DE602004005463T2

DE602004005463T2 - Haushaltsgerät und heizstruktur für haushaltsgerät

Info

Publication number: DE602004005463T2
Application number: DE602004005463T
Authority: DE
Inventors: Mohankumar Valiyambath Krishnan; Kai H. Kwok; Gerard Cnossen
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2004-07-22
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2024-07-23
Also published as: CN1830229A; US7223947B2; WO2005011331A1; US20060186112A1; CN100539765C; ATE357831T1; EP1652407B1; EP1652407A1; DE602004005463D1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft eine elektrische Heizstruktur für ein Haushaltsgerät, wie z. B. ein Bügeleisen, eine Fritteuse oder Bratpfanne, einen Wasserkocher oder einen Grill, sowie ein Haushaltsgerät mit einer derartigen Heizstruktur.
STAND DER TECHNIK
Viele elektrische Heizstrukturen von elektrischen Haushaltsgeräten wie z. B. in der Patentschrift WO 96/17496 umfassen ein Heizelement mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC), z. B. ein Dickschicht-Widerstandsheizelement. Bei einem PTC-Heizelement erhöht sich der elektrische Widerstand mit der Temperatur.
Ein Problem dieser Heizungen besteht darin, dass während des Betriebs die Heizleistung des Heizelements mit dessen steigender Temperatur abnimmt. Die mit der steigenden Temperatur einhergehende Zunahme des elektrischen Widerstands bewirkt eine Abnahme des durch das Heizelement fließenden Stroms und dementsprechend eine Abnahme der Rate, mit der elektrische Energie durch das Heizelement in Wärme umgewandelt wird.
Beispielsweise erhöht sich der elektrische Widerstand in Heizelementen auf Silberbasis in der Regel pro °C um mindestens 0,2% des Widerstands bei Raumtemperatur. Dies führt beim Aufheizen von der Raumtemperatur auf eine Betriebstemperatur des Heizelements von 250°C zu einer Leistungsabnahme von über 50% und zu einer Leistungsabnahme von über 20% beim Aufheizen bis auf 100°C. Bei einer Heizstruktur, die z. B. für eine maximale Leistungsaufnahme von 2000 W ausgelegt ist, um ein Überschreiten der Maximalleistung zu vermeiden, die normalerweise für den Hausgebrauch zur Verfügung steht, ohne dass Schmelzsicherungen durchbrennen oder Leistungsschutzschalter abschalten, beträgt daher die bei 250°C zur Verfügung stehende Maximalleistung weniger als 1000 W. Die Leistungsabnahme, die im Allgemeinen mit PTC-Heizelemente umfassenden Heizungen verbunden ist, bewirkt eine Zunahme der Zeit, die zum Aufheizen auf die der gewählten oder voreingestellten Temperatureinstellung zugeordnete Maximaltemperatur benötigt wird, was sich insbesondere während des Wiederaufheizens manifestiert, wie z. B. in thermostatgesteuerten Heizungen. Alternativ oder zusätzlich führt die Abnahme der bei höheren Temperaturen zur Verfügung stehenden Leistung zu einer Abnahme der Umwandlungsrate eines Prozesses wie z. B. der Dampferzeugung mittels des Heizelements.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Leistungsabnahme bei höheren Temperaturen, die in mit einem PTC-Heizelement ausgestatteten Heizstrukturen auftritt, zu verringern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe gelöst, indem eine Heizung nach Anspruch 1 geschaffen wird. Die Erfindung kann auch in einem Haushaltsgerät nach Anspruch 11 verkörpert sein.
Wenn zumindest die erste Heizbahn mindestens in einem vorgegebenen Maß aufgeheizt worden ist, wird durch Einschalten einer zusätzlichen Heizbahn parallel und zusätzlich zur ersten Heizbahn zusätzliche Heizleistung bereitgestellt, sobald die Aufnahme elektrischer Leistung durch die erste Heizbahn in ausreichendem Maß abgenommen hat, um die Leistungsaufnahme durch eine weitere Heizbahn zu ermöglichen, ohne die zulässige maximale Leistungsaufnahme zu überschreiten.
Weitere Aspekte, Auswirkungen und Einzelheiten bestimmter Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung in einer Querschnittsansicht entlang einer vertikalen, in Längsrichtung verlaufenden Mittelebene eines erfindungsgemäßen Haushaltsgeräts in Form eines Dampfbügeleisens, das mit einer erfindungsgemäßen Heizung ausgestattet ist;
2 ist eine schematische Darstellung einer Heizstruktur des Haushaltsgeräts gemäß 1;
die 3 bis 5 veranschaulichen aufeinander folgende Stufen beim Betrieb einer Heizstruktur gemäß 2; und
6 ist eine Grafik, welche die elektrische Stromaufnahme einiger Beispiele von erfindungsgemäßen Heizstrukturen zeigt.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt schematisch einen Querschnitt eines Dampfbügeleisens gemäß der Erfindung. Das Bügeleisen umfasst ein Gehäuse 10, an dem eine Bügelsohle 20 angebracht ist. Das Gehäuse umfasst einen Griffteil 11. Ein Dampferzeuger 40, der gleichzeitig als Wasserbehälter dient, ein Fach 12, in dem eine Steuerschaltung untergebracht ist, und ein Bedienfelds 60 sind in dem Gehäuse 10 angeordnet.
Ein erstes Heizelement 21 mit ersten und zweiten Heizbahnmustern, z. B. aus einer leitenden Folie, und ein Temperatursensor 22, z. B. ein NTC-Widerstand, befinden sich an der Oberseite der Bügelsohle 20. Ein zweites Heizelement 41 mit ebenfalls ersten und zweiten Heizbahnmustern, die auch aus einer leitenden Folie hergestellt sein können, befindet sich an der Unterseite des Dampferzeugers 40. Ein Temperatursensor 42 ist an der elektrischen Isolierung des zweiten Heizelements 41 angeordnet. Der Boden des Dampferzeugers 40 kann mit einer Schicht 44 eines Kapillarmaterials versehen sein, wodurch die gesamte Oberfläche des Bodens feucht bleibt, selbst wenn der Dampferzeuger nahezu leer ist und der Boden als Maßnahme gegen das lokale Überhitzen des Dampferzeugers 40 angewinkelt oder sogar vertikal steht. Eine Einfüllkappe 45 ist am Gehäuse 10 montiert, um einen Einfülldurchlass abzusperren, der mit einem Wasservorratsbehälter des Dampferzeugers 40 in Verbindung steht. Ebenfalls in Verbindung mit dem Wasservorratsbehälter des Dampferzeugers 40 stehen ein Dampfventil 46 und eine Sprühvorrichtung 47. Die Einfüllkappe 45 ist als klappbare Einfüllkappe gezeigt, aber es ist natürlich auch eine andere Gestaltung möglich. Das Dampfventil 46 wird verwendet, um die Dampfleitung zwischen dem Dampferzeuger 40 und den (nicht gezeigten) Dampfauslässen in der Bügelsohle, die in Dampföffnungen an der Unterseite der Bügelsohle münden, zu öffnen und zu schließen. Die Sprühvorrichtung 47 schließlich dient zum zusätzlichen Befeuchten der gebügelten Artikel.
Das Bügeleisengehäuse 10 weist außerdem eine Steuerschaltung zum Steuern der Temperatur der Bügelsohle und der Dampferzeugung im Dampferzeuger 40 auf. Die Steuerschaltung ist im Fach 12 im Griff 11 untergebracht.
Beispielsweise ist ein Trenntransformator 51 zur Stromversorgung der Steuerschaltung vorgesehen und so angeordnet, dass die Steuerschaltung keinen direkten Kontakt mit der Netzspannung hat und die Steuerschaltung mittels einer niedrigen elektrischen Spannung betrieben werden kann, wodurch eine größere Sicherheit gewährleistet ist. Falls eine entsprechende elektrische Isolierung vorhanden ist, kann der Trenntransformator ent fallen. Das Bügeleisen ist mit Hilfe des flexiblen Kabels 100 an das Stromnetz angeschlossen. Ein Handpräsenzdetektor 54 ist in der Steuerschaltung enthalten. Das Bedienfeld 60 ist ebenfalls in der Steuerschaltung enthalten und zur Anzeige von Informationen ausgelegt, die für den Benutzer nützlich sind, wie z. B. eine Anzeige der eingestellten Temperatur der Bügelsohle 20 und/oder Anzeigen, ob die Bügelsohle die eingestellte Temperatur erreicht hat, Anzeigen hinsichtlich der Wassermenge im Dampferzeuger usw. Das Bedienfeld 60 weist außerdem Schalter zum Einstellen der Temperatur, zum Einstellen des Ausmaßes der Dampfabgabe, zur Bedienung der Sprühvorrichtung und zum Auslösen eines zusätzlichen Dampfstoßes auf.
Zwei Relais 52 und 53 sind neben dem Transformator 51 angeordnet, um als Reaktion auf Steuersignale von der Steuerschaltung die beiden Heizelemente 21 und 41 ein- und auszuschalten und so die beiden Heizelemente 21 und 41 anhand der von den Temperatursensoren 22, 42 empfangenen Temperatursignale thermostatisch zu steuern.
In 2 ist eine Heizstruktur mit dem Temperatursensor 22 schematisch gezeigt. Diese Heizstruktur zum Heizen der Bügelsohle 20 des Bügeleisens gemäß 1 umfasst ein Dickschicht-Heizelement 21.
Das Heizelement 21 ist mit einer ersten elektrischen Heizbahn 23 versehen, die einen positiven Temperaturkoeffizienten hat, wie dies für Dickschicht-Heizbahnen, insbesondere für Heizbahnen auf Silberbasis, typisch, jedoch ebenso üblich bei anderen Heizbahnen für Elektroheizungen ist. Die erste elektrische Heizbahn 23 ist in einem Stromkreis 26 enthalten, der mit einem Kontaktstecker 24 zum Anschluss an das Stromnetz verbunden ist und einen Schalter 25 umfasst, der funktionsfähig mit dem Temperatursensor 22 (z. B. ein einstellbares Bimetall oder ein Thermistor) verbunden ist, um den Schalter 25 zu schließen, wenn die Temperatur der Bügelsohle 20 unter einer Einschalttemperatur liegt, und um den Schalter 25 zu öffnen, wenn die Temperatur der Bügelsohle 20 eine Ausschalttemperatur oberhalb der Einschalttemperatur erreicht.
Das Heizelement 21 umfasst ferner eine zweite Heizbahn 27 und eine dritte Heizbahn 28, die beide im selben Stromkreis 26 parallel zueinander und parallel zur ersten Heizbahn 23 enthalten sind.
Außer dem Schalter 25, der durch ein vom Temperatursensor 22 kommendes Temperatursignal gesteuert wird, umfasst die Steuerstruktur zum Steuern der elektrischen Stromzufuhr zu den Heizbahnen 23, 27, 28 ferner ein Steuerelement 29, das gegenüber der Aufheizung der ersten Heizbahn 23 empfindlich ist, und zum Einschalten der zweiten und dritten elektrischen Heizbahn 27, 28, die parallel zueinander und zusätzlich zur ersten Heizbahn eingeschaltet werden, wenn die erste Heizbahn auf ein vorgegebenes Maß aufgeheizt worden ist.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel ist das Steuerelement 29 gegenüber der Temperatur der ersten Heizbahn 23 empfindlich, um das Einschalten der zweiten und dritten Heizbahn 27, 28 als Reaktion auf eine erfasste Temperatur auszuführen, die über einer vorgegebenen Temperatur liegt.
Die Funktion der Heizstruktur gemäß 2 bei geschlossenem thermostatischem Steuerschalter 25 wird durch die 3 bis 5 veranschaulicht. In 3 ist die Situation zum Zeitpunkt des Kaltstarts bei einer Raumtemperatur von 25°C dargestellt. Die erste Heizbahn 23 hat einen Widerstand von 23 Ohm bei einer Spannung von 230 V; dies hat einen Strom von 10 A und dementsprechend eine Heizleistung von 2300 W zur Folge. Ein Strom von 10 A ist im Allgemeinen die maximale Leistung, die zuverlässig aus normalen Heimsteckdosen entnommen werden kann, ohne dass Schmelzsicherungen durchbrennen oder Sicherheitsschalter des Heimstromnetzes abschalten. Dementsprechend sind die zweite und dritte Heizbahn 27, 28, die bei der Raumtemperatur insgesamt einen Widerstand von 35 Ohm haben, beim Einschalten aus dem Kaltzustand abgeschaltet.
Die Situation in 3 ist in der Grafik in 6 entsprechend angezeigt. Wie in 6 ersichtlich, fällt die Linie 30, die den Strom durch die erste Heizbahn 23 wiedergibt, mit einer Rate von ca. 0,02 A/°C (d. h. pro °C ca. 0,2% des Stroms bei 25°C).
4 stellt die Situation dar, nachdem die erste Heizbahn 23 eine Temperatur von 200°C erreicht hat, was ebenfalls in 6 angezeigt ist. Der Widerstand der ersten Heizbahn 23 hat sich auf 40 Ohm erhöht, sodass der Strom auf 5,8 A und die Heizleistung auf 1322 W abgenommen haben. Es wird beobachtet, dass die vorliegende Erfindung auch von Vorteil sein kann, wenn die Heizbahnen geringere PTC-Werte aufweisen, z. B. pro °C nur 0,05% des Stroms bei 25°C.
Inzwischen hat sich, da die zweite und dritte Heizbahn 27, 28 an denselben Wärmeleiter geschaltet sind wie die erste Heizbahn 23 und dadurch thermisch an die erste Heizbahn 23 gekoppelt sind, die Temperatur der abgeschalteten zweiten und dritten Heizbahn 27, 28 mit der Temperatur der ersten Heizbahn 23 erhöht, sodass diese Heizbahnen ebenfalls eine Temperatur von 200°C erreicht haben. Der elektrische Widerstand der zweiten und dritten Heizbahn 27, 28 ist dadurch auf insgesamt 52 Ohm angestiegen.
Nun schaltet wie in 5 dargestellt das Steuerelement 29 die zweite und dritte Heizbahn 27, 28 ein. Dies bewirkt einen zusätzlichen Strom von 2,1 A durch sowohl die zweite als auch die dritte Heizbahn 27, 28, womit zum Strom von 5,8 A durch die erste Heizbahn 23 ein Strom von 4,2 A addiert wird. Dementsprechend wird der Gesamtstrom durch die Heizstruktur wieder auf 10 A gebracht, wie auch aus der Grafik in 6 hervorgeht.
Wenn die Temperatur der Heizbahnen 23, 27, 28 weiter ansteigt bis auf 250°C, steigt der Widerstand der Heizbahnen weiter an, wodurch der Gesamtstrom wieder abfällt auf 7,7 A bei 250°C (Linie 31). Bei einer weiteren Ausführungsform wird die teilweise Kompensation einer derartigen erneuten Abnahme der Heizleistung erreicht, indem Steuerelemente vorgesehen sind, die bewirken, dass die dritte Heizbahn 28 eingeschaltet wird, als Reaktion auf eine vorgegebene erfasste Temperatur mindestens einer der eingeschalteten Heizbahnen 23, 27, die höher ist als die erfasste Temperatur, auf die als Reaktion die zweite Heizbahn 27 eingeschaltet wurde. Die zweite Heizbahn 27 kann z. B, einen Widerstand von 52 Ohm bei 200°C aufweisen, sodass die Heizleistung bei 200°C wieder 2300 W beträgt. Die dritte Heizbahn kann bei 225°C hinzugeschaltet werden, um 1,15 A zu addieren und die Gesamt-Heizleistung wieder auf 2300 W zu bringen, indem weitere Heizleistung hinzugeschaltet wird, wenn der elektrische Widerstand der ersten und zweiten Heizbahn 23, 27 abgenommen hat, nachdem die zweite Heizbahn zusätzlich zur ersten Heizbahn 23 eingeschaltet wurde.
Gemäß dem vorliegenden Beispiel sind die Heizbahnen 23, 27, 28 thermisch derart untereinander verbunden, dass während des Betriebs die zweite und dritte Heizbahn 27, 28 durch die erste Heizbahn 23 aufgeheizt werden. Des Weiteren ist die Summe des elektrischen Widerstands der ersten Heizbahn 23, wenn diese sich im Zustand zum Einschalten der zweiten und/oder dritten Heizbahn 27, 28 befindet, und des elektrischen Widerstands der einzuschaltenden Heizbahn bzw. Heizbahnen 27, 28 bei Raumtemperatur kleiner als der elektrische Widerstand der ersten Heizbahn 23 bei Raumtemperatur. Da die zweite und dritte Heizbahn 27, 28 nicht eingeschaltet werden, bevor sie durch die erste Heizbahn 23 aufgeheizt wurden, ist dennoch gewährleistet, dass während des Betriebs der Widerstand der Heizbahnen 23, 27, 28 insgesamt nicht unter den Anfangswiderstand der ersten Heizbahn 23 fällt, wenn die zweite und dritte Heizbahn 27, 28 eingeschaltet sind. Vorzugsweise ist bzw. sind die zusätzlich zur ersten Heizbahn einzuschaltende(n) Heizbahn(en) so dimensioniert, dass die Leistungsaufnahme aller aktiven Heizbahnen zusam men unmittelbar nach dem Einschalten der bzw. jeder einzelnen Heizbahn ungefähr gleich der Anfangs-Heizleistung der ersten Heizbahn bei Raumtemperatur ist. Es kann jedoch eine Marge (z. B. bis zu ca. 25–50% der Leistungsabnahme in den zu kompensierenden aktiven Heizbahnen) angewendet werden, z. B. aus Sicherheitsgründen oder im Hinblick auf verfügbare Heizbahnen oder modulare Gestaltung, um eine Zunahme der Vielfalt verwendeter Teile zu vermeiden.
Die Auswirkung der Dimensionierung der Heizbahnen in der Weise, dass die einzuschaltenden Heizbahnen die Leistung wieder auf das Ursprungsniveau bringen, während sie sich in einem durch die bereits aktiven Heizbahnen vorgeheizten Zustand befinden, wird am besten durch 6 veranschaulicht. Wären die zweite und dritte Heizbahn 27, 28 so ausgelegt, dass sie insgesamt einen Widerstand von 52 Ohm bei Raumtemperatur haben, würde der Widerstand bei 200°C 77 Ohm betragen, sodass der Strom durch die zweite und dritte Heizbahn bei 200°C nur 2,4 A betragen und auf 1,9 A bei 250°C (siehe gestrichelte Linie 32) anstatt auf 3,3 A bei 250°C wie im vorliegenden Beispiel abnehmen würde.
Das Einschalten zusätzlicher Heizbahnen als Reaktion auf das Aufheizen der aktiven momentan aufgeheizten Heizbahn kann besonders vorteilhaft bei Geräten angewendet werden, bei denen die erste Heizbahn zum Aufheizen eines Mediums eingerichtet ist und bei denen die zweite Heizbahn zum Aufheizen desselben Mediums eingerichtet ist. Insbesondere bietet dies im Temperaturbereich der thermostatischen Temperaturregelung ein besonders schnelles Wiederaufheizen des aufgeheizten Mediums als Reaktion auf einen Wärmeentzug. Beispiele solcher Situationen sind das Positionieren eines Bügeleisens auf feuchtem Stoff oder das Einfüllen kalter oder sogar gefrorener Lebensmittel in eine Fritteuse. Wenn die Heizbahnen dasselbe Medium aufheizen, kann des Weiteren relativ leicht gewährleistet werden, dass die bei höherer Temperatur einzuschaltenden Heizbahnen durch die aktiven Heizbahnen aufgeheizt werden, sodass diese Heizbahnen dimensioniert werden können, um die gesamte Leistungsabnahme der aktiven Heizbahn bzw. Heizbahnen bei einer höheren Temperatur zu kompensieren, ohne ein unangemessenes Risiko eines zu hohen Stroms durch die Heizstruktur einzugehen.
Um jedoch zu vermeiden, dass durch die Heizstruktur ein Strom fließt, der höher ist als der Strom beim Kaltstart, ist es bevorzugt, dass, wenn sich die Heizstruktur im Zustand zum Einschalten einer zusätzlichen Heizbahn befindet, der elektrische Widerstand der Heizbahnen insgesamt gleich oder höher als der elektrische Widerstand der aktiven Heizbahn(en) bei Raumtemperatur ist.
Um zu vermeiden, dass bei einer beliebigen Temperatur der durch die Heizstruktur fließende Strom höher ist als der Strom beim Kaltstart, ist es bevorzugt, dass die Summe des elektrischen Widerstands erstens der aktiven Heizbahn(en), wenn sich die Heizstruktur im Zustand zum Einschalten einer oder mehrerer weiterer Heizbahnen befindet, und zweitens des elektrischen Widerstands der einzuschaltenden Heizbahn(en) bei Raumtemperatur gleich oder größer als der elektrische Widerstand der aktiven Heizbahn bei Raumtemperatur ist. Dies ist von besonderem Interesse, falls die weitere(n) Heizbahn(en), die zusätzlich zu einem oder mehreren aktiven Heizbahnen einzuschalten sind, nicht zuverlässig durch die aktiven Heizbahnen aufgeheizt werden.
Beispielsweise kann bei einem wie in 1 gezeigten Bügeleisen mit Dampferzeuger die erste Heizbahn, die zuerst eingeschaltet wird, durch die Heizung 41 des Dampferzeugers gebildet sein und die zusätzliche Heizbahn, die nur eingeschaltet wird, wenn die erste Heizbahn über einer vorgegebenen Temperatur liegt, kann durch die Heizung 21 zum Aufheizen der Bügelsohle 20 gebildet sein. Dadurch steht ein Dampfbügeleisen zur Verfügung, dessen Heizstruktur bei Raumtemperatur insgesamt eine höhere Leistung aufweist als zulässig wäre, wenn alle Heizbahnen gleichzeitig bei Raumtemperatur aktiv sein könnten, die es jedoch ermöglicht, die Bügelsohle aufzuheizen, während die Heizbahn zum Erzeugen von Dampf aktiv ist, ohne die maximal zulässige Verbrauchsrate an elektrischer Leistung zu überschreiten, da die Heizung 21 zum Aufheizen der Bügelsohle 20 nur eingeschaltet wird, wenn die Temperatur der Heizbahn bzw. der Heizbahnen 41 des Dampferzeugers oberhalb einer geeignet eingestellten Einschalttemperatur liegt (z. B. 130 bis 200°C). Zum Einschalten einer oder mehrerer weiterer Heizbahnen 27, 28 als Reaktion auf die Temperatur der aktiven (ersten) Heizbahn bzw. Heizbahnen kann das Steuerelement 29 z. B. in Form eines Bimetall-Temperaturschalters vorgesehen sein, der gegenüber der Temperatur der ersten Heizbahn 23 empfindlich ist.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Steuerelement 29 in Form eines Widerstands mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC) vorzusehen, der gegenüber der Temperatur der ersten Heizbahn 23 empfindlich ist. Bei einem derartigen Steuerelement darf auch ein kleiner Strom durch die weiteren Heizbahnen fließen, bevor die Einschalttemperatur erreicht ist, und dies sogar bei Raumtemperatur. Der Strom bei Raumtemperatur kann z. B. einige wenige Zehntelprozent oder bis zu einigen wenigen Prozent des Stroms bei 200°C betragen. Bei den meisten NTC-Widerständen nimmt der Widerstand exponentiell mit der Temperatur ab. Eine sanfte Einschaltung der zusätzlichen Heizbahnen bietet den Vorteil, dass die weitere Zunahme des Widerstands der aktiven Heizbahnen mit steigender Temperatur bei der Dimensionierung der Heizbahnen berücksichtig werden kann, ohne dass die maximale Verbrauchsrate an elektrischer Leistung überschritten wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind viele Ausführungsformen denkbar, die von denjenigen, die im Vorstehenden exemplarisch beschrieben wurden, verschieden sind. Beispielsweise wurden in den vorstehenden Beispielen die weitere(n) Heizbahn(en) als Reaktion auf die erfasste Temperatur zumindest der aktiven Heizbahn(en) eingeschaltet. Es ist jedoch auch möglich, dafür zu sorgen, dass die Steuerstruktur zusätzliche Heizbahnen als Reaktion auf andere Phänomene als die erfasste Temperatur einschaltet, die normalerweise mit der Temperatur der aktiven Heizbahnen verbunden sind.
Beispielsweise kann das Steuerelement 29 empfindlich gegenüber elektrischem Strom durch die erste Heizbahn 23 sein, um das Einschalten der zweiten und dritten Heizbahn 27, 28 als Reaktion darauf auszuführen, dass der Strom durch mindestens die erste Heizbahn 23 unter einem vorgegebenen Stromwert liegt.

Das Steuerelement 29 kann auch einen Zeitgeber umfassen und ausgebildet sein, um das Einschalten der zweiten und dritten Heizbahn 27, 28 als Reaktion auf zumindest den Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Einschalten der ersten Heizbahn 23 auszuführen, z. B., wenn der Zweck des Einschaltens zusätzlicher Heizbahnen bei gleichzeitiger Sicherstellung, dass die maximal zulässige Leistungsaufnahme zu keinem Zeitpunkt überschritten wird, hauptsächlich darin besteht, die Ansprechempfindlichkeit gegenüber dem Wärmeentzug während des Gebrauchs zu verbessern, während andererseits die Zeit zum Aufheizen aus dem kalten Zustand relativ unerheblich ist. FIGURENTEXTE Figur 3, links

Heating: Track 1	Aufheizen: Heizbahn 1
Temperature: 25°C	Temperatur: 25°C
Resistance: 23 ohm	Widerstand: 23 Ohm
Voltage: 230 V	Spannung: 230 V
Current: 10 A	Strom: 10 A
Power: 2300 W	Leistung: 2300 W

Figur 3, rechts

Heating: Track 2 + 3	Aufheizen: Heizbahn 2 und 3
Temperature: 25°C	Temperatur: 25°C
Resistance: 35 ohm	Widerstand: 35 Ohm
Voltage: 230 V	Spannung: 230 V
Current: 0 A	Strom: 0 A
Power: 0 W	Leistung: 0 W

Figur 4, links

Heating: Track 1	Aufheizen: Heizbahn 1
Temperature: 200°C	Temperatur: 200°C
Resistance: 40 ohm	Widerstand: 40 Ohm
Voltage: 230 V	Spannung: 230 V
Current: 5.8 A	Strom: 5,8 A
Power: 1322 W	Leistung: 1322 W

Figur 4, rechts

Heating: Track 2 + 3	Aufheizen: Heizbahn 2 und 3
Temperatur: 200°C	Temperatur: 200°C
Resistance: 52 ohm	Widerstand: 52 Ohm
Voltage: 230 V	Spannung: 230 V

Current: 0 A	Strom: 0 A
Power: 0 W	Leistung: 0 W

Figur 5, links

Figur 5, rechts

Heating: Track 2 + 3	Aufheizen: Heizbahn 2 und 3
Temperature: 200°C	Temperatur: 200°C
Resistance: 52 ohm	Widerstand: 52 Ohm
Voltage: 230 V	Spannung: 230 V
Current: 4,2 A	Strom: 4,2 A
Power: 960 W	Leistung: 960 W

Figur 6

Current (A)	Strom (A)
Temperature (°C)	Temperatur (°C)

Claims

Elektrische Heizstruktur für ein Haushaltsgerät, umfassend: – mindestens eine erste elektrische Heizbahn (23) mit einem positiven Temperaturkoeffizienten, – mindestens eine zusätzliche elektrische Heizbahn (27, 28), und dadurch gekennzeichnet, dass sie Folgendes umfasst – eine Steuerstruktur (22, 25, 29) zum Steuern der elektrischen Stromversorgung der ersten Heizbahn und zusätzlicher Heizbahnen (23, 27, 28), die gegenüber dem Aufheizen der mindestens einen ersten Heizbahn (23) empfindlich ist, sowie zum Einschalten der mindestens einen zusätzlichen Heizbahn (27, 28) parallel und zusätzlich zu der mindestens einen ersten Heizbahn (23), wenn die mindestens eine erste Heizbahn (23) auf zumindest ein vorgegebenes Maß aufgeheizt worden ist.
Heizstruktur nach Anspruch 1, bei der die Steuerstruktur (22, 25, 29) empfindlich gegenüber der Temperatur der mindestens einen ersten Heizbahn (23) ist, um das Einschalten der mindestens einen zusätzlichen Heizbahn (27, 28) als Reaktion auf mindestens eine erfasste Temperatur oberhalb einer vorgegebenen Temperatur auszuführen.
Heizstruktur nach Anspruch 2, bei der die Steuerstruktur (22, 25, 29) einen Bimetall-Temperaturschalter (29) umfasst, der empfindlich gegenüber der Temperatur der mindestens einen ersten Heizbahn (23) ist.
Heizstruktur nach Anspruch 2, bei der die Steuerstruktur (22, 25, 29) einen Widerstand (29) mit negativem Temperaturkoeffizienten umfasst, der empfindlich gegenüber der Temperatur der mindestens einen ersten Heizbahn (23) ist.
Heizstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuerstruktur (22, 25, 29) eine Erfassungseinheit (29) umfasst, die empfindlich gegenüber elektrischem Strom durch die mindestens eine erste Heizbahn (23) und ausgebildet ist, um das Einschalten der mindestens einen zusätzlichen Heizbahn (27, 28) als Reaktion darauf auszuführen, dass der Strom durch die mindestens eine erste Heizbahn (23) unter einem vorgegebenen Stromwert liegt.
Heizstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Steuerstruktur (22, 25, 29) einen Zeitgeber (29) umfasst und ausgebildet ist, um das Einschalten der mindestens einen zusätzlichen Heizbahn (27, 28) als Reaktion auf zumindest den Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer nach dem Einschalten der mindestens einen ersten Heizbahn (23) auszuführen.
Heizstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die mindestens erste Heizbahn sowie die zusätzlichen Heizbahnen (23, 27, 28) thermisch derart untereinander verbunden sind, dass während des Betriebs die mindestens eine zusätzliche Heizbahn (27, 28) durch die mindestens eine erste Heizbahn (23) zumindest in einem gewissen Maß aufgeheizt wird, und bei welcher der elektrische Widerstand der mindestens einen ersten Heizbahn (23), wenn diese sich im Zustand zum Einschalten der mindestens einen zusätzlichen Heizbahn (27, 28) befindet, zusammen mit dem elektrischen Widerstand der mindestens einen zusätzlichen Heizbahn (27, 28) bei Raumtemperatur kleiner als der elektrische Widerstand der mindestens einen ersten Heizbahn (23) bei Raumtemperatur ist.
Heizstruktur nach Anspruch 7, bei der während des Betriebs der elektrische Widerstand der Heizbahnen (23, 27, 28) insgesamt im Zustand zum Einschalten der mindestens einen zusätzlichen Heizbahn (27, 28) gleich oder größer als der elektrische Widerstand der mindestens einen ersten Heizbahn (23) bei Raumtemperatur ist.
Heizstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, bei welcher der elektrische Widerstand der mindestens einen ersten Heizbahn (23) im Zustand zum Einschalten der mindestens einen zusätzlichen Heizbahn (27, 28) zusammen mit dem elektrischen Widerstand der mindestens einen zusätzlichen Heizbahn (27, 28) bei Raumtemperatur gleich oder größer als der elektrische Widerstand der mindestens einen ersten Heizbahn (23) bei Raumtemperatur ist.
Heizstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die mindestens eine erste Heizbahn (23) zum Aufheizen eines Mediums eingerichtet ist und bei der die mindestens eine zusätzliche Heizbahn (27, 28) zum Aufheizen desselben Mediums eingerichtet ist.
Haushaltsgerät zum Aufheizen eines Objekts bzw. eines Mediums, wie z. B. eines Bügeleisens, einer Bratpfanne, eines Wasserkochers, Reiskochers, Grills, Haartrockners, das mindestens eine Heizstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst, die zum Temperaturaustausch mit dem aufzuheizenden Medium bzw. Objekt eingerichtet ist.