummer: 1256 814

Aktenzeichen: S 67117 VIII d/21h

Anmeldetag: 16. Februar 1960

Auslegetag: 21. Dezember 1967

Zur Einstellung der Energiezufuhr bei elektrischen Wärmegeräten sind sogenannte Energieregler bekannt, die auch Leistungstakter oder Simmerstaten genannt werden. Dabei wird die zugeführte Energie impulsweise mit Hilfe mechanischer Kontakte geschaltet, und eine stetige Einstellung des Mittelwertes der zugeführten Energie ist durch Beeinflussung des Ein- zu Ausschaltverhältnisses möglich.

Diese bekannten Energieregler weisen den Nachteil auf, daß sie mit dauernd arbeitenden mechanischen Kontakten für die starken Heizströme arbeiten, was Anlaß zu Funkstörungen geben kann und die Gefahr des Verschweißens der Kontakte mit sich bringt.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Energieregler für elektrische Wärmegeräte und stellt eine Anwendung von Stoffen (Kaltleiter) dar, deren elektrischer Widerstandswert in einem bestimmten, von ihrer Zusammensetzung abhängigen Temperaturbereich mit steigender Temperatur sehr stark, nahezu sprunghaft zunimmt, z. B. etwa um eine Zehner-Potenz bei etwa 20° Temperaturanstieg in einem bestimmten Temperaturbereich. Dies wird durch F i g. 1 erläutert, welche die beispielsweise Abhängigkeit des Widerstandswertes Ω eines Kaltleiters von der Temperatur t darstellt.

Die Erfindung besteht darin, daß ein Kaltleiter in Reihe zu einer ihn aufheizenden Heizwicklung liegt. In weiterer Durchbildung der Erfindung kann die Heizwicklung mit Anzapfungen versehen sein.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung liegt mit der Heizwicklung des Kaltleiters ein veränderbarer Vorwiderstand in Reihe. Der Energieregler gemäß der Erfindung ergibt ein periodisches Schwanken des Stromes, ohne daß zu dieser Taktung des Stromes mechanische Kontakte angewandt werden. Die Erfindung macht von einem Kaltleiter Gebrauch, wobei die bei den bekannten Energiereglern vorhandenen Kontakte einerseits, die Elemente zur Erzielung einer sprunghaften Schaltbewegung andererseits und darüber hinaus der die Kontakte und die Sprungelemente antreibende Bimetallstreifen durch ein einziges Bauelement ersetzt sind. Die erfindungsgemäße Lehre kann aus dem Stand der Technik nicht abgeleitet werden.

Außer der Vermeidung der genannten, mit den mechanischen Kontakten verbundenen Nachteile der bekannten Energieregler weist der Energieregler nach der Erfindung andere beträchtliche Vorteile auf. Er kann als kontaktlose Schalteinrichtung mit Vorteil dazu verwendet werden, um die verhältnismäßig starken Heizströme von Kochplatten eines Elektroherdes fernzuschalten. Weiter ist es möglich, mit Hilfe

Energieregler für elektrische Wärmegeräte

Anmelder:

Siemens-Electrogeräte

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,

Berlin und München,

München 2, Oskar-von-Miller-Ring 18

Als Erfinder benannt:
Dipl.-Ing. Martin Benkert,
Dipl.-Ing. Hermann Gerds,
Paul-Alexander de Thouzellier, Traunreut

so des erfindungsgemäßen Energiereglers beim Betrieb elektrischer Kochplatten ein Anwärmen des Kochgutes mit voller Leistung und einen selbsttätigen Übergang auf eine vorbestimmte Kochleistung im richtigen Zeitpunkt zu erzielen.

In der Zeichnung sind Schaltbeispiele dargestellt, welche die Erfindung erläutern, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt ist. Dabei sind gleiche Teile in den Figuren der Zeichnung mit gleichen Bezugszeichen versehen, und zwar bedeuten A und B Klem- men zum Anschluß der Netzspannung, 1 den Heizwiderstand des Wärmegerätes, 2 den nicht in Wärmekontakt mit dem Wärmegerät stehenden Kaltleiter, 3 die Heizwicklung des Kaltleiters, 4 den einstellbaren Widerstand zur Einstellung der Heizwirkung auf den Kaltleiter und 5 den Stufenschalter zur Einstellung der Heizwirkung der Heizwicklung 3 auf den Kaltleiter 2.

In F i g. 2 ist die Heizwicklung 3 mit dem Stufenschalter 5 und mit dem Kaltleiter 2 in Serie geschaltet. Die Wirkungsweise des in F i g. 2 dargestellten Energiereglers ist die folgende: Beim Einschalten, d. h. beim Anlegen der Netzspannung an die Klemmen A und B ist der Kaltleiter 2 zunächst niederohmig, so daß ein kräftiger Heizstrom durch die Heizwicklung 1 des Wärmegerätes fließt. Durch die Heizwicklung 3, deren Heizwirkung auf den Kaltleiter 2 mittels des Stufenschalters 5 veränderbar ist. wird der Kaltleiter 2 erwärmt, so daß er nach Überschreiten einer bestimmten Temperatur fast sprungartig sehr hochohmig wird, wodurch sich der durch die Heizwicklung 1 des Wärmegerätes fließende Heizstrom und auch der Strom durch die Eigenheizwick-

709 709/385

Claims

lung 3 des Kaltleiters 2 stark vermindert. Infolge der unvermeidlichen thermischen Trägheit des Kaltleiters 2 vergeht nun eine gewisse Zeit, bis der Kaltleiter 2 sich so weit abgekühlt hat, daß sowohl durch die Heizwicklung 1 des Wärmegerätes als auch durch die Eigenheizwicklung 3 des Kaltleiters 2 wieder ein stärkerer Strom fließt. Der Strom durch die Heizwicklung 3 schwankt also impulsförmig zwischen verhältnismäßig großen und verhältnismäßig kleinen Werten. Durch den Stufenschalter 5 läßt sich die Heizwirkung der Heizwicklung 3 auf den Kaltleiter 2 verschieden stark einstellen. Mittels des Stufenschalters 5 ist also eine Einstellung des Mittelwertes der dem Heizwiderstand 1 des Wärmegerätes zugeführten Energie möglich. Wenn diese Einstellung stufenlos erfolgen soll, so ist an Stelle des Stufenschalters 5 die Verwendung eines kontinuierlich einstellbaren, der Heizwicklung 3 vorgeschalteten Widerstandes möglich. Wie F i g. 2 erkennen läßt, arbeitet der Kaltleiter mit seiner Heizwicklung in diesem Fall wie ein sogenannter Impulsregler, mit dem besonderen Vorteil, daß das impulsförmige Ein- und Ausschalten des Heizstromes nicht mittels mechanischer Kontakte erfolgt. Die Serienschaltung nach F i g. 2 läßt sich in verschiedener Weise ausführen. So zeigt z.B. Fig. 3 eine Abart von F i g. 2, bei der die Heizwicklung 3 und der einstellbare Widerstand 4 parallel zum Heizwiderstand 1 des Wärmegerätes liegen, wobei sowohl der Strom durch die Heizwicklung 1 des Wärmegerätes als auch durch die Heizwicklung 3 des Kaltleiters über den Kaltleiter 2 fließen. In Fig.4 sind Kaltleiter2, Heizwicklung3 und einstellbarer Widerstand 4 für sich in Serie und als Ganzes parallel zum Heizwiderstand 1 des Wärmegerätes gelegt, während in F i g. 5 die Serienschaltung von Kaltleiter 2, Heizwicklung 3 und einstellbarem Widerstand 4 parallel zu einem Teil der Heizwicklung 1 des Wärmegerätes liegen. Die in Fig. 4 gezeigte Schaltungsanordnung stellt ein Ausführungsbeispiel dar, in dem der Kaltleiter 2 über seine Heizwicklung 3 parallel zu den Anschlußklemmen der Speisespannung liegt. Die Steuerwirkung des erfindungsgemäßen Reglers wird durch den inneren Widerstand der speisenden Spannungsquelle ermöglicht. Ein solcher Fall liegt vor, wenn die Speisespannung z.B. von einem kurzscnlußsicheren Transformator bereitgestellt wird. Eine für viele Fälle besonders wertvolle Anwendung des erfindungsgemäßen Energiereglers zeigt F i g. 6, bei der die Heizwicklung 1 des Wärmegerätes über den zusätzlichen, in Wärmekontakt mit dem Wärmegerät stehenden Kaltleiter 6 an die Klemmen A und B angeschlossen ist. Zu dem in Wärmekontakt mit dem Wärmegerät stehenden Kaltleiter 6 ist die Reihenschaltung des Kaltleiters 2, der nicht in Wärmekontakt mit dem Wärmegerät steht, der Heizwicklung 3 für den Kaltleiter 2 und des einstellbaren Vorwiderstandes 4 zur Einstellung der Heizwirkung der Heizwicklung 3 auf den Kaltleiter 2 parallel geschaltet. Diese Einrichtung wirkt so, daß der aus dem Kaltleiter 2, der Heizwicklung 3 und dem einstellbaren Vorwiderstand 4 gebildete Energieregler nach dem Anlegen der Netzspannung an die Klemmen A und B durch den zunächst kalten und daher niederohmigen Kaltleiter 6 kurzgeschlossen ist. Es fließt ίο also zunächst ein kontinuierlicher starker Heizstrom durch die Heizwicklung 1 des Wärmegerätes. Sobald eine bestimmte Temperatur im Wärmegerät erreicht ist, wird der Kaltleiter 6 hochohmig, und der Energie^ regler 2,3,4 beginnt zu arbeiten. An Stelle des zunächst kontinuierlich fließenden starken Heizstromes durch die Heizwicklung 1 erfolgt eine Taktung, d. h., der Strom durch die Heizwicklung 1 schwankt entsprechend der Taktung des Energiereglers 2,3,4 zwischen verhältnismäßig starken und schwachen Wer- ao ten. Durch Einstellung des Vorwiderstandes 4 kann das Verhältnis der Zeiten starker Heizströme zu den Zeiten schwacher Heizströme und damit die mittlere zugeführte Energie eingestellt werden. Bei geeigneter Wahl des Kaltleiters 6 ergibt die in F i g. 6 dargestellte Schaltung unter anderem die Möglichkeit, mit einer Kochplatte eine Anwärmung mit vollem Heizstrom und einen selbsttätigen Übergang auf eine vorbestimmte, am Widerstand 4 eingestellte Kochleistung im richtigen Zeitpunkt zu erzielen. Patentansprüche:

1. Energieregler für elektrische Wärmegeräte, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kaltleiter in Reihe zu einer ihn aufheizenden Heizwicklung liegt.

2. Energieregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwicklung (3) mit Anzapfungen versehen ist.

3. Energieregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Heizwicklung (3) des Kaltleiters (2) ein veränderbarer Vorwiderstand (4) in Reihe liegt.

4. Energieregler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter (2) mit seiner Heizwicklung (3) parallel, zumindest zu einem Teil des Wärmegerätes (1) liegt.

5. Energieregler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltleiter (2) mit seiner Heizwicklung (3) parallel zu einem im Stromkreis des Wärmegerätes liegenden weiteren Kaltleiter (6) liegt.

6. Energieregler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Kaltleiter (6) in Wärmekontakt mit dem Wärmegerät (1) steht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 305 845.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen