DE972839C

DE972839C - Schaltanordnung fuer Elektrowaermegeraete, insbesondere Kochplatten

Info

Publication number: DE972839C
Application number: DEF13753A
Authority: DE
Inventors: Karl Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1954-01-24
Filing date: 1954-01-24
Publication date: 1959-10-15

Description

AUSGEGEBEN AM 15. OKTOBER 1959

2ih

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltanordnung für Elektrowärmegeräte, insbesondere Kochplatten, unter Verwendung eines Bimetalltihermostatschalters, der in die Zuleitung zu einem von mindestens zwei mittels eines Mehrfachschalters schaltbaren Heizleitern eingebaut ist und eine mit diesem Zusatzheizleiter in Reihe geschaltete Heizwicklung hat, die seine Einschaltdauer begrenzt. Der Sicherungsschalter begrenzt die Anheizzeit mit der höchsten Leistung von beispielsweise 2000 Watt, bei der alle Heizleiter parallel geschaltet sind·, auf eine der Kochplatte nicht schädliche höchste Zeitdauer von beispielsweise 7 Minuten. Nach Abschalten des Zusatzhaizleiters ist die Kochplatte mit einer verringerten Leitung eingeschaltet, mit der man beim normalen Kochen auskommt. Diese Dauerleistung, die der Kochplatte nicht schadet, beträgt beispielsweise bei einer Kochplatte von i8o mm Durchmesser etwa I2OO Watt. Eine größere Leistung hat während der eigentlichen Kochperiode keinen Sinn. Während des Fortkochens braucht man sogar eine wesentlich kleinere Leistung, z. B. eine Leistung von 300, 225 oder 175 Watt. Leistungen, die etwa zwischen 350 bis 850 Watt liegen, werden überhaupt nicht gebraucht.

Die Sicfaerheitsschaltereinridhtung bewirkt nur das Zu- und Absahalten des Zusatzheizleiters, also das Schalten im Leistungsbereich von beispielsweise¹ 2000 bis 1200 Watt. Für alle anderen Schaltstellungen des Mehrfachschalters, bei denen der Zusatzheizleiter nicht mit eingeschaltet ist,

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audh bei unmittelbarer Einschaltung der höchsten Kochleistung (1200 Watt), ist die Schalteinrichtung ohne Bedeutung. Ferner hat die Schalteinrichtung auch keinen Einfluß, wenn auf der niedrigsten Fortkochstufe alle Heizleiter, also einschließlich des Zusatzheizleiters, in Reihe geschaltet sind, weil in diesem Falle die Heizwirkung der dem Zusatzleiter vorgeordneten Heizwicklung des Bimetallthermostatschalters nicht ausreicht, um den Schalter zu öffnen.

Wenn der Thermostat weitab von der Kochplatte angebracht ist, also sein Bimetallglied ausschließlich von der ihm zugeordneten Heizwicklung beeinflußt ist, so fällt die Anheizzeit nach Einschalten der Anheizleistung immer gleich groß aus, und der Zusatzheizleiter wird selbsttätig wieder eingeschaltet, wenn die Heizwicklung des Thermostaten sich bis auf die Einschalttemperatur abgekühlt hat. Die beim periodischen Schalten auftretende Einschaltdauer fällt jedoch kürzer aus als die Anheizzeit, weil die Heizwicklung des Thermostaten sich bis zum Wiedereinschalten nicht vollständig abgekühlt hat. Immerhin können, insbesondere beim Leerlauf, unter unnötiger Energie-Vergeudung in der Umgebung der Kochplatte hohe Temperaturen auftreten.

Es ist ferner bekannt, bei Kochplatten den Temperaturfühler eines thermostatischen Schalters im unbeheizten Mittelteil der Kochplatte oder unterhalb.der Kochplatte, z.B. im Untersatz, unterzubringen. Der Temperaturfühler steht dabei in direktem Wärmekontakt oder in metallischer bzw. durch die räumliche Anordnung gegebener Wärmekupplung zur Kochplatte. Das Ausschalten geschieht in direkter Abhängigkeit von der Temperatur der Kochplatte. Es ist auch bekannt, bei dieser Anordnung des Temperaturfühlers eine temperaturgesteuerte Zusatzheizung sowie eine Grundheizung und eine von Hand schaltbare zweite Grund- bzw. Zusatzheizung vorzusehen. Hierbei ist der Thermostat beispielsweise auf eine Atfsschalttemperatur von 250° C eingestellt. Diese Ausschalttemperatur wird nach dem Abschalten der Zusatzheizung im Bereich des Temperaturfühlers noch erheblich überschritten, so daß ein Wiedereinschalten der Zusatzheizung auch bei starker Wärmeabfuhr an der Kochplatte unterbleibt.

Gemäß der Erfindung ist bei der eingangs erwähnten Schaltanordnung der in an sich bekannter Weise auf eine Ausschalttemperatur unterhalb 250⁰C, vorzugsweise zwischen 100 und 150⁰C eingestellte Bimetall-Thermostatschalter in einem solchen Abstand von der Kochplatte angeordnet, in welchem bei der nach dem selbsttätigen Abschalten des Zusatzheizleiters verbleibenden Leerlauf leistung die genannte Abschalttemperatur im wesentlichen erhalten bleibt, jedenfalls nicht wesentlich überschritten wird.

Nunmehr bleibt der Zusatzheizleiter, solange im Bereich des Thermostatschalters die an diesem eingestellte Ausschalttemperatur nicht unterschritten wird, ausgeschaltet. Beim Einschalten der Kochplatte aus dem kalten Zustand wird zunächst die durch die Bemessung der Heizwicklung des Thermostatschalter bedingte Anheizzeit erreicht. Wenn dann nach Abschalten des Zusatzheizleiters im Bereich des Thermostaten die eingestellte Abschalttemperatur noch nicht ganz erreicht ist, dann kann der Zusatzheizleiter wiederholt zugeschaltet werden. Bald ist aber bei Leerlauf der Kochplatte ein Beharrungszustand erreicht, bei dem die Ausschalttemperatur des Thermostaten an seiner Einbaustelle nicht möhr unterschritten wird. Dann bleibt der Zusatzheizleiter abgeschaltet. Die mittlere Leerlaufleistung der auf die Anheizstufe geschalteten Kochplatte ist also nicht wesentlich größer als die zulässige höchste Dauerleistung. Der Zusatzheizleiter wird erst dann wieder eingeschaltet, wenn der Kochplatte, beispielsweise durch Aufsetzen von kaltem Kochgut, viel Wärme entzogen wird und dadurch schließlich im Bereich des Thermostaten die Temperatur unter die eingestellte Abschalttemperatur absinkt. Ebenso könnte sich ein starker Luftzug dahin auswirken, daß der Zusatzheizleiter kurzzeitig wieder eingeschaltet wird. Das stört aber ebenfalls nicht, da bei starker Kühlung die Kochplatte die Zusatzheizung wieder einige Zeit verträgt, genau so, wie wenn sie an kaltes Kochgut eine größere Wärmemenge abgeben muß.

Ist bei einem Elektroherd eine Nachbarkochplatte oder der unterhalb der Kochplatte befindliche Backofen eingeschaltet, so verschiebt sich das Temperaturniveau im Bereich des Thermostatschalters etwas nach oben. Das stört aber nicht. Vielmehr wird, was für das Arbeiten der Kochplatte in einer wärmeren Umgebung natürlich ist, der Zusatzheizleiter erst recht nicht mehr eingeschaltet. Ist beim Einschalten der Kochplatte eine benachbarte Wärmequelle bereits eingeschaltet oder die Kochplatte nicht kalt, so verkürzt sich, die Anheizzeit entsprechend der von, vornherein im Bereich des Thermostaten herrschenden hohen Temperatur. Der Thermostat reagiert also in jedem Falle folgerichtig und läßt immer nur dann ein Wiedereinschalten des Zusatzheizleiters zu, wenn der Wärmeentzuig der Kochplatte das tatsächlich verlangt.

Da der Thermostat nicht die Aufgabe hat, eine bestimmte Kochplattentemperatur einzuregeln, braucht er auch nicht mit dem Kochplattenkörper einen guten Wärmekontakt zu haben. Eine An-Ordnung des Thermostaten an einer Stelle, an der das Bimetallglied ungefähr die Kochplattentemperatur annimmt, hatte nur Nachteile. Während der Anheizzeit soll der Einfluß der Kochplattentemperatur nur gering sein, damit die Anheizzeit fast ausschließlich durdh die Heizwirkung der Heizwicklung des Thermostaten bestimmt ist. Die Ausschalttemperatur soll im Bereich des Thermostaten erst allmählich erreicht werden. Wenn aber im Bereich des Thermostaten die Absohalttemperatur iso herrscht, dann bleibt diese Temperatur, solange die Kochplatte auf der höchsten Leistungsstufe im Leerlauf eingeschaltet ist, auch erhalten.

Es ist ermittelt worden, daß die günstigste Wirkung erreicht wird, wenn der Thermostat· auf eine Ausschalttemperatur eingestellt wird, die zwischen

ioo und 15o° liegt. Hierdurch ist in Verbindung mit der Forderung, daß im Bereich des Thermostaten diese Ausschalttemperatur bei der nach Abschalten des Zusatzheizleiters verbleibenden Leerlaufleistung erhalten bleibt oder nicht erheblich überschritten wird, die Lage des Thermostaten zur Kochplatte gegeben. Wenn die Kochplatte bei starkem Wärmeentzug kalter wird, so wird die Zusatzheizung infolge des verhältnismäßig großen

ίο Abstands des Thermostaten von der Kochplatte verzögert eingeschaltet. Das ist aber wiederum kein Nachteil, da man nach dem Anheizen von der Zusatzheizung möglichst wenig Gebrauch machen möchte. Wird die Zusatzheizung aber wieder eingeschaltet, so wird sie durch die miteingeschaltete Heizwicklung des immer noch warmen Thermostaten bald wieder ausgeschaltet. Die durch den großen Abstand des Thermostaten vergrößerte Zeitkonstante kann sich also niemals dahin aus-

ao wirken, daß die Zusatzheizung unzulässig lang eingeschaltet bleibt und die Temperatur der Kochplatte das zulässige Maß übersteigt. Schließlich hat die sich aus den vorstehenden Angaben ergebende Anordnung des Thermostaten den Vorteil, daß die

as Temperatur der Umgebung der Kochplatte in erträglichen Grenzen gehalten und das Bimetallglied keinen hohen Temperaturen ausgesetzt wird, die seine Charakteristik ändern könnten, wie es bei solchen bekannten Regeleinrichtungen der Fall ist, welche durch einen guten Wärmekontakt des Bimetallgliedes mit dem Kochplattenkörper die Kochplattentemperatur unmittelbar erfassen wollen.

Bei Elektrokochern können der Erfindung genügende Bedingungen in einfacher Weise dadurch verwirklicht werden, daß man den Bimetallthermostatschalter unterhalb der Kochplatte an einem der Standfüße anbringt. Dabei ist zweckmäßig der Mehrfachschalter ebenfalls unterhalb der Kochplatte an einem anderen Standfuß angeordnet, wodurch eine einfache Leitungsführung erreicht wird. Die Voraussetzungen für die Verwirklichung der Erfindung sind ferner günstig bei solchen Elektroherden neuerer Bauart, bei denen die Heizplatte mit Überfallrand in eine flache Herdmulde eingebaut ist. Hierbei wird der Bimetallthermostatsdralter unterhalb der Herdmulde angeordnet, wobei das geeignete Temperaturfeld zur Verfügung steht.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. ι ein Schaltschema bei drei Heizleitern mit vier Anschlüssen,

Fig. 2 die Unteransicht eines Kochers mit einem Bimetallthermostatschalter und einem Mehrfachschalter,

Fig. 3 einen Teilschnitt nach Linie III-III der

Fig- 2,

Fig. 4 die Anordnung des Bimetallthermostatschalters bei einer Heizringplatte mit Überfallrand in einer flachen Herdmulde.

In Fig. ι sind P₁ und P₂ die elektrischen Zuleitungen vom Netz zu einem 7-Takt-Söhalter bekannter Bauart, dessen Sohaltkontakte in der Nullstellung unwirksam sind. X, Y und Z sind die Heizleiter des Wärmgeräts, z. B. einer Kochplatte, mit vier Anschlüssen e, f, g, h. Die Kochplatte vermag beim Einschalten des Heizleiters Y allein (Stellung 3) z. B. 340 Watt, bei X allein (Stellung 4) z. B. 860 Watt, bei X und Y parallel (Stellung 5) 1200 Watt (höchstzulässige Dauerleistung) und beim Einschalten von X+Y-\-'Z parallel (Stellung 6) z. B. 1200 + 800 = 2000 Watt aufzunehmen. Die zuletzt genannte Schaltstellung6 ist in Fig. 1 dargestellt.

In der Zuleitung des Heizleiters Z, der nachstehend als Zusatzheizleiter bezeichnet wird, liegt der Bimetallthermostatschalter S. Dieser hat zwei Kontakte α und b, die von einem Bimetallglied c getrennt werden, wenn sein in der Zeichnung obenliegendes Ende beim Erreichen einer bestimmten Temperatur nach links ausbiegt. Tritt dieser Fall bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltstellung 6 ein, so wird der Zusatzheizleiter Z selbsttätig abgeschaltet. Die Kochplatte läuft dann mit den parallel geschalteten Heizleitern X und Y weiter, was auch der Schaltstellung 5 entspricht. Das Bimetallglied c hat eine Heizwicklung d, die mit dem Zusatzheizleiter Z in Reihe geschaltet ist. Die Heizleistung der Heizwicklung ist so bemessen, daß zu Beginn des Anheizens vom kalten Zustand· aus nach einer bestimmten Anheizdauer, z. B. 7 Minuten, das Bimetallglied auf die Ausschalttemperatur erwärmt worden ist und dann das Kontaktpaar a, b den Zusatzheizleiter Z und die Heizwicklung d abschaltet. Vergißt also die Hausfrau, die Umschaltung von der höchsten Heizstufe 6 auf eine der bereits erwähnten Heizstufen 5, 4 und 3 oder auf eine der noch nicht erwähnten Heizstufen 2 und 1, bei denen die beiden Heizleiter X und Y bzw. alle drei Heizleiter inReihe liegen(etwa24obzw. 150Watt), vorzunehmen oder läßt sie die Kochplatte gar in der Schaltstellung 6 von vornherein leer laufen, so werden die Kontakte α und b rechtzeitig voneinander getrennt. Bei der Schaltstellung 1, bei der alle drei Heizleiter X, Y, Z in Reihe geschaltet sind, ist zwar der Zusatzheizleiter Z wieder eingeschaltet, die eingeschaltete Leistung hierbei jedoch so gering, daß die Erwärmung der Heizwicklung d nicht ausreicht, um den Bimetallthermostatsdhalter zum Ausschalten zu bringen. Wenn bei der Stellung I der Bimetallthermostatschalter noch ausgeschaltet war, so schaltet er infolge der fortschreitenden Abkühlung bald selbsttätig den Strom ein. Bei den übrigen Schaltstellungen, außer der Schaltstellung 6, bleibt ein selbsttätiges Wiedereinschalten des Bimetallthermostatschalters wirkungslos, da hierbei der Zusatzheizleiter Z ohnehin nicht eingeschaltet war. Er steht aber wieder zur Verfügung, wenn von neuem in der Schaltstellung 6 die volle Leistung von beispielsweise 2000 Watt eingeschaltet wird.

Nach einer Ausführung der Erfindung ist der in Fig. 2 bis 4 als Kästchen angedeutete Bimetallthermostatschalter S untenhalb der Kochplatte an einer solchen Stelle angeordnet, an der bei nach

dem selbsttätigen Abschalten des Zusatzheizleiters Z mit beispielsweise 1200 Watt leer ^fender Kochplatte eine Temperatur von vorzugsweise 100 bis 150⁰ nicht überschritten wird. Der BimetalMiermostatschalter ist auf eine in diesen Grenzen liegende Absdhalttemperatur eingestellt. Er kann dalier bei Leerlauf auf der höchstzulässigen Dauerleistung im allgemeinen nidht wieder einschalten, so daß die Kodhplatte im Leerlauf die höchstzulässige Dauerleistung im allgemeinen beibehält. Deip-Thermostatschalter kann sich nicht übermäßig erwärmen, und die Temperatur in der Umgebung der Kodhplatte sowie die Temperatur der Kochplatte selbst bleiben in erträglichen Grenzen. Wenn jedodh auf der Platte Koohgut steht, das viel Wärme abführt, kann, bei der höclhstzulässigein Dauerleistung die Temperatur im Bereidh des Bimetallthermostatschalters so weit absinken, daß der Zusatziheizleiter Z sich zeitweilig ao wieder einschaltet, bis die Abschaltbedingungen von neuem,erreicht sind.

Bei dem elektrischen Kocher gemäß Fig. 2 ist die Kodhplatte 1 in eine mit vorzugsweise drei Standfüßen 3 versehene Blechfassung 2 eingebaut. Der BimetallHhermostatsdhalter 5" ist an der Innenseite des Fußes 3 befestigt und liegt -hierdurch an einer Stelle, an der bei Leerlauf der Platte mit der hochstzulässigen Dauerleistung (X + Y parallel) die in den oben angegebenen Grenzen liegende Abschalttemperatur nidht oder nicht erheblich überschritten wird. An der Innenseite eines anderen der Standfüße 3 ist als Meihrfachschalter beispielsweise ein 7-Takt-Schalter S' angeordnet. Er ist durch einen Halter 4 an der das untere Abdeckblech 5 der Kochplatte haltenden Mittelschraube 6 befestigt. An seiner zurKochermitte gerichteten oder inneren Stirnseite ist ein Steckkontakt 7 für das Anschließen des Stromzuführüngskabels angebaut. Die Srihaltwelle des Schalters S' ist durch die Wand des Fußes nach außen !herausgeführt und trägt dort vor einer die verschiedenen Schaltstellungen kennzeichnenden Scheibe ihren verstellbaren Schaltknopf 8. Die Füße 3 sind an ihren Seitenrändern und gegebenenfalls an ihrem unteren Rand muschelförmig nach innen gebogen. Hierdurch sind die Schalter 5" und S' geschützt. Gleichzeitig erhält hierdurch der Kocher ein formschönes Aussehen. Fig. 4 zeigt den Querschnitt der Herdmulde 10 eines Elektroherdes im Bereich von zwei nebeneinander angeordneten Heizplatten 11. Die Heizplatten 11 sind in bekannter Weise mit einem Überfallrand 12 ausgerüstet, der über den hochgezogenen Rand 13 der Herdmulde 10 greift. Nach unten sind die Kochplatten durch· einen flachen Bügel 14 gehalten. Der Bimetallschalter 5 ist im Grundrißbereich der zugehörigen Kochplatte unterhalb der Herdmulde 10 im Innern des Herdes angeordnet (Fig. 4 rechts), wo er gut geschützt untergebracht ist und beim Reinigen des Herdes nicht stört. Er ist beim Ausführungsbeispiel an der zum Befestigen der Kochplatte dienenden Mittelschraube 15 mittels einer Strebe 16 festgeklemmt. Vorzugsweise wird eine Blechstrebe verwendet, die sich zur Einstellung des Bimetallthermostatschalters in den richtigen Temperaturbereich biegen läßt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Schaltanordnung für Elektrowärmgeräte, insbesondere Kochplatten, unter Verwendung eines Bimetallthermostatschalters, der in die Zuleitung zu einem von 'mindestens zwei mittels eines Mehrfachschalters schaltbaren Heizleitern eingebaut ist und eine mit diesem Zusatzheizleiter in Reihe geschaltete Heizwicklung hat, die seine Einschaltdauer begrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß der in an sich bekannter Weise auf eine Ausschalttemperatur unterhalb 250⁰ C, vorzugsweise zwischen 100 bis 150⁰ C eingestellte Bimetallthermostatschalter (S) in einem solchen Abstand von der Kochplatte angeordnet ist, in welchem. bei der nach dem selbsttätigen Abschalten des Zusatzheizleiters (Z) verbleibenden Leerlauf leistung die genannte Ausschalttemperatur im wesentlichen erhalten bleibt, jedenfalls nicht erheblich überschritten wird.
2. Elektrische Kochplatte mit einem gemäß dem Anspruch 1 angeordneten Bimetallthermostatschalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallthermostatschalter (S) unterhalb der Kochplatte (1) an der Innenseite eines der Standfüße (3) befestigt ist.
3. Elektrische Kochplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfachschalter (S') an der Innenseite eines anderen Fußes angeordnet ist.
4. Elektrische Kochplatte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Standfuß (3) abgewandten Stirnende des Mehrfachschalters (S') eine (Geräte-) Steckdose (7) für die elektrische Zuleitung vorgesehen ist.
5. Elektrische Kochplatte nach den Ansprüchen 2 bis 4r-dadurch gekennzeichnet, daß die einer Blecheinfassung (2) der Platte angelörenden Standfüße (3) an ihren beiden Seiten rändern und gegebenenfalls an ihrem unteren Rand nach innen gebogen sind.
6. Elektroherd, bei dem Heizplatten* mit einem Überfallrand in eine flache Herdmulde eingebaut sind und für jede Platte ein Bimetallthermostatschalter gemäß Anspruch 1 angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallthermostatschalter (S) im Grundrißbereich der zugehörigen Kochplatte (5) unterhalb der Herdmulde (10) angeordnet ist.
7. Elektroherd nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bimetallthermostatschalter (S) mit einer Strebe (16) an der zum Befestigen der Platte dienenden Mittelschraube (15) festgeklemmt ist.
8. Elektroherd nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strebe (16) verstellbar ist, vorzugsweise aus einem biegsamen Blech besteht.