DE3522546A1 - Schaltungsanordnung in elektroherden zur heizleistungssteuerung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung in Elek­ troherden zur Heizleistungssteuerung von elektrisch betriebenen Heizstellen, deren Heizleistung durch eine Anschalte-/Heizleistungs-Steuereinrichtung auf einen vorgegebenen Wert durch Taktung des Heizstromes für eine Dauerheizphase und auf den maximal erzielbaren Wert für eine Ankochphase einstellbar ist.

Zur Ansteuerung von elektrisch betriebenen Heizstellen, insbesondere von Koch­ platten, ist es u. a. bekannt, sogenannte Energieregler einzusetzen, die eine Taktung des Heizstromes mit je Einstellung des Einstellorganes veränderlichem Strom-Pausen-Verhältnis zur Heizenergiedimensionierung bewirken. In diesem Zu­ sammenhang ist es auch bekannt (DE-OS 32 04 599), Maßnahmen vorzusehen, bei denen die ansonsten energiegeregelten Heizstellen in einer Anfangsphase mit einer sogenannten Ankochheizleistung beaufschlagbar sind. Die Ankochleistung umfaßt normalerweise die an den Heizstellen maximal erreichbare Heizleistung. Üblicherweise arbeiten die Steuereinrichtungen für die Energieregelung einer­ seits und für die Ankochleistung andererseits zueinander parallel.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, eine Schaltungsanordnung bereitzustellen, mit deren Hilfe die Ansteuerleistung, welche im Gegensatz zur Heizleistung eine Verlustleistung darstellt, möglichst zu reduzieren.

Eine Schaltungsanordnung, welche diesen Forderungen gerecht wird, ist erfin­ dungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstrom für die Heizwiderstände der Heizstellen ausschließlich über die Schaltstrecke der Steuereinrichtung für die Dauerheizphase geführt ist und daß der Steuerstrom für die Dauerheiz­ phasen-Steuereinrichtung über die Schaltstrecke der Ankochphasen-Steuerein­ richtung geführt ist.

Daraus ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung der Vorteil, daß die Schaltstufe für die Regelung des Steuerstroms für die Heizwiderstände der Heizstellen für die Steuerstufe, die die Ankochphase festlegt, als Ver­ stärkerstufe dient. Somit können die Steuerleistungen für die Ankochphasen- Steuerungen und damit deren Verlustleistungen entsprechend reduziert werden. Wird der Heizstrom für die Heizwiderstände unmittelbar über die Dauerheizpha­ sen-Steuereinrichtung geführt, so wird lediglich in diesem Bereich das ent­ sprechende leistungsstarke Schaltorgan benötigt.

Häufig werden für die Taktung des Heizstromes zur Energieregelung Bimetall-Re­ gelstrecken zum Einsatz gebracht. Diese Technik erfüllt die funktionstechnisch an sie gestellten Aufgaben und ist besonders einfach im Aufbau und damit auch preisgünstig. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist bevorzugt eine im Rahmen der Erfindung liegende Ausgestaltung anwendbar, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Ankochphasen-Steuereinrichtung gebildet ist aus einer strombe­ heizbaren Bimetall-Zeitgebereinheit. Es kann also auch im Rahmen der Erfindung auf einfach beherrschbare und preisgünstige Technologien zurückgegriffen wer­ den.

Wird die Bimetall-Zeitgebereinheit mit einem konstanten Strom beaufschlagt, so ergibt sich eine festgelegte Zeitspanne für die Ankochphase. Bei der bevorzug­ ten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung bietet es sich je­ doch auf einfache Art und Weise an, daß der Steuerstrom für die Ankochphasen- Steuereinrichtung über eine einstellbare Widerstandselementenstrecke geführt ist. Dadurch ist der Steuerstrom für die Ankochphasen-Steuereinrichtung indi­ viduell dosierbar und somit die Ankochzeitspanne variierbar. Die Einstellung der Widerstandselementenstrecke auf einen bestimmten Wert ist zusammen mit der Einstellung des Energiereglers durchführbar.

Weiterhin ist die bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsan­ ordnung dahingehend ausstattungsfähig, daß der Steuerstrom für die Ankochpha­ sen-Steuereinrichtung über einen Kaltleiter-Widerstand geführt ist, dessen Wi­ derstands-Temperatur-Charakteristik derart ist, daß die Hochohmigkeit dieses Kaltleiter-Widerstandes nach dem Durchschalten der Schaltstrecke der Ankoch- Steuereinrichtung erreicht wird. Ziel dieser Maßnahme ist, der Ankochphasen- Steuereinrichtung nach der Ansprechzeit lediglich soviel Strom zuzuführen, daß das Heizelement für den Bimetallschalter die erzielte Wärme beibehält und der Bimetallschalter in seiner Schaltstellung gehalten wird. Zum einen wird also der Energiebedarf gesenkt und zum anderen unnötige Wärmeentwicklung verhin­ dert. Ohnehin ist es zweckmäßig darauf zu achten, daß Fremdwärme die Funk­ tionstüchtigkeit der Schaltanlage nicht im störenden Maße beeinflußt.

Ein nach den Merkmalen der Erfindung ausgestattetes Ausführungsbeispiel ist anhand der Zeichnung im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung für eine Heizleistungssteuerung und

Fig. 2 eine Ausgestaltungsmöglichkeit für eine veränderliche Wi­ derstandsstrecke.

Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 dient der Beaufschlagung eines Heizwider­ standes RH der Kochstelle eines Elektroherdes. An den Leitungen R 1 und R 2 liegt Netzversorgungsspannung an. Bei Inbetriebnahme der Heizstelle wird die Netzschalterkombination S 1, S 2 geschlossen. Gleichzeitig wird über den Ener­ gieregler ER der zugeordnete Energieregelschalter SE geschlossen. Somit liegt die volle Netzspannung am Heizwiderstand RH und die volle Wärmeentwicklung findet statt. Der Energiereglerschalter SE ist als Bimetallschalter ausgebil­ det, welcher bei Wärmezufuhr durch einen Heizwiderstand RS in bekannter Weise geöfffnet und bei Ausbleiben dieser Wärmezufuhr wieder geschlossen werden kann. Da der Strom bei diesem Heizwiderstand RS über den Energiereglerschalter SE geführt ist, wird in bekannter Weise der Heizstrom getaktet.

Diese Taktung wird jedoch durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahme während einer Anfangszeitphase durch eine Ankochphasen-Steuereinrichtung AS unterbunden. In dieser Zeitphase ist der Schalter SZ, welcher ebenfalls als Bimetallschalter ausgebildet ist, geöffnet. Über eine Widerstandsstrecke RV, RZ, RT fließt Strom, welcher durch Wärmeabgabe am Widerstand RZ den Bimetall­ schalter SZ beeinflußt, sodaß dieser nach einer entsprechenden Zeitspanne, nämlich der Ankochphase, geschlossen wird. Erst danach ist der Heizwiderstand RS, welcher seinerseits erhitzend auf den Energiereglerschalter SE einwirkt, mit Strom beaufschlagbar. Von da ab erfolgt die Energieregelung durch Taktung bis zur Beendigung des Kochvorgangs, bei der die Netzschalterkombination S 1, S 2 geöffnet wird. Solange bleibt der Bimetallschalter SZ geschlossen.

Der regelbare Widerstand RV dient der individuellen Dimensionierung des Heiz­ stromes für den Heizwiderstand RZ und ist mit der Einstellung des Energiereg­ lers ER entsprechend einstellbar. Daraus resultiert die Erwärmungszeit des Heizwiderstandes RZ und des Bimetallschalters SZ und infolge davon die Zeit­ spanne bis zum Schließen dieses Bimetallschalters SZ. Der Widerstand RT weist eine sogenannte Kalteleitercharakteristik auf. Dies bedeutet, daß dieser Wi­ derstand RT in einer Anfangsphase, in welcher er noch kalt ist, gut leitet und daß bei seiner Erwärmung die Leitfähigkeit abnimmt. Die Widerstands-Tempera­ tur-Charakteristik dieses Widerstandes RT ist so gewählt, daß erst nach Anspre­ chen des Bimetallschalters SZ durch die Wärmeentwicklung des Heizwiderstandes RZ der erhöhte Widerstandswert im Widerstand RT erreicht wird. Zweck dieser Maßnahme ist, den Strom in dieser Zustandsphase derart zu begrenzen, daß die Heizleistung durch den Heizwiderstand RZ ausreichend ist, um den Bimetall­ schalter RZ in der geschlossenen Stellung zu halten, daß aber nicht unnötige und störende Heizenergie darüber hinaus erzeugt wird.

Die Fig. 2 zeigt die Schaltebene für den regelbaren Vorwiderstand RV, welche im vorliegenden Fall in drei Teilbereiche RV 1, RV 2, RV 3 unterteilt ist. Die Kontaktstellen KS sind entsprechend den Einstellstufen des Energiereglers an­ geordnet und werden in bekannter Weise über Schleifkontakte kontaktiert.

Claims (4)

1. Schaltungsanordnung in Elektroherden zur Heizleistungssteuerung von elek­ trisch betriebenen Heizstellen, deren Heizleistung durch eine Anschalte-/ Heizleistungs-Steuereinrichtung auf einen vorgegebenen Wert durch Taktung des Heizstromes für eine Dauerheizphase und auf den maximal erzielbaren Wert für eine Ankochphase einstellbar ist, dadurch gekennzeich­ net, daß der Steuerstrom für die Heizwiderstände (RH) der Heizstellen ausschließlich über die Schaltstrecke (SE) der Steuereinrichtung für die Dauerheizphase geführt ist und daß der Steuerstrom für die Dauerheizphasen- Steuereinrichtung (RS/SE) über die Schaltstrecke (SZ) der Ankochphasen- Steuereinrichtung (AS) geführt ist.

2. Schaltungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ kochphasen-Steuereinrichtung (AS) gebildet ist aus einer strombeheizbaren Bimetall-Zeitgebereinheit (RZ/SZ).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstrom für die Ankochphasen-Steuereinrichtung (AS) über eine einstell­ bare Widerstandselementenstrecke (RV) geführt ist.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Steuerstrom für die Ankochphasen-Steuereinrichtung (AS) über einen Kaltleiter-Widerstand (RT) geführt ist.