DE1615275B2

DE1615275B2 - Schaltungsanordnung zum regeln der temperatur eines herdes

Info

Publication number: DE1615275B2
Application number: DE1967G0050191
Authority: DE
Inventors: Stanley Baker Louisville Ky. Welch (V .StA.)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1966-05-26
Filing date: 1967-05-26
Publication date: 1977-06-08
Also published as: US3428785A; CH494427A; NL6706490A; DK122100B; SE366191B; GB1178417A; DE1615275A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Regeln der Temperatur eines Herdes mit Hitzereinigung mit einem Relais, dessen Kontakte in einem eine Heizvorrichtung enthaltenden Schaltkreis und dessen Betätigungsglied für die Kontakte zusammen mit einem steuerbaren Schalter in einem anderen Schaltkreis angeordnet sind.

Eine derartige Schaltungsanordnung ist aus dem »Silicon Controlled Rectifier Manual«, 2. Auflage, 1961, der General Electric Company, Seiten 117 und 118, bekannt. Diese Schaltungsanordnung arbeitet jedoch nur auf einem einzigen Temperaturbereich, der bis 300° C reicht.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine einfache Halbleiter-Schaltungsanordnung zu schaffen, die sowohl bei einem normalen Kochvorgang eines Herdes als auch bei einer wahlweisen Hitzereinigung die eingestellte Temperatur regelt.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Betätigungsglied mit einer Reihenschaltung von Widerständen mit einem temperaturabhängigen Widerstand und einem Umschalter in Reihe geschaltet ist, der entweder einen aus Widerständen bestehenden Schaltkreis für den normalen Kochvorgang oder einen Nebenschlußkreis für einen Hitzereinigungsvorgang in den Stromkreis schaltet, und die Reihenschaltung mit einem aktiven Schaltelement verbunden ist, dessen Leitfähigkeitszustand durch den Stromfluß in der Reihenschaltung gesteuert ist, und ferner ist ein steuerbarer Schalter durch das aktive Schaltelement gesteuert.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt der temperaturabhängige Widerstand einen positiven Temperatur-Koeffizienten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Schaltungsanordnung einfach aufgebaut ist und nur vier Halbleiterelemente erfordert. Dabei werden die Umgebungseinflüsse auf den temperaturabhängigen Widerstand gemäß der Erfindung ausgenutzt, um die Herdtemperatur hystereseartig nahe der gewünschten Temperatur zu halten, ohne daß die Heizvorrichtung schnell ein- und ausgeschaltet wird. Dadurch haben das Relais und insbesondere seine Kontaktstücke eine wesentlich längere Lebensdauer. Vorteilhafterweise kann der einen positiven Temperatur-Koeffizienten aufweisende Widerstand mit einem Widerstand mit negativem Temperatur-Koeffizienten zusammengeschaltet werden, wodurch ein Überschwingen der Temperatur bei der Hitzereinigung und somit überhöhte Temperaturen vermieden werden können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel,

F i g. 2 ist eine graphische Darstellung und zeigt den Verlauf von Spannungen in dem Ausführungsbeispiel nach der F i g. 1 in Abhängigkeit von der Temperatur,

F i g. 3 ist eine graphische Darstellung und zeigt den Verlauf der Herdtemperatur in Abhängigkeit von der Zeit unter dem Einfluß eines Nebenschlußkreises in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1,

F i g. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel.

In F i g. 1 ist eine Schaltungsanordnung gezeigt, mit der wahlweise die Kontakte 10 eines Hitzdrahtrelais 11 geschlossen werden, damit die von einer Spannungsquelle 36 einer Heizvorrichtung 12, z. B. elektrischen Herd, zugeführte Spannung gesteuert wird. Das Relais 11 enthält ein Betätigungsglied 13 mit geringem Widerstand, das bei kontinuierlicher Erregung ein Verbleiben der Kontakte 10 in ihrer geschlossenen oder leitenden Stellung bewirkt. Wenn das Betätigungsglied 13 nicht erregt ist, dann befinden sich die Kontakte 10 des Relais 11 in ihrer offenen oder nichtleitenden

Normalstellung. Das Betätigungsglied 13 ist zwischen das eine (in der Figur obere) Ende der Sekundärwicklung 14 eines Transformators 15 und die Anode eines Thyristors 16 geschaltet, dessen Kathode direkt mit dem anderen (in der Figur unteren) Ende der Sekundärwicklung 14 verbunden ist. Der Steuerkreis des Thyristors 16 enthält eine Doppelbasisdiode (Unijunction-Transistor) 17 mit zwei Basiselektroden 18 und 19 und einer Emitterelektrode 20. An die eine Basiselektrode 18 ist über einen Widerstand 37 die Kathode einer Diode 21 angeschlossen, deren Anode mit der Verbindungsstelle zwischen dem Betätigungsglied 13 und der Anode des Thyristors 16 verbunden ist. Die andere Basiselektrode der Doppelbasisdiode 17 ist sowohl mit der Steuerelektrode des Thyristors 16 als auch mit dem einen Ende eines Widerstandes 22 verbunden, dessen anderes Ende an das untere Ende der Sekundärwicklung 14 angeschlossen ist.

Die Leitfähigkeit der Doppelbasisdiode 17 und des Thyristors 16 ist durch einen Spannungsteiler gesteuert, der einen temperaturabhängigen Widerstand 23 mit positivem Temperatur-Koeffizienten enthält. Es sei hier beispielsweise angenommen, daß der Widerstand 23 von den Temperaturen im elektrischen Herd abhängig ist. Während normaler Kochperioden ist der Widerstand 23 an einem Ende mit der Kathode der Diode 21 und am anderen Ende über einen Schalter 42 mit einem Einstellwiderstand verbunden. Der Einstellwiderstand

24 ist mit einem geeignet geeichten (nicht gezeigten) Stellglied gekoppelt und dient dazu, die aufrechtzuerhaltende Herdtemperatur einzustellen. Das freie Ende des Widerstandes 24 ist mit einem Abgleichwiderstand

25 und dieser weiterhin mit dem unteren Ende der Sekundärwicklung 14 verbunden. Zwischen der Emitterelektrode 20, der Doppelbasisdiode 17 und der Verbindungsstelle zwischen dem Einstellwiderstand 24 und dem Abgleichwiderstand 25 ist ein Widerstand 26 zur Strombegrenzung geschaltet. Eine Zenerdiode 27 liegt zwischen der Emitterelektrode 20 der Doppelbasisdiode 17 und dem unteren Ende der Sekundärwicklung 14. Die Zenerdiode dient zum Begrenzen der Spannung, die zwischen der Emitterelektrode 20 und dem unteren Ende der Sekundärwicklung 14 angelegt werden kann. Solange diese Spannung nicht die Durchbruchsspannung erreicht, hat sie keinen Einfluß auf die Schaltungsanordnung. Die Höhe der Durchbruchsspannung hängt von der Bauart der Diode ab. Wenn die angelegte Spannung die Durchbruchsspannung übersteigt, dann wird die Diode leitend und hält die angelegte Spannung auf dem Wert der Durchbiuchsspannung. Wenn die angelegte Spannung wieder unter die Durchbruchsspannung gesunken ist, ist die Diode wieder ohne jeglichen Einfluß.

Zu Beginn der Kochperiode wird die Spannung einer geeigneten Wechselspannungsquelle 38 an die Primärwicklung 35 des Transformators 15 gelegt. In den positiven Halbwellen bewirkt eine an der Sekundärwicklung 14 erzeugte Spannung V₀ unter der Voraussetzung, daß der Thyristor 16 nicht leitend ist, einen Stromfluß durch das Betätigungsglied 13, die Diode 21 und die Widerstände 23, 24 und 25. Da die Doppelbasisdiode 17 zwischen den Basiselektroden einen Widerstand von einigen tausend Ohm aufweist, wenn sie nicht durchgeschaltet ist, fließt durch die Widerstände 37 und 22 und durch die Doppelbasisdiode 17 ein geringer Strom. Beim Anwachsen der Spannung V_c während einer positiven Halbwelle fließt ein anwachsender Strom durch den aus den Widerständen 23, 24 und 25 gebildeten Spannungsteiler. Durch den durch den Widerstand 25 fließenden Strom entsteht zwischen der Emitterelektrode 20 der Doppelbasisdiode 17 und dem einen (in der Figur unteren) Ende des Widerstandes 22 eine Potentialdifferenz Vf. Bevor die Doppelbasisdiode 17 leitend werden kann, muß die Potentialdifferenz Vt größer als eine Umkehrspannung Vt sein, die gleich der Summe des Spannungsabfalls V22 am Widerstand 22 und einer Scheitelspannung ist, die zwischen der Emitterelektrode 20 und der zweiten Basiselektrode 19 gemessen wird.

Zu Beginn der Kochperiode ist der temperaturabhängige Widerstand 23 kalt und sein Widerstandswert ist am kleinsten. Da die Widerstandswerte der Widerstände 24 und 25 während der Kochperiode konstant sind, ist das Verhältnis

'25

R₇

zu Beginn am größten und daher Vt etwa gleich Vo In der F i g. 2 ist die Änderung von V/ mit V_c bei einer extrem niedrigen Temperatur durch die Kurve 39 wiedergegeben. Es ist ersichtlich, daß Vt bei geringen Temperaturen nach Beginn der positiven Halbwelle von V_c schnell größer als Vrwird, so daß die Doppelbasisdiode in jeder positiven Halbwelle schnell durchgeschaltet wird. Wenn die Doppelbasisdiode leitend wird, dann sinkt ihr Widerstand von einigen tausend Ohm auf wenige Ohm, so daß ein Teil des von der Spannung V_c der Sekundärwicklung erzeugten Stroms nicht mehr durch den Spannungsteiler, sondern durch die Widerstände 37 und 22 und die Doppelbasisdiode 17 fließt. Ein anwachsender Strom durch den Widerstand 22 hat ein positives Potential an der Steuerelektrode des Thyristors 16 zur Folge. Da die Anode des Thyristors 16 während der positiven Halbwelle von V_c schon bezüglich dessen Kathode positiv ist, wird durch das positive Potential an der Steuerelektrode der Thyristor 16 in den leitenden Zustand geschaltet, wodurch die Doppelbasisdiode 17 und der Spannungsteiler kurzgeschlossen werden. Wenn der Thyristor 16 leitend ist, dann liegt die Spannung V_c hauptsächlich am Betätigungsglied 13, wodurch die Kontakte 10 des Relais 11 in ihre geschlossene Stellung gebracht werden und die Heizvorrichtung 12 mit der Spannungsquelle 36 verbinden.

Während der negativen Halbwellen von V_c sind sowohl die Diode 21 als auch der Thyristor 16 in umgekehrter Richtung vorgespannt und daher nichtleitend. Obgleich das Betätigungsglied 13 während der negativen Halbwellen nicht erregt ist, verhindert die mechanische Trägheit des Relais 11, daß die Kontakte 10 aus ihrer geschlossenen Stellung abfallen. Die Kontakte 10 können nur dann geöffnet werden, wenn das Betätigungsglied 13 sowohl während der positiven als auch während der negativen Halbwellen nicht erregt wird. Daher bleiben die Kontakte 10 geschlossen und die Heizvorrichtung 12 ist während des Beginns der Kochperiode dauernd eingeschaltet.

Wenn die Temperatur im Herd ansteigt, dann wird auch der Wert des temperaturabhängigen Widerstandes 23 größer, wodurch die Größe des obenerwähnten Verhältnisses (Wert des Widerstandes 25 zu der Summe der Werte der Widerstände 23,24 und 25) und damit Vf bezüglich V₀ kleiner wird. Solange die Herdtemperatur einen bestimmten Wert nicht übersteigt, bleibt auch das

Verhältnis der Widerstände oberhalb eines Schwellwertes, d. h. Vf bleibt größer als Vt, und die Doppelbasisdiode ist während eines Teils jeder positiven Halbwelle durchgeschaltet. Durch Verändern der Werte der Widerstände 24 und 25 kann der Schwellwert auf verschiedene Temperaturen eingestellt werden. Der Schwellwert wird zu Beginn der Kochperiode durch Einstellen des Widerstandes 24 mittels des geeichten Stellgliedes gewählt.

Bevor ein Herd geliefert wird, kann der Hersteller die Schaltungsanordnung eichen, damit sichergestellt ist, daß der Schwellwert bei den auf dem Stellglied aufgezeichneten Temperaturen erseheint. Dazu kann man den temperaturabhängigen Widerstand 23 einer genau geregelten Temperatur aussetzen und das Stellglied so einstellen, daß es die geregelte Temperatur anzeigt. Dann kann der Hersteller feststellen, ob die Doppelbasisdiode leitend ist. Wenn sie leitend ist, dann wird der Wert des Widerstandes 25 so lange verkleinert, bis sie gerade nicht mehr leitend ist. Wenn umgekehrt die Doppelbasisdiode nichtleitend ist, dann wird der Wert des Widerstandes 25 so lange vergrößert, bis sie gerade leitend ist. Anschließend wird der Wert des Widerstandes 25 wieder verkleinert, bis die Doppelbasisdiode gerade nicht mehr leitend ist. Nach dieser Eichung wird der Wert des Widerstandes 25 nicht mehr geändert.

Der Einfluß der Zenerdiode 27 auf Vf ist durch die Kurve 41 in der F i g. 2 dargestellt, die die Abhängigkeit der Spannung Vf von der Spannung V_c bei Temperaturen oberhalb des kritischen Wertes zeigt. Die durch die Kurve 41 angegebene Spannung V> steigt bis zur Durchbruchsspannung an und bleibt dann konstant. Durch die Zenerdiode 27 wird die Spannung stabilisiert, bei der die Doppelbasisdiode 17 leitend wird.

Wenn die Größe des Verhältnisses der Widerstandswerte unter den Schwellwert gesunken ist, dann werden weder die Doppelbasisdiode 17 noch der Thyristor 16 leitend, und es fließt nur ein vernachlässigbar kleiner Strom durch das Betätigungsglied 13, so daß dadurch praktisch keine Wärme erzeugt wird. Nach einigen Sekunden fallen die Kontakte 10 ab und unterbrechen die Verbindung zwischen der Spannungsquelle 36 und der Heizvorrichtung 12. Dadurch nimmt die Herdtemperatur und damit der Widerstandswert des temperaturabhängigen Widerstandes 23 ab. Nach Absinken der Herdtemperatur um einen bestimmten Wert wird durch die relative Änderung der Widerstandswerte des temperaturabhängigen Widerstandes 23 und der Widerstände 24 und 25 das Verhältnis der Widerstände über den Schwellwert vergrößert. Die Doppelbasisdiode 17 und der Thyristor 16 werden dann in den positiven Halbwellen, wie vorher beschrieben, wieder leitend, so daß die Kontakte 10 wieder geschlossen und die Heizvorrichtung wieder mit der Spannungsquelle 36 verbunden wird.

Die Herdtemperaturen schwanken zyklisch für unendliche Zeit um die eingestellte Temperatur. Obwohl die momentane Herdtemperatur nahe der eingestellten Temperatur bleiben sollte, sollte sie nicht schnell um diesen Wert schwanken, da sich die Kontakte 10 durch das häufige öffnen und Schließen abnutzen. Wenn die Größe des temperaturabhängigen Widerstandes 23 nur durch die momentane Herdtemperatur festgelegt wäre, dann wäre ein schnelles zyklisches Schwanken unvermeidbar, weil die Doppelbasisdiode 17 immer leitend werden würde, wenn die Herdtemperatur auch nur etwas unter den eingestellten Wert gesunken ist. Sie würde dagegen nicht leitend sein, wenn die Herdtemperatur auch nur etwas oberhalb des eingestellten Wertes liegen würde. Um ein schnelles periodisches Schwanken der Temperatur zu vermeiden, wird die Eigenerwärmung des temperaturabhängigen Widerstandes 23 in der folgenden Weise ausgenutzt.

Wenn der temperaturabhängige Widerstand 23 einer Temperatur unterhalb des eingestellten Wertes ausgesetzt ist, dann wird die Doppelbasisdiode 17 in jeder

ίο positiven Halbwelle der Spannung V_can der Sekundärwicklung schnell leitend. Infolgedessen wird der Spannungsteiler schnell kurzgeschlossen, und es fließt nur wenig Strom durch den temperaturabhängigen Widerstand 23. Wenn die Temperatur dagegen den eingestellten Wert erreicht, dann wird die Stromleitung der Doppelbasisdiode 17 und des Thyristors 16 unterbrochen. Da der Spannungsteiler nicht länger kurzgeschlossen ist, wird der temperaturabhängige Widerstand 23 während der gesamten positiven Halbwelle von Strom durchflossen. Der Strom führt zu einer Eigenerwärmung des temperaturabhängigen Widerstandes 23, wodurch sein Widerstandswert mehr vergrößert wird, als durch die Herdtemperatur allein bedingt ist. Aufgrund dieser Eigenerwärmung nimmt der Widerstandswert des Widerstandes 23 langsamer als die Lufttemperatur im Herd ab. Die Doppelbasisdiode 17 wird nur leitend, wenn die Lufttemperatur im Herd auf einen Wert abnimmt, bei dem die Eigenerwärmung des Widerstandes 23 klein genug und die Spannung am Widerstand 25 groß genug ist, um die Emitterelektrode 20 der Doppelbasisdiode 17 in Vorwärtsrichtung vorzuspannen. Dies findet natürlich bei einer Temperatur statt, die etwas unterhalb des Wertes liegt, bei dem die Doppelbasisdiode 17 zu leiten aufgehört hat, da die Eigenerwärmung zu einem größeren Wert des Widerstandes 23 als die Herdtemperatur allein führt.

Wenn die Doppelbasisdiode 17 wieder leitend ist, dann wird der Widerstand 23 wieder nur während der ersten kurzen Abschnitte in jeder positiven Halbwelle Stromdurchflossen. Daher hört seine Eigenerwärmung auf, so daß er allein auf die Herdtemperatur anspricht, bis die eingestellte Temperatur erreicht ist, und wird dann wieder während der gesamten positiven Halbwellen stromdurchflossen.

Damit die oben beschriebene Schaltungsanordnung auch für einen Hitzereinigungsvorgang nutzbar ist, wird anstelle des Einstellwiderstandes 24 eine Kombination von Widerständen bzw. ein Nebenschlußkreis 28 vorgesehen, der durch Umlegen der Kontakte des Schalters 42 in ihre zweite Stellung zugeschaltet werden kann. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält der Nebenschlußkreis 28 einen Abgleichwiderstand 30, einen Festwiderstand 31, einen Widerstand 32 mit einem negativen Temperaturkoeffizienten und einen Widerstand 33 mit einem positiven Temperaturkoeffizienten. Der Widerstand 32 spricht nur auf die Umgebungstemperatur des Widerstandes 33 an. Der Widerstand 33 liegt parallel zu den in Serie geschalteten Widerständen 31 und 32. Die hierdurch gebildete Widerstandsschaltung liegt in Serie mit dem Abgleichwiderstand 30. Der Widerstand 33 ist thermisch vom Herd isoliert, so daß sein Widerstandswert unabhängig von der Herdtemperatur und nur eine Funktion der von einem Heizwiderstand 34 erzeugten Wärme ist, der thermisch sowohl von der Heizvorrichtung 12 als auch vom Herd getrennt ist. Der Heizwiderstand liegt parallel zur Heizvorrichtung 12 an der Spannungsquelle

36. Die von ihm erzeugte Wärme gibt die mittlere Leistung an, die der Heizvorrichtung zugeführt wird.

Die Kombination der Widerstände des Nebenschlußkreises 28 dient nicht nur dazu, daß die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 bei für Hitzereinigungszwecke notwendigerweise erhöhte Temperaturen von 425—480⁰C verwendet werden kann, sondern löst auch die Aufgabe, daß ein Temperaturanstieg im Herd über einen vorgewählten Maximalwert verhindert wird.

Die Betriebsweise der Schaltungsanordnung während des Hitzereinigungsprozesses eines elektrischen Herdes wird im folgenden anhand der F i g. 3 näher erklärt, in der gleichzeitig die Herdtemperatur und der Gesamtwiderstandswert des Nebenschlußkreises gegen die Zeit aufgetragen sind. Zu Beginn des Hitzereinigungsprozesses sind die Widerstandswerte der temperaturabhängigen Widerstände 23 und 33 minimal, da die Heizvorrichtung 12 noch nicht von Strom durchflossen ist. Wenn jedoch die Kontakte 10 des Relais 11 aufgrund der kontinuierlichen Erregung des Betätigungsgliedes 13 erst einmal geschlossen sind, dann werden aufgrund der von der Heizvorrichtung erzeugten Wärme bald die Werte der Widerstände 23 und 33 erhöht. Da die Heizvorrichtung 12 während dieser Zeitspanne dauernd mit Strom versorgt wird, wird vom Heizwiderstand 34 maximale Wärme erzeugt und der Widerstandswert des Widerstands 33 wächst längs einer Kurve 41a in F i g. 3 schnell auf seinen maximalen Wert an. Nach kurzer Zeit erreicht der Widerstand 33 seinen maximalen Wert und biegt gemäß dem Kurvenstück 43 um. Die Größe des Widerstandswertes des Widerstandes 33 hängt durch Verwendung des Widerstandes 32 mit seinem negativen Temperaturkoeffizienten allein von der mittleren, der Heizvorrichtung 12 zugeführten Leistung ab. Wenn die Außentemperatur des .Widerstandes 33 anwächst, dann wird jede durch die Umgebung bewirkte Widerstandsänderung durch eine Abnahme des Widerstandswertes des Widerstandes 32 aufgehoben. Bei geeigneter Wahl der Widerstandswerte der Widerstände 32 und 33 und des Festwiderstandes 31 zeigt der Widerstandswert der Kombination dieser Widerstände allein die mittlere der Heizvorrichtung 12 zugeführte Leistung an.

An der Heizvorrichtung 12 liegt so lange kontinuierlich eine Spannung, bis die Herdtemperatur den Wert erreicht, bei dem die Summe der Widerstandswerte des Widerstandes 23 und des Nebenschlußkreises 28 einen Schwellwert erreicht. Beim Erreichen dieses Schwellwertes werden die Doppelbasisdiode 17 und der Thyristor 16 nichtleitend, so daß durch das Betätigungsglied 13 ein vernachlässigbar kleiner Strom fließt Die Kontakte 10 des Relais 11 fallen in die offene Stellung, so daß die Spannungsquelle 36 von der Heizvorrichtung 12 und dem Heizwiderstand 34 getrennt wird. Da dieser keine Wärme mehr erzeugt, nimmt der Wert des Widerstandes 33 im Nebenschlußkreis 28 schnell ab. Der Wert des Widerstandes 23 nimmt dagegen aufgrund seiner Eigenerwärmung und der relativ langsamen Abkühlung des Herdes nicht annähernd so schnell ab. Wenn der Widerstandswert der Kombination aus temperaturabhängigem Widerstand 23 und Nebenschlußkreis 28 unter den Schwellwert sinkt, dann werden die Doppelbasisdioden 17 und der Thyristor 16 leitend und die Heizvorrichtung 12 und der Leistungswiderstand 34 werden wieder mit der Spannungsquelle 36 verbunden. Da der Wert des Widerstandes 23 noch nicht so stark wie der Wert des Widerstandes 33 im Nebenschlußkreis 28 abgenommen haben wird, hat das erneute Zuschalten der Spannungsquelle an die Heizvorrichtung 12 einen Anstieg der Herdtemperatur zur Folge, wodurch der Wert des temperaturabhängigen Widerstandes 23 ansteigt und sich der Widerstandswert des Nebenschlußkreises 28 auf einen niedrigeren Wert ändert, bevor der Schwellwert erreicht ist.

In der F i g. 3 ist dieser niedrigere Schwellwert durch einen Punkt 44 auf der zum Nebenschlußkreis gehörigen Kurve dargestellt Wenn diesmal der kritische Wert erreicht ist, dann werden die Kontakte 10 des Relais 11

ίο wiederum geöffnet und die Spannungsquelle 36 von der Heizvorrichtung 12 und dem Heizwiderstand 34 getrennt. Wie vorher werden der Widerstandswert des Widerstandes 33 im Nebenschlußkreis 28 und der Wert des Widerstandes 23 verringert, bis die Kombination der beiden auf den Wert sinkt, bei dem die Doppelbasisdiode 17 und der Thyristor 16 erneut leitend werden. Da der Wert des temperaturabhängigen Widerstandes 23 noch nicht so stark wie der Wert des Widerstandes 33 abgenommen haben wird, braucht der Wert des Nebenschlußkreises 28 nur auf einen geringeren Wert 45 anzusteigen, bevor der Schwellwert der Schaltungsanordnung wieder erreicht ist. Das schrittweise Ansteigen der Temperaturen im Herd wird fortgesetzt, bis ein Wert erreicht ist, bei dem die mittlere dem Herd zugeführte Leistung die Wärmeverluste des Herdes ausgleicht. Bei diesem Wert fällt dann der Wert des Widerstandes 23 um den gleichen Anteil wie der Wert des Widerstandes 33 und ihr periodisches Erhitzen dient nur dazu, die Herdtemperatur auf einem konstanten Mittelwert zu halten.

Der Widerstand 30 dient zur Eichung der Schaltungsanordnung, wenn sie für einen Hitzereinigungsprozeß verwendet werden soll. Zum Zwecke des Eichens der Schaltungsanordnung wird in diesem Falle die Heizvorrichtung kontinuierlich eingeschaltet, bis eine Temperatur von 450⁰C erreicht ist. Vor dem Erreichen dieser Temperatur hat der Widerstandswert des Widerstandes 33 seinen maximalen Wert erreicht. Wenn der Schaltpunkt bei dieser Temperatur eingestellt werden soll, dann wird der Wert des Widerstandes 30 vom Hersteller geändert, bis die Doppelbasisdiode 17 und der Thyristor 16 bei Temperaturen, die nur etwas oberhalb der genau zu regelnden Temperatur liegen, nicht mehr leiten. Dadurch wird sichergestellt, daß das schrittweise Erhöhen der Temperatur unterhalb der maximalen Temperatur einsetzt, bei der der Herd betrieben werden soll.

Die Anwendung des Nebenschlußkreises 28 stellt sicher, daß die Temperatur des Herdes nur so lange mit maximaler Geschwindigkeit anwächst bis eine Temperatur von etwa 450⁰C erreicht ist In der F i g. 3 ist dies durch den Punkt 48 auf der Kurve 49 dargestellt. Am Punkt 48 beginnt ein periodisches Auf und Ab der Temperatur, da die Doppelbasisdiode 17 und der Thyristor 16 an den oberen Punkten 50 von ihrem leitenden Zustand in ihren nichtleitenden Zustand und an den unteren Punkten 51 aus ihrem nichtleitenden Zustand in ihren leitenden Zustand geschaltet werden. Wenn die Wärmeverluste langsam an die zugeführte Wärmemenge angeglichen sind, dann wird die Herdtemperatur bei einem Wert von etwa 470⁰C stabilisiert und bleibt auf diesem Wert, bis die Reinigungsperiode abgeschlossen ist
Einige Schaltelemente der beschriebenen Schaltungsanordnungen können durch äquivalente ersetzt werden. Gemäß der F i g. 4 kann beispielsweise eine Schaltungsanordnung verwendet werden, in der der Thyristor 16 durch zwei hintereinandergeschaltete Transistoren 46

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und 47 ersetzt ist. Diese Schaltung soll sicherstellen, daß der Transistor 47 immer dann in einen leitenden Zustand geschaltet wird, wenn die Doppelbasisdiode 17 durchgeschaltet ist. Das Betätigungsglied 13 ist dann direkt an die Sekundärwicklung 14 des Transformators

10

15 gelegt.

Der Rest der Schaltungsanordnung arbeitet in der gleichen Weise, wie es in Verbindung mit der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 beschrieben wurde.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum Regeln der Temperatur eines Herdes mit Hitzereinigung mit einem Relais, dessen Kontakte in einem eine Heizvorrichtung enthaltenden Schaltkreis und dessen Betätigungsglied für die Kontakte zusammen mit einem steuerbaren Schalter in einem anderen Schaltkreis angeordnet sind, wobei das Betätigungsglied nicht ι ο erregt ist, wenn sich der steuerbare Schalter im nichtleitenden Zustand befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (13) mit einer Reihenschaltung von Widerständen mit einem temperaturabhängigen Widerstand (23) und einem Umschalter (42) in Reihe geschaltet ist, der entweder einen aus Widerständen (24,25) bestehenden Schaltkreis für den normalen Kochvorgang oder einen Nebenanschlußkreis (28) für einen Hitzereinigungsvorgang in den Stromkreis schaltet, und die Reihenschaltung (23, 42, 24, 25, 28) mit einem aktiven Schaltelement (17) verbunden ist, dessen Leitfähigkeitszustand durch den Stromfluß in der Reihenschaltung gesteuert ist, und ferner ist ein steuerbarer Schalter (16) durch das aktive Schaltelement (17) gesteuert.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Widerstand (23) einen positiven Temperatur-Koeffizienten besitzt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Schalter (16) ein Halbleiterschalter ist, dessen einer Anschluß mit dem Betätigungsglied (13) für das Relais (11) verbunden ist, dessen anderem Anschluß eine Spannung zugeführt ist und dessen Steuerelektrode mit dem aktiven Schaltelement (17) verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußkreis (28) für einen Hitzereinigungsvorgang einen Widerstand (33) aufweist, dessen Größe der der Heizvorrichtung zugeführten mittleren Leistung und seiner eigenen Umgebungstemperatur proportional ist, und daß diesem Widerstand (33) ein zweiter Widerstand (32) parallel geschaltet ist, der einen negativen Temperatur-Koeffizienten aufweist.

5. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aktive Schaltelement (17) ein Halbleiterelement mit einer Steuerelektrode ist, die mit dem temperaturabhängigen Widerstand (23) verbunden ist, wobei die maximale an das aktive Schaltelement (17) angelegte Steuerspannung durch eine Zenerdiode (27) begrenzt ist.

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