DE2734470A1

DE2734470A1 - Elektronisches leistungsregelgeraet fuer elektrokoch- und heizgeraete, insbesondere elektrokochplatten

Info

Publication number: DE2734470A1
Application number: DE19772734470
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl Phys Koch; Wildfried Schilling
Original assignee: EGO Regeltechnik GmbH
Current assignee: EGO Regeltechnik GmbH
Priority date: 1977-07-30
Filing date: 1977-07-30
Publication date: 1979-02-15

Description

Elektronisches Leistungsregelgerät
für Elektrokoch- und Heizgeräte, insbesondere Elektrokochplatten.
Die Erfindung betrifft ein elektronisches Leistungsregelgerät für Elektrokoch- und -Heizgeräte, insbesondere für Elektrokochplatten, mit einer Eingabeeinrichtung, die Berührungsschalter für manuelle "Aufwärts-" und "Abwärts-" -Einstellung eines Zählers enthält, mit einer Anzeige und einem die dem Verbraucher zugeführte Teilleistung (relative Einschaltdauer ED) verändernden elektronischen Einrichtung, die von dem Zähler einstellbar ist und mit einem der Temperatur des Elektrogerätes bzw. des beheizten Gegenstandes ausgesetzten Temperaturfühler.
Aus der DT-OS 24 44 753 ist ein derartiges Leistungsregelgerät bekanntgeworden. Es besitzt Berührungsschalter, die auf kapazitiver Basis arbeiten und auch unter der Bezeichnung Touch-Control bekannt sind. Durch mehr oder weniger langes Betätigen dieser Schalter wird über einen Zähler die Einstellung verändert. Die Anzeige erfolgt über Leuchtziffern. Es ist auch ein Temperaturfühler vorgesehen, um beim Erreichen einer vorbestimmten Temperatur von einem in einem Speicher gespeicherten Wert auf einen anderen umzuschalten. Cenerell handelt es sich jedoch um eine Leistungssteuerung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektronisches Leistungsregelgerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem ein weitgehend automatisches Kochen möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einrichtung eine Temperaturregeleinrichtung ist, an die der Temperaturfühler angeschlossen ist, von dem die Regeleinrichtung zur Änderung der relativen Einschaltdauer beeinflußbar ist.
Vorzugsweise wird durch die Eingabeeinrichtung zusammen mit der Leistung auch die Temperatur eingestellt, bei der der Temperaturfühler die Regeleinrichtung zur Änderung der relativen Einschaltdauer beeinflußt. Ferner kann vorzugsweise die änderung der relativen Einschaltdauer von 100 % auf den eingestellten Wert erfolgen. Die Arbeitsweise ist also derart, daß jedem eingestellten Leistungswert eine bestimmte Umschalttemperatur zugeordnet wird, bei dem von einer hohen Ankochleistung, vorzugsweise der Volleistung, auf die eingestellte Fortkochleistung umgeschaltet wird. Das bekannte Leistungsregelgerät hat eine Leuchtziffernanzeige. Vorzugsweise ist bei dem Leistungsregelgerät nach der Erfindung die Anzeige eine Leuchtzeile und besonders bevorzugt eine Leuchtdiodenzeile. Es sind also beispielsweise zwölf Leuchtdioden in einer Reihe angeordnet und leuchten entsprechend der eingestellten Leistungsstufe auf. Diese Anzeige ist besonders vorteilhaft, weil man die Leistung unmittelbar ablesen kann, ohne daß man die vorherige Information braucht, welches der Endwert der Ziffernanzeige wäre.
Noch sinnfälliger kann die Anzeige gemacht werden, wenn die Leuchtdiodenzeile eine der eingestellten Temperatur entsprechende Farbskala aufweist, beispielsweise grün für den unteren Leistungsbereich (Wärmebereich), gelb für den Kochbereich und rot für den oberen Leistungsbereich (Bratbereich).
Die Eingabeeinrichtung kann eine Überlaufsicherungseinrichtung enthalten, die bei Betätigung der Berührungsschalter über den maximalen oberen und/oder unteren Einstellwert hinaus eine Abschalteinrichtung für das Elektrogerät bzw. eine Rückstellung des Zählers auslöst. Diese Überlaufsicherung schließt eine versehentliche Betätigung des Elektrogerätes nahezu aus. Wenn beispielsweise ein Kochtopf auf einem der Berührungsschalter steht, so wird beim Überschreiten eines der beiden Einstellwerte das Elektrogerät entweder unmittelbar über ein Relais oder mittelbar über die Rückstellung des Zählers auf den Leistungswert "Null" außer Betrieb gesetzt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Eingabeeinrichtung eine Fehlbetätigungssicherungseinrichtung enthalten, die bei gleichzeitiger Betätigung der Berührungsschalter für Aufwärts- und "Abwärts"-Zählung eine Abschalteinrichtung für das Elektrogerät bzw. eine Rückstellung des Zählers auslöst.
Auch hier wird eine Sicherung gegen versehentliche Betätigung geschaffen. Diese Einrichtung kann jedoch auch zur Abschaltung des Elektrogerätes bewußt benutzt werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung hervor. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild des elektronischen Leistungsregelgerätes nach der Erfindung und Fig. 2 eine Ansicht der Berührungsschalter und der Anzeige für vier Kochplatten.
Das in der Zeichnung dargestellte elektronische Leistungsregelgerät 11 ist zur Regelung einer Kochplatte 12 ausgebildet.
Die Elektrokochplatte 12 besitzt eine Beheizung in Form eines Heizwiderstandes 13, der von einem elektronischen Leistungsschalter, beispielsweise einem Triac, 14 geschaltet wird.
Zusätzlich ist ein doppelpoliges Abschaltrelais 15 vorgesehen.
Die Eingabe des gewünschten Leistungswertes erfolgt über die Berührungsschalter 16, 17, die als an sich bekannte kapazitive Berührungsschalter ausgebildet sind. Sie sind an einen Zähler 18 für "AuRwärts"- und "Abwärts"-ZShlung angeschlossen, der von einem elektronischen Taktgeber 19 seinen Zähltakt erhält. Dieser wird zweckmäßig in der Größenordnung von ca. 0,3 bis 1 Sekunde, vorzugsweise 0,5 Sekunden, gewählt. Zur Einstellung wird also die entsprechende Berührungstast 16, 17 mit dem Finger so lange berührt, bis eine Anzeige 20 den gewünschten Leistungswert anzeigt.
Bei der Anzeige 20 handelt es sich um eine Leuchtdiodenzeile, d.h. die Anordnung von beispielsweise zwölf Leuchtdioden in einer Reihe, die beispielsweise von unten nach oben nacheinander eingeschaltet werden und so den Leistungswert darstellen.
Die Leuchtdiodenzeile kann eine Farbskala aufweisen, beispielsweise mit kälteren Farben beginnen und mit wärmeren Farben den höchsten Leistungsbereich anzeigen. Es können auch einzelne Stufen angezeigt werden, so beispielsweise jeweils vier Leuchtdioden der gleichen Farbe für drei verschiedene Bereiche (Wärmebereich, Kochbereich, Bratbereich).
Es ist eine Fehlbetätigungssicherungseinrichtung 21 angedeutet, die anspricht, wenn beide Berührungstasten gleichzeitig berührt werden. Hier kann auch ein gewisser Zeitfaktor eingebaut sein, weil nicht jede versehentliche kurzzeitige Berührung beider Tasten eine Fehlbetätigung sein muß. Die Fehlbetätigungssicherungseinrichtung 21 löst das Relais 15 aus und schaltet somit die Elektrokochplatte ab. Hier könnte alternativ auch eine Rückstellung des Zählers vorgenommen werden. Außerdem kann vorgesehen sein, daß die Anzeige 20 blinkt, und somit eine Fehlbetätigung anzeigt.
Die Einrichtung 21 kann jedoch auch bewußt vorgesehen werden, um eine Schnellabschaltung durchzuführen. Ihre Sicherungsfunktion bleibt dann erhalten. In diesem Falle würde man jedoch auf das Blinken der Anzeige verzichten.
An den Zähler 18 ist eine Oberlaufsicherungseinrichtung angeschlossen, die bei einem Überlauf des Zählers zumindest über den oberen Einstellwert hinaus ein Blinken der Anzeige und eine Abschaltung der Kochplatte silber das Relais 15 bewirkt.
Diese Überlaufsicherungseinrichtung 22 kann auch für das Überlaufen des unteren Einstellwertes vorgesehen sein, obwohl dies nicht so wichtig ist, weil dadurch sowieso eine Abschaltung der Leistung erfolgt. In diesem Falle würde aber durch das Blinken der Anzeige die Hausfrau daran erinnert werden, daß beispielsweise durch das Auflegen eines Topfes oder Besteckteils eine versehentliche Betätigung erfolgt ist.
Ferner wird von dem Zähler 18 das Relais 15 auch direkt gesteuert, um eine doppelpolige Abschaltung durchzuführen, wenn die Leistung auf Null heruntergesetzt wird.
Der Zähler kann ferner einen Ausgang zu einem Zusatzrelais 23 enthalten, das beispielsweise zur Schaltung eines Lüftermotors ab einer bestimmten Leistungsstufe verwendet werden kann.
Die eigentliche Leistungsregelung erfolgt vom Zähler aus über einen Digital-Analogwandlnr 211 und eine Regeleinrichtung 25, an die ein Temperaturfühler 26, beispielsweise ein NTC-Widerstand, angeschlossen ist, der der Temperatur der Kochplatte ausgesetzt ist. Bei der Regeleinrichtung handelt es sich um einen integrierten Nullspannungsschalter mit Ankochautomatik und Energieregelung, der den Triac 14 steuert. Es ist als integrierter Schaltkreis (IC) ausgebildet und stellt einerseits den Leistungswert in Abhängigkeit von der Eingabe ein und liefert ferner eine Umschaltung von voller Leistung (keiner Leistungsdrosselung durch den Triac) auf den eingestellten Leistungswert bei einer bestimmten Temperatur. So kann beispielsweise dieser Umschaltwert bei der niedrigsten Leistungseinstellung 1 50 Grad betragen. Die zugehörige Leistung wäre dabei ca. 3 S der vollen Leistung. In diesem Falle würde also der Triac, der stets im Nulldurchgang des Elektrostromes schaltet, über 3 % der Zeit eingeschaltet sein, nachdem der Temperaturfühler 50 Grad angezeigt hat. Die weitere Entwicklung dieser Kurve kann nun in dem elektronischen Bauelement nach Belieben vorgesehen sein. Die Leistungssteigerung von Einstellstufe zu Einstellstufe kann also sowohl progressiv als auch degressiv gewählt werden (letzteres, um beispielsweise einen bestimmten Bereich, wie den Kochbereich, zu "strecken"). Auch die Temperaturzuordnung kann ganz den Gegebenheiten entsprechen. Es kann also von Stufe 1 zur Stufe vier eine Steigerung im ED auf ca. 8 % erfolgen, wobei eine typische Umschalttemperatur 90 Grad wäre. Danach könnte sich der Kochbereich anschließen, der bis zur Stufe sieben reicht und mit einem ED von 30 % endet, während die Umschalttemperatur nur auf etwa 120 Grad angestiegen ist (um den gleichbleibenden Siedepunkt des Wassers zu berücksichtigen). Der dann anschließende Bratbereich würde eine wesentlich steilere Steigerung der Leistung zwischen Stufe acht und Stufe zwölf von 30 auf 100 S ED mit sich bringen, während die Umschalttemperatur von 120 Grad auf 290 Grad ansteigt. Der Temperaturfühler dient außerdem noch zu dem Zweck, die Temperatur bei einem oberen Begrenzungswert, beispielsweise bei 320 Grad Celsius, zu begrenzen.
Es ist also zu erkennen, daß mit der Erfindung eine elektronische Leistungsregelung gescharfen wird, die eine Ankochautomatik enthält, deren Umschalttemperatur sich der jeweiligen Leistungsstufe anpaßt. Ferner sind die Möglichkeiten der Elektronik durch die Betätigung über Berührungsschalter und die Anzeige über Leuchtdioden sowie die zahlreichen Sicherheitsfunktionen ideal ausgenutzt. Trotz der Vorteile der Leuchtdiodenzeile können auch Leuchtzahlen verwendet werden.
Aus Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Anordnung der Schalt-und Anzeigeelemente für einen Vier-Plattenelektroherd besonders einfach und sinnfällig ist. Statt der bevorzugten Anwendung für Elektrokochplatten können auch andere Heizkörper gesteuert bzw. geregelt werden.
Zur Funktion ist noch zu bemerken, daß nach Erreichen des Umschaltpunktes von Volleistung auf den eingestellten ED-Wert umgeschaltet wird, jedoch nach Unterschreiten dieses Umschaltpunktes, beispielsweise durch Aufsetzen eines kalten Topfes, wieder die Maximalleistung freigegeben wird. Die Einstellung kann durch Auflegen eines Fingers auf die Markierung "Pfeil aufwärts" oder "Pfeil abwärts" geschehen.
Als zweite weitere Sicherheitsmaßnahme kann vorteilhaft vorgesehen sein, daß bei Netzausfall alle Kochstellen nach Wiederkehren der Netzspannung selbsttätig ausgeschaltet werden.
Das Relais 23 kann auch eingeschaltet werden, wenn eine oder mehrere Kochstellen in Betrieb sind. Es kann auch zur Signalisierung verwendet werden, daß an einem Herd eine Kochstelle in Betrieb ist.
Bei den vorher erwähnten Zuordnungen von Umschaltwerten und Umschalttemperaturen verlaufen normalerweise zwischen den angegebenen Werten die Bereiche im wesentlichen linear.
Sie könnten jedoch auch in anderer Weise verlaufen. Leerseite

Claims

Ansprüche 1. Elektronisches Leistungsregelgerät für Elektrokoch- und Heizgeräte, insbesondere für Elektrokochplatten, mit einer Eingabeeinrichtung, die Berührungsschalter für manuelle "Aufwärts-" und "Abwärts-"Einstellung eines Zählers enthält, mit einer Anzeige und einem die dem Verbraucher zugeführte Teilleistung (relative Einschaltdauer ED) verändernden elektronischen Einrichtung, die von dem Zähler einstellbar ist, und mit einem der Temperatur des Elektrogerätes bzw.

des beheizten Gegenstandes ausgesetzten Temperaturrühler, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Temperaturregeleinrichtung (25) ist, an die der Temperaturfühler (26) angeschlossen ist, von dem die Regeleinrichtung zur Xnderung der relativen Einschaltdauer beeinflußbar ist.
2. Leistungsregelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Eingabeeinrichtung (16, 17, 18) zusammen mit der Leistung auch die Temperatur einstellbar ist, bei der der Temperaturfühler (26) die Regeleinrichtung (25) zur Änderung der relativen Einschaltdauer beeinflußt.
3. Leistungsregelgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Xnderung der relativen Einschaltdauer von 100 % auf den eingestellten Wert erfolgt.
4. Leistungsregelgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige (20) eine Leuchtzeile ist.
5. Leistungsregelgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtzeile Leuchtdioden enthält.
6. Leistungsregelgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchtdiodenzeile eine der eingestellten Temperatur entsprechende Farbskala aufweist.
7. Leistungsregelgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung eine überlaufsicherungseinrichtung (22) enthält, die bei Betätigung der Berührungsschalter (16, 17) Uber den maximalen oberen und/oder unteren Einstellwert hinaus eine Abschalteinrichtung (15) für das Elektrogerät (12) bzw. eine R0ckstellung des Zählers (18) auslöst.
8. Leistungsregelgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung eine Fehlbetätigungssicherungseinrichtung (21) enthält, die bei gleichzeitiger Betätigung der Berührungsschalter für "Aufwärts"- und Abwärts-Zählung eine Abschalteinrichtung (15) für das Elektrogerät (12) bzw. eine Rückstellung des Zählers (18) auslöst.
9. Leistungsregelgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Uberlauf- und/oder Fehlbestätigungs-Sicherungseinrichtung (21, 22) ein Blinken der Anzeige (20) auslösen.