DE2743403C2 - Elektrisches Heizgerät mit akustischer Signalvorrichtung des erreichten Endes des Heizvorgangs - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Heizgerät, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist.

Bei den bekannten, elektrisch beheizten Koch- und Durchlauferhitzern, wie z. B. bei Eierkochern und Kaffeemaschinen, gibt es Ausführungen, bei denen durch eine akustische Signalvorrichtung die Beendigung des Auf heiz-Betriebs, d.h. das Ende des eigentlichen Arbeitsvorgangs des Heizgerätes angezeigt wird. Solche Heizgeräte werden mit Thermoschaltern betrieben, die bei Erreichen einer gewünschten Temperatur ansprechen; z. B. erfolgt dies bei den erwähnten Eierkochern und Kaffeemaschinen dann, wenn das in dem Gerät vorhandene, aufzuheizende bzw. aufgeheizte Wasser verdampft ist und nun die Temperatur weiter ansteigen kann.

Im allgemeinen wird mit diesem Thermoschalter die Heizleistung zumindest reduziert, wenn nicht vollständig abgeschaltet. Außerdem dient der Thermoschalter dazu, die erwähnte Signalvorrichtung, ζ. Β. einen Summer, in Tätigkeit zu setzen. Ein solcher Summer enthält eine Magnetspule, deren magnetische Erregung das akustische Signal der Signalvorrichtung erzeugt. Aus der DE-AS 11 61 366 ist eine solche Temperaturregelung für ein Gerät mit einem temperaturunabhängigen Heizelement bekannt. Dieses Heizelement wird entsprechend der mit einem Temperaturfühler festgestellten Temperatur steuerbar ein- und ausgeschaltet, wobei als Steuerelement ein Relais verwendet ist, dessen Wicklung fortlaufend entsprechend der jeweiligen Temperatur des Heizelements unterschiedlich hohen Erregerstrom aus dem Temperaturfühler enthaltenden Steuerstromkreis erhält. Während des gesamten betriebsmäßigen Heizvorgangs arbeitet dieses Relais fortlaufend. Eine Anzeige eines etwaigen Endes des Heizvorgangs ist dort nicht vorgesehen.

Aus der DE-OS 22 34 661 ist ein Haushaltsgerät mit Heißwasserbereiter bekannt, bei dem der Grad der erreichter. Verkalkung dadurch ermittelt wird, daß eine das übliche Maß dieses Geräts überschreitende Erwärmung angezeigt wird. Es ist hierzu in dem Gerät ein Temperaturfühler in Durchflußrichtung des Geräts unmittelbar nach der Heizzone vorgesehen. 1st das durchfließende Wasser an dieser Stelle infolge zunehmender Verkalkung und damit zunehmender Behinderung des Durchflusses heißer als im Normalfall, so spricht dieser Wärmefühler auf diesen Zustand an und veranlaßt eine optische Anzeige. Im normalen ordnungsgemäßen Betrieb dieses Geräts kommt diese Anzeige jedoch nicht zum Ansprechen und insbesondere dann nicht, wenn der Aufheizvorgang des Geräts, z. B. bei unterbleibender Wasserentnahme, sein Ende findet

Aus der US-PS 34 36 759 ist ein widerstandsgesteuerter, elektromagnetisch arbeitender Alarmgeber (buzzer) bekannt. Er besitzt eine bifilare, d. h. zwei miteinander identische Wicklungen umfassende, Wicklung, wobei diese beiden Wicklungen miteinander für den durchfließenden Strom phasenentgegengesetzt in Reihe geschaltet sind Die Mittelanzapfung dieser beiden Reihenwicklungen ist über einen veränderbaren Widerstand mit dem einen Ende der Wicklung verbunden, so daß dieser Widerstand zu der einen der beiden Wicklungen parallel liegt. Dieser Widerstand kann auch temperaturabhängig sein, und zwar wie angegeben zu dem Zweck, ein zeitabhängig verzögertes Ansprechen dieses Alarmgebers zu erreichen. Solange dieser Widerstand nämlich hochohmig ist, unterbleibt wegen der bifiiaren Eigenschaft der Wicklung jegliche Alarmgabe. Erst wenn dieser Widerstand infolge des im Nebenschluß zur einen Wicklung hindurchfließenden Stromes mit der Zeit niederohmig geworden ist, erfolgt die Alarmgabe. Eine Fremderwärmung dieses Widerstands ist nicht vorgesehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, für ein elektrisches Heizgerät mit einem Kaltleiter-Leistungsheizelement, wie z. B. für einen Eierkocher und eine Kaffeemaschine, eine Signalvorrichtung anzugeben, die einem Haushaltsgerät entsprechend technisch einfach zu realisieren ist.

Diese Aufgabe wird mit einem wie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Heizgerät erfindungsgemäß gelöst, wie dies im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben ist.

Bei einem elektrischen Heizgerät mit Kaltleiterheizung handelt es sich um ein solches, bei dem anstelle einer wie üblichen Heizwicklung ein Heizkörper aus einem keramischen Material vorhanden ist, das den sogenannten Kaltleitereffekt aufweist. Dieser Effekt äußert sich darin, daß das Kaltleitermaterial in einem Bereich bis zu einer bestimmten charakteristischen Temperatur relativ große elektrische Leitfähigkeit hat. Erst in einem Nahbereich dieser charakteristischen Temperatur erfolgt ein jedoch sehr steiler Anstieg des spezifischen Widerstandes dieses Materials. Der Wider-Standsanstieg ist so groß, daß bei Erreichen dieser Temperatur der durch den Kaltleiter fließende elektrische Strom gegenüber dem Zustand des eigentlichen Heizvorganges auf einen derart geringen Wert abfällt, daß eine erreichte Endtemperatur aufrechterhalten wird und kein nennenswerter weiterer Temperaturanstieg eintritt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe sollte sich problemlos unter Verwendung des wie bisher vorgesehenen Thermoschalters lösen lassen. Erst bei sehr eingehender Beschäftigung mit dem gestellten Problem stellt man jedoch fest, daß mit einer solchen Lösung unerwartet große Schwierigkeiten verbunden sind. Die Ansprechcharakteristiken der Kaltleiterhei-

zung und des Thermoschalters müssen nämlich sehr genau aufeinander abgestimmt sein, wodurch ein erheblicher technischer Aufwand bedingt wird. Die nach Beendigung des Heizvorganges, z. B. nach vollständigem Verdampfen des Wassers, sich einstellende Endtemperatur der Kaltleiterheizung und damit des Heizgerätes liegt je nach Auswahl des Kaltleitermaterials an sich vorteilhafterweise um nur ein relativ geringes Maß höher als die Arbeitstemperatur. Ein Thermoschalter, der nicht bereits in diesem engen iu Temperaturintervall anspricht, würde dann in der Praxis überhaupt nicht ansprechen und auch keinen Melde Vorgang auslösen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung hervor.

Die Figur gibt ein Prinzipschaltbild zur Erfindung wieder.

Mit 1 ist in der Figur lediglich schematisch die Kaltleiterheizung bezeichnet Das mit ? bezeichnete Symbol deutet auf den ab einer bestimmten Temperatur (Curie-Temperatur) eintretenden Anstieg des spezifischen Widerstandes hin. Als Material für eine derartige Kaltleiterheizung kommen Keramikwerkstoffe auf der Basis des anreduzierten Bariumtitanats, gegebenenfalls in an sich bekannter Weise dotiert, in Betracht.

Mit 11 ist insgesamt die Signalvorrichtung bezeichnet, in der eine wie übliche Magnetspule 12 zur magnetischen Erregung einer akustischen Anzeige vorhanden ist. Ein Vorwiderstand ist mit 112 bezeichnet. Diese magnetische Anzeige besteht z. B. aus einer Schnarre 13, die mit dem magnetischen Kern 14 der Spule zusammenwirkt. Mit 114 ist das zugehörige Joch bezeichnet. Zusätzlich zu der in der angegebenen Ausführung auf dem Kern 14 aufgewickelten Magnet- js spule 12 befindet sich auf diesem Kern 14 und damit der Spule 12 zugeordnet eine weitere Spule 20. Diese vorgesehene Zusatzspule 20 ist bei einer wie der Figur zu entnehmenden elektronischen Schaltung der Magnetspule 12 gegenüber gegensinnig wirksam, nämlich infolge entgegengesetzten Wickelsinnes. Der Vorwiderstand, dessen Bemessung für den Fachmann unproblematisch ist, dient dazu, die Phasenverschiebung, die für den Strom in der induktiven Magnetspule 12 vergleichsweise zum reinen Wirkstrom durch das Kaltleiter-Heizelement auftritt, weitgehend bzw. ausreichend zu beseitigen. Die aufgrund der Zusatzspule 20 auftretende Phasenverschiebung des Kaltleiterstromes ist nämlich vernachlässigbar. Würde nämlich die Phasenverschiebung der Magnetspule 12 vorliegen, käme es niemals zu der erforderlichen Kompensation der magnetischen Kraftwirkungen der beiden Spulen 12 und 20.

Die Bemessungen der beiden auf dem Kern 14 befindlichen Spulen 12 und 20 sind nun so gewählt, daß im Aufheizbetrieb bzw. während des Heizvorganges — während dem z. B. das Wasser in der Kaffeemaschine verdampft — bei gemeinsam zugeführter Spannung von z. B. 220 Volt Netzspannung die infolge des Stromflusses in der Magnetspule 12 auftretende magnetische Erregung durch diejenige Erregung kompensiert wird, die infolge des Stromflusses durch die Zusatzspule 20 erzeugt wird. Dabei fließt wenigstens ein Anteil, vorzugsweise aber der gesamte Strom der Zusatzspule 20, durch die Kaltleiterheizung. Nimmt nun die Kaltleiterheizung mit dem Ende des Heizvorganges eine erhöhte Temperatur an, bei der ein entsprechend erhöhter spezifischer Widerstand des Materials der Kaltleiterheizung vorliegt, so fällt der durch die Zusatzspule 20 dann fließende elektrische Strom zwangsläufig auf einen sehr viel niedrigeren Wert ab. Die weiterhin vorliegende magnetische Erregung der Magnetspule 12 bleibt beibehalten und wird nun nicht mehr kompensiert. Damit resultiert eine für das Ansprechen der Signalvorrichtung, d. h. der Schnarre 13, ausreichende magnetische Erregung, die zum gewünschten Signal führt.

Abgesehen davon, daß unter Aufwendung nur einfacher Mittel die volle Funktionsfähigkeit erreicht ist, hat die beschriebene Signalvorrichtung darüber hinaus den Vorteil, daß dieser thermisch erheblich belastete Geräteteil keinen galvanischen Regelkontakt hai, der erfahrungsgemäß zu Geräteausfällen und Lebensdauerverkürzung führen kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1
Patentanspruch:

Für ein elektrisches Heizgerät mit Kaltleiter-Leistungsheizelement mit Temperaturkonstanzeffekt ausgebildete Signalvorrichtung zur automatischen Anzeige der Beendigung des Heizvorgangs, gekennzeichnet dadurch, daß zwei magnetisch miteinander gekoppelte Magnetspulen (12, 20) für eine Schnarre (13,14) verwendet sind, von denen die eine Magnetspule (12) mit einem vorgeschalteten Widerstand (112) an der Netzspannung anzuschließen ist und von denen die andere Magnetspule (20) von wenigstens einem Teil des durch das» Kaltleiter-Heizelement (1) fließenden elektrischen Stromes durchflossen ist und die Ampere-Windungszahlen dieser beiden Magnetspulen (12, 20) so aufeinander abgestimmt sind, daß die magnetische Erregung der Anzeigevorrichtung erst bei der nach Ende des Heizvorgangs in dem Kaltleiter-Heizelement (1) fließenden elektrischen Stromstärke arbeitet und wobei der Widerstand (112) so bemessen ist, daß die gegenseitige Phasenverschiebung der Ströme in den beiden Magnetspulen (12,20) vernachlässigbar ist.