DE935203C - Schaltungsanordnung zur temperaturabhaengigen Heizleistungs-regulierung von elektrischen Heizgeraeten, z. B. Kochplatten - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung zur temperaturabhängigen Heizleistungsregulierung von elektrischen Heizgeräten, z. B. Kochplatten

  Gegenstand der Erfindung ist eine Schaltanordnung

  zur temperaturabhängigen Heizleistungsre;ulierung

  elektrischen Heizgeräten, wie z. B. Kochplatten,

  die mehrere Heizwiderstände und mindestens einen

  temperaturabhängigen Fühlwiderstand aufweisen, wo-

  1 oci rlie Schaltanordnung mindestens einen Temperatur-

  mit Heizwicklungen für deren tempe-

  raturempiintlliche Bimetallfedern in sich schließen.

  Dit= Erfindung besteht darin, daß in der höchsten

  Luistun",satufe eines Stufenschalters mindestens ein

  Stromkreis, der von einem Spannunhspol über den

  Pühl@@-iderstand und einen Hauptheizwiderstand zum

  anderen Spannun-spol führt, dauernd geschlossen ist

  und daß dein Fühlwiderstand mindestens eine Heiz-

  wicklung einer Bimetallfeder parallel geschaltet ist,

  so zlalo hei Cberschreiten einer vorbestimmten Platten-

  temperatur mindestens eine Anschlußklemme eines Hilfswiderstandes von ihrem Spannungspol abgeschaltet und nach Unterschreiten einer anderen vorbestimmten Plattentemperatur wieder eingeschaltet wird.
• Drei Ausführungsbeispiele einer solchen Schaltungsanordnung sind in der Zeichnung Fig. i bis 3 schematisch dargestellt.
• In allen Figuren bedeuten i, 2, 3, .I, 5 die Verbindungsklemmen einer Kochplatte mit den Anschluß-und Schaltelementen, F einen in der Platte eingebauten Temperaturfühl«-iderstand mit positivem Temperaturkoeffizienten, H den Hauptheizwiderstand und `1, zusätzliche Hilfswiderstände. Die Spannungspole eines Mehrphasennetzes sind mit P1, P, und P3 bezeichnet, die untereinander mechanisch gekuppelten Schaltarme des Stufenschalters tragen die Bezeichnungen S1, S2, S3 und entsprechen durchweg der Anheizstellung des Stufenschalters. Mit TA, TB sind außerhalb der Platte angeordnete Thermokontakte bezeichnet, die durch nicht gezeichnete Bimetallfedern betätigt werden, deren Heizwicklungen die Bezeichnungen JVA, WA, ff'Bl, WB, tragen und die in ihrer Ruhestellung dargestellt sind.
• Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. z ist folgende.
• Von den folgenden Stromkreisen a) P,-S,-Z-?4'1-2-TA-P2 b) P.-TA-2-N-.-3-S,-P, c) P,-Sl-I-F-H-4-S,-PS enthält der letztgenannte den Temperaturfühlwiderstand F, an welchem der Spannungsabfall infolge seines positiven Temperaturkoeffizienten mit steigender Plattentemperatur stark zunimmt. Da diesem Widerstand die Heizwicklung WA, parallel liegt, nimmt der Anteil des Stromes vom Kreise c), der durch diese Wicklung IV. 4, fließt, mit steigender Plattentemperatur stark zu, so daß bei einem vorbestimmten Temperaturwert der Thermokontakt TA öffnet und damit die Klemme 2 vom Spannungspol P2 abschaltet. Es verbleibt also der Stromkreis c), während die Stromkreise a) und b) durch den Stromkreis d) P1 - S1 - r - N1 - N2 - 3 - S2 - P3 ersetzt werden.
• Während also vorher jeder der Widerstände NI und N2 mit je einem Polpaar verbunden war, sind diese Hilfswiderstände nun in Serie geschaltet. Daraus resultiert eine entsprechende Verringerung der verbrauchten Leistung. Falls N1 = N2, wird der vorherige Leistungswert der beiden Hilfswiderstände auf einen Viertel reduziert. Wenn infolge dieser Leistungsreduktion die Plattentemperatur so weit sinkt, daß sich die Bimetallfeder des Kontaktes TA wieder in ihre Ausgangsstellung zurückbiegt, wird der Kontakt TA wieder eingeschaltet, so daß der volle Heizwert der Platte wieder eingeschaltet ist.
• Nach Umlegen des Stufenschalters aus der gezeichneten Anheizstellung in die andere Stellung, die einer unteren Leistungsstufe entspricht, ergibt sich nur noch der folgende Stromweg e) P,-S,-WA,-z-N,-2-TA-P2. Der dabei durch die Heizwicklung WA, fließende Strom erwärmt die Bimetallfeder des Thermokontaktes TA, so daß dieser nach einer gewissen Zeit umschaltet und dabei den Stromkreis unterbricht. Nach einer gewissen Abkühlungszeit schaltet der Kontakt TA den Stromkreis wieder ein, so daß sich eine impulsweise Beheizung der Platte ergibt, deren Mittelwert um so kleiner ist, j e länger jeweils die Ausschaltperioden sind. Durch Wahl der Vorspannung der Bimetallfeder, beispielsweise mit Hilfe einer im Stufenschalter eingebauten Exzenterscheibe, kann die Schalttemperatur des Thermokontaktes stufenlos verändert werden, woraus sich eine entsprechende stufenlose Regulierung der mittleren Platten-Heizleistung ergibt. Nach Fig. 2 sind zwei Thermokontakte TA mit der Heizwicklung WA und TB mit den Heizwicklungen WB, und WB, vorgesehen.
• Es ergeben sich folgende Stromkreise a) P.-TA-2-N-4-S,-P, b) Pl-SI-r-F-H-3-TB-PS.
• Vom Strom des Stromkreises b) fließt ein temperaturabhängiger Teil über die Wicklungen WB., und WA, da deren Serienschaltung dem Fühlwiderstand F parallel liegt.
• Die beiden Termokontakte, d. h. deren Bimetallfedern und deren Wicklungen sind nun so dimensioniert, daß bei einer vorbestimmten Plattentemperatur der Kontakt TA öffnet, so daß der Stromkreis a) unterbrochen wird, woraus sich eine entsprechende Heizleistungsreduktion ergibt.
• Nach genügender Abkühlung der Platte wird TA wieder eingeschaltet und damit die Platte wieder voll beheizt.
• Bei Umschaltung des Stufenschalters ergibt sich folgender Stromweg c) PI-S,-WB,-WB,-u'A-5-H-3 -TB-PS.
• Der entsprechende Strom fließt durch beide Wicklungen des Kontaktes TB, so daß dieser den Stromkreis c) impulsweise schließt und öffnet. Eine stufenlose Leistungsregulierung kann durch Verstellung der Vorspannung der Bimetallfeder von TA auf gleiche Weise erzielt werden, wie das bei Fig. z beschrieben worden ist.
• Auch nach Fig. 3 sind zwei Thermokontakte TA mit den Heizwicklungen WA, und WA2 und TB mit der Heizwicklung WB vorgesehen.
• Es ergeben sich für die gezeichneten Kontaktlagen folgende Stromkreise a) P,-S1-I-N,-3-TB-PS b) P2-TA-2-N2-4-S--P, c) Pl-S1-=-F-H-4-S2-PS_ Dem Fühlwiderstand F liegt die Reihenschaltung der Widerstände WA, WA2 und WB parallel, so daß nach Erreichen eines ersten Grenzwertes der Plattentemperatur der Kontakt TA schaltet und dabei die j Anschlußklemme 2 des Hilfswiderstandes N2 vom Spannungspol P2 abschaltet (Unterbrechung desStromkreises b). Falls nun die Plattentemperatur noch weiter ansteigt, wird bei einem zweiten Temperaturgrenzwert auch noch der Kontakt TB betätigt und dadurch der Stromkreis a) auch noch unterbrochen, so daß nur noch der Stromkreis c) erhalten bleibt.
• Bei der Abkühlung der Platte werden die Stromkreise a) und b) nacheinander wieder eingeschaltet. Eine Umlegung des Stufenschalters ergibt folgenden Stromweg d) P,-Sl-WA,-WB-z-N1-3-TB-P3 wobei der Kontakt TB als Ein- und Ausschalter dieses Stromkreises funktioniert, wie das an Hand der anderen Fieur schon darzelee-t worden ist. Die beschriebenen Schaltungsanordnungen eignen sich besonders zur Verwendung bei Hochleitungsplatten für Großküchen, denen in der Anheizstellung eine Leistung zugeführt wird, die bei genügender Wärmeabfuhr, d. h. bei auf die Platte gestellten Kochgeschirren, eine noch zulässige Plattentemperatur bewirken, aber bei schlechter Wärmeabfuhr, d. h. bei weggeschobenem Kochgeschirr, eine so hohe Plattentemperatur he«xirken würde, claß die Platte zerstört würde.
• Die vorgeschlagene temperaturabhängige Heizleistungsrecluktion verhindert also mit Sicherheit das Ansteigen der Plattentemperatur auf einen unzulässigen Wert.
• _außerdem eignet sich die vorgeschlagene Schaltungsanordnung zur Kombination mit einer einen Thermokontakt aufweisenden Schaltvorrichtung, durch deren "l'hermokontakt in unteren Stellungen des Stufenschalters ein Heizwiderstand abwechslungsweise eingeschaltet und ausgeschaltet wird, wobei beim Ausschalten auch der Beheizungsstrom der den genannten Tliermokontakt betätigenden Bimetallfeder unterbrechen wird, so daß nach Abkühlung der Bimetallfeder auf einen einstellbaren tieferen Temperaturwert der betreffende Heizwiderstand wieder eingeschaltet wird.
• Selbstverständlich können die Schaltungsanordnungen leicht so geändert werden, daß statt eines 3Tehrphasennetzes ein Zwei-Klemmen-Netz verwendet «-erden kann. Je nach Anordnung und Bedarf können die Heizwiderstände unterteilt oder in der Anzahl erli('lit «erden. Auch können Schaltungsanordnungen nach den Fig. i bis 3 in demselben Heizgerät ganz oder teilweise mehrfach wiederholt werden, so daß z. B. auch mehrere Temperaturfühlwiderstände vorhanden sein kennen.

Claims (7)

1. PATI:NTANSPRL:CHfi: i. Schaltungsanordnung zur temperaturabhängigen Heizleistungsregulierung von elektrischen Heizgeräten, z. B. Kochplatten, die mehrere Heizwiderstände und mindestens einen temperaturabhängigen Fühlwiderstand aufweisen, wobei die Schaltanordnung mindestens einen Temperatur-Schaltkontakt mit Heizwicklungen für deren temperaturempfindliche Bimetallfedern in sich schließt, dadurch gekennzeichnet, daß in der höchsten Leistungsstufe eines Stufenschalters mindestens ein Stromkreis, der von einem Spannungspol über den Fühlwiderstand (F) und einen Hauptheizwiderstand (H) zum anderen Spannungspol führt, dauernd geschlossen ist und daß dem Fühl widerstand (F) mindestens eine Heizwicklung einer Bimetallfeder parallel geschaltet ist, so daß bei Cberschreiten einer vorbestimmten Plattentemperatur mindestens eine Anschlußklemme eines Hilfsheizwiderstandes (N) von ihrem Spannungspol abgeschaltet und nach Unterschreiten einer anderen vorbestimmten Plattentemperatur wieder eingeschaltet wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i für Mehrphasenanschluß, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsheizwiderstand (N) sowie die Serienschaltung des Fühlwiderstandes (F) mit dem Hauptheizwiderstand (H) ein besonderes Polleiterpaar verbindet und daß mindestens eine der nicht mit dem Hauptheizwiderstand verbundenen Plattenklemmen temperaturabhängig von ihrem Spannungspol abgeschaltet wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Thermokontakt, der in unteren Stellungen des Stufenschalters einen Heizwiderstand abwechslungsweise ein- und ausschaltet, wobei beim Ausschalten auch der Beheizungsstrom der den genannten Thermokontakt betätigenden Bimetallfeder unterbrochen wird, so daß nach Abkühlung der Bimetallfeder auf einen einstellbaren tieferen Temperaturwert der betreffende Heizwiderstand wieder eingeschaltet wird.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallfeder des Thermokontaktes zwei Heizwicklungen aufweist, von denen die eine dem Temperaturfühlwiderstand (F) parallel liegt, während die andere in unteren Stellungen des Stufenschalters einem Hilfsheizwiderstand in Reihe geschaltet ist, derart, daß derselbe Thermokontakt in der Anheizstellung des Stufenschalters die temperaturabhängige Heizleistungsregulierung und in anderen Stellungen des Stufenschalters die periodische Unterbrechung des Plattenheizstromes bewirkt.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4., dadurch gekennzeichnet, daß der Thermokontakt zwischen einem Spannungspol und einer Plattenklemme angeordnet ist, von welcher zu je einem Spannungspol ein 1 ebenheizwiderstand führt.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 3 mit zwei Thermokontakten, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwicklungen der beiden die Thermokontakte bewegenden Bimetallfedern derart untereinander mit dem Stufenschalter und mit den Plattenklemmen verbunden sind, daß der eine der Thermokontakte in der Anheizstellung die temperaturabhängige Heizleistungsregulierung und der andere in den anderen Stufenschalterherstellungen die periodische Ein- und Ausschaltung des Plattenheizstromes bewirkt.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6 mit einem Haupt- und zwei Zusatz«-iderständen, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Thermokontakte derart mit dem Temperaturfühlwiderstand zusammenwirken, daß bei Erreichung eines ersten oberen Grenzwertes der Plattentemperatur durch den einen Thermokontakt der erste Hilfsheizwiderstand und nach Erreichung eines zweiten noch höheren Grenzwertes der Plattentemperatur auch noch der zweite Hilfsheizwiderstand abgeschaltet wird.