DE1814985A1 - Einrichtung,Verfahren und Regler zur Temperaturregelung von elektrischen Herden - Google Patents

Description

PA DIPL. E	G. B.	HOLS	ES
8 9	AUG	SBUTTG
»ΗΙΪ,ΙΓΡΙ	BTE-WE	CSBIl-STBAS
	rai/sroKTi 81375

R. 724

Augsburg, den Ij5. Dezember I968

Robertshaw Controls Company, 170I Byrd Avenue, Richmond, Virginia, Vereinigte Staaten von Amerika

Einrichtung, Verfahren und Regler zur Temperaturregelung von elektrischen Herden

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Temperaturregelung von elektrischen Herden mit mindestens einem Backheizkörper und mindestens einem Grillheizkörper, welch letzterer mit Teilleistung betrieben werden kann, während der erstere gleichzeitig mit Vollelstung betrieben wird.

Es sind bereits verschiedene Regelsysteme für elek-

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trisohe Herde bekannt, gemäß welchen der Backheizkörper jeweils dann zwischen zwei Stromleiter eines' dreiadrigen Stromnetzes und gleichzeitig der Grillheizkörper zwischen einen der beiden Stromleiter und einen Nulleiter schaltbar 1st« wenn der betreffende Herd auf eine Back- Solltemperatur eingestellt ist» Wenn bei derartigen bekannten Systemen durch einen Temperaturfühler angezeigt wird« daß der betreffende Herd Wärme benötigt, so wird der Backheizkörper aufgrund der genannten Schaltung dieser bekannten Systeme auf seine volle Leistung erregt» während gleichzeitig der Grillheizkörper nur auf etwa ein Viertel seiner möglichen Leistung erregt wird« Wenn Jedoch die eingestellte Temperatur erreicht ist und durch ein solches bekanntes Regelsystem keine Wärme mehr angefordert wird« wird durch dieses bekannte Hegelsystem sowohl der Backheizkörper als auch der Grillheizkörper wieder so lange ausgeschaltet, bis über den Temperaturfühler wieder Wärme angefordert wird.

Es hat sich gezeigt, daß derartige bekannte Regelsysteme dazu neigen, über einen verhältnismäßig weiten Temperaturbereich nach oben und nach unten über die jeweils eingestellte Temperatur überzuschwingen, wenn als gewünschte Temperatur eine Back- Solltemperatur gewählt

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wird , welche einerseits unterhalb einer QrIIl- Solltemperatur, andererseits Jedoch oberhalb einer bestimmten Qrenztemperatur von beispielsweise 150 ⁰C liegt.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei Regelsystemen der vorstehend erwähnten Art für Jeden einstellbaren Sollwert eine kleinstmögliehe Uberschwlngwelte zu erzielen.

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe geht die Er- ä

findung von einer Einrichtung zur Temperaturregelung von elektrischen Herden mit mindestens einem Baokheizkörper und mindestens einem Grillheizkörper, welch letzterer mit Teilleistung betrieben werden kann, während der erstere gleichzeitig mit Volleistung betrieben wird, aus und eine derartige Einrichtung 1st gemäß der Erfindung durch einen vorzugsweise stufenlos einstellbaren Regler gekennzeichnet, welcher bewirkt, daß der Backheizkörper jeweils dann mit der erwähnten Volleistung und der Orillheizkörper gleichzeitig mit der erwähnten ™ Teilleistung arbeitet, wenn dieser Regler auf die Aufrechterhai tung einer Back- Solltemperatur eingestellt 1st, welche einerseits unterhalb einer von gegebenenfalls mehreren möglichen Grill- Solltemperaturen, anderer-

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selte jedoch oberhalb einer bestimmten Qrenztemperatur liegt, die Herd- Isttemperatur jedoch unterhalb die genannte eingestellte Back-Solltemperatur abgesunken ist« und daß durch den Regler sowohl der Back- als auch der Grillheizkörper Jeweils dann auf einen Teil ihrer möglichen Volleistung umgeschaltet werden, wenn die Herd-Isttemperatur über die gewählte, am Regler eingestellte Back- Solltemperatur ansteigt.

Das Wesen der Erfindung besteht also darin» daß der BaokheizkOrper und der Orillheizkörper, wenn die gewählte Back- Solltemperatur unterhalb einer Grill-So11temperatur» jedoch oberhalb einer bestimmten Qrenztemperatur liegt, selbst dann nicht vollständig abgeschaltet werden, wenn die Herd- Isttemperatur die jeweils gewählte Back- Solltemperatur erreicht hat*

Die Erfindung beinhaltet außerdem ein Verfahren und einen Regler zur Regelung elektrischer Herdeinrichtungen mit mindestens einem BaokheizkOrper und einem Grillheizkörper.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der

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s-

Erfindung ergeben siQh anhand der folgenden beisplelsweisen Beeohreibung einer in der Zeichnung dargestellten Regeleinrichtung nach der Erfindung. Es steilen dar:

Fig. 1 eine schematisehe Darstellung der

erfindungsgemäßen Regeleinrichtung in ihrer Aus-Stellung»

Flg. 2 die in Fig. 1 dargestellte Regel·*

einrichtung bei einer Einstellung | zur Konstanthaltung einer Back-Solltemperatur« welche unterhalb einer bestimmten Qrenztemperatur liegt,

Flg. 3 die in Flg. 1 dargestellte Regeleinrichtung nach der Erfindung bei einer Einstellung zur Konstanthaltung einer Baok- Solltemperatur, welche oberhalb der genannten Grenztemperatur, jedoch unterhalb einer Grill- Solltemperatur liegt,

Fig. J5A die Darstellung eines Teiles der

erfindungsgemäßen Regeleinrichtung

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in der in Fig. 3 dargestellten Einstellung* aus welcher der Sohaltsuetand ersichtlich ist« wenn durch eine der Regslein· richtung sugehttrige T«Bper*türmt f einrichtung ein Stromleiter eines an den betreffenden Herd angeschlossenen Stromnetzes unterbrochen wird ι

Fig. 4 die in Fig» I dargestellte Regel-

elnrlohtung naoh der Erfindung bei einer Einstellung auf eine Grill·* temperatür.

Während die verschiedenen Merkmale der Erfindung nachstehend als besonders geeignet zur Regelung von Baok- und Qrill- bzw. Brat-Heizkurpern der gleichen Leistung beschrieben bzw. dargestellt sind, können sie einsein oder in beliebiger Kombination auch zur Regelung andersartiger elektrischer Heiakörper oder dgl. dienen.

Die Erfindung ist demzufolge nicht auf die in den Zeichnungen dargestellte AusfUhrungsforu beschränkt, welche nur ein Beispiel aus dem möglichen Anwendungsbereich

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des Gegenstandes der Erfindung darstellt.

Im folgenden wird auf Fig. 1 Bezug genommen« in welcher eine erfindungsgemäße Einrichtung 10 zur Temperaturregelung bei Haushaltsherden 11 oder dgl. schematisch dargestellt ist und aus welcher das Regelverfahren nach der Erfindung hervorgeht.

Die Regeleinrichtung 10 nach der Erfindung ist an ein dreiadriges elektrisches Stromnetz angeschlossen, ä

welches in bekannter Weise zwei Stromleiter L₁ und L₂ rad einen Nulleiter N aufweist. Einerseits ist die Regeleinrichtung an einen üblichen Backheizkörper bzw. an ©in übliches elektrisches Heizelement 12 und andererseits ist sie an einen üblichen Grill- bzw. Bratheizkörper bzw. an ein elektrisches Heizelement 13 <äes Herdes angeschlossen.

Der Regler 14 zur Regelung der Einrichtung 10 nach der Erfindung weist ein Gehäuse 15 auf, in welchem eine ™ auf Temperatur ansprechende Druckdose 16 und drei elektrische Schalter 17* 18 und 19 untergebracht sind, welche in einer nachstehend noch zu beschreibenden Weise mittels eines von Hand betätigbaren Sollwerteinstellers

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dieses Reglers 14 betätigbar sind.

Die beiden elektrischen Kontakte 21 und 22 des elektrischen Schalters 17 sind mittels einer Schalter« brücke 23 eines hebelartigen SchaltetUckes 24 tiberbrückbar. Das eine Ende 25 des Schaltsttiokes 24 ist am Qeh&use 15 in einer nachstehend noch zu beschreibenden Welse schwenkbar gelagert. Der Kontakt 21 des Schalters 17 ist Über eine Leitung 26 mit dem einen Stromleiter L₁ des Stromnetzes verbunden und der Kontakt 22 dieses Schalters 17 1st über eine Leitung 27 einerseits an einen AnsohluB 28 des Baokhelzkörpers 12 und andererseits an einen Anschluß 29 des QrlllheizkUrpers 13 angeschlossen.

Die zusammenziehbare und ausdehnbare Druckdose 16 ist in bezug auf das Gehäuse 15 lageverHnderlioh einstellbar und ein Innenraum der Druckdose 16 ist Über ein Kapillarrohr 31 in an sioh bekannter Weise mit einem Fühlerröhrchen 30 verbunden, so daß ein an einer beweglichen Membranwand 33 der Druckdose 16 befestigter StUBeI Jeweils dann in bezug auf Fig. 1 naoh links bewegt wird, wenn die Temperatur des Herdes 11 ansteigt, und daß umgekehrt dieser Stößel 32 Jeweils dann in bezug auf Fig. naoh rechts bewegt wird, wenn die Temperatur des Her-

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des 11 abfällt.

Der Regler 14 weist einen Hebel 34 auf, dessen eines Ende 35 am Gehäuse 15 schwenkbar gelagert ist und dessen anderes Ende 36 mit dem einen Ende 37 einer Zugfeder 38 verbunden ist. Das andere Ende 39 der Zugfeder 38 ist zwischen der Schalterbrücke 23 und dem sohwenkgelagerten Ende 25 des Hebels 24 mit diesem Hebel verbunden*

Der Stößel 32 der beweglichen Membranwand 33 kann sich an einen Abschnitt 40 des Hebels 34 anlegen, so daß das Ende 36 dieses Hebels vom Stößel 32 jeweils dann im Uhrzeigersinn geschwenkt wird, wenn sich die Druckdose 16 infolge eines Temperaturanstieges innerhalb des Herdes 11 um ein bestimmtes Maß ausdehnt. Wenn die Herd-Isttemperatur die mittels des Sollwerteinstellers 20 in einer nachstehend noch zu beschreibenden Weise wahlweise eingestellte Solltemperatur erreicht oder diese geringfügig übersteigt, bewegt sich die bewegliche Membranwand 33 der Druckdose l6 in Bezug auf die Darstellung in Flg. 1 so weit nach links, daß das Ende 36 des Hebels im Uhrzeigersinn geschwenkt und dadurch infolge der Zugspannung der Zugfeder 38 das Schaltstück 24 schnappar-

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tig im Gegenuhrzeigersinn geschwenkt wird, so daß die Schalterbrüoke 23 von den Kontakten 21 und 22 abgehoben und dadurch die Verbindung zwischen dem Stromleiter L₁ und dem Anschluß 28 des Backheizkörpere 12 sowie diejenige zwischen diesem Stromleiter I χ und dem Anschluß 29 des Grillheizkörpers IjJ unterbrochen wird. Wenn andererseits die Temperatur des Herdes 11 unterhalb die gewählte, eingestellte Solltemperatur absinkt, so zieht sich die Druckdose l6 so stark zusammen, daß die Membranwand 33 in Bezug auf Fig. 1 so weit nach rechts bewegt und hierdurch eine wegmäßig ausreichend große Bewegung des Endes 36 des Hebels 34 erreicht wird, daß das Schaltstück 24 auf Grund der Wirkung der Zugfeder 38 so weit im Uhrzeigersinn geschwenkt wird, daß der Schalter 17 in der in Fig. 2 dargestellten Weise geschlossen und dadurch der Stromleiter L₁ mit den beiden Anschlüssen 28 und 29 des Backheizkörpers 12 bzw. des Grillheizkörpers 13 verbunden wird.

Die Wegstrecke der im Gegenuhrzeigersinn verlaufenden Bewegung des Endes 36 des Hebels 34 wird durch einen in Bezug auf das Gehäuse 15 beweglichen Anschlagstift 41 bestimmt, welcher durch einen in der Zeichnung nloht dargestellten Nocken des von Hand einstellbaren Sollwerteinstellers 20 des Reglers 14 axial einstellbar 1st.

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Ai

An das freie Ende 42 des Anschlagetiftes 41 kann sich der mittlere Abschnitt des Hebele 34 anlegen« so dal der Anschlaget!ft 41 einen einstellbaren Ansohlag darstellt, durch welchen eine unerwünschte weitere Bewegung des Hebels j54 Im Gegenuhrzeigersinn verhindert wird. Wenn demzufolge der von Hand einstellbare Sollwerteinsteller 20 des Reglers 14 auf die in Fig. 1 dargestellte Aus-Stellung eingestellt ist, nimmt das Ende des Anschlagstiftes 41 innerhalb des Reglers 14 eine Stellung ein, in welcher das Enöe 36 des Hebels ^H- un- ä g@aeiitet der jeweiligen Istte&ipQrmtiii¹ des Herdes 11 ©In Schließen äes elektrischen Schalters 17 verhindert.

,go eier Drehknopf ©d©r dgl. des Regler 14 mag©© Kim® ftesn, golluepfesinsfeellers 20 aus der in Fig. 1 dargestellten Aus-Stellung heraus entweder is Uhrzeigersinn oder im Gegenuteseiger'sinn innerhalb eines in den Fig. 2 und 3 dargestellten Backbereiches auf die höhere, der Darstellung in Fig. 4 entsprechende Grillteraperatur eingestellt wird, wird das Ende 42 des An- "

eohlagstiftes 41 in bezug auf die Zeichnungen nach rechts bewegt, so daß der Schalter 17 nunmehr je nach Einstellung des von Hand einstellbaren Sollwerteinstellers 20 Jeweils in Abhängigkeit von der jeweiligen Ausdehnung bzw. Zusammenziehung der auf Temperatur ansprechenden Druck-

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dose 16 entsprechend betätigt wird. Das Einstellen des Reglers 14 mittels des Sollwerteinstellers 20 erfolgt über entsprechende gegenseitige Verbindungen zwischen dem Sollwerteinsteller 20, dem Anechlagatift 41 und der Druckdose 16,

Hieraus ergibt sich, daß der elektrische Schalter des Reglers 14 nach der Erfindung thermostatisch gesteuert und Jeweils dann geöffnet wird, wenn die Isttemperatur des Herdes 11 die mittels des Sollwerteinstellers 20 eingestellte Solltemperatur erreicht, und daß dieser Schalter 14 Jeweils dann wieder geschlossen wird, wenn die Herd-Isttemperatur unterhalb die gewählte Solltemperatur abgefallen ist.

Der elektrische Schalter 18 des Reglere 14 1st ein Umschalter mit einem festen Kontakt 43, der über eine Leitung 45 an den anderen 44 der beiden Anschlüsse 28, des Backheizkörpers 12 angeschlossen ist. Der andere feste Kontakt 46 des Umschalters 18 ist über eine Leitung an den anderen 47 der beiden Anschlüsse 29* 47 des Grillheizkörpers 12 angeschlossen. Die Leitung 48 verbindet außerdem den Ansohluß 47 des Grillheizkörpers 15 mit einem festen Kontakt 49 des elektrischen Schalters 19. Der

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bewegliche Kontakt 50 des elektrischen Umschalters 18 befindet sich auf einem Ende 51 eines hebelartigen Schaltstüokeβ 52, dessen anderes Ende 53 schwenkbar gelagert und über eine Leitung 5k elektrisch mit dem Stromleiter Lg verbunden 1st·

In gleicher Welse befindet eich der bewegliche Kontakt 55 des elektrischen Schalters 19 auf dem einen Ende eines SchaltstUckes 57» dessen anderes, schwenkbar gelagertes Ende 58 über eine Leitung 59 nit dem Nulleiter N * verbunden 1st.

Die beweglichen Kontakte 50 und 55 der beiden elektrischen Schalter l8 und 19 können mittels des von Hand einstellbaren Sollwertelnstellers 20 in einer nachstehend noch zu beschreibenden Weise In bestimmte Schaltstellungen gebracht werden. Auf diese Weise wird beispielsweise der bewegliche Kontakt 50 an den festen Kontakt 43 angelegt, wenn mittels des Sollwertelnstellers 20 eine Back- Soll- j temperatur eingestellt wird, welche unterhalb einer Gtrenztemperatur von beispielsweise 150 ⁰C liegt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

Wenn der Sollwerteinsteller 20 auf eine höhere Back-

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Solltemperatur eingestellt wird, welche beispielsweise einerseits oberhalb der Grenztemperatur von I50 ⁰C und folglich oberhalb der in Fig. 2 dargestellten Einstellung und andererseits unterhalb einer in PIg. 4 dargestellten Grill- Sollstellung liegt* dann werden sowohl der bewegliche Kontakt 50 des elektrischen Umschalters l8 an den festen Kontakt 43 als auch der bewegliche Kontakt des elektrischen Schalters 19 an den festen Kontakt 49 angelegt, wie dies in Pig. 3 und JA dargestellt ist.

Bei Einstellung des Sollwerteinstellers 20 auf eine Grill- Solltemperatur wird lediglich der bewegliche Kontakt 50 des Umschalters l8 an den festen Kontakt 46 angelegt, wie dies in Pig. 4 dargestellt ist.

Während die verschiedensten Mittel dazu verwendet werden können, den Sollwerteinsteller 20 in der Weise mit den beiden SchaltstUoken 52 und 57 so zu verbinden, daß die oben beschriebene Punktion der Kontakte 50 und erreicht wird, können diese Mittel beispielsweise die Form eines in den Zeichnungen dargestellten Stiftes oder Stößels 60 haben, welcher mit vier Anschlägen 61, 62, 6j5 und 64 versehen ist. Das in Bezug auf die Zeichnungen untere Ende 65 des Stößels 60 wirkt mit einem in der

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Zeichnung nicht dargestellten Nooken des Sollwertein steller« 20 zusammen, mittels welchem der Stößel 60 in Berug auf das Gehäuse 13 in die verschiedenen, In den Zeichnungen dargestellten Stellungen gebracht werden kann.

Eine gegen den in Bezug auf die Zeichnungen oberen Anschlag 61 des Stößels 60 drückende Druckfeder 66 hält das Stößelende 66 in Anlage mit dem genannten Nocken des

von Hand einstellbaren Sollwerteinstellers 2Oe |

Das Schaltstück 52 ist zwlseii©n den beiden Anschlägen und 63 d©s Sfc6I@ls βθ angeordnet und wird durch eine zwischen den Anschlag 63 und dieses Schaltstüok 52 selbst eingespannte Druckfeder 67 Iu a©r aus Figur¹ 1 ©^sichtlichen Weise gegen den Anschlag 62 gedrängt, so daS es normalerweise den Bewegungen dieses Anschlages 62 folgt.

Das Schaltstück 57 hält sich durch seine natürliche Federkraft normalerweise in der in Pig. I dargestellten Stellung, so daß durch die Federkraft dieses SchaltstUokes normalerweise der bewegliche Kontakt 55 des Schalters 19 außer Kontakt mit dem festen Kontakt 49 gehalten wird. Mittels des Anschlages 64 des Stößels 60 kann Jedoch die Federkraft des SchaltstUckes 57 überwunden werden und hier-

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durch letzteres für einen nachstehend noch zu beschreibenden Zweck in bezug auf die Zeichnungen naoh oben in die in Pig· 2 dargestellte Stellung bewegt werden.

Xm foXgenden wird die Arbeitsweise der erfindungegenftlen Regeleinrichtung 10 beschrieben:

Bei Einstellung des von Hand bedienbaren Sollwerteinetellers (20) des erfindungsgemäflen Regiere 14 in die in Fig. 1 dargesteXXte Aus-StelXung wird der StUBeX 60 durch den in der ZeIohnung nicht dargesteXXten Kooken dieses Sollwerteinsteller ebenfalls in die in Fig. 1 dargestellte Stellung gebracht» so daJ in dieser Aus-Stellung der bewegliche Kontakt 50 des elektrischen Umschalters 18 weder mit seinen festen Kontakt 4j> nooh mit seinem festen Kontakt 46 Verbindung hat und der bewegliche Kontakt 55 des elektrischen Schalters 19 ebenfalls mit seinem festen Kontakt 49 keine Berührung hat. Beim Einstellen des Sollwerteinstellers 20 auf seine Aue-Stellung wird durch diesen Sollwerteineteller gleichseitig auch der AnsohXagstift in eine Stellung gebracht« in welcher er den Hebel jj4 des Reglers 14 ungeachtet der Jeweiligen Isttemperatur des Herdes 11 daran hindert« das Schaltstück 24 des Schalters 17 »u den Kontakten 21 und 22 hin in Schliefeteilung su schwenken.

Auf diese Weise sind in der Aus-Stellung der erflndungsgcttäJen Regeleinrichtung 10 beide AnschXufiseiten des Backheiz-

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körpers 12 und des arlllheizkörpers 13 vollständig vom stromnetz getrennt.

Wenn eine Bedienungsperson den Herd 11 auf eine Back-Solltemperatur einzustellen wünscht« welche unterhalb der genannten Grenztemperatur von 150° C liegt, so hat diese Bedienungsperson den von Hand einstellbaren Sollwerteinsteller 20 in die in Fig. 2 dargestellte Stellung zu drehen» welche der gewählten» unterhalb der Grenztemperatur von 150° C gelegenen Back- Solltemperatur entspricht. Durch | diese Einstellung des Sollwerteinetellers 20 werden nicht nur der Anschlagstift 4l und die Druckdose 16 entsprechend einer solchen Teraperatureinstellung in bezug auf die Zeichnungen räumlich nach rechts verstellt» sondern es wird auch der Stößel 60 in bezug auf die Zeichnungen nach oben bewegt» so daJ die Druckfeder 67 das Schaltstück 52 in bezug auf die Zeichnungen ebenfalls nach oben auslenkt und hierdurch der bewegliche Kontakt 50 des Umschalters 13 in der in Flg. 2 dargestellten Weise an den festen Kontakt 43 angelegt * wird. Eine solche Aufwärtsbewegung des Stößels 60 reioht jedoch nicht aus» um mittels des Anschlages 64 den beweglichen Kontakt 55 des Schalters 19 an den zugehörigen festen Kontakt 49 anzulegen. Der Kontakt 55 dieses Schalters 19 wird nur dann an den zugehörigen Kontakt 49 angelegt» wenn der Sollwerteinsteller 20 aaf eine Temperatur eingestellt wird» welche oberhalb der genannten Orenzteraperatur von 150° C

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liegt, wie dies in Flg. 3 dargestellt 1st.

Auf diese Welse wird bei einer Einstellung des Sollwerteinstellers 20 auf eine unterhalb der Grenztemperatur von 150° C gelegene Back- Solltemperatur der Backheizkörper 12 jeweils dann an die beiden Stromleiter L, und Lg des Stromnetzes angeschlossen und dadurch auf volle Leistung erregt« wenn der Schalter 17 geschlossen wird, wie dies in Flg. 2 dargestellt ist. Wenn die Isttemperatur des Herdes 11 die entsprechend der Darstellung in Flg. 2 gewählte, am Regler 14 eingestellte Back-Solltemperatur erreicht hat, dann wird der Schalter 17 durch die sich ausdehnende Druckdose 16 geöffnet und hierdurch der Stromleiter L^ vom Backheizkörper 12 getrennt, so daS dem Herd 11 nunmehr so lange keine Wärme mehr zugeführt wird, bis der Schalter 17 erneut schließt und hierdurch der Backheizkörper 12 erneut an die beiden Stromleiter L. und L₂ angeschlossen wird.

Es hat sich gezeigt, daS bei einigen Herden der Backheizkörper 12 allein völlig ausreicht, die für unterhalb der genannten Grenztemperatur von 150° C liegenden Backtemperaturen erforderlichen Wärmemengen zu liefern.

Aus diesem Gründe wird während Baokvorgängen, für welche der Sollwerteinsteller 20 auf eine unterhalb der genannten Grenztemperatur von 150° C gelegene Back-Solltemperatur

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eingestellt ist» zum Zwecke der Aufrechterhaltung der gewählten Herdteaperatur nur der Baokheizkörper 12 periodisch ein- und ausgeschaltet.

Wenn jedoch die Bedienungsperson am Herd 11 eine Back«Solltemperatur wünscht, welche einerseits oberhalb der genannten Grenztemperatur von 150° C und andererseits unterhalb der genannten Grilltemperatur liegt, so muß sie den von Hand wahlweise einstellbaren Sollwerteinsteller 20 in die der gewählten Solltemperatur entsprechende, in Fig· J dargestellte Stellung bewegen. Bureti &i®s® Bewegung d©e Sollwerteinsteller« 20 wird nicht nur Sie ßmokmsie 16 mm Zwecke der Einstellung des thermostatisch befcBfcägfcea Schalters 1? eaat diese höhere Temperatuxfeinetelluag im B@swg auf üt® ^oi©femmgen weiter nach rechts bewegt, sondern glei^isölfeäg cxmk UBe? St-üS@l 60 weiter nach obea bewegt, eo daS ffibef dieEGE StsiBsl βθ X d©r bewegliche Kont^t 50 des lto®shalt«j?B 18 an

festen Kentakt 43 ale auch der bewegliche

55 des Schalters 19 an d@n zugehörigen festen "

Kontakt 49 angelegt wird, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.

Bei dieser Einstellung der Hegeleinrichtung 10 wird also der Backhelzkurper 12 jeweils dann mit den beiden Stromleitern L, und L₂ verbunden und hierdurch auf Vollelstung

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erregt und gleichzeitig der örillhelzkörper IJ an den Stromleiter L^ und an den Nulleiter N angeschlossen und hierdurch mit Viertelsleietung erregt, wenn die Isttemperatur dee Herdes 11 unterhalb die gewählte hohe Back-Solltemperatur abgesunken ist und hierdurch der thermostatisch betätigte Schalter 17 geschlossen wird.

Es ist bekannt, daß sich die elektrische Leistung einerseits unmittelbar mit dem Quadrat der Spannung und andererseits umgekehrt proportional zum elektrischen Widerstand ändert (Leistung P -

woraus sich ergibt, dafl bei einer hohen, oberhalb der genannten Grenztemperatur von 150 ⁰C gelegenen Back-Solltemperatur der hier beschriebenen beispielsweisen Einrichtung naoh der Erfindung die bei geschlossenem, thermostatisch betätigtem Schalter 17 zeitlich Jeweils zugefUhrte Wärmeenergie im wesentlichen der Summe der VoIIeIstuna des Backheizkörpers 12 plus der Viertelleistung des Qrillheizkurpers 13 entspricht.

Wenn beispielsweise der Backheizkörper 12 und der Orillheizkörper 12 jeweils ein 3000W-Heizelement aufweisen und das Stromnetz ein 220V-System 1st, dann entspricht die bei geschlossenem thermostatisch betätigtem Schalter von den Backheizkurper 12 und dem OrlllheizkOrper 13

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ti

zusammen dem Herd 11 zugeführte zeitliche Wärmemenge etwa der Leistung dieser beiden Heizkörper 12 und 13 von zusammen

Sobald die Isttemperatur des Herdes 11 die gewählte, oberhalb der genannten Grenztemperatur von 150° C gelegene Back- Solltemperatur erreicht, wird der Schalter 17 in der aus Fig. 3A ersichtliohen Weise geöffnet, so daß der Backheizkörper 12 und der Orillheizkorper 13 über die weiterhin geschlossenen elektrischen Schalter 18 und 19 zwischen den Stromleiter L₂ und den Nulleiter N in Reihe geschaltet werden, wodurch beide Heizkörper 12 und 13 dann nur noch auf Teilleistung erregt werden.

Wenn beispielsweise der Baokhelzkörper 12 und der Orillheizkorper 13 die vorstehend genannte Bemessung haben, entspricht die nach dem öffnen des thermostatisch betätigten Schalters YJ gemäß Fig. 3A dem Herd 11 von den Heizkörpern 12 und 13 her zugefUhrte zeitliche Wärmemenge nur noch etwa einem Sechzehntel der Volleistung dieser beiden Heizkörper, da dann an den beiden Heizkörpern 12 und 13 jeweils nur noch ein Viertel der vollen Spannung anliegt, so daß bei geöffnetem Schalter 17 die beiden Heizkörper 12 und 13 zusammen nur noch eine Leistung von etwa 375W haben.

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Es hat sioh gezeigt, da£ duroh die gemeinsame Leistung von 375W der beiden Heizkörper 12 und lj> gemäß der in Fig. JA dargestellten Regelstellung dem Herd 11 eine zeitliche Wärmemenge zugeführt wird, welche kleiner als der zeitliche Wärmeverlust dieses Herdes' 11 ist, wenn dieser auf eine Back- Solltemperatur eingestellt 1st, welche in einem Back- Solibereioh oberhalb der genannten Grenztemperatur von beispielsweise 150 ⁰C liegt.

Gemäß der Erfindung wird demzufolge dem Herd 11 selbst dann noch etwas Wärmeenergie zugeführt, wenn die Herd- Isttemperatur die gewählte, oberhalb der genannten Grenztemperatur liegende Back- Solltemperatur erreicht hat, so daS die gesamte Uberschwingweite der Regelgröfie, d.h. des gesamten Bereiches der nach oben und nach unten über die Solltemperatur überschwingende Herd- Isttemperatur, für Jede einstellbare Back- Solltemperatur gemäß der Erfindung auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist, was nicht der Fall sein würde, wenn die Wärmezufuhr zu dem Herd 11 bei Offnen des thermostatisch betätigten Schalters 17 Jeweils vollständig abgebrochen würde.

Wenn die Bedienungsperson den Herd 11 auf eine GrI11temperatur einzustellen wünscht, muß sie den von Hand einstellbaren Sollwerteinsteller 20 in die in Fig. 4

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dargestellte Grlllstellung bewegen» wodurch gleichzeitig auch die Druckdose 16 in Bezug auf die vorstehend beschriebenen Einstellungen welter nach rechts bewegt und hierdurch der thermostatisch betätigte Schalter 17 entsprechend dieser neuen Temperatureinstellung eingestellt wird. Durch das Einstellen des Sollwerteinstellers 20 auf die gewünschte Grill-Solltemperatur wird der Stößel aufgrund der Form des genannten Nockens dieses Sollwerteinstellers in Bezug auf die Zeichnungen so weit nach unten bewegt, daß der an dem Schaltstück 52 befestigte Kontakt des Umschalters 18 an den zugehörigen festen Kontakt 46 angelegt und hierdurch der Grillheizkörper 13 allein Jeweils dann an die beiden Stromleiter L^ und L₂ angeschlossen und auf voll© £& Istung erregt wird, wenn der thermostatisch betätigte Schalter 17 geschlossen wird bzw. geschlossen ist.

Durch die Erfindung ergibt sich demzufolge nicht nur eine verbesserte Regeleinrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Regelung von elektrischen Herden oder dgl., sondern die Erfindung beinhaltet auch einen verbesserten Regler für derartige Einrichtungen.

Während das vorstehend beschriebene AusfUhrungsbeispiel lediglich zur Erklärung der Erfindung beschrieben wurde, können selbstverständlich auch andere in den Bereich der Erfindung fallende Ausführungsformen Anwendung finden.

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Claims (1)

1. 2</ 18U985

   Patentansprücheι

   1. Einrichtung zur Temperaturregelung von elektrieohen Herden mit mindestens einem Baokheizkörper und mindestens einem Qrillhelzkurper, welch letzterer mit Teilleistung betrieben werden kann« während der erstere gleichzeitig mit Volleistung betrieben wird, gekennzeichnet durch einen vorzugsweise stufenlos einstellbaren Regler (14, 16, 17* l8, 19* 20) ,welcher bewirkt,daß der Baokheizkörper (12) jeweils dann mit der erwähnten Volleistung und der Qrillheitkörper (13) gleichzeitig mit der erwähnten Teilleistung arbeitet, wenn dieser Regler auf die Aufreohterhaltung einer Baok-Solltemperatur eingestellt ist, welohe einerseits unterhalb einer von gegebenenfalls mehreren möglichen Grill-Solltemperaturen, andererseits jedoch oberhalb einer bestimmten Grenztemperatur liegt, die Herd-Isttemperatur jedoch unterhalb die genannte eingestellte Back-Solltemperatur abgesunken ist, und dad duroh den Regler sowohl der Back- als auch der Grillheiakörper jeweils dann auf einen Teil ihrer möglichen VoIleistung umgeschaltet werden, wenn die Herd-Isttemperatur Über die gewählte, am Regler eingestellte Back-Solltemperatur ansteigt.

   2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (14, 16, 17* 18, 19* 20) den Baok- heiskurper (12) jeweils nur dann auf Volleistung schaltet,

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   181"Α

   wenn dieser Regler auf Aufrechterhaltung einer anderen gewühlten Back-Solltemperatur» eingestellt ist, welche unterhalb der genannten Grenztemperatur liegt, die Herd-Isttemperatur jedoch unterhalb die am Regler eingestellte Temperatur abgesunken ist, und daß der Regler den Backheizkörper jeweils dann wieder ausschaltet, wenn die H,erd-Isttemperatur über diese gewählte, am Regler eingestellte andere Back-Solltemperatur angestiegen ist.

   3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (14, 16, 17, 18, 19, PO) den Grillheizkörper (13) nur dann auf Volleistung schaltet, wenn er auf Aufrechterhaltung einer Grilltemperatur eingestellt ist, die Herdtemperatur jedoch unterhalb diese eingestellte Grilltemperatur abgesunken 1st.

   4. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen dem Regler (14, 16, 17, 18, 19* 20) die jeweilige Herdtemperatur mitteilenden Temperaturfühler (30), welcher jeweils die Erregung des Back- und des Grillheizkörpers (12 bzw. 13) bewirkt.

   5« Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da0 der Regler (14, 16, 17, 18, 19, 20) einen von Hand einstellbaren Sollwerteinsteller (20) aufweist, mittels welchem aus einer Vielfalt von möglichen Temperatureinstellungen jeweils wahlweise, vorzugsweise stufenlos eine bestimmte, konstant zu haltende Herdtemperatur einstellbar ist.

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   β. Elektrische Regeleinrichtung zur Temperaturregelung bei elektrischen Herden mit mindestens einem Backheizkörper und mindestens einem Grillheizkörper, von welchen der Backheizkörper an zwei Stromleiter und gleichzeitig der Grillheizkörper an einen dieser beiden Stromleiter und einen Nulleiter eines dreiadrigen Stromnetzes anschließbar sind, gekennzeichnet durch einen vorzugsweise stufenlos einstellbaren Regler (14, 16, I7, 18, 19, 20), der den Backheiakörper (12) jeweils dann an die beiden Stromleiter (L,, L₂) anschließt und diesen hierdurch auf Volleistung erregt und gleichzeitig den Grillheizkörper (I5) an einen der beiden Stromleiter (z.B. L,) und den Nulleiter (N) anschließt und diesen hierdurch mit etwa Viertels-Volleistung erregt, wenn dieser Regler auf eine Back-Solltemperatur eingestellt ist, welche einerseits unterhalb einer Grilltemperatur, andererseits jedoch oberhalb einer Grenztemperatur liegt, die Herd-Isttemperatur jedoch unterhalb die gewählte, am Regler eingestellte Back-uolltemperatur abgesunken ist, und daß durch den Regler der Back- und der Grillbrenner jeweils dann über den Nulleiter und einen der Stromleiter (z.B. Lp) in Reihe gescnaltet werden und hierdurch diese Heizkörper nur mit etwa einem Sechzehntel ihrer Volleistung erregt werden, wenn die Herdtemperatur über die am Regler eingestellte Back-Solltemperatur ansteigt.

   7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (14, 16, 17, 18, 19, 20) den

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   Baokheizkörper (12) jeweils nur dann an die beiden Stromleiter (L₁, Lg) anschließt und hierdurch diesen Baokhelzkörper auf Volleistung erregt« wenn dieser Regler auf eine andere Back-Solltemperatur eingestellt wurde«welche unterhalb der genannten Grenztemperatur liegt« die Herdtemperatur jedoch unterhalb die am Regler eingestellte Back-Solltemperatur absinkt« und daß der Regler den Backheizkörper jeweils dann vom Stromnetz bzw. von den beiden Stromleitern trennt« wenn die Herdtemperatur über die gewählte, am Regler eingestellte andere Back-Soll-Temperatur angestiegen ist. ä

   8. Regeleinrichtung nach Anspruch 6 oder 7« dadurch gekennzeichnet« daß der Regler (14« 16« 17« 18« 19« 2o) jeweils nur dann den Grillheizkörper (IJ) an die beiden Stromleiter (L,« Lg) anschließt und hierdurch diesen auf Volleistung erregt« wenn dieser Regler auf eine örill-Solltemperatur eingestellt ist« die Herd-Isttemperatur jedoch unter diese eingestellte Grill-Solltemperatur abgesunken ist.

   9. Regeleinrichtung naoh einem der Ansprüche 6 bis 8« " dadurch gekennzeichnet« daß ein einem der beiden Stromleiter (z*B. L₁) zugeordneter elektrischer Schalter (17) als Stellglied des Reglers (14« 16« 17« 18« 19« 20) vorgesehen 1st und daß dieser Schalter jeweils von einer Temperaturmeßelnrlohtung (16« 30) des Reglers je naoh Herdtemperatur geöffnet bzw. geschlossen wird.

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   10« Regeleinrichtung nteh Anspruch 9, dadurch ge-

   » da dft!» Regler (14, 16, 17» 18, 19» »0) ■ur Einstellung der Teeperaturmeaeinriohtung (16» 30) •Inen von Hand einstellbaren Sollwerteinsteller (SO) aufweist» aittela wtloh·» Jewells diejenige Herdteeperatur wlhlbar let, bei welcher der genannte elektrische Schalter (17) Jewell« öffnen «oll,

   11· Regeleinrichtung naoh Anapruoh 9 oder 10« dadurch gekennieiohnet, dafl der Regler (14, 16» 17» IS» 19» 20) einen weiteren elektrieohen Schalter (IS) aufweiet, bei deiMn Sohlielung der and·!¹« atroedeiter (i.B. L₂) mit de» einen Aniohlul (44) de» Baokhei«k8rpere (IS) Terbunden wird* und diJ der andere Anaehlui (28) de« Baokhelxkörpera an dl« Ie öffnung«»u«tand «tromloee Seit» dee erstgenannten, alt Stellglied dienenden elektriechen Sohaltere (17) ange«ohloien let, w«hrend der genannt· •in· Stromleiter (L₁) an d«aa«n andere Schaltaeite ange-■ohloieen 1st.

   IS. Regeleinriohtung naoh Anepruoh 11, dadurch gekenn teiohnet, daJ der Regler (14« 16, 17» 18, 19» SO) einen dritten elektrischen Behälter (19) aufweist, In dessen g·* echlossene« Zustand der Nulleiter (K) Mit dm einen AnschluÄ (47) des OrlllheUkörpers (13) verbunden 1st» und dal der ander· AneohluB (29) dieses Orillheiikörpers an

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   den erstgenannten, als Stellglied dienenden elektrischen Schalter (17) angeschlossen ist und Über diesen mit dem genannten einen Stromleiter (L^) verbindbar ist,

   13· Regeleinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnete dad der von Hand einstellbare Sollwerteinsteller (20) des Reglers (14, 16, 17, 18, 19, 20) funktionsrattSlg derart mit dem genannten weiteren Schalter (18) verbunden ist, daß nur dieser weitere Schalter geschlossen wird, wenn der Hegler mittels des Sollwerteinstellers auf eine Back*Solltemperatur eingestellt wird, welche unterhalb der genannten Grenztemperatur liegt, so daß nur der Backheizkörper (12) jeweils dann von den beiden Stromleitern (L₁J, Lp) her erregt wird, wenn der als Stellglied dienende erstgenannte Schalter (17) durch die Temperaturme Seinrichtung (16, 30) geschlossen wird«

   14. Regeleinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daS der Sollwerteinsteller (20) des Reglers (14, 16, 17, 18, 19, 20) funktion«mäßig derart mit dem drittgenannten elektrischen Schalter (19) verbunden ist, daß der genannte andere elektrische Schalter (18) und der drittgenannte elektrische Schalter jeweils dann geschlossen werden, wenn der Regler mittels dee Sollwerteinsteller auf eine Baok-Solltemperatur eingestellt wird, welche zwischen der genannten Orenztemperatur und der genannten Orilltemperatur liegt, so daß der Baokheizkörper (12) jeweils dann an die beiden Stromleiter ( L₁, L₂ ) und der Grillheizkörper (13)

   9 0 9 8 2Hf2 0 6

   an den genannten einen Stromleiter (L₁) und den Nulleiter (M) angeschlossen werden« wenn der erstgenannte« als Stellglied dienende elektrische Schalter (1?) infolge der von der Temperaturmeßeinriohtung (X6, 30) ermittelten Herd-Isttentperatur geschlossen wird, während der Baokhei*körper und der Grillheizkörper bei dieser am Hegler eingestellten Back-Solltemperatur Jeweils dann Über den genannten anderen Stromleiter (Lg) und den Nulleiter In Reihe geschaltet werden, wenn der als Stellglied dienende elektrische Schalter aufgrund der von der TemperaturmeSeinrichtung ermittelten Herd-Isttemperatur geöffnet wird.

   15. Regeleinrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte weitere elektrische Schalter (18) des Reglers (14, 16, VJ₉ 18, 19* 20) ein Umschalter ist und hierdurch aufler der genannten einen Schließstellung (Kontakte 50, 43 In Fig. 2, 3, 3A) noch eine weitere Schließ-8tellung (Kontakte 50, 46 in Fig. 4) aufweist, und daß dieser Umschalter Jeweils dann den genannten anderen Stromleiter (Lg) mit dem genannten einen Anschluß (47) des Grillheizko*rpers (13) verbindet, wenn dieser Umschalter seine genannte weitere Schließstellung einnimmt«

   16. Regeleinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß durch den von Hand einstellbaren Sollwerteinsteller (20) Jeweils dann nur der genannte weitere elektrische Schalter (18) in seine genannte andere

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   SoiaieSstellung (Kontakte 50, 46 in Fig«, 4) gebracht wird» wtaa der Sollwerteinsteller auf eine Grillfcemperatur eingestellt wird, e© da® bei diese? Einstellung jeweils dann nur der Grillheiakörper (13) an die beiden Stromleiter (L₁ angeschlossen wird, wenn der erstgenannte, als Stellglied dienende elektrische Schalter (17) infolge der von der Temperaturmefielnrichtung (16, 30) ermittelten Herdtemperatur geschlossen wird.

   17· Verfahren zur Hegelung elektrischer Herdeinrichtungen I mit mindestens einem Backheizkörper und mindestens einem Grillheizkörpei», dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Einhaltung einer eingestellten Back-Solltemperatur des betreffenden Herdes, welche unterhalb einer Grilltemperatur, jedoch oberhalb einer bestimmten Grenztemperatur liegt, der Backheizkörper jeweils dann auf seine Volleistung und gleich* zeitig der Grillheizkörper auf eine Teilleistung geschaltet wird, wenn die Herdtemperatur unter die eingestellte Back-Solltemperatur absinkt, und daß jeweils dann sowohl der BaokheizkÖrper als auch der Grillheizkörper auf Teilleistung geschaltet werden, wenn die Herdtemperatur über die eingestellte Back-Solltemperatur ansteigt.

   18, Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils dann nur der Backheizkörper auf Volleistung geschaltet wird, wenn in dem betreffenden Herd eine ander·

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   eingestellte Back-Solltemperatur aufrechterhalten werden soll, welche unterhalb der genannten Grenztemperatur liegt, die Herdtemperatur jedoch unter die nunmehr eingestellte Back-Solltemperatur absinkt, und daß der Baekheizkörper jeweils dann abgeschaltet wird, wenn die Herdtemperatur über die nunmehr eingestellte Baok-Solltemperatur ansteigt.

   19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung einer gewählten Grilltemperatur Jeweils dann nur der Grillheizkörper auf Volleiatung geschaltet wird, wenn die Herdtemperatur unter diese gewählte Grilltemperatur absinkt.

   20. Hegler zur Regelung elektrischer Herdelnriohtungen, mit mindestens einem Backheizkörper und mindestens einem Grillheizkörper, welche an eine dreiadrige Stromquelle mit zwei Stromleitern und einem Nulleiter aneohließbar sind, gekennzeichnet durch Bauelemente (16 bis 20, 24, 30, 24« 38), aufgrund welcher der Backheizkörper (12) jeweils dann an die beiden Stromleiter (Lj, L₂) angeschlossen wird und hierdurch im wesentlichen seine volle Leistung abgibt, während gleichzeitig aufgrund der Wirkung der genannten Bauelemente der Grillheizkörper einerseits an den Nulleiter (N) und andererseits an einen der beiden Stromleiter (z.B. L^) angeschlossen wird, wenn der Regler auf Aufrechterhaltung

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   einer gewühlten Baek-Sollteraperatur eingestellt ist, welch· einerseits unterhalb einer Grilltesiperatur, andererseits Jedoch oberhalb einer bestimmten Qrenztemperatur liegt, die Herdtemperatur jedoch untar die gewählte Back-Solltemperatur abgesunken ist, daß femer aufgrund der genannten Baueleiaente jeweils dann der Backheiakörper und der GfrlllheizkSrper zwischen den Nulleiter und einen der beiden Stromleiter (x.B. Lg) in Reihe geschaltet werden» so daß sie nur noch mit etwa einem Seohzehntel ihrer Volleistung arbeiten« wenn die Herdtemperatur ÜJber die gewühlte Backtemperatur ansteigt.

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