DE3919947C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Steuereinrichtung für die Kochstellen und den Backofen eines Elektroherdes, bei dem handelsüblich die Kochstellen und der Backofen mit Reglern und Ein- und Ausschaltern versehen sind und eine einen Mikroprozessor und eine Uhr beinhaltende Einschaltautomatik vorhanden ist. Bei den handelsüblichen Herden sind, soweit die Kochstellen und der Backofen mit einer Zeitschaltautomatik zu einem gewünschten Zeitpunkt ein- oder ausschaltbar sind, soweit mehrere Kochstellen programmierbar sind, immer nur alle programmierbaren Koch­ stellen gleichzeitig ein- und ausschaltbar. Dabei liegt die Zeitschalt­ automatik immer im Leistungskreis der Kochstellenregler. Die programmier­ bare Uhr hat somit einen Ausgang, der direkt für die Leistungseinschaltung und -ausschaltung an den betroffenen Kochstellen sorgt. Eine derartige Bindung ist in vielen Fällen handhabungsunfreundlich. Jeder Kochstelle eines Herdes eine entsprechende eigene Zeitschaltautomatik zuzuordnen, würde die Herstellungskosten des Herdes zu stark erhöhen.

Es ist bei handelsüblichen Herden auch schon bekannt, die Zeitschalt­ automatik auf die Kochstellen und/oder den Backofen mit einem speziellen Umschalter umzuschalten, dergestalt, daß dann nur der Backofen und/oder die Kochstelle über die Zeitschaltautomatik betrieben wird. Auch dies ist eine handhabungsunfreundliche Bindung. Auch hier liegt der Ausgang der Uhr der Zeitschaltautomatik im Leistungskreis des Backofenreglers.

Es ist ferner bei Steuereinrichtungen für jeweils eine bestimmte Koch­ stelle oder den Backofen bekanntgeworden, zur Verwirklichung eines Zeit-Leistungs-Temperatur-Profiles, mit der eben dieser bestimmten Kochstelle ein optimales Bearbeitungsprogramm für das jeweilige Lebens­ mittel gegeben werden soll (DE 30 39 514 A1, DE 33 29 300 A1), im Rahmen einer entsprechend der Aufgabenstellung hochkomplizierten Schaltung für diese eine betroffene Kochstelle auch die Einschaltzeit und die Endzeit des Bearbeitungsvorganges mit zu programmieren. Eine derartige Schaltung beinhaltet auch neben einer einen Mikroprozessor und eine Uhr sowie einen Zeitwählschalter beinhaltenden Zeitschaltautomatik einen die Schalt­ elemente verknüpfenden logischen Steuerkreis. Das Problem, mit schaltungs­ technisch einfachen Mitteln nur die Ein- und Ausschaltzeit jeder der Kochstellen und des Backofens, soweit zur Zeitprogrammierung vorgesehen, handhabungsbequem unabhängig voneinander tätigen zu können, ist dort nach Aufgabe und Lösung nicht angesprochen.

Aus der DE 31 04 837 A1 ist ferner eine Ansteuerung eines elektronischen Energiestellers mit Anheizautomatik zur Steuerung der Heizleistung eines elektrischen Heizelementes bekannt, bei der die durch die Uhr angelegte Zeitsteuerung über den elektronischen Baustein und nicht direkt auf den Hauptkreis des Heizelementes erfolgt. Insoweit ist zwar eine Schwachstrom­ ansteuerung gegeben, die ihrerseits eine Durchschaltung zum Hauptkreis verwirklicht, doch ist insgesamt eine schalttechnische Verknüpfung gegeben, bei der die Uhr der Zeitschaltautomatik nur alle zur Programmierung vorge­ sehenen Kochstellen gleichzeitig in Gang setzt und sie auch alle nur gemein­ sam abschalten kann. Darüber hinaus muß nach Beendigung des Kochvorganges die Automatik in einem Extraschritt gelöscht werden. Es fehlt somit insbe­ sondere die individuelle Ansteuerungsmöglichkeit des einzelnen Reglers und es fehlen signalgebende und gegebenenfalls die Programmierung löschende Rückmeldungen über entsprechende Anschaltpunkte im Steuerkreis.

Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für die Kochstellen und den Backofen eines Herdes zu schaffen, die es mit geringem schaltungstechnischen Aufwand ermöglicht, mehrere Kochstellen des Herdes und den Backofen unabhängig voneinander bedienungsfreundlich bezüglich der Ein- bzw. Ausschaltzeit programmierbar im automatischen Betrieb betreiben zu können.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich aus dem Hauptanspruch.

Mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ist es möglich, die einzelnen Regler über den Anwählschalter und die Zeitschaltautomatik anzuwählen, beispielsweise durch entsprechend mehrfaches Tippen einer Taste oder Drehen einer Drehtaste, wobei durch entsprechende Schaltung in bedienungs­ freundlicher Weise dann nach Anwahl ein spezieller Signalgeber dem Benutzer signalisiert, daß und welche Kochstelle bzw. der Backofen ange­ wählt ist und von daher für die Programmierung bereit ist. Wird jetzt der Zeitwählschalter der Zeitschaltautomatik betätigt, kann man die soeben angewählte Kochstelle bzw. den angewählten Backofen programmieren. Der An­ und Abschaltung der Verbraucher jeder Kochstelle und des Backofens an die Versorgungsspannung dient dabei ein zweipoliger Schalter in Reihe mit einem über dem Mikroprozessor des Reglers gesteuerten Schalter. Die Verknüpfung mit dem Zeitschaltautomatikkreis ist dabei gegeben und zwar derart, daß man zunächst bei entsprechender Betätigung des Schalters durch das An- und Abschalten der betroffenen Kochstelle oder den Backofen zunächst die Bereitschaft zur Leistungszufuhr schafft, während der Zeitpunkt zur tatsächlichen Abgabe bzw. Zufuhr der Leistung durch die Zeitschalt­ automatik vorgegeben wird. Die bekannten Mikroprozessoren mit Uhr sind dabei in ihrer handelsüblichen Ausgestaltung problemlos in der Lage, das Programm für mehrere Kochstellen und den Backofen unabhängig zu speichern und auch zielgerichtet wieder abzugeben. Die sehr bedienungsfreundliche individuelle Zeitprogrammierbarkeit wird somit insgesamt mit einfachen handelsüblichen Schaltungselementen und unter weitestgehender Ausnutzung von in derartigen Herden handelsüblich vorhandenen Schaltelementen erreicht. Durch die vorgesehenen schaltungstechnischen Rückmeldungs­ verknüpfungen ist es dabei auch problemlos möglich, mit Beendigung eines Programmes an einer Kochstelle dieses auch zu löschen.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekenn­ zeichnet. Diese weiteren Ausgestaltungen dienen der weiteren Vereinfachung des steuertechnischen Aufbaus sowie der Bedienungsfreundlichkeit derge­ stalt, daß man mittels des Schalters zum An- und Abschalten der Kochstelle das kochstellenspezifische Programm löschen kann, um dann dort direkt gegebenenfalls in direkter Handeinstellung die Kochstelle weiterzubetrei­ ben, ohne daß das irgendeinen Einfluß auf die übrigen Kochstellen und den Backofen hat. Hervorzuheben ist ferner die Möglichkeit, grundsätzlich vorhandene Signale, beispielsweise einen den Schalterknopf der Kochstelle umgebenden und bei Einschalten der Kochstelle aufleuchtenden Lichtring für die Signalgabe bei Anwählung durch den Anwählschalter zu benutzen. lnsgesamt bleibt der grundsätzliche Aufbau der bekannten Herde im wesent­ lichen erhalten. Vorhandene Schalter und Anzeigeleuchten können insgesamt übernommen werden. Auch die Bedienungsweise ändert sich grundsätzlich nicht.

Ein Ausführungsbeispiel einer Steuereinrichtung gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Blockschaltschema eines Herdes mit zwei unabhängig voneinander programmierbaren Kochstellen und einen unabhängig davon programmierbaren Backofen,

Fig. 2 ein Schaltschema der wesentlichen Teile der Schaltung einer Steuereinrichtung,

Fig. 3 ein Schaltschema eines Kochstellen- bzw. Backofenreglers mit Anschlußpunkten zur Schaltung nach Fig. 2.

Bei dem beispielshalber in Fig. 3 dargestellten Regler 1 für eine von mehreren programnierbaren Kochstellen oder für den Backofen eines Herdes ist ein Schalter S1 zum An- und Abschalten, beispielsweise in Form eines Drehschalters, vorgesehen. Der Regler 1 liegt in einem Leistungskreis dergestalt, daß bei Betätigen des Schalters S1 zwei Kontakte 10 des Schalters S1 die Netzspannung für den Verbraucher 11, also beispielsweise die Kochplatte oder die Backofenheizeinrichtung, schalten. Der Schalter S1 hat ferner noch einen Kontakt 12, der seinerseits die Versorgungsspannung für einen Mikroprozessor 13 und über einen Kontakt 8 für die Schalter­ beleuchtung 2 schaltet. Diese dient als Signalgeber. Die Schalterbeleuch­ tung 2 ist beispielsweise ein den Drehschalter S1 umgebender Leuchtring. Der Mikroprozessor 13 kann die Helligkeit des Signalgebers 2, also der Schalterbeleuchtung, über einen Kontakt 7 steuern. Seine Hauptaufgabe besteht jedoch darin, die Leistung des Verbrauchers 11 in Abhängigkeit von der Stellung des Schalters S1 zu regeln. Diese Regelung kann z. B. über einen Schalter 14 in Form eines Relais oder eines Triacs erreicht werden. Über einen Kontakt 6 kann dem Mikroprozessor 13 dabei mitgeteilt werden, ob eine entsprechende Leistungsregelung stattfinden soll. Der Kontakt 6 ist somit der wesentliche Steuer-Anschlußpunkt des Reglers zu einer noch im einzelnen zu schildernden Schaltung, bestehend aus einem logischen Steuerkreis und einer Zeitschaltautomatik. Auch die Kontaktmittel 7 und 8 sind derartige Steuer-Anschlußpunkte.

In den Fig. 1 und 2 ist durch entsprechende Schaltbilder ein Herd dargestellt, bei dem drei Verbraucher 11, also beispielsweise zwei Koch­ stellen und der Backofen, bezüglich einer automatischen Arbeitsweise mit Vorgabe der Ein- bzw. Ausschaltzeit programmierbar sind. lm Blockschalt­ bild nach Fig. 1 sind deren Regler mit der Bezugsziffer 1 hervorgehoben. Dort ist auch die entsprechende jeweilige Schalterbeleuchtung 2 als Signalgeber bezeichnet. In Fig. 1 sind ferner der logische Steuerkreis 9 und die zugeordnete Zeitschaltautomatik, bestehend aus einem Mikro­ prozessor 15 und einer Uhr sowie einem Zeitwählschalter S2 dargestellt.

Der logische Steuerkreis, der in seiner Gesamtheit mit der Bezugsziffer 9 gekennzeichnet ist, ist für zwei Regler 1 in Fig. 2 im einzelnen darge­ stellt. Die Beschaltung weiterer Regler 1 und weiterer Verbraucher 11 kann identisch ausgelegt werden. Die Darstellungen sind nur beispielhaft zu verstehen. Es wäre beispielsweise ohne weiteres möglich, sämtliche Verbraucherstellen eines Herdes oder sonstiger Kochanlagen entsprechend anzusteuern und zu beschalten.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, enthält der die Regler 1 der programmier­ baren Verbraucher mit der Zeitschaltautomatik, also dem entsprechenden Mikroprozessor 15 mit der Uhr verbindende logische Steuerkreis 9 jeweils in der Verbindung zwischen jedem Regler 1 und dem Mikroprozessor 15 einen Opto-Koppler 3, der einerseits mit dem Kontakt 6 als Uhreingang am Regler 1 und dem Kontakt 6′ als Uhrausgang am Mikroprozessor 15 verknüpft ist, ferner einen Triac-Opto-Koppler 4 für den durch die Schalterbeleuchtung gebildeten Signalgeber 2, wobei dieser Triac-Opto-Koppler 4 einerseits mit dem entsprechenden Kontakt 7 am Regler 1 und andererseits mit dem ent­ sprechenden Ausgangskontakt 7′ am Mikroprozessor 15 verknüpft ist. Es ist ferner in der Verbindung noch ein Opto-Koppler 5 zur Erkennung des Betriebszustandes des Reglers 1 vorgesehen, der einerseits mit dem Kontakt 8 (siehe Fig. 3 des Reglers 1) und andererseits mit dem entspre­ chenden Ausgangskontakt 8′ am Mikroprozessor 15 verknüpft ist. Der logi­ sche Steuerkreis 9 ist allen Reglern der programmierbaren Kochstellen bzw. Backofen gemeinsam. Alle Regler sind entsprechend wie vorstehend beschrie­ ben mit dem Mikroprozessor 15 der Zeitschaltautomatik verknüpft.

Die Anwahl der einzelnen Regler 1 und ihre Programmierung erfolgen durch einen Anwählschalter S3 über die Zeitschaltautomatik und den logischen Steuerkreis 9 jeweils auf dem Kontakt 6 der Regler.

Die vorstehend geschilderten Schaltungen und steuertechnischen Anschlüsse ermöglichen folgende Betriebsweisen:
Die zur Programmierung gewünschte Kochstelle wird durch Betätigen des entsprechenden Schalters S1 eingeschaltet. ln der üblichen Weise leuchtet, wie sich auch aus der vorstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit Fig. 3 ergibt, die Schalterbeleuchtung 2 auf. Wird daraufhin der Anwählschalter S3 betätigt, wird über den logischen Steuerkreis der zugeordnete Signal­ geber eingeschaltet, im dargestellten Ausführungsbeispiel also beispiels­ weise über den Triac-Opto-Koppler 4 die Schalterbeleuchtung 2 zum Blinken gebracht. Dies ist das Zeichen, daß die nachfolgend durchzuführende Zeit­ programmierung für eben diesen Verbraucher, dessen Schalterbeleuchtung 2 nun blinkt, erfolgen kann. Über den Zeitwählschalter S2 der Zeitschaltautomatik mit dem Mikroprozessor 15 und der Uhr kann nun diese Zeitprogrammierung erfolgen.

In zweckmäßiger Ausgestaltung ist dabei mit üblichen schaltungstechnischen Mitteln eine Anordnung getroffen, die folgende Programmierweise ermöglicht:
Man stellt zunächst mit dem Zeitwählschalter S2 die gewünschte Kochzeit, beispielsweise eine Stunde, ein. Dies wird zweckmäßig an der Bedienungs­ tafel des Herdes an dem entsprechenden Leuchtfeld 16 angezeigt. Die vorge­ gebene Schaltungsanordnung innerhalb der Zeitschaltautomatik bewirkt nun, daß im entsprechenden Anzeigefeld ausgehend vom Zeitpunkt der Programmierung, beispielsweise 12 Uhr vormittags, als Kochzeitende 13 Uhr erscheint. Soll die Kochstelle zu diesem Zeitpunkt ihre Tätigkeit beenden, ist die Programmierung vollendet. Man hat somit eine Art halbautomatische Programmierung, da ausgehend vom Zeitpunkt der Programmierungstätigkeit im wesentlichen jetzt ja nur die Kochzeit festgelegt ist.

Geschieht beispielsweise die Programmierung morgens um 8 Uhr, erscheint bei dieser Schaltungsanordnung innerhalb der Zeitschaltautomatik bei Vorgabe einer Kochzeit von einer Stunde das Ende der selben als 9 Uhr. Diese kann nun, wenn das Kochzeitende beispielsweise wieder 13 Uhr sein soll, über eine erneute Betätigung des Zeitwählschalters S2 verändert werden, bis im Leuchtfeld die Zeit 13 Uhr erscheint. Der Mikroprozessor 15 ist darauf ausgelegt, unter Berücksichtigung der eingegebenen Kochdauer und des gewünschten Kochzeitendes die Einschaltzeit für diesen in der Programmierung befindlichen Verbraucher selbsttätig zu errechnen. Die Programmierung erfolgt also nach dem Prinzip der sequentiellen Eingabe. Diese Ausgestal­ tung ist besonders bedienungsfreundlich, da die Bedienungsperson normaler­ weise die gewünschte Kochdauer und den Zeitpunkt, zu dem das Kochen beendet sein soll, ohne jede Überlegung oder Berechnung kennt.

Aufgrund der vorstehend beschriebenen Schaltung kann man abweichend vom vorstehend geschilderten Fall auch zunächst den Anwählschalter S3 betätigen. Betätigt man danach einen Schalter S1 eines programmierbaren Verbrauchers 11, wird dieser dadurch automatisch zur Programmierung freigegeben. Die entsprechende Schalterbeleuchtung 2 fängt an zu blinken. Die Automatik erkennt also, welcher Verbraucher gemeint ist.

Aufgrund der vorstehend geschilderten Auslegung der Leistungskreise der Regler 1 und deren Anschluß an den logischen Steuerkreis 9 und die Zeit­ schaltautomatik kann man über den Schalter S1 eines jeden Reglers 1 unab­ hängig von der Programmierung die betroffene Kochstelle auch ausschalten. Mit diesem von Hand durchgeführten Ausschaltvorgang ist das eventuell eingestellte Programm auch gelöscht.

Man kann somit die Programmlöschung in funktionsgerechter und logischer Weise über die Ausschaltung der Kochstelle von Hand erzielen. Danach wird die Kochstelle entweder von Hand erneut ein- und später ausgeschaltet, oder aber nach der Ausschaltung mit Löschung eines Programmes folgt eine neue Programmierung mit veränderten Daten auf die vorstehend beschrie­ bene Weise.

In zweckmäßiger Weise sind ferner eine Beschaltung und eine Auslegung des Mikroprozessors 15 der Zeitschaltautomatik derart vorgesehen, daß nach Ablauf des Programmes, wie programmiert, die Schaltbeleuchtung 2 erneut blinkt, gegebenenfalls noch unterstützt durch ein zusätzliches Klingel­ signal, so daß der Benutzer weiß, daß der Kochvorgang beendet ist, bzw. zumindest das eingegebene Programm abgewickelt worden ist. Es kann dann eine Ausschaltung oder gegebenenfalls eine Neuprogrammierung erfolgen.

Die vorstehend beschriebene Steuereinrichtung gewährleistet, daß über den Anwählschalter S3 alle programmierbaren Kochstellen nacheinander angewählt werden können und unabhängig voneinander programmiert werden können. Die Programme laufen unabhängig voneinander ab und können unab­ hängig voneinander verändert werden. Man kommt also mit nur einer Ziffern­ anzeige für alle Verbraucher aus, was erhebliche Einsparungen mit sich bringt.

Wie bereits ausgeführt, ist der Anwählschalter S3 auf das wahlweise Anwählen aller programmierbaren Verbraucher 11 ausgelegt. Durch mehrfache Betätigung wird also schaltungstechnisch immer der nächste Verbraucher angesprochen. Von daher ist es problemlos möglich, durch entsprechend mehrfache Betätigung des Anwählschalters S3 den jeweils gewünschten Verbraucher 11 aufzufinden. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn beispielsweise alle programmierbaren Verbraucher 11 des Herdes programmiert sind, wobei die Daten des jeweils blinkenden Verbrauchers in der Ziffernanzeige erscheinen. In einem solchen Fall leuchten auch alle Schalterbeleuchtungen 2 der programmierten Verbraucher 11, die ja entweder laufen oder zumindest über die Zeitschaltautomatik in Gang setzbar eingeschaltet sind. Nach Beendigung der Programmeingabe blinkt dabei keine der Schalterbeleuchtungen 2 mehr. Wird in dieser Phase der Anwählschalter S3 wiederum betätigt, beginnen die Schalterbeleuchtungen 2 der angewählten Verbraucher wieder zu blinken, da sie ja nach Anwählung mit dem Schalter S3 wieder von den Programmierungsbefehlen ansprechbar sind. Das Blinken signalisiert also auch jetzt, daß eine Programmierung geändert werden kann, wobei die aktuellen Daten der Ziffernanzeige er­ scheinen und auch ihre Änderung dort ersichtlich ist. Dazu wäre dann entweder in der vorstehend geschilderten Weise zur Löschung des Programmes 1 die Ausschaltung dieses Verbrauchers über den Schalter S1 durchzuführen und der Verbraucher danach für die neue Programmierung einzuschalten oder durch den Zeitwählschalter S2 die aktuellen Daten in der gewünschten Weise direkt zu ändern. Wesentlich ist dabei, daß bedienungstechnisch die Erst­ eingabe, deren Überprüfung und deren etwaige Änderung auf die gleiche Weise geschehen können.

Claims (6)

1. Steuereinrichtung für die Kochstellen und den Backofen eines Elektro­ herdes mit folgenden Merkmalen:

• a) jeder der Kochstellen und dem Backofen, soweit sie für die Zeit­ programmierung vorgesehen sind, ist ein mit einem Mikroprozessor (13) ausgestatteter Regler (1) zugeordnet.
• b) in jedem Regler (1) ist ein Signalgeber (2) an zwei Anschlußpunkten (7, 8) angeschaltet.
• c) Die Verbraucher jeder Kochstelle oder des Backofens sind jeweils über einen zweipoligen-Schalter (S1, 10, 12) in Reihe mit einem über den Mikroprozessor (13) des Reglers (1) gesteuerten Schalter (14) an die Versorgungsspannung an- oder von ihr abschaltbar.
• d) Über einen weiteren Kontakt (12) des Schalters (S1, 10, 12) sind der Regler (1) und der Signalgeber (2) parallel zu den Verbrauchern an die Versorgungsspannung an- oder von ihr abschaltbar.
• e) Die jeweils für die Zeitprogrammierung vorgesehenen Regler (1) sind mit einer für alle gemeinsamen Zeitschaltautomatik, bestehend aus einem Mikroprozessor (15), einer Uhr und einem Zeitwählschalter (S2) verbunden.
• f) Die Anwahl der einzelnen Regler (1) und ihre Programmierung erfolgt durch einen Anwählschalter (S3) über die Zeitschaltautomatik auf einem Steuer-Anschlußpunkt (6) des Reglers.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Signalgeber (2) eines über den Anwählschalter angewählten Reglers (1) über einen den für die Zeitprogrammierung vorgesehenen Reglern (1) gemeinsamen logischen Steuerkreis (9) ein Blinksignal auferlegbar ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem logischen Steuerkreis (9) zwischen dem Signalgeber (2) und dem Mikro­ prozessor (15) der Zeitschaltautomatik ein Triac-Opto-Koppler (4) angeordnet ist.

4. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Zeitwählschalter (S2) und der Mikroprozessor (15) und die Uhr der Zeitschaltautomatik darauf ausgelegt sind, zunächst mit dem Zeitwählschalter (S2) die gewünschte Kochzeit und danach die gewünschte Endzeit für den Kochvorgang zu programmieren.

5. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in dem Mikroprozessor (15) der Zeitschaltautomatik gespeicherten Zeitprogramme der Kochstellen und des Backofens durch eine Ausschaltbetätigung des Schalters (S1, 10, 12) des betroffenen Kochstellen- bzw. Backofenreglers (1) unabhängig voneinander löschbar und gegebenen­ falls durch eine neue Einschaltbetätigung des Schalters (S1) erneut programmierbar sind.

6. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgeber (2) eines angesprochenen Reglers (1) nach Ablauf der Kochzeit durch den gemeinsamen logischen Steuerkreis (9) erneut einschaltbar ist.