DE1515042C - Temperaturgesteuerter Brotröster - Google Patents

Description

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Vergleichsstrahlers die Of en temperatur zu regeln. Element H mit derjenigen Wärmestrahlung beauf-Demgegenüber sieht die Erfindung keine Vergleichs- schlagt wird, die von der Oberfläche der Toastbrotmessungen vor, sondern es wird die ansteigende scheibe./! abgestrahlt wird, daß jedoch die von den Oberflächentemperatur des Brotes abgetastet und bei Heizelementen E abgestrahlte Wärme, solange sich Erreichen eines bestimmten Grenzwertes der Rost- 5 die Scheibe A in der Toastposition befindet, nicht auf Vorgang beendet. . das Element H fallen kann. Zweckmäßig ist am geGegenüber der bekannten Bimetall-Regelung ist bei schlossenen Ende des Tubus F ein Hohlspiegel G andern erfindungsgemäßen Brotröster die Betätigungs- gebracht, der die in den Tubus F eintretende Strahgröße im Regelvorgang nicht eine Zeit, sondern die lungsenergie auf das Fühlelement H fokussiert, unmittelbar von- der Brotscheibe abgegebene Wärme- io Im vorliegenden Beispiel ist das Fühlelement H ein strahlung. Dabei wird konsequent die Tatsache aus- Thermistor, d. h. ein Element, dessen elektrischer genutzt, daß die von der Oberfläche des Brotes abge- Widerstand sich mit der Temperatur ändert. Es ist mit strahlte Wärme nicht nur infolge einer Temperatur- Anschlußkontakten// an einen elektrischen Schalterhöhung der Brotoberfläche ansteigt, sondern auch kreis angeschlossen, der weiter unten noch im einzelinfolge der fortschreitenden Bräunung, und bei 15 nen erläutert wird.

Erreichen einer bestimmten Bräunung wird dann die In der Nähe des Fühlelementes H ist ein weiteres

Heizung unabhängig davon, wie lange der Röstvor- analoges Element/ vorgesehen, das auf die Umgang gedauert hat und wie hoch die Anfangstempera- gebungstemperatur, der auch das Element H ausgetur lag, abgeschaltet. setzt ist, anspricht. Dieses weitere Fühlelement / dient

Das Fühlelement kann ein Thermistor oder ein 20 zum Kompensieren der Ansprechcharakteristik des anderes wärmeempfindliches Widerstandselement Elementes H in Hinsicht auf Änderungen der Umsein, es kann aber auch beispielsweise ein Thermo- gebungstemperatur.

element verwendet werden. Einer der Vorteile der An Stelle von Thermistoren können auch Thermo-

Erfindung liegt darin, daß ein solches Element nur elemente oder andere Elemente, bei denen sich eine sehr klein zu sein braucht und deshalb eine vernach- 25 elektrische Eigenschaft in ausreichender Weise mit lässigbar geringe thermische Verzögerung besitzt. der Temperatur ändert, als Fühlelement H und / ver-Außerdem kann ein solches Element sehr leicht gegen wendet werden. Eine weitere Alternative für die EIedie direkte Strahlung von der Heizeinrichtung des ■ mente H und / besteht in der Verwendung von geGerätes abgeschirmt werden. bündelten Drahtspulen aus einem Material wie z. B.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin- 3° Nickel.

dung sind zwei einander ähnliche Fühlelemente vor- ' Die Fühlelemente H und / sind zwischen die Kiemgesehen, von denen das eine in der vorgenannten men 23 und 24 bzw. 22 und 23 des in F i g. 2 dar-Weise angeordnet ist, während das andere auf die gestellten Schaltkreises gelegt. Dieser Schaltkreis Umgebungstemperatur innerhalb des Gerätes an- spricht auf Änderungen, des Widerstandswertes der spricht und so geschaltet ist, daß.es den Einfluß der 35 Fühlelementen und/ an. Die Widerstandsänderung Umgebungstemperatur auf das erste Fühlelement des Fühlelementes H wird dabei durch die Widerkompensiert. Standsänderung des Fühlelementes / in solcher Weise

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in kompensiert, daß sich beim Erreichen eines vorbeder Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen stimmten Wertes der Oberflächentemperatur der näher erläutert. In der Zeichnung bedeutet 40 Toastbrotscheibe A ein Ausgangssignal zwischen den

Fig. 1 einen Teil eines elektrischen Brotrösters in Klemmen 25 und 26 ergibt, das zum Betätigen einer einer ersten Ausführungsform einer erfindungs- Steuereinrichtung, die ihrerseits den Toastvorgang begemäß aufgebauten Fühleinrichtung, endet, ausreicht. Die Steuereinrichtung kann ein

Fig. 2 das Schaltdiagramm eines zur Verwendung Schalter zum Abschalten des Speisestromes von den bei der Fühleinrichtung gemäß· Fig. 1 geeigneten 45 Heizelementen E sein, sie kann aber auch eine Relais-Schaltkreises, schaltspule oder ein Motor oder eine andere Einrich-

F i g. 3 schematisch eine weitere Ausführungsform tung sein, die den Toastvorgang beispielsweise durch einer erfindungsgemäßen Fühleinrichtung. Anheben des Tragarmes, d.h. durch Entfernen des

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Teil eines elektri- Toastbrotes aus der Toastkammer beendet, sehen Toasters ist eine Toastkammer gezeigt, die zwi- 50 Falls gewünscht, kann ein Verschlußstück an dem sehen zwei Seitenwänden C und einer Grundplatte B Tragarm D angebracht sein, das das andere Ende des gebildet ist. Vorzugsweise ist die innere Oberfläche Tubus F verschließt, sobald ein Toastvorgang beendet der Seitenwände C zur Erhöhung des Reflexionsver- ist. Dadurch wird das Element H nach dem Entfermögens poliert. Innerhalb der Toastkammer sind nen der Toastbrotscheibe A gegen den Einfall von elektrische Heizelemente E vorgesehen, und zwar 55 direkter Wärmestrahlung von den Heizelementen E derart, daß eine in die Toastkammer eingelegte aus abgeschirmt.

Scheibe A vom Toastbrot sich zwischen zwei Sätzen Der in Fig. 2 dargestellte, an sich bekannte Schalt-

von Heizelementen E befindet. Am unteren Ende der kreis enthält zwei Transistoren T₁ und T_?. Diese Tran-Toastkammer oberhalb der Grundplatte B befindet sistoren sind durch einen halbwellen-gleichgerichteten sich ein beweglicher Tragarm D, auf dem die 60 Speisestrom gespeist, der über die Diode Di aus einem Scheibe A mit ihrer Unterkante aufliegt. an die Klemmen 20 und 21 angelegten Wechselstrom

Von der einen Seitenwand C aus erstreckt sich das erzeugt wird. Die Emitterelektroden der Transistoren offene Ende eines rohrförmigen Tubus F, dessen an- T₁ und T% sind miteinander und mit dem einen Ende deres Ende geschlossen ist, in die Toastkammer hin- eines Widerstandes R„ verbunden. Das Element H ein. Innerhalb des Tubus F ist in der Nähe seines ge- 65 liegt zwischen den Klemmen 23 und 24, während das schlossenen Endes ein temperaturempfindliches Fühl- Element / zwischen den Klemmen 22 und 23 liegt, element H angeordnet. Die Anordnung des Tubus F . Die Widerstände A₂, i?₃ und /?₄ bilden die Kollektor- und des Elementes H ist dabei so getroffen, daß das belastung für den Transistor T_x und die Basisvorspan-

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nungskette für den Transistor T₂. Der Widerstand Ri ist, zugleich auch über das Glied Q der Arm N verliegt zwischen der Basis des Transistors Ti und der schwenkt, wobei sich eine entsprechende Verschwen-Klemme 23. kung K in die Betriebsstellung ergibt, und zwar gegen

Während des Toast vorganges steigt die Temperatur die Wirkung der Feder P.

der Oberfläche des Teastbrotes an. Demzufolge ver- 5 Durch die Verschwenkung des schwenkbaren mindert sich der Widerstand des Elementes H. Da- Schenkels des Bauteiles K gelangt in der Betriebsdurch verringert sich die Basis-Emitter-Spannung des stellung die Stirnfläche M sehr nahe an die Oberfläche Transistors Tj. Dies führt zu einer Verminderung des der in den Toaster eingelegten Toastbrotscheibe oder Kollektorstromes des Transistors T₁ mit der Folge, sogar zum direkten Kontakt mit dieser Scheibe, wähdaß die Basis-Emitter-Spannung des Transistors Ts, io rend ein ausreichender Zwischenraum zwischen der der normalerweise in Sperrichtung vorgespannt ist, Toastbrotscheibe und dem Bauteil K entsteht, wenn ansteigt. Dieser Anstieg wiederum führt zu einem An- das Brot in die Toastposition hineingeschoben oder stieg der Spannung über den Widerstand /?₅, wodurch aus der Toastposition wieder entfernt wird. In der die Kollektor-Emitter-Spannung und die Basis- Betriebsstellung wird die von der Oberfläche des Emitter-Spannung des Transistors Tj weiter zum Ab- 15 Toastbrotes abgestrahlte Wärme um die Ecke des fallen gebracht werden. Mithin wird sehr rasch und Teiles K herum (im Falle eines Rohres durch Repraktisch unmittelbar ein Endzustand erreicht, bei flexion an den Innenwandungen oder im Falle eines dem der Transistor Tj voll gesperrt ist, während der Stabes durch innere Totalreflexion) zum Element H Transistor T₂ voll leitet. Bei diesem Endzustand kann geleitet. Das Bauteil K wirkt somit analog wie der ein Relais oder eine andere Schalteinrichtung, die 20 TubusF gemäß Fig. 1 als Leiteinrichtung für die zwischen die Klemmen 25 und 26 gelegt ist, betätigt Wärmestrahlung, die von der Oberfläche des Toastwerden, wodurch der Toastvorgang zu einem Ende brotes abgegeben wird. Vorzugsweise ist die Leiteinkommt. richtung K gegen den Einfall der direkten Strahlung

Bei einem Anstieg der Umgebungstemperatur in- von den Heizelementen abgeschirmt, diese Schirme nerhalb des Toasters vermindert sich der Widerstand 25 sind jedoch ebenso wie die übrigen Teile des Toasters des Fühlelementes /. Dies führt zu einem Anstieg der zur Erhöhung der Übersichtlichkeit in F i g. 3 nicht Basis-Emitter-Spannung des Transistors Ti und damit mehr weiter dargestellt.

zu einem der Wirkung des Elementes H entgegen- Zusätzlich zum Element H kann noch an einer gegesetzt gerichteten Effekt. eigneten Stelle innerhalb des Toasters ein Kompen-

Die Anschlüsse des Elementes H und des Kompen- 30 sations-Fühlelement / angeordnet sein, wobei die EIesationselementes/im Schaltkreis nach Fig. 2 müssen mentei/ und / in den vorangehend an Hand von natürlich gegeneinander vertauscht werden, wenn das Fig. 2 beschriebenen Schaltkreis geschaltet sein Element H so beschaffen ist, daß sein Widerstands- können.

wert sich mit ansteigender Temperatur erhöht. In einer alternativen Anordnung kann das Wärme-

In Fig· 3 ist eine im Prinzip der Anordnung gemäß 35 lehrelement K auch um eine Achse, die in der Nähe Fig. 1 entsprechende Anordnung gezeigt, bei der des Endes, an dem das FühlelementH befestigt ist, jedoch der Tubus F durch einen Bauteil K in der senkrecht zu beiden Schenkeln verläuft, drehbar anForm eines L-förmigen Rohres oder Stabes aus wärme- geordnet sein. In diesem Falle liegt zweckmäßig der transparentem Material (z. B. Quarz) ersetzt ist. mit dem Fühlelement H versehene Schenkel des Leit-Dieser L-förmige Bauteil ist, wie in der Zeichnung 40 elementes K in der Betriebsposition vertikal, wobei schematisch angedeutet ist, in Bohrungen L innerhalb die Stirnfläche M dem Zentrum der Toastbrotder Gerätewandungen drehbar gelagert, und zwar scheibe A eng benachbart liegt bzw. diese Scheibe im derart, daß eine Drehung um die Achse des einen Zentrum berührt. Das Anheben des die Toastbrot-Schenkels des Teiles K möglich ist, wobei der andere scheibe tragenden Tragarmes D dient dabei zugleich Schenkel des Teiles K Schwenkbewegungen um diese 45 zum Abschwenken des Leitelementes K vom Brot. Achse ausführt. . Das temperaturempfindliche EIe- Eine derartige Anordnung besitzt den Vorteil, daß ment H ist an der Stirnseite des drehbaren Schenkels das Fühlelement H in der Nähe der Bodenplatte des des Teiles K angeordnet. Die zweite, dem schwenk- Toasters angeordnet werden kann und dadurch in entbaren Schenkel des Teiles K zugeordnete Stirnseite M sprechend geringerer Weise unter dem Einfluß der kann zwei Stellungen einnehmen. In der einen Stel- 50 von den Heizelementen E abgegebenen Wärme steht, lung, der Betriebsstellung, ist sie der von der Ober- Das Kompensationselement / kann irgendwo innerfläche des Toastbrotes abgegebenen Strahlung ausge- halb des Toasters an einer Stelle untergebracht sein, setzt (ausgezogene Linienführung), während sie in der bei der die Temperatur die für die Kompensation des zweiten Stellung (gestrichelte Linienführung) »außer Anstiegs der Umgebungstemperatur des Hauptfühl-Betrieb« ist. Mit dem Bauteil K ist ein Arm N ver- 55 elementes H richtige Anstiegsrate besitzt. Dies ist ein bundcn, der durch eine Feder P in der »Außer- Vorteil, weil eine korrekte Kompensation dadurch Betrieb-Stellung« gehalten wird. An dem Arm N . auch dann erzielt werden kann, wenn Aufbau und greift weiterhin noch ein Verbindungsglied β an, das Layout des Gerätes in irgendeiner Weise verändert mit dem Tragarm für die Toastbrotscheibe verbunden werden. Bei dem Beispiel gemäß F i g. 1 ist das Komist. Dadurch wird beim Herabdrücken des Tragarmes 6<j pensationselement / in direktem Kontakt mit der in die Position, die für den Toastvorgang erforderlich Außenseite des Tubus F angeordnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

ϊ 515 042 1 2 Strahlern ausgesetzt sind, und bei dem ein temperatur- Patentansprüche: empfindliches Fühlelement eine Schaltvorrichtung zur Beendigung des Heizvorganges betätigt.

1. Temperaturgesteuerter Brotröster, bei dem Bei den bekannten Brotröstern besteht das tempedie Brotscheiben in einem Heizraum der Strah- 5 raturempfindliche Fühlelement in der Regel aus einem lung von elektrisch betriebenen Heizstrahlern aus- Bimetallstreifen. Dieses Fühlelement wird im Anspregesetzt sind und bei dem ein temperaturempfind- chen auf die Temperatur des Brotrösters verformt und liches Fühlelement eine Schaltvorrichtung zur ist dabei so angeordnet, daß sich durch die Verfor-Beendigung des Heizvorganges betätigt, da- mung eine Beendigung des Toastvorganges auf einer durch gekennzeichnet, daß eine lang- io Zeit- und Temperaturbasis ergibt. Die Beendigung des gestreckte Strahlungsleiteinrichtung mit strah- Toastvorganges kann durch Ausschalten des Speiselungsreflektierenden Wandungen vorgesehen ist, stromes, durch Entfernen des Toastbrotes aus dem deren eines Ende mindestens während des Gerät oder in sonstiger Weise erfolgen. Bei einer be-Heizvorganges einem Oberflächenbereich der kannten Ausführungsform eines solchen Brotrösters Brotscheibe nahe anliegt, während an deren an- 15 wird durch einen besonderen Bimetall-Stufenschalter derem Ende das Fühlelement in Form eines die Brotscheibe zum Zwecke einer gleichmäßigeren Elementes geringer Wärmekapazität angeordnet Bräunung stufenweise angehoben (deutsche Auslegeist, das ein temperaturabhängiges elektrisches schrift 1 047 398).

Signal an die Schaltvorrichtung abgibt. Bei diesen bekannten Brotröstern stellt sich jedoch,

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 selbst wenn der Bimetallstreifen sehr nahe an der zeichnet, daß die Strahlungsleiteinrichtung, die die Oberfläche der Brotscheibe angeordnet ist, der Nachvon der Oberfläche der Brotscheibe abgestrahlte teil ein, daß der Bimetallstreifen in beträchtlichem Wärme auf das Fühlelement leitet, ein rohrförmi- Ausmaß von der Temperatur der Heizeinrichtung und ges Teil ist, innerhalb dessen sich das Fühlelement von der Umgebungstemperatur innerhalb des Brotbefindet, wobei die Anordnung von Leiteinrich- as rösters beeinflußt wird. Es läßt sich daher bei aufeintung und Fühlelement so getroffen ist, daß im anderfolgenden Toastvorgängen keine gleichmäßige Betriebszustand keine Wärmestrahlung unmittel- Bräunung erzielen, da die erste Toastung bei einer bar von der Heizeinrichtung des Gerätes aus auf niedrigeren Anfangstemperatur einsetzt als die nächst das Fühlelement auftreffen kann. folgenden Toastungen. Hinzu kommt, daß die Bräu-

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekenn- 30 nung des Toastes durch zahlreiche zusätzliche Einzeichnet, daß ein sphärischer Konkavspiegel in- flußgrößen falsch werden kann. Eine solche Einflußnerhalb der Strahlungsleiteinrichtung angeordnet größe ist beispielsweise der Feuchtigkeitsgehalt des ist, der die auftreffende Strahlungsenergie im Brotes, der Porenaufbau usw. Ein Bimetallstreifen wesentlichen in Axialrichtung längs der Leitein- muß im allgemeinen eine relativ große Fläche und richtung auf das Fühlelement fokussiert. 35 auch eine relativ große Masse besitzen. Er weist dem-

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zufolge eine relativ hohe thermische Verzögerung auf, zeichnet, daß die Strahlungsleiteinrichtung, die die ihrerseits wieder eine zusätzliche Ungenauigkeit die von der Oberfläche abgestrahlte Wärme auf in die Steuerung des Toastvorganges einführt.

das Fühlelement leitet, ein L-förmig gebogener Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Leitstab ist, von dem eine Stirnfläche im Betriebs- 40 einem Brotröster der eingangs beschriebenen Art die zustand auf die besagte Oberfläche gerichtet ist, Temperatursteuerung so zu verbessern, daß das Röstwährend an der anderen Stirnfläche das Fühlele- ergebnis von den vorstehend dargelegten sekundären ment angeordnet ist, wobei die Wärmestrahlung Einflußgrößen unabhängig wird und eine gleichmäßige durch Reflexion längs der Leiteinrichtung über- Bräunung der Brotscheibe gewährleistet ist.
tragen wird. - 45 Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekenn- dadurch gelöst, daß eine langgestreckte Strahlungszeichnet, daß eine Schwenkeinrichtung für die leiteinrichtung mit Strahlungsreflektierenden Wandun-Strahlungsleiteinrichtung vorgesehen ist, durch die gen vorgesehen ist, deren eines Ende mindestens der Abstand der-vom Fühlelement abgelegenen Vährend des Heizvorganges einem Oberflächenbereich Stirnfläche der Leiteinrichtung von der besagten 50 der Brotscheibe naheliegt, während an deren anderem Oberfläche veränderbar ist. ' Ende das Fühlelement in Form eines Elementes ge-

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ringer Wärmekapazität angeordnet ist, das ein temzeichnet, daß das Fühlelement an einen Transi- peraturabhängiges elektrisches Signal an die Schaltstorverstärker angeschlossen ist, der im Anspre- vorrichtung abgibt. Vorzugsweise besteht dabei die chen auf Änderungen einer elektrischen Eigen- 55 Strahlungsleiteinrichtung, die die von der Oberfläche schaft des Fühlelementes mit der Temperatur ein der Brotscheibe abgestrahlte Wärme auf das Fühl-Signal zum Steuern des Heiz- oder Kochvorganges element leitet, aus einem rohrförmigen Teil, innerhalb abgibt. dessen sich das Fühlelement befindet, wobei die Anord-

7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekenn- nung von Leiteinrichtung und Fühlelement so getrofzeichnet, daß der Transistorverstärker eine posi- 60 fen ist, daß im Betriebszustand keine Wärmestrahlung tive Rückkopplung enthält. unmittelbar von der Heizeinrichtung des Gerätes aus

auf das Fühlelement auftreffen kann. Rohrförmige

Leiteinrichtungen für die auf die Oberfläche eines

Fühlorgans von geringer Wärmekapazität auftreffen-65 den Wärmestrahlungen sind an sich bekannt (schwei-

Die Erfindung betrifft einen temperaturgesteuerten zerische Patentschrift 307 367), jedoch dient die beBrotröster, bei dem die Brotscheiben in einem Heiz- kannte Anordnung zur Messung der Oberflächentemraum der Strahlung von elektrisch betriebenen Heiz- peratur in einem Ofen, um mit Hilfe eines