DE19612379C2

DE19612379C2 - Elektrischer Brotröster und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE19612379C2
Application number: DE1996112379
Authority: DE
Inventors: Dieter Hoehn; Michael Steinle
Original assignee: Rowenta Werke GmbH
Current assignee: Rowenta Werke GmbH
Priority date: 1996-03-28
Filing date: 1996-03-28
Publication date: 2000-05-04
Anticipated expiration: 2016-03-29
Also published as: DE19612379A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Brotröster mit einer Schaltungsanordnung zur temperaturgesteuert-zeitabhängigen Abschaltung des Heizstromkreises, mit einer auf einem Chip angeordneten Schaltung mit einem Zählwerk, das einen Oszillator und einen nachgeschalteten Zähler einschließt, durch dessen Endimpuls ein Unterbre cher im Heizstromkreis auslösbar ist, wobei die Frequenz des Oszillators durch die Temperatur sowie durch einen Röstgradeinsteller beeinflußbar ist, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung verschiedener Typen von Brotröstern.

Die Zeitsteuerung jedes Brotrösters, der zufriedenstellend arbeiten soll, muß die jeweilige Röstzeit an die vorangegangenen Aufheizungen der Röst kammer anpassen. Wenn das Gerät kalt ist, muß länger aufgeheizt 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 Brotröstern maß die Röstkammer-Innentemperatur mit einem NTC-Widerstand, der einen negativen Temperatur-Kooffizienten besitzt.

Bekannt ist es auch, vorangig die in den Netzteilwiderständen des Zeitwer kes gespeicherte Wärme als Modell für den Zustand der Röstkammertemperatur zu verwenden. Diese Verwendung der gespeicherten Wärme geschieht neben der durch die Röstkammer selbst produzierten Umgebungstemperaturerhöhung.

Dadurch wird eine merkbare Kostenreduzierung über beispielsweise Ferti gungsvereinfachung möglich. Nebenbei konnte das Kompensationsverhalten sogar gegenüber der direkten Messung der Temperatur, insbesondere bei längeren Pausenzeiten zwischen den einzelnen Röstungen und bei unregelmäs sigen Pausen verbessert werden.

Aber auch diese Zeitwerke benutzen als Temperaturfühler einen verhältnis mäßig kostspieligen NTC-Widerstand innerhalb einer Oszillatorbeschaltung.

Bekannt ist schließlich auch, daß das einen negativen Temperaturgang aufweisende elektrische Bauteil der Kondensator des RC-Oszillator-Netzwer kes 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 Oszillators wird in Abhängigkeit von der Temperatur und der Einstellung eines Potenti ometerwiderstandes gesteuert, durch den der gewünschte Röstgrad einge stellt wird.

Bekanntgeworden ist auch eine Schaltungsanordnung zur temperaturgesteuert zeitabhängigen Auslösung eines Unterbrechers im Heizstromkreis elektri scher Brotröster mit einem Zählwerk, das einen Oszillator und einen nach geschalteten Zähler einschließt, durch dessen Endimpuls der Unterbrecher ausgelöst wird, wobei die Frequenz des Oszillators durch die Temperatur sowie durch einen Röstgradeinsteller beeinflußbar ist. Hierbei sind die Schaltungselemente zum temperaturgesteuert-zeitabhängigen Auslösen des Unterbrechers auf einem Chip in einem Grundschaltkreis angeordnet. (GB 22 71 894)

Auch durch die DE 43 16 021 A1 ist bekanntgeworden, daß bei einem Brot röster die beteiligten Schaltelemente auf einem Chip integriert sein können.

Die bisherigen Schaltungsanordnungen zur temperaturgesteuert-zeitabhängi gen 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. Mehrschei ben-Brotröster und die dadurch bedingte Heizleistung. Auch die jeweils erforderliche Röstzeit ist typenbedingt. Die Röstzeit 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 Zeitabstände zwischen aufeinanderfolgen den Röstungen haben einen Einfluß auf die Zeitsteuerung.

Dieses hatte bisher zur Folge, daß für jeden Brotröstertyp eine passende Schaltungsanordnung vorgesehen werden muß, obwohl in allen Fällen das Schaltungsprinzip das gleiche ist. Dieses hatte zur Folge, daß diese voneinander abweichenden Schaltungsanordnungen hergestellt, mit organisa torisch 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 Brotröster 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 gegenüber der Zeit bei kaltem Gerät.

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

Demgegenüber 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 Erfordernisse der unterschiedlichen Brotröstertypen angepaßt werden kann.

Es wurde gefunden, daß sich diese Aufgabe in einfacher Weise dadurch lösen läßt, daß zu einer anwendungsspezifischen Programmierung der auf dem Chip angeordneten Schaltung der Oszillator mit frequenzbestimmenden Konfigurationswiderständen in Schaltverbindung steht, deren Wert schal tungstechnisch veränderbar ist.

Gemäß Anspruch 2 sind die Konfigurationswiderstände außerhalb des Chips angeordnet. Die externen Widerstände werden an die dafür vorgesehenen Anschlüsse auf dem Chip angeschlossen. Dadurch läßt sich die maximale Heizzeit, die minimale Heizzeit und die Zeitreduktion anpassen.

Gemäß Anspruch 3 sind die Konfigurationswiderstände auf dem Chip angeord net und stehen mit externen Lötbrücken in Verbindung.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Anspruch 4 sind auf dem anwen dungsspezifischen Clip angeordnete nichtflüchtige Speicherzellen vorge sehen. Diese Speicherzellen sind beispielsweise in einfacher Weise in einem ROM untergebracht. Zur Aktivierung dieser nichtflüchtigen Speicher zellen kann gemäß Anspruch 5 ein Programmierungsgerät verwendet werden. Die nichtflüchtigen Speicherzellen stehen mit internen Konfigurationswi derständen in Schaltverbindung, von denen durch die Aktivierung der je weils benötigte Konfigurationswiderstand auswählbar ist.

Das Verfahren zur Herstellung verschiedener Typen von Brotröstern nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche ist gemäß Anspruch 6 gekennzeichnet. Hiernach sind durch eine Programmierung während der Brot rösterfertigung die Parameter an den ausgewählten Brotröstertyp anpaßbar.

Durch diese Aktivierung nach der Erfindung der frequenzbestimmenden Wider stände 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 frequenzbestimmenden Widerstände des Oszillators On-Chip so beeinflussen, daß dadurch die Frequenz des Oszilla tors vorgegeben werden kann. Nach der Erfindung läßt sich zum Beispiel die Kapazität eines RC Oszillators, aber auch die Induktivität eines entsprechenden Oszillators durch On-Chip-Maßnahmen beeinflussen.

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

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 ₁ . 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. 3 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.

Liste der verwendeten Bezeichnungen

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 Konfigurations widerstand

19 ₂

interner Konfigurations widerstand

19 ₃

interner Konfigurations widerstand

20 ₁

interner Konfigurations widerstand

20 ₂

interner Konfigurations widerstand

20 ₃

interner Konfigurations widerstand

21

Lötbrücke

23

ROM

24

Programmierungsgerät

25

Speicherzellen

Claims

1. Elektrischer Brotröster mit einer Schaltungsanordnung zur temperatur gesteuert-zeitabhängigen Abschaltung des Heizstromkreises (3), mit einer auf einem Chip (14) angeordneten Schaltung mit einem Zählwerk, das einen Oszillator (6) und einen nachgeschalteten Zähler (7) ein schließt, durch dessen Endimpuls ein Unterbrecher (2) im Heizstromkreis (3) auslösbar ist, wobei die Frequenz des Oszillators (6) durch die Temperatur sowie durch einen Röstgradeinsteller (8) beeinflußbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zu einer anwendungsspezifischen Programmierung der auf dem Chip (14) angeordneten Schaltung der Oszillator (6) mit frequenzbestimmenden Konfigurationswiderständen (15, 16, 17, 18, 19, 20) in Schaltverbindung steht, deren Wert schaltungstechnisch veränderbar ist.

2. Brotröster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konfigurationswiderstände (15, 16, 17) außerhalb des Chips (14) angeordnet sind.

3. Brotröster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konfigurationswiderstände (18, 19, 20) auf dem Chip (14) ange ordnet sind und mit externen Lötbrücken (21) in Verbindung stehen.

4. Brotröster nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem anwendungsspezifischen Chip (14) angeordnete, nicht flüch tige Speicherzellen (22) vorgesehen sind.

5. Brotröster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aktivierung der nicht flüchtigen Speicherzellen (22) ein Pro grammierungsgerät (24) verwendet wird, und daß die Speicherzellen (22) mit den internen Konfigurationswiderständen (18, 19, 20) in Schalt verbindung stehen, von denen durch die Aktivierung der jeweils benötig te Konfigurationswiderstand auswählbar ist.

6. Verfahren zur Herstellung verschiedener Typen von Brotröstern nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei durch eine Programmierung während der Brotrösterfertigung die Parameter an den ausgewählten Brotröstertyp anpaßbar sind.