DE3524425A1 - Elektromechanischer kurzzeitgeber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Kurzzeit­ geber gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Kurzzeitgeber ist in der GB-OS 21 48 556 beschrieben. Bei ihm ist als Rückstellmotor ein Schrittmotor vorgesehen, welcher über einen mit dem Geberteil mechanisch gekoppelten Umschalter mit verschiedene Frequenzen bereit­ stellenden Ausgängen eines Taktgenerators verbindbar ist. Auf diese Weise werden verschiedene Bewegungsgeschwindig­ keiten des Geberteiles in aufeinanderfolgenden Abschnitten seines Hubes erzielt.

Schrittmotoren und die zu ihrer Ansteuerung notwendige Elektronik sind jedoch verhältnismäßig aufwendig und teuer, was insbesondere bei den in großen Stückzahlen hergestellten Kurzzeitgebern für Herde und Ofen nachteilig ist.

Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein elektro­ mechanischer Kurzzeitgeber gemäß dem Oberbegriff des An­ spruches 1 so weitergebildet werden, daß weiterhin eine unterschiedliche Zeitteilung für aufeinanderfolgende Ab­ schnitte des Bewegungshubes des Geberteiles erhalten wird, als Rückstellmotor jedoch ein preiswerterer normaler Gleich- oder Wechselstrommotor verwendet werden kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen elektro­ mechanischen Kurzzeitgeber gemäß Anspruch 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Kurzzeitgeber wird die unterschied­ liche Zeitteilung in den aufeinanderfolgenden Hubabschnitten des Geberteiles dadurch gewährleistet, daß man die Ver­ sorgungsspannung des Rückstellmotors mit verhältnismäßig großer Periode tastet, wobei das Tastverhältnis in Ab­ hängigkeit vom vom Geberteil zurückgelegten Weg abgeändert wird. Bei dem elektromechanischen Kurzzeitgeber läuft somit der Rückstellmotor "normal", solange die Versorgungs­ spannung auf ihn gegeben wird, und steht vollständig still, solange die Versorgungsspannung gemäß dem jeweils einge­ stellten Tastverhältnis ausgeschaltet ist. Der Rückstell­ motor läuft somit über einen kurzen Zeitraum hinweg be­ trachet nicht gleichförmig, was aber für die übliche Kurzzeit­ messung im Bereich von einigen Minuten bis zu etwa einer Stunde für die Praxis nicht ins Gewicht fällt, da sich über größere Zeiträume hinweg gemittelt die Bewegungs­ phasen und Haltephasen als mittlere Geschwindigkeit dar­ stellen, deren Amplitude vom jeweils eingestellten Tast­ verhältnis abhängt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 erhält man ausgehend von einem freilaufenden Taktgeber unter Verwendung nur weniger, preisgünstig im Handel erhältlicher Standard-Logikkreise die verschiedenes Tastverhältnis ausweisenden Ausgangssignale des Impulsgenerators.

Bei einem Kurzzeitgeber gemäß Anspruch 2 werden die Ausgangs- Taktimpulse einfach vom Wechselstromnetz abgeleitet, so daß die Kosten für einen unabhängigen Frequenzgeber ent­ fallen.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist es möglich, das kleinste Tastverhältnis, also die kürzeste "EIN"-Zeit für den Rückstellmotor im Hinblick auf die jeweils zu berücksichtigenden magnetischen und mechanischen Trägheiten der betroffenen Komponenten einzustellen. In der Praxis kann man z. B. die Grundperiode der vom Puls­ generator abgegebenen Impulse auf 1 Minute einstellen, so daß bei einem Verhältnis zwischen den verschiedenen Zeitteilungsfaktoren für die aufeinanderfolgenden Hub­ abschnitte des Geberteiles von 8 : 1 noch eine Mindest- Einschaltzeit des Rückstellmotors von 7,5 Sekunden erhalten wird. Damit werden an die Schnelligkeit des steuerbaren Motorversorgungsschalters nur geringe Anforderungen gestellt, und die Anlaufphase und Abbremsphase des Rückstellmotors ist kurz verglichen mit der "EIN"-Zeit.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 5 ist im Hinblick auf das Umschalten der verschiedenen Tastverhält­ nisse mit besonders geringem baulichem Aufwand von Vorteil.

Bei einem Kurzzeitgeber gemäß Anspruch 6 kann man dagegen unter Verwendung ein und derselben mechanischen Bestand­ teile durch unterschiedliche Signalbelegung des Bereichs­ grenzenspeichers die Zeitteilungsfaktoren und die Grenzen der verschiedenen Abschnitte des Bewegungshubes des Geber­ teiles einfach abwandeln.

Anspruch 7 beinhaltet eine besonders einfache Umschaltung des Bereichsgrenzenspeichers.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 wird erreicht, daß die vom Impulsgenerator sowieso bereitgestell­ ten Ausgangssignale unterschiedlichen Tastverhältnisses auch zur Leistungssteuerung einer Heizeinrichtung, ins­ besondere einer Einrichtung zum Erzeugen von Mikrowellen verwendet werden kann. Hierdurch kann ein gesonderter Leistungssteuerkreis entfallen.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 9 läßt sich eine unterschiedliche Belegung der Bereichsgrenzen der Abschnitte des Hubes des Geberteiles in Abhängigkeit von der jeweils ingestellten Soll-Leistung für die Heiz­ einrichtung erzielen. Dies ermöglicht es, eine dem Leistungs- Wahlschalter zugeordnete Skala mit den unterschiedlichen Kochgütern zu beschriften und die dem Geberteil zugeordnete Skala in der Masse des Kochgutes, also in Gramm, zu eichen. Automatisch erfolgt dann die Einstellung der dann nur noch intern einer Zeitskala zugeordneten Abschnitte des Hubes des Geberteiles derart, daß insgesamt die für das jeweilige Kochgut der jeweiligen Masse richtige Garzeit erhalten wird. Hierdurch wird die Bedienung eines Herdes, insbesondere Mikrowellenherdes, erheblich vereinfacht.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 ist im Hinblick auf ein einfaches Umschalten zwischen den verschiedenen Bereichsgrenzensätzen des Bereichsgrenzen­ speichers von Vorteil: Einige der Adreß-Bits für die jeweils auszugebende Bereichsgrenze werden durch das Ausgangssignal des dem Wahlschalter zugeordneten Stellungskodierers ge­ bildet, während das Weiterschalten von einer Grenze eines Satzes auf die nächste Grenze durch weitere Adreß-Bits erfolgt, welche vom Adreßzähler bereitgestellt werden.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 wird erreicht, daß mit dem Abschalten der Netzspannung sämtliche elektronischen Bauelemente wieder in ihren Ausgangs­ zustand versetzt werden. Damit liegen beim Wiedereinschalten des Kurzzeitgebers definierte Ausgangsverhältnisse vor. Erfolgt das Ausschalten des Kurzzeitgebers, bevor das Geberteil seine Ruhestellung wieder erreicht hat, so wird diese Zwischenstellung des Geberteiles als mechanisches Signal gespeichert, und der Kurzzeitgeber läuft nach Wieder­ anlegen der Netzspannung ausgehend von dieser Zwischenlage des Geberteiles noch bis zu dessen Ruhelage.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 wird erreicht, daß ein Wiederanlaufen des Kurzzeitgebers nach einem durch Unterbrechung der Netzspannung bedingten Zwischenhalt nur absichtlich, nämlich durch nochmaliges Betätigen des Startschalters herbeigeführt werden kann.

Mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 wird erreicht, daß die verschiedenen elektrischen und elektronischen Bauelemente des Kurzzeitgebers bleibend von der Netzspannung getrennt werden, wenn das Geberteil seine Ruhestellung erreicht hat.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine Steuerschaltung für einen Mikrowellenherd mit einem elektromechanischen Kurzzeitgeber, bei dem aufeinanderfolgende Abschnitte der Zeitskala unterschiedlich stark gespreizt sind;

Fig. 2 den zeitlichen Verlauf verschiedener Signale, welche in der Steuerschaltung nach Fig. 1 auftreten;

Fig. 3 das Schaltbild eines Impulsgenerators der Steuerschaltung nach Fig. 1;

Fig. 4 das Blockschaltbild einer abgewandelten Steuer­ schaltung für einen Mikrowellenherd, bei welcher eine unterschiedliche Spreizung von Abschnitten der Zeitskala des Kurzzeitgebers in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Heizleistung erfolgt; und

Fig. 5 das Schaltbild einer praktischen Ausführungs­ form einer zu Fig. 1 ähnlichen Steuerschaltung für einen Mikrowellenherd.

In Fig. 1 sind mit 10 und 12 Netzanschlußklemmen eines Mikrowellenherdes bezeichnet. Die Netzanschlußklemme 10 ist über einen durch die Tür des Mikrowellenherdes betätigten Türschalter 12 und einen steuerbaren Netzschalter 14 mit einer Netzschiene 16 verbunden. Eine zweite Netzschiene 18 der Steuerschaltung des Mikrowellenherdes ist direkt mit der Netzanschlußklemme 12 verbunden.

Ein Mikrowellengenerator 20, welcher z. B. aus einem Magne­ tron und einer zugeordneten Versorgungseinheit bestehen kann, ist direkt an die Netzschiene 16 und über einen steuerbaren Modulationsschalter 22 an die Netzschiene 18 angeschlossen.

Grob gesprochen dient der steuerbare Netzschalter 14 dazu, Anfang und Ende eines Kochvorganges vorzugeben, während der steuerbare Modulationsschalter 22 zum Einstellen der vom Mikrowellengenerator 20 effektiv abgegebenen Heizleistung dient. Nachstehend werden nun die zur zeitlichen Steuerung des Kochvorganges und zur Steuerung der Heizleistung dienen­ den Teile der Steuerschaltung nach Fig. 1 näher besprochen:

Eine Steuerklemme des Netzschalters 14 ist mit dem Ausgang eines Start/Stoppkreises 24 verbunden. Letzterer erhält an seiner einen Eingangsklemme ein von einem handbetätigten Starttaster 26 bereitgestelltes Startsignal und an seinem zweiten Eingang ein Stoppsignal. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Starttaster 26 an den Ausgang des Türschalters 12 angeschlossen.

Das dem Start/Stoppkreis 24 zugeführte Stoppsignal wird an einem Endkontakt 28 einer insgesamt mit 30 bezeichneten Kontaktanordnung 30 abgegriffen. Zur Kontaktanordnung 30 gehören ferner konzentrisch zum Endkontakt 28 angeord­ nete kreisbogenförmige Kontaktsegmente 32, 34, 36, wobei die Kontaktsegmente 32 und 34 eine Winkelerstreckung von im wesentlichen 90° haben, während das Kontaktsegment 36 im wesentlichen einen Winkel von 180° überdeckt. Der Endkontakt 28 und die Konaktsegmente 32 bis 36 sind von einem nicht näher gezeigten isolierenden Substrat getragen.

Mit der Kontaktanordnung 30 arbeitet ein um die Achse der Kontaktanordnung drehbarer Schleifer 38 zusammen, dessen Schleifschuh die Lücken der Kontaktanordnung 30 überdecken kann.

Der Schleifer 38 ist mechanisch mit einem Zeiteinstellknopf 40 sowie der Welle eines Rückstellmotors 42 zwangsgekoppelt, wie in der Zeichnung durch eine strichpunktierte Linie angedeutet.

Der Schleifer 38 ist elektrisch mit der Steuerklemme eines steuerbaren Motorversorgungsschalters 44 verbunden. Die Kontakte des letzteren sind mit der Netzschiene 18 bzw. einer der Anschlußklemmen des Rückstellmotors 42 verbunden. Die zweite Anscchlußklemme des Rückstellmotors 42 ist an die Netzschiene 16 angeschlossen. Damit läuft der Rück­ stellmotor 42 dann, wenn der Motorversorgungsschalter 44 geschlossen ist, und steht dann still, wenn der Motor­ versorgungsschalter 44 geöffnet ist. Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung sei der Einfachheit halber ange­ nommen, daß die Anlaufzeit und die Abbremszeit des Rückstell­ motors 42 jeweils verglichen mit der Schließzeit des Motor­ versorgungsschalters 44 klein sind, so daß man innerhalb der Schließzeit des Motorversorgungsschalters 44 vereinfacht ein Laufen des Rückstellmotors 42 mit konstanter Drehzahl annehmen kann. Vorzugsweise ist der Rückstellmotor 42 ein Synchronmotor, welcher direkt mit der Netzspannung beaufschlagt ist und eine der Netzfrequenz fest zugeordnete Drehzahl aufweist. Es versteht sich, daß man stattdessen auch andere übliche Elektromotoren verwenden kann, welche bei gleichbleibender Versorgungsspannung und gleichbleibender Last konstante Drehzahl haben. So kann z. B. bei Vorliegen eines Gleichstromnetzes und einer gleichstrombetriebenen Last der Rückstellmotor 42 ein Gleichstrommotor sein.

An die Netzschienen 16 und 18 ist ferner ein insgesamt mit 46 bezeichneter Impulsgenerator angeschlossen, welcher an fünf Ausgangsklemmen fünf verschiedene Rechtecksspannun­ gen bereitstellt, welche gleiche Amplitude haben, sich jedoch im Tastverhältnis unterscheiden.

Jede der Ausgangsspannungen des Impulsgenerators 46 sorgt dann, wenn sie zur Ansteuerung des Motorversorgungsschalters 44 verwendet wird, für eine dem Tastverhältnis linear zugeordnete mittlere Geschwindigkeit des Rückstellmotors 42. Ausgehend von den beim hier betrachteten Ausführungs­ beispiel fünf verschiedenen Ausgangsspannungen des Impuls­ generators 46 könnte man somit fünf verschiedene Geschwindig­ keiten des Rückstellmotors 42 und somit fünf verschieden stark gespreizte Zeitskalen des durch die Bauteile 28 bis 44 gebildeten Kurzzeitmessers erzielen.

Bei dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel werden drei verschieden stark gespreizte Abschnitte der Zeitskala erhalten, wobei die Grenzen der Skalenabschnitte durch die Umfangserstreckung der Kontaktsegmente 32 bis 36 vor­ gegeben sind und die jeweilige Spreizung innerhalb eines Abschnittes durch das Tastverhältnis desjenigen Ausgangs­ signales des Impulsgenerators 46 vorgegeben ist, mit welchem das betrachtete Kontaktsegment beaufschlagt ist. Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Verbindung der Kontakt­ segmente mit den Ausgängen des Impulsgenerators 46 erhält man ausgehend von der mit "0" bezeichneten Ruhestellung des Zeiteinstellknopfes 40 (entspricht zugleich der Ruhe­ stellung des Schleifers 38) einen ersten Skalenabschnitt von 90°, der bis zur Zeit "5" reicht. Innerhalb dieses Winkelbereiches wird der Rückstellmotor 42 durchgängig an die Netzspannung angelegt, da das Tastverhältnis des dem Kontaktsegment 32 zugeordneten Generatorausganges 1 : 1 beträgt.

Im sich anschließenden 90°-Winkelbereich läuft der Rückstell­ motor 42 nur noch mit der halben maximalen Geschwindigkeit, da das Kontaktsegment 34 mit der ein Signal mit Tastverhält­ nis 1 : 2 bereitstellenden Ausgangsklemme des Impulsgenerators 46 verbunden ist. Das Ende des zweiten Winkelbereiches ist somit der Zeit "15" zugeordnet.

Im Bereich des Kontaktsegmentes 36 läuft der Rückstellmotor 42 mit einer mittleren Geschwindigkeit, welche einem Achtel seiner maximalen Geschwindigkeit entspricht, da das Kontakt­ segment 36 mit derjenigen Ausgangsklemme des Impulsgenerators 46 verbunden ist, welche ein Signal mit Tastverhältnis 1 : 8 bereitstellt.

Man erhält somit eine maximale Spreizung der Zeitskala zwischen den Zeitpunkten "0" und "5", eine demgegenüber halbierte Spreizung der Zeitskala zwischen den Zeitpunkten "5" und "15" und eine gegenüber dem zweiten Intervall nochmals um den Faktor 4 komprimierte Zeitteilung im letzten Einstellbereich des Zeiteinstellknopfes 40.

Die verschiedenen Tastverhältnissen zugeordneten Ausgangs­ signale des Impulsgenerators 46 werden zugleich zur Ein­ stellung der mittleren vom Mikrowellengenerator 20 abge­ gebenen Leistung verwendet. Hierzu sind die Ausgangsklemmen "1 : 1", "3 : 4", "1 : 2" und "1 : 4" mit vier Kontakten 48, 50, 52 und 54 eines insgesamt mit 56 bezeichneten Leistungswählschalters 56 verbunden. Zu letzterem gehören ferner eine drehbare Schaltbrücke 58, welche durch einen Leistungseinstellknopf 60 bewegt wird, wie in der Zeichnung durch eine strichpunktierte Linie angedeutet, und welche ausgangsseitig mit der Steuerklemme des Modulationsschalters 22 verbunden ist.

Unter Verwendung des sowieso für die Kurzzeitmessung be­ nötigten Impulsgenerators 46 kann somit die Leistung des Mikrowellengenerators 20 zwischen der vollen Leistung (Wählschalterstellung "IV") und einem Viertel der maximalen Leistung (Wählschalterstellung "I") stufenweise herab­ geschaltet werden.

Die oben beschriebene Steuerschaltung arbeitet wie folgt:

Nach Einbringen des Gargutes in den Mikrowellenherd wird mit dem Schließen der Herdtür automatisch der Türschalter 12 geschlossen. Sofern nicht schon früher geschehen, wird nun der Zeiteinstellknopf 40 auf die gewünschte Garzeit eingestellt und der Leistungswählschalter 56 auf die ge­ wünschte Garleistung gedreht.

Durch Schließen des Starttasters 26 wird der Start/Stopp­ kreis mit der für ihn erforderlichen Versorgungsspannung beaufschlagt und erhält zugleich ein Startsignal. Er stellt dann an seinem Ausgang ein Steuersignal bereit, durch welches der Netzschalter 14 geschlossen wird. Da der Start/ Stoppkreis 24 ähnlich wie eine bistabile Kippschaltung arbeitet, also durch Signalflanken gesteuert wird und bei Abwesenheit derartiger Signalflanken seinen Schalt­ zustand beibehält, bleiben anschließend die Netzschienen 16 und 18 mit den Netzanschlußklemmen 10, 12 auch dann verbunden, wenn der Starttaster 26 wieder freigegeben wird. Der Impulsgenerator 46 erzeugt nun an seinen ver­ schiedenen Ausgängen die oben beschriebenen Rechteckspannun­ gen unterschiedlichen Tastverhältnisses. Bei der in Fig. 1 wiedergegebenen Stellung des Zeiteinstellknopfes 40 erfolgt die Ansteuerung des Motorversorgungsschalters 44 zunächst durch das Generator-Ausgangssignal mit Tast­ verhältnis "1 : 8". Der Rückstellmotor 42 läuft also bis zum Zeitpunkt "15" mit einer mittleren Geschwindigkeit, die einem Achtel seiner maximalen Geschwindigkeit entspricht.

Ab dem Zeitpunkt "15" führt der Schleifer 38 dem Motor­ versorgungsschalter 44 die am Kontaktsegment 34 anliegende Rechteckspannung mit Tastverhältnis "1 : 2" zu. Der Rück­ stellmotor 42 läuft nun mit einer mittleren Geschwindigkeit, die seiner halben maximalen Geschwindigkeit entspricht. Ab dem Zeitpunkt "5" läuft dann der Rückstellmotor mit maximaler Geschwindigkeit, da der Schleifer 38 nun vom Kontaktsegment 32 eine Gleichspannung abgreift.

Da der Schuh des Schleifers 38 die Lücken zwischen den Kontaktsegmenten 32 bis 36 überdecken kann, bleibt der Rückstellmotor 42 an den Stoßstellen zwischen den verschieden gespreizten Abschnitten des Zeitskala nicht stehen. In dem Moment, in dem der Schuh des Schleifers 38 eine elek­ trische Verbindung zwischen dem Endkontakt 28 und dem Kontaktsegment 32 herstellt, erhält der Start/Stoppkreis 24 an seinem zweiten Eingang ein Stoppsignal und beendet hierauf das Steuersignal für den Netzschalter 14. Damit wird auch die Energieversorgung für den Mikrowellengenerator 20 abgeschaltet.

Bei der in der Zeichnung wiedergegebenen Stellung des Leistungseinstellknopfes 60 wird der Modulationsschalter 22 ständig geschlossen; der Mikrowellengenerator 20 arbeitet mit voller Leistung.

Wird innerhalb der Garzeit die Tür geöffnet oder fällt die Netzspannung aus, so fallen auch die Versorgungsspan­ nungen für die verschiedenen elektronischen Bauelemente der Steuerschaltung nach Fig. 1 weg, der Netzschalter 14 kehrt in seine bei Abwesenheit eines Steuersignales eingenommene Offenstellung zurück. Wird die Türe anschließend wieder geschlossen oder findet der Netzausfall sein Ende, so wird der Garvorgang aber nicht automatisch fortgesetzt. Vielmehr muß hierzu vom Benutzer nochmals der Starttaster 26 gedrückt werden, und anschließend wird dann der Mikro­ wellengenerator 20 mit der zuvor eingestellten Leistung für die Restgarzeit eingeschaltet. Die Restgarzeit ist durch die bei Unterbrechung der Netzversorgung vorliegende Winkelstellung des Schleifers 38 in Form eines mechanischen Signales gespeichert.

Fig. 3 zeigt Einzelheiten des Impulsgenerators 46:

An die Netzschienen 16, 18 ist ein Spannungsteiler ange­ schlossen, welcher einen Widerstand 62 sowie einen Konden­ sator 64 umfaßt. Über die Klemmen des Kondensators 64 ist eine Zener-Diode 66 geschaltet, welche die Amplitude der vom Spannungsteiler abgegebenen Impulse mit Netzfrequenz begrenzt. Diese Impulse werden auf die Eingangsklemme eines Frequenzteilers 68 gegeben, welcher ein Teilverhält­ nis von etwa 500 aufweist, so daß man pro Minute etwa 12 Impulse an seinem Ausgang erhält. Das Teilverhältnis des Frequenzteilers 68 ist im Hinblick auf die Trägheit des Rückstellmotors 42 und im Hinblick auf die gewünschte Mindestbetriebsdauer des Mikrowellengenerators 20 gewählt. Der Ausgang des Frequenzteilers 68 ist mit dem Eingang eines vierstellen Binärzählers 70 verbunden. In der Praxis ist der Frequenzteiler 68 durch einen dem Binärzähler 70 vorgeschalteten weiteren Binärzähler oder durch nieder­ wertige Zählerstufen eines sowohl den Frequenzteiler 68 als auch den Binärzähler bildenden größeren Zählers gebildet. Die höchstrangige Ausgangsklemme "3" des Binärzählers 70 ist mit den Rückstellklemmen "R" des Frequenzteilers 68 und des Binärzählers 70 verbunden. Damit erhält man am Ausgang des Binärzählers 70 zyklisch aufeinanderfolgend Signalfolgen, welche der binären Darstellung der Dezimal­ zahlen Null bis Zehn entsprechen.

Die höchstrangige "3"-Ausgangsklemme des Binärzählers 70 ist mit einem Inverter 72 verbunden, welcher an seinem Ausgang - abgesehen von der sehr kurzen zum Rückstellen des Binärzählers 70 benötigten Zeit - ständig ein hoch­ pegeliges Signal bereitstellt. Dieses Signal stellt das "1 : 1"-Ausgangssignal des Impulsgenerators 46 dar. Die oben angegebene Ableitung dieses Signales von einem Zähler­ ausgangssignal erfolgt im Hinblick auf Gewährleistung gleichen Ausgangspegels und gleicher Ausgangsimpedanz der verschiedenen Ausgangssignale des Impulsgenerators 46. Stattdessen könnte man das "1 : 1"-Ausgangssignal auch von einer Konstantspannungsquelle ableiten.

Das "3 : 4"-Ausgangssignal des Impulsgenerators 46 wird am Ausgang eines ODER-Gliedes 74 bereitgestellt, dessen Eingänge mit der "0"-Ausgangsklemme bzw. der "1"-Ausgangs­ klemme des Binärzählers 70 verbunden sind.

Das "1 : 2"-Ausgangssignal des Impulsgenerators 46 wird direkt von der "0"-Ausgangsklemme des Binärzählers 70 abgegriffen. Zur Herstellung des "1 : 4"-Ausgangssignales werden die "0"-Ausgangsklemme und die "1"-Ausgangsklemme des Binärzählers 70 durch ein UND-Glied 76 zusammengefaßt.

Das Ausgangssignal des letzteren wird mit dem durch einen Inverter 78 invertierten "2"-Ausgangssignal des Binär­ zählers 70 unter Verwendung eines UND-Gliedes 80 zusammen­ gefaßt, welches am Ausgang das "1 : 8"-Ausgangssignal des Impulsgenerators 46 bereitstellt.

Der Aufbau der unterschiedliches Tastverhältnis aufweisen­ den Ausgangssignale des Impulsgenerators 46 aus den vom Frequenzteiler 68 abgegebenen Impulsen ist in Fig. 2 ver­ anschaulicht. Dort sind bei a) die Ausgangsimpulse des Frequenzteilers 68 angedeutet. Die bei b), c) und d) ge­ zeigten Impulszüge werden an den "0"-, "1"- und "2"-Aus­ gängen des Binärzählers 70 erhalten.

In Fig. 2 ist bei e) gezeigt, wie man durch UND-Verknüpfung der bei b) und c) gezeigten Impulszüge mit dem invertier­ ten bei b) gezeigten Impulszug ein Tastverhältnis von 1 : 8 bzw. 12,5 % erhält. Diese Verknüpfung wird bei dem in Fig. 3 wiedergegebenen Impulsgenerator durch die Schalt­ elemente 76 bis 80 bewerkstelligt.

Der in Fig. 2 bei f) gezeigte Impulszug zeigt die Herstel­ lung eines Tastverhältnisses von 1 : 4 oder 25 % durch UND-Verknüpfung der bei b) und c) gezeigten Impulszüge. Diese Verknüpfung besorgt in der Schaltung nach Fig. 3 das UND-Glied 76.

Den in Fig. 2 bei g) gezeigten Impulszug erhält man durch ODER-Verknüpfung der bei b) und c) gezeigten Impulszüge. Er entspricht einem Tastverhältnis von 3 : 4 oder 75 %.

Wie aus Fig. 2 ohne weiteres ersichtlich, könnte man zur Erzeugung eines Signales mit Tastverhältnis 1 : 2 anstelle des Signalzuges b) gleichermaßen die bei c) oder d) gezeigten Impulszüge verwenden.

Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind Schaltungsteile, welche obenstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 schon besprochenen Schaltungsteilen entsprechen, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen. Der wesent­ liche Unterschied des Ausführungsbeispieles nach Fig. 4 zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 besteht in der abge­ wandelten Weichenanordnung, über welche der Impulsgenerator 46 auf die Steuerklemme des Motorversorgungsschalters 44 arbeitet, sowie in der Vorgabe der Ausdehnung der Weg­ abschnitte des Schleifers 38, welche dieser mit unterschied­ licher Geschwindigkeit zurücklegt, in Abhängigkeit von der Stellung des Leistungseinstellknopfes 60.

An die drei zur Einstellung unterschiedlicher Effektiv­ geschwindigkeit des Rückstellmotors 42 verwendeten Ausgangs­ klemmen des Impulsgenerators 46 sind drei Weichenschalter 82, 84, 86 angeschlossen, welche ausgangsseitig zusammen­ geschlossen sind und mit einem einzigen kreisförmigen Kontaktsegment 80 verbunden sind, welches sich über fast 360° erstreckt. Das Öffnen und Schließen jeweils eines der Weichenschalter 82 bis 86 erfolgt unter Verwendung der Ausgangssignale eines Binär/Dezimalumsetzers 90, dessen Eingang mit dem Ausgangssignal eines Binärzählers 92 beauf­ schlagt ist. Dessen Zählklemme C erhält das Ausgangssignal eines digitalen Komparators 94, der einerseits mit dem Ausgangssignal eines adressierbaren Festwertspeichers 96 und andererseits mit dem Ausgang eines Digital/Analog­ wandlers 98 beaufschlagt ist. Letzterer erhält das Ausgangs­ signal eines Winkelgebers 100, der drehschlüssig mit der Welle des Rückstellmotors 42 und damit auch mit dem Schleifer 38 und dem Zeiteinstellknopf 40 verbunden ist. Der Ausgang des Binärzählers 92 ist mit einigen der Adressier-Bits des Festwertspeichers 96 verbunden, z. B. mit den nieder­ rangigen Adressier-Bits. Die höherrangigen Adressier- Bits des Festwertspeichers 96 werden vom Ausgang eines Dezimal/Binärumsetzers 102 bereitgestellt, dessen Eingänge mit den Kontakten eines mit dem Leistungseinstellknopf 60 mechanisch gekoppelten Hilfsumschalters 104 verbunden ist. Dessen Schaltbrücke ist mit einer Gleichspannungs­ quelle B verbunden. Der Dezimal/Binärumsetzer 102 erzeugt somit ein binäres Signal, welches der Stellung des Leistungs­ einstellknopfes 60 zugeordnet ist.

Das Arbeiten der Steuerschaltung nach Fig. 4 wird nach­ stehend nur insoweit beschrieben, als es sich vom Arbeiten der Steuerschaltung nach Fig. 1 unterscheidet.

Nach Schließen der Tür, Einstellen des Einstellknopfes 40 und Einstellen des Einstellknopfes 60 sowie Drücken des Startschalters 26 steht der Binärzähler 92 auf Null, was zum Schließen des Weichenschalters 80 über den Binär/ Dezimalumsetzer 90 führt. Der Motorversorgungsschalter 44 wird somit mit einem Tastverhältnis 1 : 8 betrieben. Gemäß den Ausgangssignalen des Dezimal/Binärumsetzers 102 und des Binärzählers 92 stellt der Festwertspeicher 96 am Ausgang ein Signal bereit, welches derjenigen Winkel­ stellung des Einstellknopfes 40 entspricht, bei welcher die erste Geschwindigkeitsänderung des Rückstellmotors 42 zu höherer Geschwindigkeit hin erfolgen soll. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies die Stellung "250". Der Komparator 94 arbeitet so, daß er immer dann ein Ausgangssignal bereitstellt, wenn das Ausgangssignal des Digital/Analogwandlers kleiner ist als das vom Fest­ wertspeicher 96 bereitgestellte Vergleichssignal, also dann, wenn der Schleifer 38 eine Stellung durchläuft, bei welcher eine Geschwindigkeitsänderung vorgenommen werden soll. Dieses Ausgangssignal des Komparators 94 gelangt auf die Zählklemme C des Binärzählers 92 und schaltet diesen um eins weiter. Durch diese Weiterschaltung des Binärzählers 92 wird zum einen am Ausgang des Festwert­ speichers 96 nun ein neues Signal bereitgestellt, welches der in Bewegungsrichtung nächsten Stelle zugeordnet ist, bei welcher eine weitere Geschwindigkeitserhöhung erfolgen soll (beim betrachteten Ausführungsbeispiel die Stelle "50"). Zum anderen wird durch das geänderte Ausgangssignal des Binärzählers 92 der Weichenschalter 82 geöffnet und der Weichenschalter 84 geschlossen. Damit wird der Motor­ versorgungsschalter 44 nunmehr mit einem Tastverhältnis 1 : 2 betrieben. Erreicht der Schleifer 38 die Stellung "50", so unterschreitet das vom Winkelgeber 100 abgeleitete Ausgangssignal des Digital/Analogwandlers 98 wieder den vom Festwertspeicher 96 bereitgestellten Referenzwert, so daß man am Ausgang des Komparators 94 ein weiteres Signal erhält, durch welches der Binärzähler 92 nochmals hochgezählt wird. Dies führt dazu, daß der Weichenschalter 84 geöffnet und der Weichenschalter 86 geschlossen wird. Gleichzeitig wird am Ausgang des Festwertspeichers 96 ein neuer Referenzwert für die aktuelle Bereichsgrenze konstanter Geschwindigkeit bereitgestellt, welche der Stellung "0" entspricht. Läuft der Schleifer 38 auf diese Stelle zu, so schließt er einen Strompfad vom Kontaktsegment 88 zum Endkontakt 28, was in der oben beschriebenen Weise zum Öffnen des Netzschalters 14 und zur Beendigung des Garvorganges führt.

Stellt man den Einstellknopf 60 nicht auf die Stellung "IV", sondern auf eine der anderen Stellungen ein, so ändert sich der den hohen Adreß-Bits zugeordnete Teil der Speicheradressen. Beim Hochzählen des Binärzählers 92 wird somit ein anderer Teilbereich des Festwertspeichers 96 ausgelesen, welcher unterschiedliche, jeweils der Stellung des Einstellknopfes 60 zugeordnete Bereichsgrenzen enthält. Damit erfolgt eine Festlegung derjenigen Punkte, an denen sich die Geschwindigkeit des Rückstellmotors 42 ändert, in Abhängigkeit von der eingestellten Soll-Leistung für den Mikrowellengenerator 20.

Auf Grund dieser Ausbildung der Steuerschaltung ist es möglich, den Einstellknopf 40 nicht mehr mit einer Zeit­ skala, sondern mit einer Massenskala zu versehen, z. B. der in Fig. 4 gezeigten Skala in Gramm. Dieser Massenskala ist in der unterschiedlichen Einstellung der Geschwindig­ keiten des Rückstellmotors 42 entsprechender nichtlinearer Weise eine nach außen nicht mehr erscheinende und für den Bediener auch nicht notwendige Zeitskala zugeordnet, welche den Ablauf des Garvorganges steuert. Die dem Einstell­ knopf 60 zugeordnete Skala kann in diesem Falle dann an­ stelle von Leistungsangaben direkt mit Gargutangaben ver­ sehen werden. Der Benutzer des Mikrowellenherdes braucht somit nur noch die Art und die Masse des Gargutes an den Einstellknöpfen 40 und 60 einzustellen.

Fig. 5 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel einer zu Fig. 1 ähnlichen Steuerschaltung, wobei Bauelemente, die von ihrer Funktion her in Fig. 1 gezeigten Bauelementen entsprechen, wieder mit denselben Bezugszeichen versehen sind. In Einzelheiten bestehen folgende Unterschiede:

Anstelle der in Fig. 3 gezeigten logischen Bauelemente zum Erzeugen der unterschiedliches Tastverhältnis aufweisen­ den Rechteckimpulszüge ist ein äquivalentes Logik-Netzwerk 106 vorgesehen, welches aus Dioden und Widerständen aufge­ baut ist.

Zur Gleichrichtung der auf den Netzschienen 16, 18 stehenden Wechselspannung ist eine Diode 108, ein hierzu in Reihe geschalteter Widerstand 110 und ein Kondensator 112 vorge­ sehen. Zur Spannungsstabilisierung ist über dessen Klemme einer Zener-Diode 114 geschaltet. Der Versorgungseingang des Zählers 68 + 70 ist an den Kondensator 112 angeschlossen. In den Ladestromweg sind ferner Relaisspulen 116, 118 eingefügt, wobei durch die Relaisspule 116 der Netzschalter 114 betätigt wird, während die Relaisspule 118 zum Öffnen und Schließen des Modulationsschalters 22 dient. Zwischen die beiden Relaisspulen 116, 118 ist eine weitere Diode 120 eingefügt, und über die Klemmen der Relaisspule 118 ist die Kollektor/Emitter-Strecke eines Schalttransistors 122 geschaltet, welcher so die Vorsteuerung für den Modu­ lationsschalter 22 übernimmt. Die Ansteuerung der Basis des Schalttransistors 122 erfolgt über eine vorgeschaltete Verstärkerstufe mit einem weiteren Transistor 124, dessen Basis über einen Spannungsteiler mit Widerständen 126, 128 an den jeweils über die drehbare Schaltbrücke 58 ausge­ wählten Ausgang des Zählers 68 + 70 angeschlossen ist. Über die Relaisspulen 116, 118 sind Freilaufdioden 130, 132 geschaltet. Ein zusätzlich über die Relaisspule 118 geschalteter RC-Kreis mit einem Widerstand 134 und einem Kondensator 136 dient zum Abfangen von Schaltspitzen.

Zwischen Erde und die positive Versorgungsschiene ist ein weiterer Schalttransistor 138 geschaltet, dessen Basis über einen Widerstand 140 mit einer weiteren Schaltbrücke 142 verbunden ist, welche vom Schleifer 38 unabhängig ist und geschlossen wird, wenn der Einstellknopf 40 seine Ruhestellung erreicht. Die Basis des Schalttransistors 138 wird dann mit der positiven Versorgungsspannung ver­ bunden, so daß der Speisestrom für die Relaisspulen 116, 118 direkt an Erde kurzgeschlossen wird. Auf diese Weise ist dann der Garvorgang wieder beendet.

Die dem Tastverhältnis 1 : 1 zugeordnete Steuerspannung für den Motorversorgungsschalter 44 ist über eine weitere Diode 144 direkt von der positiven Versorgungsspannung des Zählers 68 + 70 abgeleitet. Der Ausgang des Schleifers 38 ist über einen aus zwei Widerständen 146, 148 aufge­ bauten Spannungsteiler mit der Steuerelektrode eines Tyristors verbunden, welcher den steuerbaren Motorversorgungsschalter 44 darstellt. Über diesen Tyristor ist eine Freilaufdiode 150 geschaltet.

Über die Kollektor/Emitterstrecke eines weiteren Transistors 152 und einen hierzu in Reihe geschalteten Widerstand 154 sowie den Widerstand 140 ist die Basis des Schalt­ transistors 138 normalerweise (solange die Schaltbrücke 142 noch offen ist) mit Erde verbunden. Über den Wider­ stand 154 sowie die Basis/Emitterstrecke des Transistors 152 sind Kondensatoren 156, 158 geschaltet.

Die in Fig. 5 gezeigte Steuerschaltung arbeitet sehr ähnlich wie die in Fig. 1 gezeigte: Nach Schließen des Türschalters 13 und Betätigen des Starttasters 26 liegt die Netzspannung auf den Netzschienen 16 und 18 und die Relaisspulen 116, 118 werden von Strom durchflossen. Damit schließt der Netzschalter 14, welcher als den Starttaster 26 überbrücken­ der Selbsthaltekontakt dient, und der Modulationsschalter 22. Der Zähler 68 + 70 stellt nun wieder die verschiedenes Tastverhältnis aufweisenden Rechtecksignale bereit, von denen ein ausgewähltes, bei der in Fig. 5 wiedergegebenen Stellung der Schaltbrücke das 1 : 1-Signal zur Ansteuerung des Schalttransistors 122 dient. Steuert dieser durch, so wird ein Kurzschluß über die Relaisspule 118 hergestellt, und der Modulationsschalter 22 öffnet. Zu Ende des Gar­ vorganges wird durch Schließen der Schaltbrücke 142 der Schalttransistor 138 durchgesteuert, so daß der Speisestrom für die Relaisspulen 116 und 118 direkt gegen Erde geleitet wird. Damit öffnet sowohl der Netzschalter 14 als auch der Modulationsschalter 22.

Wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein Wiederingangsetzen der Steuerschaltung nach Öffnen des Türschalters 13 oder nach einem Netzausfall nur dadurch möglich, daß der Benutzer den Startschalter 26 betätigt.

Claims (13)

1. Elektromechanischer Kurzzeitgeber, mit einem manuell aus einer Ruhestellung in eine Startstellung bewegbaren Geberteil, mit einem elektrischen Rückstellmotor zum Zurück­ bewegen des Geberteiles aus der Startstellung in die Ruhe­ stellung und mit einer in Abhängigkeit von der Momentan­ stellung des Geberteiles arbeitenden Versorgungsschaltung für den Rückstellmotor, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsschaltung einen Impulsgenerator (46) aufweist, welcher an verschiedenen Ausgängen Impulszüge mit unter­ schiedlichem Tastverhältnis bereitstellt, und daß die Ausgangsklemmen des Impulsgenerators (46) über eine in Abhängigkeit von der Stellung des Geberteiles (38) arbei­ tende Weichenanordnung (32-38; 82-86) mit der Steuer­ klemme eines steuerbaren Motorversorgungsschalters (44) verbindbar sind, welcher in den Versorgungsstromkreis des Rückstellmotors (42) geschaltet ist.

2. Kurzzeitgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgenerator (46) einen freilaufenden Taktgeber (62-66), einen durch dessen Ausgangssignal beaufschlagten Zähler (68, 70) und mit unterschiedlichen der Ausgangs­ klemmen des Zählers (68, 70) verbundene Logikkreise (72 -80; 106) aufweist.

3. Kurzzeitgeber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber durch einen mit dem Wechselstromnetz verbundenen Spannungsteiler (62, 64) und ein dessen Ausgangs­ spannung begrenzendes Bauelement (66) gebildet ist.

4. Kurzzeitgeber nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen dem Zähler (70) vorgeschalteten Frequenzteiler (68).

5. Kurzzeitgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichenanordnung eine zusammen mit dem Geberteil (38) bewegte und elektrisch mit der Steuerklemme des Motorversorgungsschalters (44) verbundene Schaltbrücke (38) und eine Mehrzahl längs der Bahn der Schaltbrücke (38) verteilter feststehender Kontaktstücke (32-36) aufweist, welche jeweils mit einer der Ausgangs­ klemmen des Impulsgenerators (46) verbunden sind.

6. Kurzzeitgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichenanordnung aufweist: einen Satz steuerbarer Weichenschalter (82-86), welche jeweils mit einer der Ausgangsklemmen des Impulsgenerators (46) bzw. der Steuerklemme des Motorversorgungsschalters (44) verbunden sind, einen mit dem Geberteil (38) gekoppelten Stellungsgeber (100), einen Bereichsgrenzenspeicher (96) und einen Steuerkreis (90-94), welcher die Weichenschalter (82-86) in Abhängigkeit von den im Bereichsgrenzenspeicher (96) abgelegten Bereichsgrenzensignalen und dem Ausgangs­ signal des mit dem Geberteil (38) gekoppelten Stellungs­ gebers (100) betätigt.

7. Kurzzeitgeber nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkreis aufweist: einen Komparator (94), der mit dem Ausgangssignal des Stellungsgebers (100) und dem jeweils bereitgestellten Ausgangssignal eines adressier­ baren Festwertspeichers (96) beaufschlagt ist, und einen mit dem Ausgangssignal des Komparators (94) beaufschlagten Adreßzähler (92), dessen Ausgangssignal gleichermaßen zum Adressieren des Festwertspeichers (96) und zum Ansteuern der Weichenschalter (82-86) dient.

8. Kurzzeitgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Ausgangsklemmen des Impulsgenerators (46) über einen handbetätigten Wahl­ schalter (56) mit der Steuerklemme eines steuerbaren Lei­ stungs-Modulationsschalters (22) verbindbar sind, über welchen eine Heizeinrichtung (20), insbesondere ein Mikro­ wellengenerator mit dem Netz (10, 12) verbindbar ist.

9. Kurzzeitgeber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Wahlschalter (56) zugleich die Umschalt­ punkte der Weichenanordnung (82-86) vorgegeben werden.

10. Kurzzeitgeber nach Anspruch 9 in Verbindung mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leistungs­ wahlschalter (56) ein digitaler Stellungskodierer (102, 104) zugeordnet ist, dessen Ausgangssignal zusammen mit dem Ausgangssignal des Adreßzählers (92) zur Adressierung der Speicherzellen des Festwertspeichers (96) dient.

11. Kurzzeitgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgungsspannungen für sämtliche elektrischen und elektronischen Bauelemente von einer Netzschiene (16) abgeleitet sind, welche über einen Netzschalter (14) mit dem Netz verbindbar ist.

12. Kurzzeitgeber nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Netzschalter (14) ein in die Offenstellung vorge­ spannter steuerbarer Schalter ist und über einen manuell betätigbaren Startschalter (26) in die Schließstellung bringbar ist und in dieser durch einen Selbsthaltekreis gehalten wird, dessen Versorgungsspannung ebenfalls von der durch den steuerbaren Netzschalter (14) geschalteten Netzschiene (16) abgeleitet ist.

13. Kurzzeitgeber nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen in den Selbsthaltekreis eingefügten Schalter (28, 38; 142), welcher den Selbsthaltekreis unterbricht, wenn das Geberteil seine Ruhestellung erreicht.