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Temperatur-Steuervorrichtung für elektrisch beheizte Öfen, insbesondere
Back- und Trockenöfen Die Erfindung betrifft eine Temperatur-Steuervorrichtung für
elektrisch beheizte Öfen, insbesondere Back- und Trockenöfen, mit mehreren über
Schaltschütze ein- und ausschaltbaren Heizwiderständen, von denen mindestens einer
über einen temperaturabhängigen Schalter automatisch betätigbar ist.
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Bekannt ist eine Steuervorrichtung für mehrere Stromkreise, z. B.
bei elektrischen Wärmeerzeugern, mittels welcher bei Erreichen oder überschreiten
einer bestimmten Temperatur selbsttätig sämtliche Stromkreise unterbrochen werden.
Die Steuereinrichtung ist so beschaffen, daß nur ein Stromkreis oder ein Teil der
Stromkreise selbsttätig wieder eingeschaltet wird. Die übrigen Stromkreise können
nur wieder eingeschaltet werden, indem eine in der Ausschaltstellung wirksam gewordene
Sperre von Hand entriegelt wird (deutsche Patentschrift 739 499).
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Bekannt ist ferner eine elektrisch beheizte Kochplatte mit insgesamt
drei Heizleitern. Zwei dieser Heizleiter sind zwecks Regelung der Heizleitung mittels
eines Handschalters parallel oder hintereinander schaltbar. Der dritte, als Zusatzheizung
vorgesehene Heizleiter ist mittels eines Thermostaten selbsttätig steuerbar (deutsche
Patentschrift 664 707).
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In beiden vorerwähnten Fällen ist zwar die Heizleistung in mehrere
Stufen unterteilt, es wird jedoch jeweils nur eine Teillast über einen Temperaturregler
automatisch gesteuert. Die übrige Heizleistung wird nicht selbsttätig, sondern ausschließlich
von Hand geregelt.
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Schließlich ist eine Heizkissenschaltung mit mehreren Stromkreisen
bekannt, bei welcher in den Zuleitungen zu dem einen Ende der Stromkreise je ein
Bimetallregler und in der gemeinsamen Zuleitung zu den anderen Enden der Stromkreise
ein weiterer Bimetallregler vorgesehen ist (deutsche Patentschrift 683 942). Die
verschiedenen Bimetallregler dienen nur als Schutz gegen unzulässige Erwärmungen,
wogegen die Einstellung unterschiedlicher Heizleistungen auch in diesem Fall mittel
eines von Hand betätigten Regelschalters bewirkt werden muß.
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Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, eine mehrstufige vollautomatische
Regelung der Heizleistung elektrischer Öfen bei einfachem Aufbau und zuverlässiger
Betriebsweise zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Parallelschaltung
zweier je einen temperaturabhängigen Schalter und je ein Schaltschütz zum Ein- und
Ausschalten je eines Heizwiderstandes aufweisender Steuerstromkreise und einen ebenfalls
einen temperaturabhängigen Schalter enthaltenden Hilfssteuerstromkreis im Nebenschluß
zum temperaturabhängigen Schalter eines der beiden unter sich parallelen Steuerstromkreise,
wobei der Hilfssteuerstromkreis mittels einer vom Schaltschütz des anderen Steuerstromkreises
betätigbaren Kontaktbrücke ein- und ausschaltbar ist.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der erwähnten Schaltmittel wird
eine vollautomatische Temperaturregelung bewirkt, bei der es im Gegensatz zu den
bekannten Schaltungen eines Eingreifens von Hand nicht bedarf. Da nunmehr das Aufheizen
des Ofens auf die gewünschte Solltemperatur und das Einhalten der Solltemperatur
vollkommen selbsttätig geschieht, wird eine viel raschere Anpassung der Heizung
an unterschiedliche Betriebszustände und somit ein gleichmäßigeres Back- oder Trockenergebnis
erzielt als bei einer handbetätigten Temperaturregelung. Die erfindungsgemäße Temperatur-Steuervorrichtung
erfordert nur einen geringen baulichen Aufwand, da die Schaltung aus einfachen,
handelsüblichen Bauelementen zusammengestellt werden kann, wodurch zugleich eine
-zuverlässige Funktion der Vorrichtung verbürgt ist.
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Dem aus der Zeichnung ersichtlichen Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist ein Temperaturregler mit drei temperaturabhängigen Schaltern K1, K2 und K3 zugrunde
gelegt. Es kann beliebig dem ersten, zweiten oder dritten Schalter die Solltemperatur
zugeordnet werden. Die Temperaturspanne von Schalter zu Schalter kann der zu beheizenden
Anlage und den jeweils zulässigen Temperaturschwankungen angepaßt werden. Die temperaturabhängigen
Schalter
des Temperaturreglers steuern Schaltschütze di und d2, über welche die Heizwiderstände
ein Drittel und zwei Drittel geschaltet werden.
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Ist z. B. dem zweiten temperaturabhängigen Schalter K2 die Solltemperatur
zugeordnet und ist die Temperaturdifferenz zwischen dem Öffnen der Schalter K1und
K2 auf beispielsweise 4° C und zwischen dem öffnen der Schalter K2 und K3 auf beispielsweise
2° C eingestellt, so ergibt sich beim Ausführungsbeispiel die Wirkungsweise wie
folgt: Angenommen sei, daß der Temperaturregler auf eine Solltemperatur von beispielsweise
250° C eingestellt ist. Nach Einschaltung der Steuerspannung, d. h. nach Schließung
des Schalters S, werden über die temperaturabhängigen Schalter K1 und K2 die Schaltschütze
d1 und d2 erregt, und dadurch werden durch Vermittlung der Schalter S' und S" sowohl
ein Drittel als auch zwei Drittel der Heizung, d. h. also die gesamte Heizung in
den Heizstromkreis eingeschaltet. Indem dies geschieht, bewirkt das Schaltschütz
d2 zugleich ein öffnen der Kontaktbrücke B. Die den Schaltschützen d1 und d2 zugeordneten
Heizwiderstände sind hier lediglich beispielsweise auf ein Drittel und zwei Drittel
der Heizleistung festgelegt; es könnte die Heizleistung aber auch nach anderen Bruchteilen
unterteilt sein.
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Indem beim Schließen des Schalters S zunächst beide Schaltschütze
dl und d2 erregt und dadurch sowohl der Eindrittel- als auch der Zweidrittel-Heizwiderstand
dem Heizstromkreis einbezogen werden, wird also volle Heizleistung eingeschaltet.
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Bei Erreichung einer Temperatur von 246° C, also 4° C vor der Solltemperatur
von 254° C, öffnet der Schalter K1, und demzufolge schaltet das Schütz d1 ein Drittel
Heizleistung ab, so daß also zwei Drittel Heizleistung noch eingeschaltet bleiben.
Steigt die Temperatur bis auf 250° C, d. h. bis auf die eingestellte Solltemperatur,
so öffnet der Schalter K2. Das Schaltschütz d2 schaltet nunmehr zwei Drittel Heizleistung
ab und schließt dabei zugleich die Kontaktbrücke B, wodurch jetzt das Schaltschütz
d1 über den Schalter K3 erregt und dadurch ein Drittel Heizleistung wieder eingeschaltet
wird.
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Steigt die Temperatur noch weiter an, so wird bei 252° C der Schalter
K3 öffnen und dadurch zur Folge haben, daß das Schütz d1 ein Drittel Heizleistung
abschaltet. Es wäre nunmehr die gesamte Heizleistung abgeschaltet.
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Bei fallender Temperatur (niedriger als 252° C) wird der Schalter
K3 sich wieder schließen und damit bewirken, daß das Schütz di wieder ein Drittel
Heizleistung einschaltet. Geht die Temperatur bis unter die Solltemperatur von 250°
C zurück, so schließt sich der Schalter K2, worauf das Schütz d2 nun zwei Drittel
Heizleistung wieder einschaltet. Indem dabei die Kontaktbrücke B des Schützes d2
sich wieder öffnet, wird zugleich ein Drittel Heizleistung abgeschaltet. Es bleiben
also zwei Drittel Heizleistung eingeschaltet< Steigt die Temperatur wieder an,
so wiederholt sich das Regelspiel, wie oben bereits beschrieben.
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Bei weiterem Fallen der Temperatur - um bei= spielsweise 4° C unter
Solltemperatur - wird der Schalter K1 sich wieder schließen. Sodann erhält das Schütz
dl wieder Spannung, so daß nun ein Drittel Heizleistung wieder hineingeschaltet
wird. Es ist jetzt wieder die volle Heizleistung (ein Drittel und zwei Drittel)
eingeschaltet.
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Erfindungsgemäß ist es also durch die Steuerschaltung und durch die
Anwendung eines Temperaturreglers mit drei temperaturabhängigen Schaltern ermöglicht,
mit nur zwei Schaltschützen eine vollautomatische dreistufige Regelung der Heizleistung
durchzuführen.
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Die Zuordnung der Solltemperatur zum Schalter K2 ermöglicht eine Temperaturregelung
in der Art, daß der Schalter K1 kurz vor Erreichung der Solltemperatur ein Drittel
Heizleistung ausschaltet, worauf, wenn die Solltemperatur erreicht wird, der Schalter
K2 zwei Drittel Heizleistung aus- und dabei zugleich ein Drittel Heizleistung wieder
einschaltet. Bei unzulässiger Übertemperatur öffnet K3 und schaltet ein Drittel
Heizleistung aus, so daß dann die gesamte Heizleistung ausgeschaltet ist.
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Durch wählweise Zuordnung der Solltemperatur zu irgendeinem der temperaturabhängigen
Schalter K1, K2 oder K3 kann beispielsweise für den Fall der Zuordnung der Solltemperatur
zu K1 mit einer Grundheizlast und zwei Regellasten gearbeitet werden oder, wenn
die Solltemperatur dem Schalter K3 zugeordnet werden sollte, mit zwei Anheizlasten
und einer Regellast.