DE3740904A1

DE3740904A1 - Power control for heating elements, in particular for electrically operated switchable (switch-selectable) domestic baking ovens

Info

Publication number: DE3740904A1
Application number: DE19873740904
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl Ing Keppel; Werner Forster; Roland Kelchner; Lothar Dipl Ing Sowa
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1987-12-03
Filing date: 1987-12-03
Publication date: 1989-06-15

Abstract

A known domestic baking oven has two heating elements: a temperature-controlled bottom heat and a power-controlled top heat which can be used simultaneously as grill-heating bar. With these only two modes of operation are possible. By means of the circuit arrangement according to the invention for three pulsed power heating elements a multiplicity of operating and heating modes are possible. Three heating elements (r7), (r16), (r8) are in parallel. The power of each can be set from 0%-100% by means of an adjustable on-duration transmitter (ED1), (ED2), (ED3). With the aid of manually operated on-off switches (S1), (S2), (S3), (S4), (S5) the individual heating elements can be switched in or out or combined with each other according to the positions of the switch. The novel circuit arrangement is suitable for electrically operated switchable domestic baking ovens. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Leistungssteuerung für Heizelemente, insbesondere für umschaltbare Haushalts- Elektro-Backöfen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a power control for Heating elements, especially for switchable household Electric ovens according to the preamble of claim 1.

Am Markt befindliche umschaltbare Haushalts-Elektro-Backöfen besitzen für die Beheizung normalerweise vier Heizelemente, sogenannte Mantelrohrheizstäbe oder Strahlungsheizkörper verschiedener Leistungsaufnahmen. Sie sind üblicherweise folgendermaßen angeordnet:Switchable household electric ovens on the market usually have four for heating Heating elements, so-called tubular heating elements or Radiant heaters of different power consumption. they are usually arranged as follows:

Die sogenannte Unterhitze - sie ist außen an der Unterseite der Backofenmuffel befestigt.
Die sogenannte Oberhitze - sie ist im Inneren der Backofenmuffel an deren oberster Stelle befestigt.
Der sogenannte Grillheizstab - er ist ebenfalls im Inneren der Backofenmuffel oben direkt unterhalb der Oberhitze, meist mit dieser mechanisch verspannt und gemeinsam befestigt.
Der sogenannte Ringheizkörper - er ist im Inneren der Backofenmuffel an deren Rückseite befestigt und nur in Verbindung mit einem sogenannten Heißluftgebläse betreibbar.The so-called bottom heat - it is attached to the underside of the oven muffle.
The so-called top heat - it is attached to the top of the oven muffle.
The so-called grill heating element - it is also inside the oven muffle above directly below the top heat, usually mechanically braced with it and fastened together.
The so-called ring heater - it is attached to the inside of the oven muffle on the back and can only be operated in conjunction with a so-called hot air blower.

Derartige, sogenannte umschaltbare Backöfen ermöglichen durch Kombination der einzelnen Heizelemente untereinander eine Vielzahl von Betriebsarten wie beispielsweise konventionelles Backen oder Braten mit Unter- und Oberhitze, Vier-Etagen-Heißluftsystem sowie verschiedene Grillmethoden. Die Steuerung der Heizelemente erfolgt hierbei ausschließlich durch wählbare oder fest eingestellte Temperaturregler. Aus der DE-PS 27 57 059 "Backofen mit Umluftgebläse und Strahlungsheizkörpern" ist ein derartiges, temperaturgesteuertes Haushaltsgerät bekannt, das die Einstellung der verschiedensten Betriebsvarianten erlaubt.Allow such so-called switchable ovens by combining the individual heating elements with each other a variety of operating modes such as conventional baking or roasting with base and Top heat, four-tier hot air system and various Grilling methods. The heating elements are controlled here exclusively by selectable or fixed set temperature controller. From DE-PS 27 57 059 "Oven with fan and radiant heaters" is such a temperature-controlled household appliance known that the setting of various Operating variants allowed.

Weiterhin ist bekannt, die beiden Heizstäbe für Oberhitze und Grillen durch einen einzigen zu ersetzen. In der DE-OS 32 33 875 "Haushaltsbackofen" ist ein derartiges Gerät beschrieben. Dieser Backofen ist mit einem ersten Heizelement versehen, das am Boden des Backofens angeordnet ist und die Unterhitze liefert sowie mit einem zweiten Heizelement, das nahe an der oberen Wand angeordnet ist, das die Oberhitze liefert und auch als Grillelement verwendet werden kann. Überdies umfaßt der Backofen eine Steuerschaltung zur Veränderung der dem oberen zweiten Heizelement zugeführten Leistung. Das untere Heizelement kann über einen Umstellschalter zugeschaltet und in seiner Temperatur über einen wählbaren Thermostaten geregelt werden.It is also known the two heating elements for top heat and replace grilling with a single one. In the DE-OS 32 33 875 "Household baking oven" is such a device described. This oven is with a first one Heating element provided, which is arranged at the bottom of the oven and delivers the bottom heat and a second one Heating element located close to the top wall that provides the top heat and also as a grill element can be used. In addition, the oven includes one Control circuit for changing the top second Power supplied to the heating element. The lower heating element can be switched on and off via a changeover switch its temperature via a selectable thermostat be managed.

Hierbei ist allerdings der Betrieb des Backofens auf nur zwei Beheizungsarten beschränkt, nämlich auf konventionelles Backen oder Braten mit Ober- und Unterhitze und Grillen jeweils bei verschiedenen Leistungen mit Hilfe des zweiten, oberen Heizelements.
Here, however, the operation of the oven is limited to only two types of heating, namely conventional baking or roasting with top and bottom heat and grilling with different outputs using the second, upper heating element.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein derartiges leistungsgetaktetes Beheizungssystem zu erweitern.The invention is based on the object such a power-cycle heating system expand.

Diese Aufgabe, gemäß der Erfindung, wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.This object, according to the invention, is achieved by the characterizing features of claim 1 solved. Further advantageous embodiments of the invention are the See subclaims.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sich jedes verwendete Heizelement individuell und separat in seiner Leistung von 0%-100% einstellen läßt und des weiteren durch eine Vielzahl von Schaltungskombinationen der einzelnen Heizelemente untereinander dem Benutzer ein Gerät angeboten wird, das sich durch große Vielseitigkeit seiner Anwendungsmöglichkeiten auszeichnet.The advantages that can be achieved with the invention exist especially in that each heating element used individual and separate in its performance from 0% -100% can be set and further by a variety of Circuit combinations of the individual heating elements among each other, the user is offered a device that through its great versatility Applications are distinguished.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtSeveral embodiments of the invention are in the Drawings are shown and are described in more detail below described. It shows

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur individuellen Leistungsstellung jedes einzelnen Heizelements von 0%-100% sowie die Zuordnungsmöglichkeit des Einschaltdauer-Gebers (ED 1) zu allen Heizelementen, Fig. 1 shows a circuit arrangement for individual performance position of each heating element of 0% -100% and the assignment possibility of duty cycle timer (ED 1) to all heating elements,

Fig. 2 eine Schaltungsanordnung bei welcher lediglich das Heizelement für die Oberhitze von 0%-100% eingestellt werden kann und die weiteren Heizelemente einzeln und nur mit voller Leistung zuschaltbar sind, Fig. 2 shows a circuit arrangement in which only the heating element for the top heat of 0% -100% can be set and the further heating elements can be switched individually and only at full power,

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung für zentrale Leistungsstellung von 0%-100% mit individueller Zuschaltungsmöglichkeit der einzelnen Heizelemente, Fig. 3 shows a circuit arrangement for centralized power position of 0% -100% with individual activation possibility of individual heating elements,

Fig. 4 eine Schaltungsanordnung für ein einziges Heizelement mit Leistungsstellung von 0%-100% mit modularer Ausbaufähigkeit für weitere Heizelemente und Einschaltdauer-Geber-Kombinationen, Fig. 4 shows a circuit arrangement for a single heating element with power position of 0% -100% with modular expansion capability for more heating elements and duty cycle encoder combinations,

Fig. 5 eine erweiterte Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4. Fig. 5 is an enlarged circuit arrangement according to Fig. 4.

Gemäß Fig. 1 liegen drei Heizelemente, nämlich Heizelement r 7 für Oberhitze und Grillen, Heizelement r 16 für die Heißluftbeheizung und Heizelement r 8 für die Unterhitze parallel. Dem Heizelement r 7 ist ein handbetätigbarer Einschalter S 1 und ein Ausschaltkonktakt ED 1 eines zugehörigen Einschaltdauer-Gebers ED 1 (im nachfolgenden nur noch ED-Geber benannt) in Serie zugeordnet. Ebenso ist dem Heizelement r 16 der Einschalter S 3 sowie der Ausschaltkontakt ED 2 des ED 2-Gebers und dem Heizelement r 8 der Einschalter S 5 und der Ausschaltkontakt ED 3 des ED 3-Gebers zugeordnet. Über die Einschalter S 2 und S 4 können durch Umgehung der Ausschaltkontakte ED 2 und ED 3 die Heizelemente r 16 sowie r 8 einzeln oder gemeinsam zum Heizelement r 7 parallelgeschaltet und über den Ausschaltkontakt ED 1 betrieben werden. Parallel hierzu liegen die ED-Geber ED 1, ED 2 und ED 3. Sie sind alle für eine Einschaltdauer von 0%-100% veränderbar. Referring to FIG. 1, there are three heating elements, namely heating element r 7 for top heat and crickets r heating element 16 for the hot air heating and heating element r 8 for the bottom heat in parallel. The heating element r 7 is associated with a manually operable switch S 1 and a switch-off contact ED 1 of an associated duty cycle sensor ED 1 (hereinafter referred to only as ED sensor) in series. Likewise, the heating element r 16 has the switch S 3 and the switch-off contact ED 2 of the ED 2 sensor and the heating element r 8 has the switch S 5 and the switch-off contact ED 3 of the ED 3 sensor. The heating elements r 16 and r 8 can be individually or jointly connected in parallel with the heating element r 7 via the switch S 2 and S 4 by bypassing the switch-off contacts ED 2 and ED 3 and operated via the switch-off contact ED 1 . The ED sensors ED 1 , ED 2 and ED 3 are located in parallel. They can all be changed for a duty cycle of 0% -100%.

Alle Heizelemente werden im sogenannten Aussetzschaltbetrieb über die vorher erwähnten verstellbaren ED-Geber zwischen 0%-100% betrieben. Im Aussetzschaltbetrieb wird das mit Nennleistung getaktete Heizelement in regelmäßiger oder unregelmäßiger Folge mit kurzen oder längeren spannungslosen Pausen getaktet. Hierbei ist jedoch sichergestellt, daß die sicherheitsvorschriftenmäßig maximal zulässigen Schaltzahlen bzw. "Knackraten" nicht überschritten, d. h., der für Haushaltsgeräte geforderte Funkstörgrad eingehalten wird. Die relative Einschaltdauer ist das Verhältnis der Belastungsdauer zur sogenannten Spieldauer. Die Spieldauer ist die Summe der Ein- und Auszeit. Es ergibt sich hierbei:All heating elements are in the so-called Intermittent switching operation over the aforementioned adjustable ED encoder operated between 0% -100%. in the Intermittent switching operation is that which is clocked at nominal power Heating element in regular or irregular sequence with short or longer voltage-free breaks. However, this ensures that the maximum permissible according to safety regulations Switching numbers or "click rates" not exceeded, d. H., the radio interference level required for household appliances is complied with becomes. The relative duty cycle is the ratio of the Load duration to the so-called game duration. The playing time is the sum of the on and off time. The result is:

In Reihe zu der vorerwähnten Parallelschaltung liegt der Einschaltkontakt 4, 4 a eines von Hand zu betätigenden zentralen Backofenschalters a 7 und ein wählbarer Temperaturausschalter f 1 am Netzanschluß L. Der gemeinsame Knotenpunkt aller Heizelemente und ED-Geber liegt am Netzanschluß N. Der Temperaturausschalter f 1 besitzt gegenüber sämtlichen ED-Gebern Priorität und gewährleistet, daß die eingestellte Temperatur im Backofen nicht überschritten wird.In series with the aforementioned parallel connection is the switch-on contact 4, 4 a of a manually operated central oven switch a 7 and a selectable temperature switch f 1 at the mains connection L. The common node of all heating elements and ED transmitters is at network connection N. The temperature switch f 1 has priority over all ED sensors and ensures that the temperature set in the oven is not exceeded.

Jedem Heizelement ist, wie schon erwähnt, ein separater ED-Geber zugeordnet mit dem die Leistung in einem Bereich von 0%-100%, auch unterschiedlich eingestellt werden kann. Außerdem können alle Heizelemente über einen GD-Geber mit gleicher prozentualer Leistung zwischen 0% und 100% getaktet werden (z. B. mittels ED 1-Geber, ED 2-Geber oder ED 3-Geber). Des weiteren können zwei Heizelemente mit der gleichen prozentualen und das dritte mit verschiedener Leistung betrieben werden. Die Einschalter S 1, S 2, S 3, S 4 oder S 5 ermöglichen dies. As already mentioned, each heating element is assigned a separate ED sensor with which the output can also be set differently in a range from 0% -100%. In addition, all heating elements can be clocked between 0% and 100% using a GD sensor with the same percentage output (e.g. using an ED 1 sensor, ED 2 sensor or ED 3 sensor). Furthermore, two heating elements can be operated with the same percentage and the third with a different output. The switch S 1 , S 2 , S 3 , S 4 or S 5 make this possible.

Fig. 2 zeigt eine Schaltungsvariante, bei welcher nur das Heizelement r 7 für Oberhitze und Grillen über seinen Einschalter S 1 und seinen Ausschaltkontakt ED 1 des ED 1-Gebers zwischen 0%-100% der Nennaufnahme eingestellt werden kann. Die beiden restlichen Heizkörper r 16 und r 8 sind wahlweise über ihre Einschalter S 3 und S 5 mit voller Nennleistung zuschaltbar. Fig. 2 shows a circuit variant in which only the heating element r 7 for top heat and grilling can be set between 0% -100% of the nominal consumption via its switch S 1 and its switch-off contact ED 1 of the ED 1 transmitter. The two remaining radiators r 16 and r 8 can be switched on at full nominal power using their switches S 3 and S 5 .

Aus Fig. 3 ist eine weitere Schaltungsvariante ersichtlich, bei welcher allen Heizelementen r 7, r 16, r 8 ein einziger ED-Geber zugeordnet ist. Über die Ausschaltkontakte ED 1 erfolgt das prozentuale Leistungstakten des durch seinen jeweiligen Einschalter S 1, S 3 oder S 5 eingeschalteten Heizelements.From Fig. 3 shows a further circuit variation is shown in which all heating elements r 7, r 16, r 8, a single transmitter ED is assigned. The percentage power cycle of the heating element switched on by its respective switch S 1 , S 3 or S 5 takes place via the switch-off contacts ED 1 .

Fig. 4 zeigt eine Schaltungsanordnung bei der ein einziges Heizelement über seinen zugehörigen ED-Geber in der Leistung prozentual eingestellt werden kann. Fig. 4 shows a circuit arrangement in which a single heating element can be set as a percentage via its associated ED transmitter.

Fig. 5 veranschaulicht eine Schaltungserweiterung der Fig. 4. FIG. 5 illustrates a circuit extension of FIG. 4.

Den in Fig. 4 nicht belegten Schaltungsknotenpunkten sind weitere parallel geschaltete Heizelemente und separate ED-Geber zugeordnet. Durch Einfügen der Einschalter S 2 und S 4 gemäß Fig. 1 bietet dieses Schaltungsprinzip in vorteilhafter Weise eine modulare Ausbaufähigkeit von Heizelementen und ED-Geber-Kombination.The circuit nodes not occupied in FIG. 4 are assigned further heating elements connected in parallel and separate ED transmitters. By inserting the switches S 2 and S 4 according to FIG. 1, this circuit principle advantageously offers a modular expandability of heating elements and ED transmitter combination.

Claims

1.Power control for heating elements, in particular for switchable household electric ovens with a heating element for the bottom heat, a heating element connected in parallel for the top heat, which can also be used as a grill heating element and a heating element for circulating air heating which is also connected in parallel, characterized in that in the heating element parallel connection in series with the heating element ( r 7 ) for top heat and grilling a switch ( S 1 ) and a switch-off contact ( ED 1 ) of a power-cycle duty cycle sensor ( ED 1 ), in series with the heating element ( r 16 ) for the Forced-air heating, a switch ( S 3 ) and a switch-off contact ( ED 2 ) of a power-on duty cycle sensor ( ED 2 ) and in series with the heating element ( r 8 ) for the bottom heat, a switch-on ( S 5 ) and a switch-off contact ( ED 3 ) of a power switch Duty cycle encoder ( ED 3 ) is switched. ( Fig. 5)

2. Power control according to claim 1, characterized in that the duty cycle encoder ( ED 1 ), ( ED 2 ), ( ED 3 ) are connected in parallel to the heating element parallel circuit. ( Fig. 5)

3. Power control according to claim 1, characterized in that between the closing contact of the switch ( S 1 ) and the switch-off contact of the duty cycle sensor ( ED 1 ) and the voltage-side connection of the heating element ( r 16 ), a switch ( S 2 ) and between the The closing contact of the switch ( S 1 ) and the switch-off contact of the duty cycle sensor ( ED 1 ) and the voltage-side connection of the heating element ( r 8 ) are connected to a switch ( S 4 ). ( Fig. 1)

4. Power control according to claim 1, characterized in that in series with the heating element ( r 16 ) only the switch ( S 3 ) and in series with the heating element ( r 8 ) only the switch ( S 5 ) is connected. ( Fig. 2)

5. Power control according to claim 1, characterized in that in series with the heating element ( r 16 ) and in series with the heating element ( r 8 ) instead of the switch-off contacts ( ED 2 ) or ( ED 3 ) each have a further switch-off contact ( ED 1 ) Duty cycle encoder ( ED 1 ) is switched. ( Fig. 3)

6. Power control according to claims 4 or 5, characterized in that only the duty cycle sensor ( ED 1 ) is connected in parallel to the heating element parallel connection. ( Fig. 2 and Fig. 3)

7. Power control according to claim 1, characterized in that a duty cycle sensor ( ED 1 ), ( ED 2 ), ( ED 3 ) of 0% -100% are adjustable.