DE19612379A1

DE19612379A1 - Schaltungsanordnung für elektrische Brotröster

Info

Publication number: DE19612379A1
Application number: DE1996112379
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Hoehn; Michael Dipl Ing Steinle
Original assignee: Rowenta Werke GmbH
Current assignee: Rowenta Werke GmbH
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 1997-10-02
Anticipated expiration: 2016-03-29
Also published as: DE19612379C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur temperatur gesteuert-zeitabhängigen Auslösung eines Unterbrechers im Heizstrom kreis elektrischer Brotröster mit einem Zeitwerk, das einen Oszillator und einen nachgeschalteten Zähler einschließt, durch dessen Endimpuls der Unterbrecher ausgelöst wird, wobei die Frequenz des Oszillators durch die Temperatur sowie durch einen Röstgradeinsteller beeinfluß bar ist.

Die Zeitsteuerung jedes Brotrösters, der zufriedenstellend arbeiten soll, muß die jeweilige Röstzeit an die vorangegangenen Aufheizungen der Röstkammer anpassen. Wenn das Gerät kalt ist, muß länger aufge heizt werden als nach vorangegangenen Röstungen.

Bekannt ist es, die Vorheizzeiten über Bi-Metallschalter, die thermisch mit der Röstkammer gekoppelt sind, zu berücksichtigen.

Die nächste, bereits elektronisch arbeitende Generation von Brot röstern maß die Röstkammer-Innentemperatur mit einem NTC-Widerstand, der einen negativen Temperatur-Koeffizienten besitzt.

Bekannt ist es auch, vorrangig die in den Netzteilwiderständen des Zeitwerkes gespeicherte Wärme als Modell für den Zustand der Röstkammer temperatur zu verwenden. Diese Verwendung der gespeicherten Wärme geschieht neben der durch die Röstkammer selbst produzierten Umgebungs temperaturerhöhung.

Dadurch wird eine merkbare Kostenreduzierung über beispielsweise Fertigungsvereinfachung möglich. Nebenbei konnte das Kompensations verhalten sogar gegenüber der direkten Messung der Temperatur insbe sondere bei längeren Pausenzeiten zwischen den einzelnen Röstungen und bei unregelmäßigen Pausen verbessert werden.

Aber auch diese Zeitwerke benutzen als Temperaturfühler einen verhält nismäßig kostspieligen NTC-Widerstand innerhalb einer Oszillator beschaltung.

Bekannt ist schließlich auch, daß das einen negativen Temperaturgang aufweisende elektrische Bauteil der Kondensator des RC-Oszillator- Netzwerkes ist (DE 44 16 468 C1).

Alle diese bekannten Zeitschaltungen arbeiten mit einem Zähler, der die von dem Oszillator abgegebenen Impulse zählt und dessen Endimpuls den Unterbrecher im Heizstromkreis schaltet. Die Frequenz des Oszilla tors wird in Abhängigkeit von der Temperatur und der Einstellung eines Potentiometerwiderstandes gesteuert, durch den der gewünschte Röstgrad eingestellt wird.

Die bisherigen Schaltungsanordnungen zur temperaturgesteuert-zeitab hängigen Auslösung des Unterbrechers im Heizstromkreis elektrischer Brotröster sind typenmäßig festgelegt. Diese Festlegung richtet sich insbesondere nach der Größe des Brotrösters, z. B. für einen Einscheiben bzw. Mehrscheiben-Brotröster und die dadurch bedingte Heizleistung. Auch die jeweils erforderliche Röstzeit ist typenbedingt. Die Röst zeit ist abhängig von der Vortemperatur der Röstkammer. Zum Aufheizen einer kalten Röstkammer wird eine längere Zeit benötigt, als für die Aufheizung einer bereits vorgewärmten Röstkammer. Auch die Zeit abstände zwischen aufeinanderfolgenden Röstungen haben einen Einfluß auf die Zeitsteuerung.

Dieses hatte bisher zur Folge, daß für jeden Brotröstertyp eine passen de Schaltungsanordnung vorgesehen werden muß, obwohl in allen Fällen das Schaltungsprinzip das gleiche ist. Dieses hatte zur Folge, daß diese voneinander abweichenden Schaltungsanordnungen hergestellt, mit organisatorisch bedingten Kennzeichnungen versehen werden und gesondert gelagert und abgerechnet werden mußten.

Dabei sind folgende Parameter der Schaltungsanordnungen einzustellen, unabhängig davon, welche Zeitwerkschaltung jeweils verwendet wird:

- Die Maximalzeit bei kaltem Gerät und dunkelstem Röstgrad: typischer Wert 210 s für einen Brotröster mit 850 W, 125 s für einen Brot röster mit 1200 W.
- Die Minimalzeit bei kaltem Gerät und hellstem Röstgrad: typisch ca. 45 bis 60 s.
- Der Grad der Zeitreduktion, die beim jeweiligen Röstgrad durch die Temperatur erzeugt wird: typisch 35 bis 40% Reduktion gegen über der Zeit bei kaltem Gerät.

"Kaltes Gerät" bedeutet hierbei, daß das Gerät die Umgebungstemperatur angenommen hat. Für einen Brotröster mit 850 W bedeutet das typischer weise also eine Anfangs-Maximalzeit von 210 s, die sich dann Röstvor gang zu Röstvorgang mit zunehmend heißem Gerät an 130 s annähernd in beispielsweise der Folge 210/160/135/132/130 s.

Dem gegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, diesen Aufwand zu vermeiden und eine Schaltungsanordnung zu schaffen, die mit wenigen Mitteln und ohne größeren Arbeitsaufwand an die Er fordernisse der unterschiedlichen Brotröstertypen angepaßt werden kann.

Es wurde gefunden, daß sich diese Aufgabe in einfacher Weise dadurch lösen läßt, daß die Schaltungselemente zum temperatur-gesteuert- zeitabhängigen Auslösen des Unterbrechers auf einem Chip in einem Grundschaltkreis angeordnet sind, und daß die Parameter dieses Grund schaltkreises durch Programmierung seiner Schaltungselemente während der Brotrösterfertigung anwendungsspezifisch an Röstkammern und Heiz leistungen unterschiedlicher Brotröster anpaßbar sind.

Gemäß Anspruch 2 erfolgt die Programmierung der Schaltungselemente des Grundschaltkreises On-Chip.

Durch diese Programmierung der Schaltungselemente wird die Frequenz des Oszillators und damit im wesentlichen auch die Zeitdauer der Heizperioden an die Größe der Heizkammern und auch an die vorgegebene Heizleistung angepaßt.

Erfindungsgemäß lassen sich alle Schaltungselemente des Zeitwerkes On-Chip so beeinflussen, daß dadurch die Frequenz des Oszillators vorgegeben werden kann. Nach der Erfindung läßt sich z. B. die Kapa zität eines RC-Oszillators, aber auch die Induktivität eines ent sprechenden Oszillators durch On-Chip-Maßnahmen beeinflussen.

Es hat sich jedoch herausgestellt, daß es am einfachsten ist, wenn gemäß Anspruch 3 die zu programmierenden Schaltungselemente des Grund schaltkreises frequenzbestimmende Widerstände des Oszillators sind. Widerstände lassen sich erfahrungsgemäß leichter On-Chip realisieren als beispielsweise Kapazitäten und Induktivitäten.

Mit der Erfindung lassen sich folgende Parameter der Schaltungsanordnung an die Bedürfnisse unterschiedlicher Brotröster anpassen: die Maximal zeit bei kaltem Gerät, die Minimal zeit bei kaltem Gerät und der Grad der Zeitreduktion abhängig von der Temperatur.

In einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Anspruch 5 werden zum Pro grammieren der frequenzbestimmenden Widerstände des Oszillators externe Konfigurationswiderstände verwendet. Die externen Widerstände werden an die dafür vorgesehenen Anschlüsse auf den Chip angeschlossen. Dadurch läßt sich die maximale Heizzeit, die minimale Heizzeit und die Zeitreduktion anpassen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden zum Programmieren der frequenzbestimmenden Widerstände des Oszillator interne Kon figurationswiderstände in Verbindung mit externen Lötbrücken ver wendet.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden gemäß Anspruch 6 zum Programmieren der frequenzbestimmenden Widerstände des Oszillators auf dem anwendungsspezifischen Chip angeordnete nichtflüchtige Speicher zellen verwendet. Diese Speicherzellen sind beispielsweise in ein facher Weise in einem ROM untergebracht. Zur Programmierung dieser nichtflüchtigen Speicherzellen kann ein Programmiergerät verwendet werden. Die nichtflüchtigen Speicherzellen stehen mit internen Kon figurationswiderständen in Schaltverbindung, von denen durch die Programmierung der jeweils benötigte Konfigurationswiderstand aus wählbar ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung,

Fig. 2 den Anschluß externer Konfigurationswiderstände an den Oszillatorblock,

Fig. 3 den Anschluß interner Konfigurationswiderstände an den Oszillatorblock in Verbindung mit Lötbrücken und

Fig. 4 die Kombination von Oszillator, Konfigurationswider ständen und einem ROM.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung 1 zur temperaturgesteuert-zeitabhängigen Auslösung eines doppelpoligen Unterbrechers 2 im Heizstromkreis 3 mit einem Heizwiderstand 4 eines im einzelnen nicht dargestellten elektrischen Brotrösters. Die Schal tungsanordnung schließt ein Zeitwerk 5 ein, das einen in Fig. 1 nicht dargestellten Oszillator 6 mit nachgeschaltetem Zähler 7 enthält, ein. An den Zähler 7 ist ein Schaltertreiber 90 angeschlossen, der über einen Elektromagneten 9 und über einen elektromagnetischen Schalt mechanismus 10 mit dem Unterbrecher 2 in Wirkverbindung steht.

Das Zeitwerk 5 steht mit einem Röstgradeinsteller 8 und einem Tem peratursensor 80 in Schaltverbindung. Die Schaltungselemente des Temperatursensors 80 und des Zeitwerkes 5 sind in einem Grundschalt kreis zusammengefaßt und auf einen anwendungsspezifischen Chip, ASIC 14 angeordnet. Die Stromversorgung des ASICs erfolgt über eine Diode 11, einen Vorwiderstand 12 und einen Kondensator 13.

Der Oszillator 6 kann in Übereinstimmung mit dem Oszillator nach der DE 44 16 468 C1 ausgebildet sein. Ohne am Kern der Erfindung etwas zu ändern, kann jedoch auch jeder beliebige andere Oszillator eingesetzt werden, dessen Frequenz durch besondere Schaltungselemente beeinflußbar ist. Die Beeinflussung erfolgt in jedem Fall über den Temperatursensor 80 und über den Röstgradeinsteller 8. Nach dem Ein schalten des Brotrösters heizt sich der ohmsche Vorwiderstand 12 mit zunehmender Einschaltdauer auf. Der integrierte und mit diesem thermisch gekoppelte Temperatur-Sensor 80 sorgt dafür, daß der Oszillator 6 immer schneller schwingt. Die im Vorwiderstand 12 ge speicherte Wärme sorgt nun bei der nächsten Inbetriebnahme eines Röstvorganges dafür, daß der Oszillator von Anfang an schneller schwingt, mithin die nächste Röstzeit kürzer wird, da das Zeitzählwerk 5, 7 nach Erreichen einer definierten Anzahl von Schwingungen den Strom durch den Unterbrecher 2 unterbricht.

Fig. 2 zeigt vergrößert einen Teil des ASIC 14 auf dem schematisch der Temperatursensor 80, der Röstgradeinsteller 8, der Oszillator 6, der Zähler 7 und der Schaltertreiber 90 für den Elektromagneten 9 dargestellt sind.

Aus dem Oszillator 6 sind Leitungen zu externen Konfigurationswider ständen 15, 16 und 17 herausgeführt, die nach Bedarf on-chip zur Wirkung gebracht werden können. Durch den externen Konfigurations widerstand 15 läßt sich die Maximalzeit, durch den Konfigurations widerstand 16 die Minimalzeit und durch den Konfigurationswiderstand 17 beispielsweise die Reduktion einstellen.

Die Fig. 3 zeigt einen ASIC 14 mit internen Konfigurationswiderständen 18 1, 18 2, 18 3, 19 1, 19 2, 19 3 und 20 1, 20 2 und 20 3. Für die in Fig. 2 dargestellten Konfigurationswiderstände 15, 16 und 17 können auch anstelle der dargestellten Einzelwiderstände jeweils mehrere Widerstände zum Einsatz kommen, um eine feinere Anpassung zu ermöglichen.

Die in Fig. 4: dargestellten internen Konfigurationswiderstände stehen in Schaltverbindung mit externen Lötbrücken 21, durch die die je weils gewünschten Konfigurationswiderstände ausgewählt werden können.

In Fig. 4 ist ein ASIC 14 mit den gleichen Schaltungselementen 6, 7, 8, 80, 90 dargestellt. An den Oszillator 6 sind wieder interne Konfigurationswiderstände 18, 19 und 20 angeschlossen, die im darge stellten Ausführungsbeispiel mit einem ROM 23 in Schaltverbindung stehen. Innerhalb des ROMs 23 sind nur schematisch angedeutete nicht flüchtige Speicherzellen 25 vorgesehen, die auf an sich bekannte Weise mit einem Programmiergerät 24 aktiviert werden und dadurch den jeweils gewünschten internen Konfigurationswiderstand 18, 19 bzw. 20 auswählen.

Bezugszeichenliste

1 Schaltungsanordnung
2 Unterbrecher
3 Heizstromkreis
4 Heizwiderstand
5 Zeitwerk
6 Oszillator
7 Zähler
8 Röstgradeinsteller
80 Temperatursensor
9 Elektromagnet
90 Schaltertreiber
10 elektromagnetischer Schaltmechanismus
11 Diode
12 Vorwiderstand
13 Kondensator
14 ASIC
15 externer Konfigurationswiderstand
16 externer Konfigurationswiderstand
17 externer Konfigurationswiderstand
18 1 interner Konfigurationswiderstand
18 2 interner Konfigurationswiderstand
18 3 interner Konfigurationswiderstand
19 1 interner Konfigurationswiderstand
19 2 interner Konfigurationswiderstand
19 3 interner Konfigurationswiderstand
20 1 interner Konfigurationswiderstand
20 2 interner Konfigurationswiderstand
20 3 interner Konfigurationswiderstand
21 Lötbrücke
22 nichtflüchtige Speicherzelle
23 ROM
24 Programmierungsgerät
25 nichtflüchtige Speicherzelle

Claims

1. Schaltungsanordnung zur temperaturgesteuert-zeitabhängigen Aus lösung eines Unterbrechers im Heizstromkreis elektrischer Brot röster mit einem Zählwerk, das einen Oszillator und einen nachge schalteten Zähler einschließt, durch dessen Endimpuls der Unter brecher ausgelöst wird, wobei die Frequenz des Oszillators durch die Temperatur sowie durch einen Röstgradeinsteller beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungselemente zum temperaturgesteuert-zeitabhängigen Auslösen des Unterbrechers (2) auf einem Chip (14) in einem Grund schaltkreis angeordnet sind, und daß die Parameter dieses Grund schaltkreises durch Programmierung seiner Schaltungselemente während der Brotröstfertigung anwendungsspezifisch an Röstkammern und Heizleistungen unterschiedlicher Brotröster anpaßbar sind.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmierung der Schaltungselemente des Grundschaltkreises on-chip (14) erfolgt.

3. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die zu programmierenden Schaltungselemente des Grund schaltkreises frequenzbestimmende Widerstände des Oszillators (6) sind.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Programmieren der frequenzbestimmenden Widerstände des Oszilla tors (6) externe Konfigurationswiderstände (15, 16, 17) verwendet werden.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Programmieren der frequenzbestimmenden Widerstände des Oszilla tors (6) interne Konfigurationswiderstände (18, 19, 20) in Verbin dung mit externen Lötbrücken (21) verwendet werden.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Programmieren der frequenzbestimmenden Widerstände des Oszilla tors (6) auf dem anwendungsspezifischen Chip (14) angeordnete nichtflüchtige Speicherzellen (22) verwendet werden.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Programmierung der nichtflüchtigen Speicherzellen (22) ein Programmiergerät (24) verwendet wird, und daß die Speicherzellen (22) mit internen Konfigurationswiderständen (18, 19, 20) in Schalt verbindung stehen, von denen durch die Programmierung der jeweils benötigte Konfigurationswiderstand auswählbar ist.