DE2715768C2

DE2715768C2 - Betriebsschaltung für eine Haushaltskocheinrichtung

Info

Publication number: DE2715768C2
Application number: DE19772715768
Authority: DE
Inventors: David Alan Edina Minn. Baron
Original assignee: Litton Industries Inc
Current assignee: Litton Industries Inc
Priority date: 1976-08-26
Filing date: 1977-04-07
Publication date: 1983-03-24
Also published as: AU500177B2; AU2365477A; FR2363060A1; DE2715768A1; FR2363060B1; GB1529561A; CA1068789A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betriebsschaltung für Haushaltskocheinrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Haushaltskocheinrichtungen, z. B. Küchenherde, haben in der letzten Zeit in zunehmendem Umfang Vorkehrungen erhalten, um den Herdraum automatisch zu reinigen, indem die Temperatur auf einen Wert gebracht wurde, der erheblich über dem Temperaturwert lag, bei dem der Kochvorgang normalerweise durchgeführt wird. Solche Temperaturen liegen über etwa 400⁰C; ein derartiger Reinigungsvorgang wird als »pyrolytische Selbstreinigung« bezeichnet.

Die Auslegung einer Haushaltskocheinrichtung, bei der das Kochen mit thermischer Energie und mit Mikrowellenenergie im gleichen Herdraum durchgeführt wird, und bei der der Herdraun auf pyrolytische Selbstreinigung geschaltet werden kann, bringt eine Reihe schwieriger Probleme mit sich, weil in mancher Hinsicht die Durchführung des Kochvorganges mit Wärmeenergie und mit Mikrowellenenergie nicht miteinander vereinbar ist. Es ist aber auch festgestellt worden, daß bestimmte Anforderungen an die pyrolytische Selbstreinigung und das Kochen mit Mikrowellen sich ergänzen können, und daß bestimmte Bauteile miteinander kombiniert werden können, damit ein synergetischer Effekt erzielt wird, bei dem die Bauteile doppelte Funktionen durchführen. Vorliegende Erfindung bzieht sich auf ein«, derartige Konstruktion.

Bei einem herkömmlich betriebenen Herd heizt eine Gasflamme oder eine sonstige Wärmequelle den gesamten Herdraum gleichförmig auf, so daß die Temperatur an jeder Stelle innerhalb dieses Herdraumes gleich hoch ist. Wenn Temperaturgradienten, die während einiger Minuten des Anheizens des Herdes auftreten, und auch die Konvektion an einzelnen Stellen, wie z. B. Ecken des Herdraumes, außer Betracht bleiben, kann unterstellt werden, daß die Temperaturen in einem Gasherd oder einem Elektroherd während einer längeren Betriebsdauer an jeder Stelle innerhalb des Herdes gleich hoch sind. Bei mit Mikrowellenenergie betriebenen Herden wird Wärme nur in bestimmten Teilen des Herdes, in der Regel in den zu erhitzenden bzw. zu kochenden Nahrungsmitteln erzeugt. Die dabei erzeugte Hitze wird zwar bis zu einem gewissen Grad auch in andere Teile des Herdes übertragen, während

ίο der gesamten Betriebsdauer von Mikrowellenherden sind die Temperaturen in unterschiedlichen Teilen des Innenraumes derartiger Herde jedoch recht unterschiedlich, d. h., daß Temperaturgefälle innerhalb des Hohlraumes bestehen. Natürlich sind thermostatische Steuerungen unter Verwendung von wärmeempfindlichen Elementen in großer Vielfalt auf allen möglichen technischen Gebieten bekannt, die selbsttätig Schaltvorgänge auslösen. Es sind auch thermostatische Steuerungen für verschiedene Zwecke in Verbindung mit M'krowellenherden bekannt.

Aus der DE-OS 23 41 574 ist eine Haushaltskochanordnung der gattungsgemäßen Art bekannt, die so ausgelegt ist, daß sie in einer von drei unterschiedlichen Betriebsarten arbeitet, nämlich im herkömmlichen thermischen Kochbetrieb, im Mikrowellenkochbetrieb und im Selbstreinigungsbetrieb. Eine derartige bekannte Haushaltskochanordnung weist jedoch keinen Luftfühlerschalter auf; das vorhandene Gebläse wird lediglich zur Kühlung der elektrischen Schaltung

jo verwendet.

Des weiteren ist aus der DE-OS 2154 077 ein elektrischer Koch- und Backherd konventioneller Bauart bekannt, bei dem ein Lüfter in einer Sicherheitsschaltung gegen Überhitzung vorgesehen ist. Der

J5 Selbstreinigungsvorgang wird dabei durch einen thermostatgesteuerten Schalter gesteuert und beendet, im Falle einer Überhitzung sind zur Betätigung des Unterbrechungsschalters zwei Möglichkeiten gegeben, nämlich eine mittels Thermostaten und die andere mittels eines vom Betrieb des Gebläses abhängigen Organs. Ein derartiger bekannter Herd ist nicht in der Lage, unter Verwendung von Mikrowellenenergie zu arbeiten, weil er hierfür nicht ausgelegt ist. Insbes. aber wird das Gebläse selbst durch einen thermostatisch betätigten Schalter gesteuert, d. h., daß ein Thermostat an einer bestimmten Stelle im Herd eingebaut ist und damit eine erhebliche Unzuverlässigkeit eingeführt wird, weil die Temperatur an der Stelle des Thermostaten nicht notwendigerweise der Temperatur an anderen Stellen oder im gesamten übrigen Teil des Herdraumes entsprechen muß.

Das DE-GM 18 54 107 zeigt die Anordnung eines Lüfters mit einem Windfahnenschalter, der einen Heizkreis schließt bzw. geschlossen hält, wenn der Lüfter tatsächlich in Betrieb ist, und der den Heizkreis öffnet, wenn der Lüfter ausfällt.

Schließlich ist aus »Heizung, Lüftung, Haustechnik« Band 9 (1958) Nr. 4, Seite 90 bekannt, bei Hochfrequenzschaltungen für Kochgeräte einen Lüfter zur Kühlung des Magnetrons zu verwenden. Hierbei wird bei Erreichen einer kritischen Temperatur ein Gebläse eingeschaltet, wozu ein Thermostat Anwendung findet. Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer gattungsgemäßen Haushaltskochanordnung sicherzustellen, daß weder Schaltelemente noch menschliche Wesen im Bereich der Kochanordnung bei Überhitzung des Herdraumes und benachbarter Stromkreiselemente in Mitleidenschaft gezogen werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei der Entwicklung von Mikrowellen! ierden wurde bisher übersehen, daß aufgrund der Unregelmäßigkeit in der Wärmeverteilung innerhalb der Mikrowellenherde die thermostatische Steuerung maximaler Temperaturen nicht zuverlässig ist. Dies gilt nicht für herkömmliche Öfen, die mit Gas oder mit elektrischen Widerständen beheizt sind; wenn jedoch Mikrowellenenergie zum Aufheizen und Kochen von Nahrungsmitteln im Herd verwendet wird, wird die thermostatische Steuerung unzuverlässig, weil ein thermostatischer Fühler nicht einen gesamten Herdhohlraum erfassen kann, sondern an einer ganz bestimmten Stelle befestigt sein muß und diese spezielle Stelle eine höhere oder eine niedrigere Temperatur als anderen Stellen des Herdhuhlraumes haben können.

Grundsätzlich wurde deshalb mit vorliegender Erfindung erkannt, daß aufgrund der unregelmäßigen Wärmeverteilung in Mikrowellenherden oder in Herden, die wenigstens in einer Betriebsphase mit Mikrowellenenergie betrieben werden, Thermostaten keine zuverlässigen Mittel sind, um die Zuführung maximaler Wärmeenergie zu steuern. Aus diesem Grunde ist die Steuerung für Haushaltskocheinrichtungen nach vorliegender Erfindung so ausgelegt, daß die Verwendung thermostatischer, d. h. wärmeempfindlicher Elemente vermieden wird. JIl

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein Schaltdiagramm einer Betriebsschaltung.

Die Betriebsschaltung nach der Zeichnung ist eine Dreileiterschaltung mit 240 V Nennspannung, die aus den Leitern L\ und £.3 sowie dem Nulleiter £.2 besteht; hierbei läßt sich eine Nennspannung von 120 V entweder zwischen L\ oder £.3 und dem Nulleiter £.2, *o sowie eine Nennspannung von 240 V zwischen den Leitern L\ und £.3 abnehmen.

Die Schaltung weist Bauelemente auf, die bei Kochherden an sich bekannt sind. Solche Bauelemente sind eine Fluoreszenzlampe 10 mit zugeordnetem Vorschaltgerät 11 und ein Startschalter 12, eine Herdlampe 13 und ein Herdlampenschalter 14, Herdraumheizelemente 20, 21 und 22 sowie vier Oberflächenheizelemenie 23, 24, 25 und 26. Die Herdraumheizelemente sind Widerstandsheizelemente, die in herkömmlicher Weise auf verschiedene Leistung eingestellt werden können. Bei der dargestellten Schaltung ist das Heizelement 20 ein Element, das zum Schmoren verwendet wird, das Element 22 ein Element, das zum Backen eingeschaltet wird, und das Element 21 ein Hilfsheizelement, das zum zusätzlichen Aufheizen während der pyrolytischen Selbstreinigung und ferner auch für das Backen verwendet werden kann. Die dargestellte Schaltanordnung zeigt den elektrischen Betrieb einer Kochanordnung, die eine Anzahl von <>o verschiedenen Kochfunktionen durchführen kann. Diese Funktionen schließen das thermische Kochen, z. B. Backen und Schmoren, das Kochen mit Mikrowellenenergie allein oder mit einer Kombination aus Mikrowellenenergie und thermischer Energie, sowie die ¹^ pyrolytische Selbstreinigung mit ein. Es sind Vorkehrungen getroffen, um eine der vorerwähnten Arten von Betriebsfunktionen auszuwählen. In der gezeigten Schaltanordnung ist die Auswählvorrichtung vorzugsweise in einen einzigen Auswählschalter zusammengefaßt, der Mehrfachkoniakte 31Λ, 31 B, 31C 31D, 31 fund 31F besitzt Die Funktion eines jeden Satzes von Kontakten ist nachstehend erläutert.

Die Schaltanordnung weist auch eine Vorrichtung zur Erzeugung von Mikrowellenenergie auf, die ein Magnetron 50, einen Transformator 51. einen Kondensator 52 und eine Diode 53 einschließt. Bei der speziellen dargestellten Schaltung sind die Bauelemente elektrisch so zusammengeschaltet, daß sie eine Halbwellenspannungsverdoppelungsschaltuiig bilden, es können jedoch auch andere Magnetronenergiespeiseschaltungen anstelle der Halbwellenspannungsverdoppelungsschaltung verwendet werden.

Zusätzlich zu den Energiespeisebauteilen weist der Mikrowellenteil der Schaltung auch einen Motor 48 für eine Energieablenkvorrichtung, die auch als »Rührvorrichtung« bezeichnet wird, auf. Dieser Motor wird zum Antrieb einer derartigen drehbaren Rührvorrichtung verwendet, um eine gleichmäßigere Verteilung der Mikrowellenenergie innerhalb des Herdraumes zu erreichen. Um zu gewährleisten, daß die Kochanordnung nicht im Mikrowellenbetrieb verwendet wird, wenn nicht die Tür einwandfrei geschlossen ist. sind Verriegelungsschalter 32 und 33 vorgesehen, die so ausgelegt sind, daß sie in Verbindung mit dem Schließen der Herdtür eine geschlossene Position einnehmen.

Die Energiespeisebauteile, die in Mikrowellenhcrdcn verwendet werden, sind einer Beschädigung und einer verkürzten Lebensdauer ausgesetzt, wenn sie zu hoher Wärme ausgesetzt sind, ähnlich wie dies für viele andere Bauelemente zutrifft. Bei der dargestellten Kochanordnung wird ein Gebläse oder ein Lüfter verwendet, um die Bauteile zu kühlen; der Lüfter wird dabei von einem Lüftermotor 41 angetrieben. Es ist erwünscht, den Lüftermotor 41 während zweier unterschiedlicher Zyklen oder Betriebsarten des Herdes zu betätigen, nämlich während des Kochens mit Mikrowellen, wenn die Mikrowellenbauteile selbst die Wärmeerzeuger sind, und während des pyrolytischen Selbstreinigungsvorganges, wenn die Bereiche in der Nähe des Herdraumes auf eine besonders hohe Temperatur aufgeheizt werden.

Um die in der Zeichnung dargestellte Schaltung im Mikrowellenkochbetrieb zu betreiben, wird die Tür der Anordnung geschlossen, wodurch die Verriegelungsschalter 32 und 33 geschlossen werden. Vom Bedienenden wird eine bestimmte Betriebsdauer eingestellt, die von einigen Sekunden bis zu mehreren Minuten schwanken kann. Die Einstellung der gewählten Zeitdauer schließt den Zeitschalter 46, wodurch Energie in den Zeitsteuermotor 45 eingespeist wird. Der Verriegelungsschalter 34 ist normalerweise am oberen Kontakt geschlossen, wie in der Zeichnung gezeigt, mit Ausnahme des Reinigungszyklus, wie noch erläutert wird.

Die Auswahl des Mikrowelienbetriebes schließt die Kontakte 31Fdes Auswählschalters. Daraus ergibt sich, daß ein Stromkreis von L\ über die Schalter 32,34,33,46 und 31Fzu den Mikrowellenenergiebauteilen, z. B. der Primärwicklung des Transformators 51 und nach £.2 geschlossen wird. Da der Schalter 40 am unteren Kontakt geschlossen ist, wie in der Zeichnung dargestellt, wird dem Lüftermotor 41 Energie zugeführt, woüjrch die Mikrowellenbauteile gekühlt werden.

Wie vorstehend bereits ausgeführt, ist es auch erwünscht, den Motor 41 während der pyrolytischen Selbstreinigung zu betreiben, und die Arbeitsweise

dieses Zyklus hinsichtlich der in der Zeichnung dargestellten Schaltung wird nachstehend beschrieben. Während eines solchen Reinigungszyklus sind Temperaturen über 375°C üblich, und diese Temperatur liegt weit über der normalen Kochtemperatur. Es ist deshalb erwünscht, Vorkehrungen zu treffen, um das Öffnen des Ofens während der Periode, während der derartig hohe Temperaturen erreicht werden, zu verhindern.

Wie im Falle der vorbeschriebenen Mikrowellenbetriebsfolge bewirkt das Schließen der Herdlür ein Schließen der Verriegelungsschalter 32 und 33, wodurch der Schalter 34 verriegelt wird. Die Betriebsartauswählvorrichtung wird dann so betätigt, daß der Reinigungsbetrieb ausgewählt wird, indem der Auswählschalter in entsprechender Weise eingestellt wird. Damit wird der ι Schalter 3) fin seinem oberen Kontakt geschlossen, und es wird Energie eingespeist, um den Motor 60 zu verriegeln. Zusätzlich werden dabei die übrigen Kontakte des Betriebsartauswählschalters in folgender Weise geschaltet: Der Schalter 31A wird auf den linken j Kontakt geschlossen, der Schalter 31 Sauf den unteren Kontakt, der Schalter 31C wird geschlossen, der Schalter 31D wird auf den linken Kontakt gesetzt und der Schalter 31 Fist offen.

Der Verriegelungsmotor 60 wird so erregt, daß er mechanisch, d. h. automatisch eine Türverriegelungsvorrichtung beaufschlagt, wobei die Bewegung des Verriegelungsmechanismus auch zur Betätigung einer weiteren Folge von Schaltern verwendet wird. Insbesondere wird der Schalter 40 auf den oberen Kontakt in i der Zeichnung gesetzt und der Verriegelungsschalter 34 auf den unteren Kontakt. Das Schließen der Schalter 40 und 34 schließt den Stromkreis für den Lüftermotor 41 über die Schalter 32, 34 und 40. Das Umschalten der Verriegelungsschalter 34 unterbricht auch den Energiefluß zum Verriegelungsmotor 60, wodurch der Herd in der verriegelten Position gehallen wird.

Bei einer Erregung des Lüftermotors 41 wird der Lüfter in Betrieb gesetzt, so daß ein Kühlluftstrom für die Mikrowellen erzeugenden Bauteile entsteht. Ein Abfühlschalter 35 spricht auf den Ausgang des Lüfters an. Beispielsweise ist der Schalter 35 vorzugsweise ein Flügelschalter, der in den Pfad der aus dem Lüfter strömenden Luft gesetzt wird. Wenn der Lüfter sich beschleunigt und seine Nennleistung abgibt, wird der α Schalter 35 geschlossen.

Um den Reinigungszyklus zu vervollständigen, wird eine Zeitperiode auf der Ofenzeitsteuereinrichtung eingestellt, wodurch die Zeitsteuerkontakte, die in der Zeichnung als Schalter 37 gezeigt sind, geschlossen werden. Zusätzlich werden die Kontakte 65 des Herdthermostaten wie auch die Kontakte 38 des Thermostaten für den Reinigungszyklus geschlossen. Energie wird über den so geschlossenen Stromkreis in die Heizelemente 21 und 22 eingespeist, damit die für den pyrolytischen Voigang erforderliche Hitze erzeugt wird.

Um die Sicherheit der Schaltanordnung zu erhöhen, ist ein zusätzlicher Thermostat vorgesehen, dessen Kontakle in der Zeichnung mit 36 bezeichnet sind. Der Thermostat ist so ausgelegt, daß die Kontakte bei Erreichen einer vorgewählten Temperatur von z. B. 300⁰C öffnen, wodurch der Stromkreis zur Verriegelung des Motors 60 unterbrochen wird, so daß er nicht in die unverriegelte Position betätigt werden kann, solange die Herdtemperatur über der gewählten Temperatur liegt.

Der Einfachheit und Vollständigkeit halber sind verschiedene andere Bauteile der Schaltanordnung dargestellt, nämlich der Herzeitsteuermotor 42, die thermischen Relais 63 und 64 und verschiedene Anzeigclämpchen 18,61,62 und 47.

Die in der Zeichnung dargestellte und vorbeschriebene Schaltanordnung ergibt den elektrischen Betrieb einer kombinierten Kochherdanordnung, die in unterschiedlichen Betriebsarten betrieben werden kann, wobei die jeweilige Betriebsart durch Einstellen der Kontakte 31/4—F entsprechend der Drehung des Betriebsartwählers ausgewählt werden kann. Die Schaltung gewährleistet, daß der Lüftermotor 41 nur betrieben werden kann, wenn entweder der Mikrowellenkochbetrieb oder der Reinigungsbetrieb ausgewählt worden ist; dies wird durch einfache Schalter ohne aufwendige Bauteile, wie z. B. Relais und dgl. erreicht. Ferner gewährleistet der Schalter 35, daß der Lüftermotor 4t in Funktion tritt, bevor der Reinigungszyklus abgeschlossen werden kann, so daß eine Überheizung und schädliche Beeinflussung der teueren Mikrowellenbauteile verhindert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Betriebsschaltung für eine Haushaltskocheinrichtung, die in einer von drei Betriebsarten arbeiten kann, nämlich im herkömmlichen thermischen Kochbetrieb, im Mikrowellenkochbetrieb und im Selbstreinigungsbetrieb durch Pyrolyse, mit einem Wahlschalter zur Auswahl einer der drei Betriebsarten, einem Luftfühlerschalter und einem motorgetriebenen Gebläse, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrieb der Haushaltskocheinrichtung im Selbstreinigungsbetrieb oder im Mikrowellenkochbetrieb unabhängig von Temperaturen an irgendeiner Stelle der Kocheinrichtung nur möglich ist, wenn der Gebläsemotor (41) nach Anwahl der entsprechenden Betriebsart den normalerweise offenen Luftfühlerschalter (35), der auf Luftbewegung anspricht, schließt.

2. Betriebsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfühlerschalter (35) als Windfahnenschalter ausgebildet ist, dessen Fahnenteil innerhalb des Luftstromes des Lüfters (4J) angeordnet ist.

3. Betriebsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wahlschalter eine Wahlstellung jeweils für einen thermischen Backbetrieb und einen thermischen Bratbetrieb zusätzlich enthält.