DE2504651C3 - Induktionskochgerät mit einem Lastdetektor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Induktionskochgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Induktionskochgerät dieser Art ist aus der US-PS 97 753 bekannt. Beim bekannten Induktionskochgerät wird die Erregung der Induktionsspule unterbrochen, wenn der ferromagnetische Kochtopf angehoben wird. Als Induktionsspule wird dabei eine auf einen geblechten Kern aufgewickelte Spule verwendet. Dies führt zu erheblichen Anziehungskräften zwischen dem Kern und einem auf die Deckplatte dieses Kochgeräts gestellten ferromagnetischen Kochtopf, so daß dessen Entfernung bei eingeschalteter Erregung der Induktionsspule einen erhöhten Kraftaufwand erfordert. Um diesen Kraftaufwand zu verringern, wird daher die Erregung der Induktionsspule abgeschaltet, sobald der Kochtopf ein wenig angehoben wurde. Diese Abschaltung erfolgt mittels eines Schalters, der einen beweglichen Kontaktarm mit einem daran befestigten Permanentmagneten besitzt. Der Permanentmagnet wird durch einen auf das Induktionskochgerät gestellten ferromagnetischen Kochtopf angezogen und damit der Schalter geschlossen. Bereits ein kleines Anheben des Kochtopfes führt dazu, daß der Magnet abfällt und die beiden Kontakte des Schalters auseinanderbringt.

Aus der US-PS 37 15 550 ist ein Induktionskoehgerät bekannt, bei dem die induktiv erzeugte Kochleistung mit Hilfe eines Temperaturfühlers in Abhängigkeit von der Temperatur am Boden des Kochtopfes beeinflußt wird.

Zu diesem Zweck ist ein Thermistor in geeigneter Weise oberhalb der in diesem Fall gewellten Deckplatte angeordnet, um die Bodenplatte eines Kochtopfes zu berühren. Der Thermistor steht über einen Transformator mit einer Steuereinrichtung für die Speisung der Induktionsspule in Verbindung. Bei einer anderen Ausführungsform dieses bekannten Induktionskochgeräts ist an verschiedenen Stellen der gewellten Deckplatte, und zwar jeweils in der Mulde ejner Welle, ein Temperaturfühler angeordnet, der von der Temperaturabhängigkeit der magnetischen Permeabilität bestimmter Materialien Gebrauch macht Die Temperaturfühler bestehen aus zwei im wesentlichem U-förmigen Magnetjochen, die sich je auf einer Seite der Deckplatte gegenüberliegen. Das unter der Deckplatte liegende Magnetjoch trägt eine Spule, deren Induktivität von der Gesamtpermeabilität des durch beide Magnetjoche geschlossenen magnetischen Kreises abhängt. Das oberhalb der Magnetplatte befindliche, linsenartig verformte Magnetjoch ist elastisch und aus der Mulde der gewellten Deckplatte herausgehoben, so daß es mit dem Boden eines auf die Deckplatte gestellten Kochtopfes in Kontakt kommt F.rhitzt sich dieser Kochtopf aufgrund von Wiirbelstrorninduktion, dann erwärmt sich das oberhalb der Deckplatte befindliche Magnetjoch. Dadurch ändert sich dessen Permeabilität, was über eine Induktivitätsänderung der Spule erkannt und zur Temperaturregelung verwendet wird.

Aus der US-PS 34 26 166 ist ein magnetisch betätigter Türschalter bekannt, bei dem an einem Türrahmen ein U-förmiger Magnet und dahinter ein Reed-Schalter angebracht sind, während sich an der Tür eine ferromagnetische Platte befindet die im geschlossenen Zustand der Tür auf den Schenkeln des U-förmigen Magneten aufliegt Während sich bei dirser Anordnung im geöffneten Zustand der Tür ein starker Streufluß ergibt, der auch den Reed-Schalter durchsetzt und dessen Kontakte schließt, ist im geschlossenen Zustand der Tür ein geschlossener Magnetkreis vorhanden, wodurch der Streufluß wesentlich reduziert wird und die Kontakte des Reed-Schalters geöffnet werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Induktionskochgerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszugestalten, daß der Schalter im Speisestromkreis der Induktionsspule empfindlicher auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eineis ferromagnetischen Kochtopfes reagiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteils des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Bei dem mit der Erfindung geschaffenen Induktionskochgerät besitzt der Lastdetektor u. a. einen oberen bewegbaren Magneten und einen unteren feststehenden Magneten, die mit senkrechtem Abstand voneinander derart angeordnet sind, daß sie sich gegenseitig abstoßen, so daß die auf den oberen Magneten einwirkende Schwerkraft im wesentlichen aufgehoben und die Anziehung zwischen diesem oberen Magneten und der Bodenwand einer ferromagnetischen Last vergrößert wird. Dadurch, daß der obere bewegliche Magnet bei fehlender Last in einem Quasi-Schwebezustand gehalten wird, vermag er empfindlicher auf eine

Last zu reagieren. Diese höhere Empfindlichkeit stellt zugleich sicher, daß der bewegliche Magnet während des Kochens nicht etwa dadurch in seine Ruhelage zurückfällt, daß sich sein Magnetfeld aufgrund einer Erwärmung durch das hochfrequente Magnetfeld der Induktionsspule abschwächt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ein scbematisches Blockschaltbild eines Induktionskochgerdts mit einem eingebauten Lastdetektor, und

F i g. 2 einen vertikalen Querschnitt, der die relative Anordnung des Kochbehälters auf der Kochfläche, der Induktionsspule und dem Lasfdetektor zeigt.

Die Fig. 1 stellt einen Lastdetektor 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dar, der in einem Induktionskochgerät 11 eingebaut ist, das einen über einen Einschalter 14 mit einem Wechselstromnetzanschluß 13 verbundenen Vollweggleichrichter 12 zum Zuführen einer vollweggleichgerichteten ungeglätteten Spannung an ein Paar von Anschlüssen oder Sammelleitungen 15 und 16, eine Induktionsspule 17. die elektromagnetisch mit einem über ihr angeordneten Kochbehälter bzw. Kochtopf 18 gekoppelt ist, sowie eine Wechselrichterschaltung aufweist, die eine Siebdrossel 19, eine Kommutierungsspule 20, einen Filterkondensator 21, einen Kommutierungskondensator 22 und einen gesteuerten Siliciumgleichrichter (SCR) bzw. Thyristor 23 mit einer zu ihm gegenpolig parallel geschalteten Rückführungsdiode 24 besitzt. Zum Erregen des Thyristors 23 mit einer Ultraschallfrequenz ist ein Torimpulsgenerator 25 vorgesehen. Der Torimpulsgenerator 25 ist an eine weich einsetzende Nullpunkt-Schaltvorrichtung 26 angeschlossen, die die Torimpulse zu dem Thyristor 23 durchläßt, wenn sie durch eine Nuilpunkterfassungs- und Impulsgeberschaltung 27 leitend gemacht wird. Die Nuilpunkterfassungs- und Impulsgeberschaltung 27 ist an die Sammelleitung 15 zum Ermitteln des Spannungsnullpunkts der an der Sammelleitung ?5 auftretenden vollweggleichgerichteten ungeglätteten Spannung angeschlossen, damit sie bei jedem jeweils zwischen halbsinusförmigen Impulsen auftretenden Spannungsnullpunkt einen Torimpuls erzeugt Sobald die Schaltvorrichtung 26 durch diesen « Torimpuls eingeschaltet ist, läßt sie die von dem Torimpulsgenerator 25 abgegebenen T>rimpulse über den Schaltkreis 28 zu dem Thyristor 23 durch.

Die Einbauanordnung des Lastdetektors 10 ist in Fig.2 genauer dargestellt. Eine Platte 29 aus hitzebe- so ständigem Material wie beispielsweise Glaskeramik bildet oberhalb der Induktionsspule 17 eine Kochfläche. Die Induktionsspule 17 kann einen zum Bilden einer Mittelöffnung 31 schraubenförmig gewickelten Draht enthalten, der zu seiner Festlegung in richtigem Abstand zwischen aufeinandei folgenden Windungen in eine Gummiverbindung eingegossen und von unten her durch einen Block 30 gestützt ist, welcher auf nicht dargestellten Vorrichtungen gelagert ist. Ein erster Permanentmagnet 32 ist senkrecht bewegbar innerhalb eines geschlossenen Metallgehäuses 33 aus nichtmagnetischem Material angeordnet, das sich in der Mittelöffnung 31 der Induktionsspule 17 befindet. Das Metallgehäuse 33 ist in einem Formblock 34 gelagert, der von einer nicht dargestellten Grundplatte gestützt wird. Der Formblock 34 ist mit einer durchgehenden Mittelbohrung mit Teilstücken wechselnden Durchmessers und dazwischenliegenden Schul'prteilstücken versehen. Der Formblock 34 nimmt mit dem oberen Ende das Metallgehäuse 33 auf, dessen obere Wandung die Unterseite der keramischen Deckplatte 29 berührt. Unter einem vorbestimmten Abstand von dem ersten Permanentmagneten 32 ist ein zweiter Permanentmagnet 35 angeordnet. Die Pole der beiden Magneten 32 und 35 sind einander entgegenwirkend angeordnet, so daß die magnetische Abstoßung zwischen ihnen ausreicht, das Gewicht des ersten Magneten 32 im wesentlichen aufzuheben. Zwischen dem ersten und dem zweiten Magneten ist eine durch einen luftdicht verschlossenen magnetisch betätigbaren Schutzrohrkontakt (Reed-Schaher) 36 mit Blatikontakten Yl und 38 gebildete Schaltvorrichtung senkrecht angeordnet und innerhalb einer beispielsweise zylindrischen magnetischen Abschirmung 39 auf geeignete Weise gelagert. Als Abschirmungsmaterial kann auch ein Metall mit hochmagnetischen Eigenschaften verwendet werden. Die Blattkontakte 37 und 38 sind in den Schaltkreis 28 geschaltet, wobei sie normalerweise durch Einwirkung des magnetischen Flusses des oberen Magneten 32 keinen Kontakt machen, damit sie de:.-. Schaltkreis 28 unterbrechen. Wenn der Kochbehälter bzw. Kochtopf 18 aus einem magnetischen Metall richtig oberhalb der Induktionsspule 17 auf die Keramikplatte 29 gestellt ist, wird durch die Anziehung zwischen der Bodenwand des Kochbehälrers 18 und dem Magneten 32 dieser erste Magnet 32 in Richtung des eingezeichneten Pfeils nach oben zu dem Kochbehälter 18 hin gezogen. Die Änderung des Magnetfeldes in der Umgebung des Schalters 36 bewirkt, daß die Blattkontakte 37 und 38 einander bis zur Berührung anziehen, so daß dadurch der Schaltkreis 28 geschlossen wird. Dadurch können über den Schalter 36 Torimpulse an die Steuerelektrode des Thyristors 23 gelangen.

Durch das Anlegen der Torimpulse wird der Thyristor 23 zur Erzeugung eines uitraschallfrequenten Erregungsstromes in der Wechselrichterschaltung erregt, welcher die Induktionsspule 17 erregt, die wiederum elektromagnetisch mit dem Kochbehälter bzw. Kochtopf gekoppelt ist. Der hochfrequente Erregungsstrom erzeugt einen magnetischen Wechselfluß hoher Intensität, der in dem die Last bildenden Kochbehälter 18 zu dessen Erwärmung auf eine für das Kochen geeignete erhöhte Temperatur Wirbelströme erzeugt.

Die magnetische Abschirmung 39 ist aus einem magnetischen Metall hergestellt, um den Schalter 36 gegen den hochfrequenten Magnetfluß abzuschirmen, damit unerwünschte Folgen wie beispielsweise Wärmeerzeugung in den Blattkontakten und Kontaktprellen verhindert werden, während zugleich eine Veränderung des Magnetflußpegels des oberen Magneten 32 ein Schalten des Schalters 36 bewirken kann.

Da die magnetische Feldstärke des Magneten 32 infolse oer in ihm möglicherweise durch den hochfrequenten Magnetfluß erzeugten Wärme kleiner zu werden neigt, verbessert die Ausnützung der Abstoßung zwischen dem oberen Magneten 32 und dem unteren Magneten 35 die Anziehung des Magneten 32 an den aufgelegten Kochbehälter 18, so daß insbesondere das Abfallen des Magneten in seine Anfangslage mangels ausreichender magnetischer Anziehung während des Kochens verhindert wird, während außerdem die Benützung eines Kochtopfs mit einem konkaven Boden ermöglicht wird.

Obgleich der Schaltvorgang des Schalters 36 zum Zulassen bzw. Sperren der Erregung der Induktionsspule 17 durch Schalten eines beliebigen Teils der Schaltung

genial] J-" i g. I ausgenützt werden kann, isl es wegen tier geringen Strombelastbarkcil des Sehalters 36 vorteilhaft, das Sehalten in einem Stromkreis vorzusehen, in dem ein kleiner Strom wie beispielsweise der über die Torschaltung des Thyristors 23 fließende Strom fließt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Induktionskochgerät mit einem Lastdetektor, der unterhalb einer Auflagefläche für eine zu erhitzende Last einen Permanentmagnsten aufweist, der zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung vertikal beweglich angeordnet ist und durch eine ferromagnetische Last auf der Auflagefläche aufgrund der magnetischen Anziehung aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung hebbar ist, und mit einem von dem Permanentmagneten betätigbaren Schalter, der die Erregung einer Induktionsspule in der Arbeitsstellung des Permanentmagneten einschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des beweglichen, innerhalb eines nichtmagnetischen Gehäuses (33) geführten Permanentmagneten (32) ein zweiter feststehender Magnet (35) angeordnet ist, daß die Felder beider Magneten einander entgegengesetzt gerichtet und in ihrer Stärke so beimessen sind, daß die in seiner Ruhestellung auf den Permanentmagneten einwirkende Schwerkraft im wesentlichen kompensiert ist, und daß der Schalter (36) gegenüber der Induktionsspule (17) in einer magnetischen Abschirmung (39) zwischen den beiden Magneten angeordnet und durch das Magnetfeld des Permanentmagneten betätigbar ist.

2. Induktionskochgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht-magnetische Gehäuse (33) als geschlossenes Metallgehäuse ausgebildet ist.

3. Induktionskochgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (36) ein magnetisch betätigöarer Schutzrohrkontakt ist.

4. Induktionskochgerät nach einer.. der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Permanentmagnet (32) in einer Mittelöffnung (31) der Induktionsspule (17) angeordnet ist.