DE4446796A1 - Schaltungsanordnung für elektrische Haushaltsgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für elektrische Haushaltsgeräte mit mehreren um- und/oder abschaltbaren und/oder her­ ausnehmbaren Heizkörpern, vorzugsweise mit einem ersten Heizkörper sowie einem zweiten und einem dritten Heizkörper.

Bei bekannten Haushaltsgeräten, z. B. bei Elektroherden, sind Schaltungs­ anordnungen bekannt, mit denen sich die Heizleistung, z. B. einer Kochplatte, variieren läßt. Hierbei ist es möglich, daß die einzelnen Heizwicklungen bei jeder Benutzungsform so mit Strom versorgt werden, daß die Einzelleistung jeder Heizwicklung konstant bleibt.

Dieses ist schaltungstechnisch dadurch möglich, daß die Heizwicklungen parallel geschaltet sind, so daß sich bei der Herausnahme oder beim Abschalten einer Wicklung elektrisch nichts ändert.

Eine derartige Ausführungsform hat sich bei Elektroherden bewährt. Nachteilig ist, daß ihr Einsatz in Verbindung mit Brotröstern nicht empfehlenswert ist, weil bei deren relativ niedrigen Heizleistungen die Heizkörper sehr hochohmig sein müssen, z. B. erfordert eine Heiz­ leistung von 325 W einen Widerstand von 163 Ohm. Derartige Heizkörper sind wegen ihrer notwendig dünnen Drähte und der vielen Windungen unzuverlässig, nicht alterungsbeständig und teuer in der Herstellung.

Es wäre denkbar, alle Heizkörper in Serie zu schalten mit dem Vorteil, daß jeder Heizkörper nur einen relativ kleinen Ohm-Wert haben muß. Man könnte einen der Heizkörper entfernen oder überbrücken und dann den Stromkreis über die verbleibenden Heizkörper schließen. Hierdurch würde aber deren Heizleistung stark ansteigen, was nachteilig ist. Zwar ließe sich ein solcher Leistungsanstieg z. B. mit Hilfe von elektronischen Leistungsschaltern vermindern, eine solche Lösung wäre aber teuer und hinsichtlich der Möglichkeit eines Ausfalls eines elektronischen Leistungsschalters kritisch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für ein elektrisches Haushaltsgerät, insbesondere für einen Brotröster zu schaffen, mit der die Leistung der Heizkörper so steuerbar ist, daß beim Herausnehmen oder beim Ausschalten eines Heizkörpers die Leistung der verbleibenden Heizkörper nahezu konstant bleibt. Dabei sollen die Heizkörper Widerstandswerte aufweisen, die sich in einer noch gut und preiswert herstellbaren Dimension bewegen.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß der erste Heizkörper und der zweite und der dritte Heizkörper an das Netz anschließbar sind, und daß zwei Dioden sowie ein Schalter vorgesehen sind, durch welchen in einer ersten Schaltstellung die beiden Dioden antiseriell und einzeln parallel zu dem zweiten und dritten Heizkörper sowie diese beiden Heizkörper in Serienschaltung mit dem ersten Heizkörper in Reihe schaltbar sind, und durch welchen in einer zweiten Schalt­ stellung die Dioden und der erste Heizkörper ausschaltbar und der zweite und dritte Heizkörper in Reihenschaltung an das Netz anschließ­ bar sind.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 7 gekenn­ zeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird beispielsweise in einer Anwendung in einem Brotröster erläutert. Die Schaltungsanordnung kann aber auch in entsprechender Anpassung in vielen anderen, im einzelnen nicht dargestellten elektrischen Haushaltsgeräten zur An­ wendung kommen.

Mit Vorteil läßt sich die Schaltungsanordnung in einem konventionellen Zweischeiben-Brotröster oder auch in einem Doppel-Langschlitzbrot­ röster einsetzen, dessen Trennsteg zwischen zwei Röstkammern heraus­ nehmbar ist. Dem Benutzer steht nach der Herausnahme des Trennsteges ein großer Röstraum z. B. für Brötchen zur Verfügung.

In dem Prinzipschaltbild einer Schaltungsanordnung 1 sind ein erster Heizkörper 2, 2a sowie ein zweiter Heizkörper 3 und ein dritter Heiz­ körper 4 erkennbar. In Verbindung mit einem Brotröster der geschil­ derten Art ist der erste Heizkörper 2 bzw. 2a als Zentralheizkörper zwischen den beiden im einzelnen nicht dargestellten Röstkammern eingesetzt, wohingegen die beiden anderen Heizkörper 3 und 4 als Außenheizkörper je eine Röstkammer begrenzen.

Die Heizkörper 2, 3 und 4 sind in der dargestellten Weise an das Netz L, N angeschlossen.

Die Schaltungsanordnung 1 weist einen Schalter 7 auf, der eine erste Schaltstellung 8 und eine zweite Schaltstellung 9 einnehmen kann. Weiterhin sind zwei antiseriell schaltbare Dioden 5 und 6 vorgesehen, deren Bedeutung später erläutert wird. Wie im einzelnen später erläutert wird, wird der Heizkörper 2 in der zweiten Schaltstellung 9 des Schal­ ters 7 überbrückt. Er kann dann aus dem Stromkreis herausgenommen werden.

In dieser Ausführungsform besteht zwischen dem herausnehm­ baren ersten Heizkörper 2a und dem Schalter 7 eine mechanische Verbindung 12, durch die es möglich wird, mit dem Heraus­ nehmen des Heizkörpers 2a den Schalter 7 in seine zweite Schaltstellung 9 zu bringen.

In der ersten Schaltstellung 8 des Schalters 7 sind die Dioden 5 und 6 antiseriell parallel zum zweiten und dritten Heizkörper 3, 4 geschaltet. Zugleich liegen die von den Dioden 5 und 6 überbrückten Heizkörper 3 und 4 in Serienschaltung am ersten Zentralheizkörper 2 an.

In der Schaltstellung 8 wird also sowohl der zweite wie auch der dritte Heizkörper 3 bzw. 4 jeweils nur von einer Halbwelle des Wechsel­ stroms beaufschlagt. Der erste Heizkörper 2 wird hingegen voll vom Wechselstrom durchflossen.

In der gestrichelt dargestellten zweiten Schaltstellung 9 des Schalters 7 sind die antiseriell geschalteten Dioden 5 und 6 ausgeschaltet und der erste Heizkörper 2 überbrückt. Der Wechselstrom fließt dann voll durch den zweiten und dritten Heizkörper 3, 4, die in der zweiten Schaltstellung 9 des Schalters 7 in Serie geschaltet sind.

Wird die Schaltungsanordnung 1 in Verbindung mit dem oben genannten Brotröster betrieben, läßt sich der erste Heizkörper 2a mittels seiner Steckkontakte 10 und 11 auch aus dem Heizstromkreis herausnehmen. Hierdurch wird elektrisch die gleiche Wirkung erzielt, wie durch das Überbrücken des ersten Heizkörpers 2 in der zweiten Schaltstellung 9 des Schalters 7.

Aus dem Vorgesagten ist erkennbar, daß beim Herausnehmen des ersten Heizkörper 2a der Schalter 7 automatisch in seine Schaltstellung 9 überführt wird.

Aus dem Vorgesagten ist weiter erkennbar, daß in der ersten Schalt­ stellung 8 des Schalters 7 der Strom auf besondere Weise auf die Heizkörper 2, 3 und 4 verteilt wird. Bei eingesetztem Zentralheiz­ körper 2 bzw. 2a fließt eine Halbwelle des Netzstroms über einen der Außenheizkörper 3 bzw. 4. Der andere Außenheizkörper ist durch eine der Dioden 5 bzw. 6 überbrückt. Der Strom fließt dann auch über den Zentralheizkörper 2. Bei der nächsten Halbwelle wird der andere Außenheizkörper 3 bzw. 4 beaufschlagt und die andere Diode 5 bzw. 6 überbrückt. Auch von diesem Halbwellenstrom wird der Zentralheizkörper 2 durchflossen.

In der zweiten Schaltstellung 9 des Schalters 7 sind - wie erkenn­ bar - die antiseriell geschalteten Dioden 5 und 6 ausgeschaltet und der Zentralheizkörper 2 bzw. 2a überbrückt. Dann fließt der volle Netzstrom durch die in Serie geschalteten Außenheizkörper 3 und 4.

Die Beziehung zwischen den Widerständen der Heizkörper 2, 3 und 4 mit der Leistung bzw. der Wärmeabgabe ergibt sich aus folgender Über­ sicht:

und

wobei U die Netzspannung darstellt.

Für den Betrieb der Schaltungsanordnung ohne den Zentralheizkörper 2 bzw. 2a ergibt sich für die Reihenschaltung der Außenheizkörper

für jeden Heizkörper 3 bzw. 4.

Für eine beispielsweise Dimensionierung der Heizkörper ergibt sich folgendes Bild:

Diese Leistungen erscheinen für einen Brotröster gut verwendbar.

Zusammenfassend ergeben sich folgende Vorteile durch die Schaltungs­ anordnung:

• 1. Die Erfindungsaufgabe wird unter Zuhilfenahme sehr preiswerter Bauteile (zwei Dioden und vier Kontakte, von denen zwei sowieso unerläßlich für die Entnahme des Zentralheizkörpers sind) gelöst.
• 2. Die Schaltungsanordnung ist "eigensicher", weil beim Ausfall einer oder beider Dioden die Leistung sinkt oder konstant bleibt, keines­ falls aber ansteigt.
• 3. Die Widerstandswerte für die Heizkörper 2, 3 und 4 bewegen sich in einer noch gut herstellbaren Dimension.
• 4. Die Schaltung produziert weder Flicker noch sonstige Netzver­ schmutzungen, die mit Entstörbauteilen bekämpft werden müßten.

Wenn z. B. der elektrische Widerstand eines Außenheizkörpers 3, 4 denselben Wert hat wie der elektrische Widerstand des Zentralheiz­ körpers 2, 2a bleibt die Gesamtleistung des Systems konstant mit oder ohne Innen- bzw. Zentralheizkörper 2.

In weiteren Ausführungsform der Schaltungsanordnung 1 kann beispielsweise der Widerstand eines Außenheizkörpers 3 bzw. 4 ungefähr 2,4 mal größer sein als der Widerstandswert des Zentralheizkörpers 2. Dann bleibt die Leistung auf den Außenheizkörpern 3 und 4 quasi konstant mit oder ohne Innen- bzw. Zentralheizkörpers 2.

Bezugszeichenliste

 1 Schaltungsanordnung
 2 erster Heizkörper
 2a erster Heizkörper
 3 zweiter Heizkörper
 4 dritter Heizkörper
 5 Diode
 6 Diode
 7 Schalter
 8 erste Schaltstellung
 9 zweite Schaltstellung
10 Steckkontakt
11 Steckkontakt
12 mechanische Verbindung

Claims (7)

1. Schaltungsanordnung für elektrische Haushaltsgeräte mit mehreren um- und/oder abschaltbaren und/oder herausnehmbaren Heizkörpern, vorzugsweise mit einem ersten Heizkörper sowie einem zweiten und einem dritten Heizkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Heizkörper (2, 2a) und der zweite und der dritte Heizkörper (3, 4) an das Netz (L, N) anschließbar sind, und daß zwei Dioden (5, 6) sowie ein Schalter (7) vorgesehen sind, durch welchen in einer ersten Schaltstellung (8) die beiden Dioden (5, 6) antiseriell und einzeln parallel zu dem zweiten und dritten Heizkörper (3, 4) sowie diese beiden Heizkörper (3, 4) in Serien­ schaltung mit dem ersten Heizkörper (2) in Reihe schaltbar sind, und durch welchen in einer zweiten Schaltstellung (9) die Dioden (5, 6) und der erste Heizkörper (2) ausschaltbar und der zweite und dritten Heizkörper (3, 4) in Reihenschaltung an das Netz (L, N) anschließbar sind.

2. Anordnung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 in einem Brot­ röster mit zwei Röstkammern und einem zwischen diesen Röstkammern angeordneten Zentralheizkörper und zwei Außenheizkörpern an den Außenseiten der Röstkammern, dadurch gekennzeichnet, der erste Heizkörper (2) als Zentralheizkörper zwischen den beiden Röstkammern und der zweite und dritte Heizkörper (3, 4) als Außen­ heizkörper an den Außenseiten der Röstkammern angeordnet sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralheizkörper (2) mittels Steckkontakten (10, 11) in den Heizstromkreis einfügbar ist.

4. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der zweiten Schaltstellung (9) des Schalters (7) der Zentralheizkörper (2a) und die zwischen den Rostkammern angeordnete Trennwand herausnehmbar sind.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (7) und der herausnehmbare Zen­ tralheizkörper (2a) über eine mechanische Verbindung (12) mitein­ ander in Wirkverbindung stehen.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände der Außenheizkörper (3, 4) den gleichen Wert wie der Widerstand des Zentralheizkörpers (2) aufweisen, um die Gesamtleistungsaufnahme unabhängig vom Schaltzu­ stand des Heizkörpers (2) zu machen.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Außenheizkörper (3, 4) 2,4 mal größer ist als der Widerstand des Zentralheizkörpers (2, 2a), um die Leistung auf den Außenheizkörpern (3, 4) unabhängig vom Schaltzustand des Heizkörpers (2) zu machen.