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Anordnung zum Anschalten von elektrischen Heizelementen in
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Backöfen Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum
Anschalten von elektrischen Heizelementen in Backöfen, mit Ober- und Unterhitze
und mit einer Grilleinrichtung, wobei die Heizelemente für die Ober- und Unterhitze
durch ihre Heizleistungs-Regel- oder -Steuerelemente ansteuerbar sind und wobei
ein gemeinsames Heizelement zur wahlweisen Abstrahlung der Oberhitze oder der Grillheizleistung
dient.
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Herkömmliche Backöfen mit elektrischer Beheizung weisen Heizlemente
im oder am unteren Bereich und Heizelemente im oder am oberen Bereich der Backofenmuffel
auf, so daß das zu garende Gut sowohl von unten her als auch von oben her mit Heizenergie
beaufschlagt werden kann. Zur indiuiduellen Dosierung der beiden Heizleistungen
kann eine unterschiedliche Anschaltung der jeweiligen Heizkörper ermöglicht sein.
Es ist aber auch hinlänglich bekannt, in der Art ausgestatteten Backöfen zusätzlich
eine Grilleinrichtung zu integrieren. Dies ist beispielsweise durch einen eigenen
Grillheizkörper realisierbar. Dieser Grillheizkörper befindet sich im Nahbereich
der Heizelemente für die Oberhitze. Diese Tatsache führte insbesondere aus Kosteneinsparungsgründen
dazu, das Heizelement für die Oberhitze und den Heizkörper für die Grillbeheizung
prinzipiell zusammenzulegen. Problematisch für diese überlegungen ist die Tatsache,
daß die Heizwendel für die Grillheizleistung aufgabengemäß wesentlich höhere Energie
abstrahlt als dies im
Oberhitzenbetrieb notwendig und gestattet
ist. Aus diesem Grunde wurden bei bekannten Anordnungen die Heizleistung des für
den Grillheizbetrieb ausgelegten Heizkörpers für den Oberhitze-Betrieb dadurch reduziert,
daß nicht mehr die gesamte Versorgungsspannung an diesen Heizkörper angelegt wurde,
sondern daß durch Vorschalten eines Widerstandes, bevorzugterweise des Heizelements
für die Unterhitze, die am Oberhitze-/Grillheiz-Element anliegende Spannung auf
einen Betrag reduziert wird, so daß von diesem Heizelement lediglich die für eine
Oberhitze erforderliche Heizleistung abgegeben wird. Eine derartige Maßnahme führt
aber dazu, daß beim normalen Backbetrieb eine individuelle Anschaltung und Ansteuerung
von Ober-und Unterhitze ausgeschlossen ist.
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Auf diesem Stand der Technik baut vorliegende Erfindung auf.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Anordnung zum Anschalten
von elektrischen Heizelementen für Backöfen bereitzustellen, die es ermöglichen,
mit lediglich einem Heizelement für die Oberhitze und die Grillheizleistung auszukommen
und dennoch die Oberhitze und die Unterhitze unabhängig voneinander zu betreiben.
Dabei soll der schaltungstechnische Aufwand möglichst gering gehalten sein.
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Eine Anordnung zum Anschalten von elektrischen Heizelementen in Backöfen,
die dieser Aufgabenstellung gerecht wird, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß das für die Bereitstellung wahlweise der Oberhitze und der Grillheizleistung
gemeinsame Heizelement über eine Kontaktschalterstrecke direkt sowie über eine weitere
Kontaktschalterstrecke in Serie mit einem Einweg-Gleichrichter und über eine Heizleistungs-Regel-
oder -Steuerschaltung an die Wechselstrom-Versorgungsleitungen sowie das Heizelement
für die Unterhitze parallel zum Grill-/Oberhitze-Heizelement ebenfalls über eine
Kontaktschalterstrecke
und über Heizleistungs-Regel- oder -Steuerschaltung
an die Wechselstrom-Versorgungsleitungen angeschlossen sind.
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Eine nach diesen erfindungsgemäßen Merkmalen ausgestattete Anordnung
zeichnet sich - ebenso wie Anordnungen nach dem Stande der Technik - dadurch aus,
daß für die Grillheizleistung einerseits und die Oberhitze andererseits in einem
Backofen lediglich ein einziges Heizelement angeordnet werden muß. Für die Herabsetzung
der Heizenergie bei Oberhitze-Betrieb bedarf es beim erfindungsgemäß ausgestatteten
Gegenstand jedoch eines Vorwiderstandes in Form des Heizelements für die Unterhitze.
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Vielmehr wird die Heizleistung des Heizelements für die Oberhitze
dadurch reduziert, daß durch die Einschaltung des Einwege-Gleichrichters ein entsprechend
reduzierter Heizstrom das Heizelement beaufschlagt. Die die Heizenergie reduzierende
erfindungsgemäße Maßnahme führt zu keiner nennenswerten Verlustleistung, die abgeführt
werden müßte bzw. für die eine anderweitige Nutzung gesucht werden müßte. Damit
ist die Voraussetzung dafür geschaffen, daß, obwohl ein gemeinsames Heizelement
für die Grillheizleistung und die Oberhitze vorgesehen ist, die Oberhitze und die
Unterhitze unabhängig voneinander angeschaltet und angesteuert werden können.
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Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Anordnung
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktschalter im Leitungspfad zu den Heizelementen
Bestandteil der Heizleistungs-Regel- oder -Steuerschaltung sind. Sie werden in diesem
Fall als Leistungverstärker für die Heizleistungs- Regel- oder -Steuerschaltung
genutzt. Eine Heizleistungs-Regelug kann beispielsweise in herkömmlicher Weise dadurch
durchgeführt werden, daß die Backraumtemperatur durch einen Temperaturfühler überwacht
wird und mit einem Einstellwert verglichen wird.
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Ist im Backraum die eingestellte Temperatur unterschritten, so wird
über die Kontaktschalter die Ober- und/oder Unterhitze-Heizleistung den Heizelementen
zugeführt. Übersteigt jedoch die im Backraum auftretende Hitze den eingestellten
Temperaturwert, so werden die Kontaktschalter geöffnet und damit die Heizleistungs-Energie
zuvor unter- brochen. Für eine Heizleistungssteuerung wird beispielsweise die abzugebende
Energie durch einen geeigneten Wechsel von Heizenergiezufuhr und Heizenergie-Zufuhrsunterbrechung
durch Einsatz eines entsprechenden Impuls-Pausen-Gebers realisiert.
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Bevorzugterweise bietet sich bei der erfindungsgemäß ausgestalteten
Anordnung die Möglichkeit an, daß die dem Oberhitze-/ Grill-Heizkörper zugeordneten
Kontaktschalterstrecken durch einen Umschalte-Kontakt realisiert sind. Zweckmäßigerweise
ist dieser Umschaltkontakt in eine Mittelstellung einstellbar, bei welcher an dieser
Stelle eine Unterbrechung des Heizstrom-Zuflusses zum Oberhitze-/Grill-Heizelement
gegeben ist.
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Ein nach den Merkmalen der Erfindung ausgestaltetes Ausführungsbeispiel
ist anhand der Zeichnung näher beschrieben.
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Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine Schaltungsanordnung mit unterschiedlichen
Schalterstellungen für unterschiedliche Betriebsweisen der mit Heizenergie wahlweise
zu beaufschlagenden Heizelemente.
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An den Versorgungsklemmen Ph und N liegt die Wechselstrom-Versorgungsspannung
an. Ein Heizelement R1 ist der wahlweisen Abgabe von Oberhitze oder der Grillheizleistung
zugeordnet, während ein weiteres Heizelement R2 für die Erzeugung der Unterhitze
in einem Backofen dient. Das Heizelement R1 ist über einen Umschaltekontakt-Schalter
ku entweder direkt in einer Stellung 1, garnicht in einer Stellung 2 oder über einen
Einweg-Gleichrichter
G mit der Phasenleitung der Wechselstrom-Stromversorgung verbindbar. Das Heizelement
R2 ist an die Phasenleitung Ph über einen Arbeitskontakt-Schalter Ka anschaltbar.
Der Kontaktschalter kt zwischen den Heizelementen R1 und R2 einerseits und dem Null-Leiter
N der Wechselstrom-Versorgung dient der Leitungstrennung außerhalb der verschiedenen
Betriebsphasen.
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In Figur 1 sind die Kontaktschalter ku, ka, kt in geöffneter Stellung
dargestellt. Damit sind die Heizelemente R1 und R2 von der Versorgungsspannung getrennt,
d.h. Heizleistung wird nicht abgegeben. Nach Figur 2 befindet sich der Kontaktumschalter
ku in der Stellung 1 und der Kontaktschalter Kt ist geschlossen.
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Damit wird das Heizelement R1 mit der vollen Wechselstrom-Versorgungsspannung
beaufschlagt. Der Widerstandswert dieses Heizelements R1 ist derart bemessen, daß
dieses Heizelement R1 unter diesen Umständen mit einem zur Erzeugung der Heizenergie
für den Grillbetrieb erforderlichen Heizstrom geschlossen wird.
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Die Kontaktschalterstellung nach Figur 2 repräsentiert demnach die
Verhältnisse im Grillbetrieb.
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Gemäß Figur 3 befinden sich der Kontaktumschalter ku in der Stellung
2 und die Kontaktschalter ka und kt in geschlossenem Zustand. Damit ist das Heizelement
R1 über den Einweg-Gleichrichter G an die Wechselstrom-Versorgungsspannung angelegt.
Da dieser Einweg-Gleichrichter G eine der beiden Halbwellen des Wechselstroms sperrt
und lediglich die andere Halbwelle durchläßt, wird durch das damit auftretende Strom-Strompausen-Verhältnis
die Stromaufnahme des Heizelements R1 reduziert, so daß dieses Heizelement R1 lediglich
einen für die Oberhitze geeigneten Heizwert abgibt. Das Heizelement R2 liegt an
der vollen Wechselstrom-Versorgungsspannung an. Der Widerstandswert dieses Heizelements
R2 ist für eine Stromaufnahme ausgelegt, welche zur Erzeugung der Unterhitze geeignet
ist. Die Schaltungsanorndung
bietet aber auch die Möglichkeit,
durch entsprechende Schalterstellungen lediglich das Heizelement R1 über den Einweg-Gleichrichter
G oder den Heizwiderstand R2 an die Wechselstrom-Versorgungsleitung anzuschließen.
Somit kann die Oberhitze oder die Unterhitze getrennt und auch völlig unbeeinflußt
voneinander dem Backraum zugeführt werden.
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In den Figuren sind Maßnahmen zur Steuerung bzw. zur Regelung der
zuzuführenden Heizenergie nicht dargestellt. Entsprechende Maßnahmen können dem
Stande der Technik entnommen werden. Für die Bereitstellung der Grill-Heizenergie
bedarf es ohnehin normalerweise keiner zusätzlichen Maßnahmen. Lediglich ein Temperaturbegrenzer
kann erforderlich sein. Für die Dimensionierung der Ober- und/oder Unterhitze kann
ein Temperaturregler eingesetzt werden. Ein eingestellter Temperaturwert wird mit
dem durch einen Temperatursensor im Backraum erfaßten Temperaturwert verglichen.
Abhängig von diesem Vergleichsergebnis können beispielsweise die Kontaktschalter
ku und ka oder der Kontaktschalter kt in ihren Schaltstellungen getaktet werden.
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Durch ein aufgeprägtes StromfluR-Strompausen-Verhältnis auf diese
Kontaktschalter ist auch eine Heizleistungssteuerung durchführbar.