EP0901309A2 - Power control device - Google Patents
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- EP0901309A2 EP0901309A2 EP98115581A EP98115581A EP0901309A2 EP 0901309 A2 EP0901309 A2 EP 0901309A2 EP 98115581 A EP98115581 A EP 98115581A EP 98115581 A EP98115581 A EP 98115581A EP 0901309 A2 EP0901309 A2 EP 0901309A2
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- power control
- control device
- heating
- switch
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H61/00—Electrothermal relays
- H01H61/06—Self-interrupters, i.e. with periodic or other repetitive opening and closing of contacts
- H01H61/063—Self-interrupters, i.e. with periodic or other repetitive opening and closing of contacts making use of a bimetallic element
Definitions
- the invention relates to a power control device, in particular for electrical heating devices, with a thermal over electrical Control heating actuated trigger device for one therein included device switch by the trigger device is switchable.
- power control devices are, for example as clocking power control devices in electric cookers used.
- the control means can include a controller, in particular low-current electronics and other components contain. In the control means or the control become the conditions for a change in tax heating checked. You can use sensors or detection means for Detection of various operating states of the power control device device supplied with electrical energy or other external conditions.
- the control means can be used for a pot detection function Pot detection means can be connected to one of the Power control device supplied with electrical power Radiators are assigned to detect a patch Pot, especially one provided for this radiator Pot size.
- the pot detection means can be one or multi-winded pot detection coil can be designed that pot size detection enables. This is mostly at so-called dual-circuit heaters, which operate a enable small or large pots on a hob, advantageous.
- the pot detection means are preferred directly connected to the control.
- the radiator can be of any kind, it only has to be for one Control with a power control device according to the Have control of the prior art or the invention.
- control means contain Switching means, usually as a semiconductor switch or the like are executed. These can be low Control voltages and currents can be controlled.
- the trigger device at least one bimetal element and as control heating has at least one heating device.
- the control heater can be on the side of the bimetallic element can be arranged, the larger Has expansion coefficient. It is also possible that Control heating the bimetal element at least partially to perform surrounding. In normal operation, it can run in parallel to the radiator switched by the power control device are on the supply voltage, with a switching clock is preferably dependent on the position of the device switch.
- the Tripping device on an additional heater that forms part of the control heating. It works with electrical, in particular from tax funds, Power applied in addition to the regular heating device on the bimetal and contributes to its deformation at. In this way it is possible to increase the Control heating by the additional heating device too achieve, and for example a consequent of the control means controlled shutdown of the radiator.
- the trigger device has a single heating resistor on.
- the control means can the resistance value by additional contacting or partial bridging by means of the contact and switching means change, with the heating resistor due to this change an increased heating capacity generated, in particular by increased current flow at a constant applied voltage.
- the heating device can be a flat, in particular elongated, Heating resistor, especially a thick film resistor, be on a support that is at least partially through the contact means is contacted. This makes it possible for example a part or section of the heating resistor short circuit to achieve a higher current flow, the an increase in heat development and thus the heating output has the consequence. Shorting can be done easily by an additional contact spring or the like directly to the flat resistance or one with a point or Section connected in the area of the heating resistor Contact field.
- a carrier can either be made of insulating Ceramic material or metal, the one Has insulating layer for heating resistors. Are suitable so-called thick-layer steels, e.g. a stainless steel 1.4016.
- a Metallic carrier can be used to make contact with a heating resistor to serve.
- the power control unit Locking means provided by actuation by the triggering device switch, in particular the Switch contact, automatic and independent of the triggering device hold and / or lock in a switch position. This will turn off the heater after it has been completed Locking possible, reducing both energy consumption as well as wear can be reduced.
- the preferred Switch position is an open device switch.
- the locking means can be actuated, in particular deactivated by turning back an actuator and the device switch, especially the switch contact, release for switching again.
- the actuator can be a commonly used rotary knob for Power control devices that are on the same axis as one Adjustment device for the performance level sits. A through possible malfunctions in the control means Switching on again by the electronics becomes impossible made.
- the control means preferably have a time delay element, whose time delay particularly depends on the amount of Power levels of the power applied to the radiator is dependent. So it is possible, for example, after Detect an absence of a saucepan on a hotplate that Switch off after a few seconds. This is This is particularly advantageous if a pot is only for a short time has been moved or removed. The user can use the pot set up again before switching off.
- control of several, in particular four, power control devices for each heating of a cooking area of an electric cooker are connected, the switching and the Contact means as well as an optional pot detection for each Power control unit are available. In this way the Effort for a with power control devices according to the invention equipped electric stove to a minimum.
- the device switch can operate in the medium power range variable contact distance between switching and counter contact exhibit.
- the invention is despite the description for electric stoves a variety of electrical heating devices generally applicable.
- the device switch preferably has to optimize the Switching operations a snap element carrying the switching contact, especially a snap spring with a striking fork, on. This allows the switching operations of the snap element in both directions can be carried out particularly quickly and annoying contact erosion or sticking of the contacts and Radio interference is reduced or avoided.
- FIG. 1 is an internal view of a clocking Power control device 11 shown for electric heaters. It has a device switch 12 which one closes contact. This contact consists of one fixed counter contact 14 and a switching contact 15, the is attached to the device switch 12.
- the switch contact 15 is a commonly used dome-shaped contact head, which is fixed by riveting.
- the switch contact 15 is elongated at one end bistable snap spring 16 attached and protrudes on both Pages about this about.
- the snap spring 16 has two elongated hairpin-shaped legs 22 on your at the Switch contact 15 opposite end 17 merged are attached to a carrier 18. Between the legs 22 the snap spring 16 runs a snap bracket 19, the near the end of the Schanppfeder carrying the switch contact 15 bent upwards in the direction of the free end 17, and there curved upward under tension standing against an abutment 20 is applied.
- This Abutment is attached to a support plate 21 and is preferably from part of the also on the support plate 21st attached bracket 18 formed.
- the function of the device switch In principle, 12 looks like this:
- the switching process of the device switch 12 is triggered by an actuator in the form of a downward bent Bimetal elements 24. It lies with one of the device switches facing top, which is essentially rectilinear runs, on a heater 25 or the like. With the free end, which is bent like a hook, that lies Bimetallic element 24 at the free end 17 of the snap spring 16.
- the bimetal element 24 and the heating device 25 form in FIG this case essentially the triggering device for the Device switch 12.
- the Heating device 25 is together with the bimetal element 24 in a bracket 26 held on the housing of the power control unit 11 is resiliently attached.
- the bracket 26 forms part of the contacting for the heater 25.
- a main contact spring 28 and an additional contact spring 29 provided, each with one end of the heating device Contact 25, and preferably through their other end are connected to a power supply.
- the contact springs 28 and 29 are on a cylindrical main projection 31 or a cylindrical additional projection 32 mounted and / or supported.
- the heater 25 is only when the contact is closed between the switching contact 15 and the counter contact 14 of Current flowed through, as did the parallel one Electric heater, see Fig. 4 and 5. It heats up Heating device 25, the bimetallic element 24, its shape changed and by an increasing curvature towards the Snap spring 16 presses on its free end 17. After expiration a certain time given by an increase in Heat development in the heating device 25 and / or the Change in shape of the bimetallic element 24 is the free end 17 the snap spring 16 pressed so far that the Leg 22 is below the switch point, whereupon the snap spring snaps and the switch contact 15 of the Counter contact 14 releases.
- a change in this path length is known achieved that the support plate 21, the snap spring 16th carries, against the outer radius of a cam 34, which an axis 35 sits, is pressed elastically.
- a rotary knob not shown, in an electric cooker forms an actuator for the power control unit 11.
- the axis 35 lies depending on the set Position the support plate 21 at another location on the Outer circumference of the cam disc 34, and depending on the radius the disc at this point is the support plate and thus the snap spring 16 in a certain position to the Bimetallic element 24.
- a low level of performance is the Radius large, whereby the device switch 12 is close to the Tripping device is located.
- the bimetallic element 24 only has to cover a short distance to switch the device switch.
- the radius is small and the device switch has one larger distance from the trigger device. So must the bimetallic element 24 has a larger path (corresponds to larger Time) to switch the device switch 12 to switch.
- the setting in FIG. 1 corresponds to one medium performance level.
- the top view of the heater 25 in FIG. 2 is their structure and connection can be clearly seen.
- On one Ceramic carrier 37 is a connection contact field on the left side 38 applied on the right side in the lower Half a main contact pad 39 and one in the top half Additional contact field 40.
- Starting from the connection contact field 38 run two elongated thick film resistors as Heating resistors to contact fields 39 and 40 on the right side. These are one to the main contact field 39 running main heating resistor 41 and one to the additional contact field 40 running additional heating resistor 42.
- the contact fields 38, 39 and 40 consist of one usually in the Thick film technology used for contact fields metal alloy, while the thick film resistors 41 and 42 are off specially coordinated for this purpose and definitely different resistance alloys can exist.
- There the thick film resistors according to the contact fields on the Ceramic carrier 37 are applied is a very good one You can contact them via the contact fields.
- the ceramic carrier 37 With its left end, the ceramic carrier 37 is in the Bracket 26 held in a manner not described in detail.
- a downward-reaching contact tongue 44 contacted the contact pad 38 via the bracket 26.
- the further contact is made on the one hand by the main contact spring 28, which is mounted on the main projection 31 and rests against the main contact pad 39 in an elastically pressed manner. It is in a manner not shown with a connection option connected.
- the additional contact spring also contacts 29 the additional heating resistor 42 via the additional contact field 40. It is mounted on the additional projection 32 and in a manner not shown with a connection option connected.
- the connection options can either over the free ends of the springs.
- a heater 25 is shown, the used instead of that of Fig. 2 in a power control device can be.
- the ceramic carrier 37 also has the left side the contact pad 38 and on the right the main contact field 39. From the connector pad 38 runs a thick film resistor 45 to the Main contact field 39. It runs approximately in the middle a contact bridge 46 leading to one above the main contact field 39 applied additional contact field 40 passes. The thick-film resistor can thus be applied via this additional contact field 40 45 contacted at the location of the contact bridge 46 become.
- the contact bridge 46 divides it in half, namely in a main part resistor 48 in the left section and a sub-section resistor 49 in the right section.
- At a contact through the connector pad 38 and the Main contact spring 28 are the main part resistor 48 and the Secondary resistor 49 connected in series.
- the ceramic carrier 37 is with its left end held in the bracket 26, again the Contact tongue 44 contacts the contact pad 38.
- Fig. 4 shows the basic connection of a radiator 51 of an electric heating device via an inventive Power control unit 11 at two voltage connections P1 and P2, which preferably have mains voltage.
- P1 and P2 which preferably have mains voltage.
- the other connection of the radiator 51 is permanently at connection P2.
- the device switch 12 is by the trigger device operated here by a heater 25 accordingly 2 is shown. This consists, as in FIG. 2 shown, from a main heating resistor 41 and one Additional heating resistor 42. The main heating resistor is located here 41 parallel to the radiator 51. In the power control unit 11 may be further switching contacts that regardless of the device switch 12 or simultaneously with him can be operated by the trigger device. The is shown by the open representation of the Power control unit clarifies.
- a control 53 is also shown as the control means, which contains, among other things, low-current electronics 54.
- a pot detection sensor 55 as a pot detection means connected, which is assigned to the radiator 51.
- the low-current electronics 54 the connector of the radiator 51 connected to the connector P1 can be closed.
- switch S1 and S2 which are formed by electronic switches.
- the switches are operated S1 and S2 through the low-current electronics 54.
- Preferred semiconductor switches are used, for example triac's or transistors.
- the switches S1 and S2 are on their other connection connected to each other and via a connecting line 57 connected to the additional heating resistor 42.
- a Microprocessor included by special programming a desired operation of the power control device can effect.
- Controller 53 For the power supply of the low-current electronics is in the Controller 53 contain a power supply 58, which by a series resistor, a zener diode matching the desired one Contains voltage and a capacitor.
- Fig. 5 corresponds essentially to that of Fig. 4, but here the heater 25 is corresponding 3 executed.
- the controller 53 has only that Switch S1 open.
- the thick-film resistor is connected via the connecting line 57 45 of the heating device 25 approximately in the middle contacted, and so according to FIG. 3 in the main part resistance 48 and the secondary resistor 49 divided.
- a desired performance level is set and accordingly is the device switch 12 in a certain Position to the trigger device.
- the switch contact 15 bears on the mating contact 14, so both are Radiator 51 and the heater 25 at least partly on the mains voltage via connections P1 and P2 on.
- the radiator 51 is powered and sets the Cooking area in operation.
- the heater 25 is also flowed through by electricity and developed heat. In individual cases is that either the main heating resistor 41 or the series connection from main part resistance 48 and secondary part resistance 49. Due to the development of heat, they act on the bimetal element 24 one that starts on the device switch 12 act. Depending on the position of the device switch will switch device switch 12 after a certain time and open the contact. Thus, neither radiators 51 still the heater 25 continues to flow through electricity.
- a switch-off process that takes place independently of the clocking by changing the control heating can be divided into two cases become.
- Switching off can be done either by removing the pot from the hotplate or by exceeding the maximum operating time (depending on the set performance level) to be triggered. If one of these two cases exists, the low power electronics 54 decides that shutdown shall be.
- the switched-on state of the device switch 12 recognizes the controller 53 via the signal line 56 on the when the device switch is closed, the voltage signal from P1 is present, but not when open.
- the heating device 25 and Locking means can save energy lock the device switch in the open position. This can be in contrast to the normal opening of the device switch 12 done by the bimetallic element 24 that the additional heating power the bimetal element is deformed even further and thereby the locking means activated. Thereafter, the controller 53 can also switch S1 open, and the device switch 12 remains open.
- the device switch is open:
- the low power electronics 54 decides that shutdown to be recognized by the signal line 56 that the Device switch 12 just during the opening period in the open position.
- the switch S1 becomes equal closed, and thereby either the device switch permanently kept open or, as described above, the locking means activated.
- Fig. 4 and Fig. 5 exactly the same.
- the switch S1 is closed, the Secondary resistance 49 bridges and only the main resistance 48 to the mains voltage. This will increase the heat increased according to the invention.
- the heater 51 may turn off triggered by removing the pot from the hotplate become. It is possible to switch off the maximum operating time to provide.
- the level of a set performance level recognizes the low-current electronics 54 via the radiator 51 connected signal line 56, or via the Duration of the on or off State of the device switch 12 Controller 53 determine the maximum operating time after which it causes a shutdown. In the controller 53 microprocessor can be programmed A number of other situations are given that a Switching off should result.
- a power control device can be equipped with two-circuit heaters be used.
- the design of the resistors 41, 42 or 48 and 49 can be varied in a very wide range to a desired one To achieve function.
Landscapes
- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Cookers (AREA)
- Electric Stoves And Ranges (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Leistungssteuergerät, insbesondere für Elektro-Wärmegeräte, mit einer thermisch über elektrische Steuerbeheizung betätigten Auslösevorrichtung für einen darin enthaltenen Geräteschalter, der durch die Auslösevorrichtung schaltbar ist. Derartige Leistungssteuergeräte werden beispielsweise als taktende Leistungssteuergeräte in Elektroherden verwendet.The invention relates to a power control device, in particular for electrical heating devices, with a thermal over electrical Control heating actuated trigger device for one therein included device switch by the trigger device is switchable. Such power control devices are, for example as clocking power control devices in electric cookers used.
Dabei dienen sie im Regelfall dazu, Netzspannung an einen Heizkörper eine Elektroherdes anzulegen, so daß dieser Heizleistung erzeugt. Die von dem Heizkörper erzeugte Heizleistung wird durch Takten des Leistungssteuergerätes erreicht, indem dieses, abhängig von der Höhe eines eingestellten Leistungsniveaus, in bestimmten Zeitabständen ein- bzw. ausschaltet. Des weiteren sind in üblichen Elektroherden Topferkennungssensoren vorhanden, die den Heizkörper einer aktiven Kochstelle abschalten, von der ein aufgesetzter Topf entfernt wurde. Dadurch wird ein Unfallrisiko durch nicht abgedeckte heiße Kochstellen weitgehend vermieden und Energie gespart. Für dieses Abschalten des Heizkörpers wird jedoch ein elektromagnetisches Relais gebraucht, das von einer mit den Topfsensoren verbundenen Steuerung angesteuert die Netzspannung von dem Heizkörper abschaltet. Diese Lösung ist jedoch nachteilig, da pro Heizkörper wenigstens ein Relais benötigt wird. Des weiteren ist eine eigene Spannungsversorgung für die Relais notwendig, was den Aufwand weiter erhöht. Werden die Kochstellen mit sogenannten Zweikreis-Heizkörpern ausgestattet, steigert sich der Aufwand für die Relais noch weiter. Da die zusätzliche Spannungsversorgung in der Lage sein muß, notfalls alle Relais gleichzeitig zu schalten, steigt mit der Anzahl der Relais auch der Aufwand für die Spannungsversorgung.As a rule, they serve to supply mains voltage to one Radiator to create an electric cooker, so that this Heating power generated. The heating power generated by the radiator is achieved by clocking the power control unit, by this, depending on the amount of a set Performance levels, on or in certain time intervals turns off. Furthermore, are in conventional electric stoves Pot detection sensors available, which the radiator one Switch off the active hotplate from which a saucepan is attached was removed. This does not result in an accident risk covered hot plates largely avoided and energy saved. For this shutdown of the radiator, however an electromagnetic relay used by one with the control connected to the pot sensors Switch off the mains voltage from the radiator. This solution is however disadvantageous since at least one relay per radiator is needed. There is also a separate power supply necessary for the relay, which further increases the effort. Are the hotplates with so-called dual-circuit radiators equipped, the effort for the relays increases further. Because the additional power supply is able must, if necessary, switch all relays simultaneously, With the number of relays, the effort for Power supply.
Ein weiterer Fall, in dem ein Abschalten des Heizkörpers gewünscht sein kann, ist eine leistungsabhängige Maximalbetriebsdauer. Das bedeutet, daS abhängig von der Höhe der am Leistungssteuergerät eingestellten Leistung die Kochstelle nach einer gewissen Maximalbetriebsdauer abgeschaltet wird, so daß bei einer längeren Abwesenheit eines Benutzers oder einem unbeabsichtigten Betrieb der Kochstelle weder der Topf samt Inhalt noch der Elektroherd durch Überhitzung beschädigt werden können. Auch im Zuge üblicher Energiesparmaßnahmen ist dies sinnvoll.Another case in which a shutdown of the radiator may be desired is a performance-dependent maximum operating time. This means that depending on the amount of the Power control unit set power the hotplate is switched off after a certain maximum operating time, so that in the event of a long absence of a user or inadvertent operation of the hotplate, neither the pot together with the contents, the electric cooker is damaged by overheating can be. Also in the course of usual energy saving measures this makes sense.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige, zuverlässige und einfache Lösung zum Schalten eines Leistungssteuergerätes bereitzustellen, die effektiv und vielfältig in der Anwendung ist.The invention has for its object a cost-effective, reliable and simple solution for switching a To provide power control device that is effective and is diverse in application.
Diese Aufgabe wird durch Steuermittel zur Änderung der Steuerbeheizung durch externe Beeinflussung gelöst. Da die Steuerbeheizung zur Betätigung der Auslösevorrichtung des Geräteschalters dient, erhält man eine Art Thermorelais. Es wird eine gegenüber den üblichen Leistungssteuergeräten neue Funktion zum beliebigen Beeinflussen des Schalters geschaffen.This task is done by means of tax change Control heating solved by external influence. Since the Control heating for actuating the triggering device of the Device switch, you get a kind of thermal relay. It becomes a new one compared to the usual power control units Function to influence the switch as desired.
Die Steuermittel können unter anderem eine Steuerung, insbesondere eine Niedrigstrom-Elektronik, sowie weitere Bauelemente enthalten. In den Steuermitteln bzw. der Steuerung werden die Bedingungen für eine Änderung der Steuerbeheizung überprüft. Sie können an Sensoren oder Erkennungsmittel zum Erkennen verschiedener Betriebszustände des von dem Leistungssteuergerät mit elektrischer Energie versorgten Gerätes oder anderer äußerer Zustände angeschlossen sein.The control means can include a controller, in particular low-current electronics and other components contain. In the control means or the control become the conditions for a change in tax heating checked. You can use sensors or detection means for Detection of various operating states of the power control device device supplied with electrical energy or other external conditions.
Für eine Topferkennungsfunktion können die Steuermittel an Topferkennungsmittel angeschlossen sein, die einem von dem Leistungssteuergerät mit elektrischer Leistung versorgtem Heizkörper zugeordnet sind zur Erkennung eines aufgesetzten Topfes, insbesondere einer für diesen Heizkörper vorgesehenen Topfgröße. Die Topferkennungsmittel können dabei als ein- oder mehrwindige Topferkennungsspule ausgeführt sein, die eine Topfgrößenerkennung ermöglicht. Dies ist vor allem bei sogenannten Zweikreis-Heizungen, die den Betrieb eines kleinen oder eines großen Topfes auf einer Kochstelle ermöglichen, von Vorteil. Bevorzugt sind die Topferkennungsmittel direkt mit der Steuerung verbunden. Der Heizkörper kann dabei von beliebiger Art sein, er muß sich nur für eine Ansteuerung mit einem Leistungssteuergerät entsprechend dem Stand der Technik oder der Erfindung ansteuern lassen.The control means can be used for a pot detection function Pot detection means can be connected to one of the Power control device supplied with electrical power Radiators are assigned to detect a patch Pot, especially one provided for this radiator Pot size. The pot detection means can be one or multi-winded pot detection coil can be designed that pot size detection enables. This is mostly at so-called dual-circuit heaters, which operate a enable small or large pots on a hob, advantageous. The pot detection means are preferred directly connected to the control. The radiator can be of any kind, it only has to be for one Control with a power control device according to the Have control of the prior art or the invention.
Es ist vorteilhaft, wenn die Steuermittel zur Erkennung der Höhe eines Leistungsniveaus der dem Heizkörper von dem Leistungssteuergerät zugeführten Leistung ausgebildet sind. Dies kann vorteilhaft durch zeitliche Auswertung der angelegten Spannungssignale und/oder der Taktrate erfolgen. Das ist vor allem bei einem taktenden Leistungssteuergerät von Vorteil, das eine relative Einschaltdauer ED aufweist, die sich aus dem Verhältnis der Zeitdauer im eingeschalteten Zustand zur gesamten Periodendauer ergibt. Der Anschluß hierfür kann direkt an denjenigen Anschluß des Heizkörpers geführt werden, der mit dem Geräteschalter verbunden ist. Aus dem daraus resultierenden Spannungssignal kann auf einfache Weise der Betriebszustand des Heizkörpers und über die zeitliche Auswertung die Höhe des Leistungsniveaus ermittelt werden.It is advantageous if the control means for detecting the Height of a power level of the radiator from the Power control device supplied power are formed. This can be advantageous by time evaluation of the created Voltage signals and / or the clock rate take place. This is especially with a clocking power control unit from Advantage that has a relative duty cycle ED from the ratio of the time in the on State for the entire period. The connection this can be done directly at the connection of the radiator be performed, which is connected to the device switch. Out the resulting voltage signal can easily Way the operating state of the radiator and about the Time evaluation determines the level of the performance level become.
In vorteilhafter Ausgestaltung enthalten die Steuermittel Schaltmittel, die in der Regel als Halbleiterschalter oder dergleichen ausgeführt sind. Diese können über geringe Ansteuerspannungen und -ströme angesteuert werden.In an advantageous embodiment, the control means contain Switching means, usually as a semiconductor switch or the like are executed. These can be low Control voltages and currents can be controlled.
Bevorzugt ist die externe Beeinflussung abhängig von der Erkennung eines aufgesetzten Topfes, dessen Größe und/oder der Höhe des Leistungsniveaus der dem Heizkörper zugeführten Leistung. Somit kann das Leistungssteuergerät nach Art eines Thermorelais abhängig von den oben genannten Faktoren beeinflußt werden. Insbesondere kann es beim Entfernen des Topfes ausschaltbar sein, bei nicht ausreichend überdecktem Topf oder beim Aufsetzen eines zu kleinen Topfes auf eine Kochstelle mit Zweikreis-Heizung, wobei der Topf die hierfür vorgesehene Mindestgröße unterschreitet. The external influence is preferably dependent on the Detection of a pot, its size and / or the level of the power level supplied to the radiator Power. Thus, the power control device in the manner of a Thermal relay affected depending on the above factors become. In particular, it can remove the pot can be switched off if the pot is not sufficiently covered or when placing a pot that is too small on a hotplate with two-circuit heating, the pot being used for this falls below the intended minimum size.
Die Steuerbeheizung kann zur Änderung durch die Steuerung bzw. die Schaltmittel der Steuerung mit Kontaktmitteln, bevorzugt in Form von Kontaktfedern, kontaktiert werden.The control heater can be changed by the control or the switching means of the control with contact means, preferably in the form of contact springs.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ändern die Steuermittel die Steuerbeheizung durch Erhöhung der ihr zugeführten elektrischen Leistung bzw. Heizleistung. Ein Erhöhen kann dabei über die Schaltmittel erfolgen. Auf diese Weise kann ein Schalten des Geräteschalters des Leistungssteuergerätes gezielt und schnell herbeigeführt werden. Durch ein Erhöhen der beaufschlagten Heizleistung werden im Vergleich zu einem Leistungssteuergerät nach dem Stand der Technik keine wesentlichen Änderungen oder Zusätze am mechanischen Aufbau nötig.In a preferred embodiment of the invention, the Control means the tax heating by increasing yours supplied electrical power or heating power. A Increasing can be done via the switching means. To this One way is to switch the device switch of the power control device can be brought about in a targeted and quick manner. By an increase in the applied heating power will be compared to a power control device according to the state of the Technology no significant changes or additions to the mechanical Construction necessary.
Es wird als günstig angesehen, wenn die Auslösevorrichtung wenigstens ein Bimetallelement und als Steuerbeheizung wenigstens eine Heizeinrichtung aufweist. Dabei erwärmt die Steuerbeheizung nach Beaufschlagung mit elektrischer Leistung das Bimetallelement, welches sich zum Schalten des Geräteschalters verformt. Die Steuerbeheizung kann auf der Seite des Bimetallelementes angeordnet sein, die den größeren Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Ebenso ist es möglich, die Steuerbeheizung das Bimetallelement zumindest teilweise umgebend auszuführen. Im normalen Betrieb kann sie parallel zu dem von dem Leistungssteuergerät geschalteten Heizkörper an der Versorgungsspannung liegen, wobei ein Schalttakt bevorzugt abhängig von der Stellung des Geräteschalters ist.It is considered favorable if the trigger device at least one bimetal element and as control heating has at least one heating device. The warms up Control heating after application of electrical power the bimetal element, which is used to switch the device switch deformed. The control heater can be on the side of the bimetallic element can be arranged, the larger Has expansion coefficient. It is also possible that Control heating the bimetal element at least partially to perform surrounding. In normal operation, it can run in parallel to the radiator switched by the power control device are on the supply voltage, with a switching clock is preferably dependent on the position of the device switch.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Auslösevorrichtung eine zusätzliche Heizeinrichtung auf, die einen Teil der Steuerbeheizung bildet. Sie wirkt mit elektrischer, insbesondere von den Steuermitteln zugeführter, Leistung beaufschlagt zusätzlich zu der regulären Heizeinrichtung auf das Bimetall ein und trägt zu dessen Verformung bei. Auf diese Weise ist es möglich, eine Erhöhung der Steuerbeheizung durch die zusätzliche Heizeinrichtung zu erzielen, und beispielsweise eine demzufolge von den Steuermitteln gesteuerte Abschaltung des Heizkörpers zu bewirken.In a preferred embodiment of the invention, the Tripping device on an additional heater that forms part of the control heating. It works with electrical, in particular from tax funds, Power applied in addition to the regular heating device on the bimetal and contributes to its deformation at. In this way it is possible to increase the Control heating by the additional heating device too achieve, and for example a consequent of the control means controlled shutdown of the radiator.
Nach einer anderen Möglichkeit zur Ausgestaltung der Erfindung weist die Auslösevorrichtung einen einzigen Heizwiderstand auf. Die Steuermittel können dabei den Widerstandswert durch Zusatzkontaktierung bzw. teilweises Überbrücken mittels der Kontakt- und der Schaltmittel ändern, wobei der Heizwiderstand durch diese Änderung eine erhöhte Heizleistung erzeugt, insbesondere durch erhöhten Stromfluß bei einer konstanten angelegten Spannung.According to another way of designing the invention the trigger device has a single heating resistor on. The control means can the resistance value by additional contacting or partial bridging by means of the contact and switching means change, with the heating resistor due to this change an increased heating capacity generated, in particular by increased current flow at a constant applied voltage.
Die Heizeinrichtung kann ein flächiger, insbesondere langgestreckter, Heizwiderstand, insbesondere ein Dickschichtwiderstand, auf einem Träger sein, der zumindest teilweise durch die Kontaktmittel kontaktiert ist. Dadurch wird es möglich, beispielsweise einen Teil bzw. Abschnitt des Heizwiderstandes kurzzuschließen um einen höheren Stromfluß zu erzielen, der eine Erhöhung der Wärmeentwicklung und damit der Heizleistung zur Folge hat. Das Kurzschließen kann auf einfache Weise durch eine zusätzliche Kontaktfeder oder dergleichen direkt auf den flächigen Widerstand oder ein mit einem Punkt oder Abschnitt in der Fläche des Heizwiderstandes verbundenes Kontaktfeld erfolgen. Ein Träger kann entweder aus isolierendem Keramikmaterial bestehen oder aber aus Metall, das eine Isolierschicht für Heizwiderstände aufweist. Geeignet sind sogenannte Dickschichtstähle, z.B. ein Edelstahl 1.4016. Ein metallischer Träger kann zur Kontaktierung an einen Heizwiderstand dienen. The heating device can be a flat, in particular elongated, Heating resistor, especially a thick film resistor, be on a support that is at least partially through the contact means is contacted. This makes it possible for example a part or section of the heating resistor short circuit to achieve a higher current flow, the an increase in heat development and thus the heating output has the consequence. Shorting can be done easily by an additional contact spring or the like directly to the flat resistance or one with a point or Section connected in the area of the heating resistor Contact field. A carrier can either be made of insulating Ceramic material or metal, the one Has insulating layer for heating resistors. Are suitable so-called thick-layer steels, e.g. a stainless steel 1.4016. A Metallic carrier can be used to make contact with a heating resistor to serve.
Ebenso kann ein zusätzlicher Widerstand auf dem Träger, beispielsweise mit einer Isolation versehen, auf der gegenüberliegenden Seite vorgesehen sein. Es ist aber auch möglich, einen zusätzlichen Träger mit einem darauf aufgebrachten Dickschichtwiderstand vorzusehen. Wenn der Heizwiderstand von einem um einen Träger gewickelten Heizdraht oder dergleichen gebildet wird, kann auf ähnliche Weise wie oben ein Abgriff durch eine zusätzliche Kontaktfeder oder dergleichen an einem beliebigen Punkt erfolgen, etwa nach Art eines Schiebewiderstands.An additional resistance on the carrier, for example with insulation, on the opposite Page may be provided. But it is also possible an additional carrier with one attached to it Provide thick film resistance. If the heating resistor from a heating wire or the like wound around a support can be formed in a similar manner as above Tapped by an additional contact spring or the like at any point, such as a Sliding resistance.
Bevorzugt sind in dem Leistungssteuergerät mechanische Verriegelungsmittel vorgesehen, die durch Betätigung durch die Auslösevorrichtung den Geräteschalter, insbesondere den Schaltkontakt, selbsttätig und unabhängig von der Auslösevorrichtung in einer Schaltstellung halten und/oder arretieren. Dadurch wird ein Abschalten der Heizeinrichtung nach erfolgter Arretierung möglich, wodurch sowohl der Energieverbrauch als auch die Abnutzung gesenkt werden können. Die bevorzugte Schaltstellung ist dabei ein offener Geräteschalter.Mechanical are preferred in the power control unit Locking means provided by actuation by the triggering device switch, in particular the Switch contact, automatic and independent of the triggering device hold and / or lock in a switch position. This will turn off the heater after it has been completed Locking possible, reducing both energy consumption as well as wear can be reduced. The preferred Switch position is an open device switch.
Die Verriegelungsmittel können durch Betätigen, insbesondere durch Zurückdrehen, eines Betätigungsgliedes deaktiviert werden und den Geräteschalter, insbesondere den Schaltkontakt, für ein erneutes Schalten freigeben. Das Betätigungsglied kann ein üblicherweise verwendeter Drehknebel für Leistungssteuergeräte sein, der auf derselben Achse wie eine Verstelleinrichtung für das Leistungsniveau sitzt. Ein durch eventuelle Störungen in den Steuermitteln hervorgerufenes Wiedereinschalten durch die Elektronik wird dadurch unmöglich gemacht. Nachdem einmal die Verriegelungsmittel aktiviert wurden, können sie nur durch den Benutzer wieder deaktiviert werden, und zwar manuell. Auf diese Weise wird eine Art automatischer Kontrolle des Elektroherdes durch den Benutzer nach einem Abschalten aufgrund eines unzulässigen Betriebszustandes erreicht.The locking means can be actuated, in particular deactivated by turning back an actuator and the device switch, especially the switch contact, release for switching again. The actuator can be a commonly used rotary knob for Power control devices that are on the same axis as one Adjustment device for the performance level sits. A through possible malfunctions in the control means Switching on again by the electronics becomes impossible made. Once the locking means is activated they can only be accessed by the user can be deactivated, manually. That way a kind of automatic control of the electric stove by the User after a shutdown due to an illegal Operating status reached.
Bevorzugt weisen die Steuermittel ein Zeitverzögerglied auf, dessen Zeitverzögerung insbesondere von der Höhe des Leistungsniveaus der an dem Heizkörper anliegenden Leistung abhängig ist. So ist es möglich, beispielsweise nach dem Erkennen eines Fehlen eines Topfes auf einer Kochstelle, das Abschalten erst nach einigen Sekunden durchzuführen. Das ist besonders dann von Vorteil, wenn ein Topf nur kurzzeitig verschoben oder entfernt wurde. Der Benutzer kann den Topf wieder aufstellen bevor eine Abschaltung erfolgt.The control means preferably have a time delay element, whose time delay particularly depends on the amount of Power levels of the power applied to the radiator is dependent. So it is possible, for example, after Detect an absence of a saucepan on a hotplate that Switch off after a few seconds. This is This is particularly advantageous if a pot is only for a short time has been moved or removed. The user can use the pot set up again before switching off.
Die Zeitverzögerung kann für eine Maximalbetriebsdauerbegrenzung abhängig von der Höhe des Leistungsniveaus sein, so daß bei einem Dauerbetrieb der Kochstelle selbst mit aufgestelltem Topf je nach eingestellter Leistung nach einem Zeitraum von ca. einer bis zwölf Stunden abgeschaltet wird. Dabei kann man davon ausgehen, daß eine mit hoher Leistung betriebene Kochstelle im Normalfall nicht länger als eine Stunde betrieben werden soll. Vorgänge wie Einkochen erfolgen bei einer wesentlich niedrigeren Leistung, benötigen dafür wesentlich länger. Hier soll ein automatisches Abschalten erst später erfolgen, um den von einem Benutzer durchaus gewünschten Betriebszustand nicht zu unterbrechen.The time delay can limit the maximum operating time depending on the level of performance, so that with continuous operation of the hotplate itself with the Pot after a period depending on the set output from about one to twelve hours. It can one assume that a high-powered one The hotplate is normally not operated for more than an hour shall be. Operations such as boiling down take place at a much lower power, need much more longer. Here, an automatic switch-off is only later take place in order to achieve the desired by a user Operating state not to be interrupted.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können an die Steuerung mehrere, insbesondere vier, Leistungssteuergeräte für jeweils eine Heizung einer Kochstelle eines Elektroherdes angeschlossen werden, wobei die Schalt- und die Kontaktmittel sowie eine optionale Topferkennung für jedes Leistungssteuergerät vorhanden sind. Auf diese Weise wird der Aufwand für einen mit erfindungsgemäßen Leistungssteuergeräten ausgestatteten Elektroherd auf ein Minimum beschränkt. In a preferred embodiment of the invention, the control of several, in particular four, power control devices for each heating of a cooking area of an electric cooker are connected, the switching and the Contact means as well as an optional pot detection for each Power control unit are available. In this way the Effort for a with power control devices according to the invention equipped electric stove to a minimum.
Des weiteren ist es möglich, ein zeitweiliges oder dauerndes Abschalten einer Kochstelle einem Benutzer durch ein Signal anzuzeigen, entweder optisch oder akustisch. Signale können entweder der jeweils betroffenen Kochstelle oder der gesamten Kochmulde zugeordnet sein.Furthermore, it is possible to have a temporary or permanent one A user switches off a hotplate by a signal display, either optically or acoustically. Signals can either the affected hotplate or the whole Cooking hob must be assigned.
Zur Verbesserung der Einstellgenauigkeit im unteren und oberen Leistungsbereich und zur Senkung einer Knackrate im mittleren Leistungsbereich kann der Geräteschalter einen variablen Kontaktabstand zwischen Schalt- und Gegenkontakt aufweisen.To improve the setting accuracy in the lower and upper performance range and to reduce a cracking rate in the The device switch can operate in the medium power range variable contact distance between switching and counter contact exhibit.
Die Erfindung ist trotz der Beschreibung für Elektroherde bei einer Vielzahl von Elektro-Wärmegeräten allgemein anwendbar.The invention is despite the description for electric stoves a variety of electrical heating devices generally applicable.
Bevorzugt weist der Geräteschalter zur Optimierung der Schaltvorgänge ein den Schaltkontakt tragendes Schnappelement, insbesondere eine Schnappfeder mit einer Schlaggabel, auf. Dadurch können die Schaltvorgänge des Schnappelements in beide Richtungen besonders schnell durchgeführt werden und störender Kontaktabbrand bzw. Verkleben der Kontakte und Funkstörungen werden verringert bzw. vermieden.The device switch preferably has to optimize the Switching operations a snap element carrying the switching contact, especially a snap spring with a striking fork, on. This allows the switching operations of the snap element in both directions can be carried out particularly quickly and annoying contact erosion or sticking of the contacts and Radio interference is reduced or avoided.
Diese und weitere Merkmale der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischenüberschriften beschränken die unter diesen jeweils gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit. These and other features of the invention go beyond those of Claims also from the description and the drawings , the individual features each individually or more in the form of sub-combinations in one Embodiment of the invention and in other fields be realized and advantageous as well as protectable Can represent designs for which protection here is claimed. The division of the registration into individual Sections and sub-headings limit the below these statements made in their general validity.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:
- Fig. 1
- eine Innenansicht eines erfindungsgemäßen Leistungssteuergeräts mit einer Heizeinrichtung für eine Auslösevorrichtung eines Geräteschalters;
- Fig. 2
- eine Draufsicht auf eine Heizeinrichtung, die aus einem Träger mit zwei darauf befindlichen und durch Kontaktfedern kontaktierten Heizwiderständen besteht;
- Fig. 3
- eine Draufsicht auf eine Heizeinrichtung mit einem darauf angebrachten länglichen Heizwiderstand, der sowohl an beiden Enden als auch etwa in seiner Mitte kontaktiert ist;
- Fig. 4
- ein Prinzipschaltbild zur Ansteuerung eines Heizkörpers mit einem erfindungsgemäßen Leistungssteuergerät, Steuermitteln und Topferkennungsmitteln, wobei die Steuerbeheizung durch eine Heizeinrichtung gemäß der Fig. 2 gebildet wird und
- Fig. 5
- ein Prinzipschaltbild entsprechend dem aus der Fig. 4, bei dem allerdings die Steuerbeheizung durch eine Heizeinrichtung entsprechend der Fig. 3 gebildet wird.
- Fig. 1
- an interior view of a power control device according to the invention with a heating device for a triggering device of a device switch;
- Fig. 2
- a plan view of a heating device, which consists of a carrier with two heating resistors located thereon and contacted by contact springs;
- Fig. 3
- a plan view of a heater with an elongated heating resistor mounted thereon, which is contacted both at both ends and approximately in the middle;
- Fig. 4
- a basic circuit diagram for controlling a radiator with a power control device according to the invention, control means and pot detection means, the control heating being formed by a heating device according to FIG. 2 and
- Fig. 5
- a basic circuit diagram corresponding to that of FIG. 4, but in which the control heating is formed by a heating device according to FIG. 3.
In der Fig. 1 ist eine Innenansicht eines taktenden
Leistungssteuergerätes 11 für Elektro-Wärmegeräte dargestellt.
Es weist einen Geräteschalter 12 auf, der einen zu
schließenden Kontakt bildet. Dieser Kontakt besteht aus einem
feststehenden Gegenkontakt 14 und einem Schaltkontakt 15, der
an dem Geräteschalter 12 befestigt ist. Der Schaltkontakt 15
ist ein üblicherweise verwendeter kalottenförmiger Kontaktkopf,
der durch Nietung befestigt ist.1 is an internal view of a clocking
Der Schaltkontakt 15 ist an einem Ende einer länglichen
bistabilen Schnappfeder 16 befestigt und ragt an beiden
Seiten über diese über. Die Schnappfeder 16 weist zwei
längliche haarnadelförmige Schenkel 22 auf, die an Ihrem dem
Schaltkontakt 15 gegenüberliegenden Ende 17 zusammengeführt
auf einem Träger 18 befestigt sind. Zwischen den Schenkeln 22
der Schnappfeder 16 verläuft ein Schnappbügel 19, der an nahe
dem den Schaltkontakt 15 tragenden Ende der Schanppfeder
nach oben abgebogen in Richtung des freien Endes 17 verläuft,
und dort bogenförmig nach oben gekrümmt unter Vorspannung
stehend gegen ein Widerlager 20 angelegt ist. Dieses
Widerlager ist an einer Tragplatte 21 befestigt und wird
bevorzugt von einem Teil des ebenfalls auf der Tragplatte 21
befestigten Trägers 18 gebildet. Die Funktion des Geräteschalters
12 sieht im Prinzip folgendermaßen aus:The
Befindet sich der Punkt, an dem der Schnappbügel 19 an dem
Widerlager 20 anliegt, oberhalb der Ebene der beiden haarnadelförmigen
Schenkel 22 der Schnappfeder 16, so befindet sich
die Schnappfeder in einer ersten Stellung. Dabei wird der
Schaltkontakt 15 gegen den Gegenkontakt 14 gedrückt. Wird nun
auf das freie Ende 17 der Schnappfeder 16 Druck ausgeübt und
dieses entsprechend der Fig. 1 nach unten ausgelenkt, nähert
sich der Umschaltpunkt der Anlage des Schnappbügels 19 im
Widerlager 20 der Ebene der Schenkel 22. Werden nun die
beweglichen Schenkel 22 der Schnappfeder 16 unter den durch
die feste Position der Tragplatte 21 feststehenden Umschaltpunkt
gedrückt, so schnappt die Schnappfeder um und der
Geräteschalter schaltet. Das bedeutet, daß das den Schaltkontakt
15 tragende Ende der Schnappfeder 16 durch den Schnappbügel
19 schlagartig nach unten weggebogen wird. Auf diese
Weise liegt der Schaltkontakt 15 nicht mehr an dem Gegenkontakt
14 an, und der Kontakt bzw. der Geräteschalter 12 ist in
einer zweiten Stellung geöffnet.Is the point at which the
Ausgelöst wird der Schaltvorgang des Geräteschalters 12 von
einem Betätigungselement in Form eines nach unten gebogenen
Bimetallelements 24. Es liegt mit einer von dem Geräteschalter
abgewandten Oberseite, die im wesentlichen geradlinig
verläuft, an einer Heizeinrichtung 25 oder dergleichen an.
Mit dem freien Ende, das hakenförmig abgebogen ist, liegt das
Bimetallelement 24 am freien Ende 17 der Schnappfeder 16 an.
Das Bimetallelement 24 und die Heizeinrichtung 25 bilden in
diesem Fall im wesentlichen die Auslösevorrichtung für den
Geräteschalter 12.The switching process of the
Dabei ist die Kombination der beiden Metalle, die den Bimetalleffekt
bewirken, so gewählt, daß das Metall mit dem
größeren Ausdehnungskoeffizienten auf der an der Heizeinrichtung
25 anliegenden Seite des Bimetallelementes 24 liegt. Die
Heizeinrichtung 25 ist zusammen mit dem Bimetallelement 24 in
einer Halterung 26 gehaltert, die am Gehäuse des Leistungssteuergerätes
11 federnd befestigt ist. Die Halterung 26
bildet dabei gleichzeitig einen Teil der Kontaktierung für
die Heizeinrichtung 25. Für die weitere Kontaktierung sind
eine Hauptkontaktfeder 28 und eine Zusatzkontaktfeder 29
vorgesehen, die jeweils mit ihrem einen Ende die Heizeinrichtung
25 kontaktieren, und vorzugsweise über ihr anderes Ende
an eine Leistungsversorgung angeschlossen sind. Die Kontaktfedern
28 und 29 sind dabei an einem zylindrischen Hauptvorsprung
31 bzw. einem zylindrischen Zusatzvorsprung 32 gelagert
und/oder gehaltert.It is the combination of the two metals that creates the bimetal effect
cause so chosen that the metal with the
larger coefficients of expansion on that on the
Die Heizeinrichtung 25 wird nur bei geschlossenem Kontakt
zwischen dem Schaltkontakt 15 und dem Gegenkontakt 14 von
Strom durchflossen, ebenso das parallel dazu geschaltete
Elektrowärmegerät, siehe Fig. 4 und 5. Dabei erwärmt die
Heizeinrichtung 25 das Bimetallelement 24, das seine Form
verändert und durch eine zunehmende Krümmung in Richtung der
Schnappfeder 16 auf deren freies Ende 17 drückt. Nach Ablauf
einer bestimmten Zeit, gegeben durch einen Anstieg der
Wärmeentwicklung in der Heizeinrichtung 25 und/oder der
Formänderung des Bimetallelemntes 24, ist das freie Ende 17
der Schnappfeder 16 so weit nach unten gedrückt, daß sich der
Schenkel 22 unterhalb des Umschaltpunktes befindet, worauf
die Schnappfeder umschnappt und den Schaltkontakt 15 von dem
Gegenkontakt 14 löst. Dabei wird gleichzeitig die Stromzuführung
zu der Heizeinrichtung 25 und dem Elektrowärmegerät
unterbrochen, und durch die beginnende Abkühlung wandert das
Bimetallelement 24 wieder in Richtung seiner Ausgangsstellung
zurück. Beim Überschreiten des Umschaltpunktes während des
Zurückwanderns schnappt die Schnappfeder 16 wieder zurück,
der Schaltkontakt 15 liegt wieder an dem Gegenkontakt 14 an
und der Erwärmungsvorgang beginnt von neuem.The
Zur Änderung der von einem Bediener gewünschten einstellbaren
Leistung muß die Leistungszufuhr für das Elektro-Wärmegerät
getaktet werden, da an dem Elektro-Wärmegerät im allgemeinen
Netzspannung anliegt und die Leistung nicht direkt verändert
werden kann. Das bedeutet, daß während eines bestimmten
Zeitintervalls die geschaltete Spannung an dem Elektro-Wärmegerät
anliegt, und während eines bestimmten, davon
unabhängigen Zeitintervalls, keine Spannung anliegt. Die
Summe dieser beiden Zeiten ergibt eine Periodendauer. Die
Zeiten hängen dabei jeweils von dem Weg ab, den das freie
Ende 17 zurücklegen muß, bis die Schnappfeder 16 umschnappt
und der Geräteschalter 12 schaltet.To change the adjustable one desired by an operator
Power must be the power supply for the electric heater
be clocked, because on the electric heater in general
Mains voltage is present and the performance is not directly changed
can be. That means that during a certain
Time interval the switched voltage on the electrical heating device
is present, and during a certain one of them
independent time interval, no voltage is present. The
The sum of these two times results in a period. The
Times depend on the way that the free one
Auf bekannte Weise wird eine Änderung dieser Weglänge dadurch
erreicht, daß die Tragplatte 21, die die Schnappfeder 16
trägt, gegen den Außenradius einer Kurvenscheibe 34, die auf
einer Achse 35 sitzt, elastisch angedrückt wird. Auf dieser
Achse 35 befindet sich an deren vorderem Ende nach dem Einbau
in einen Elektroherd ein nicht dargestellter Drehknebel, der
ein Betätigungsglied für das Leistungssteuergerät 11 bildet.A change in this path length is known
achieved that the
Durch Drehen der Achse 35 liegt je nach dabei eingestellter
Position die Tragplatte 21 an einer anderen Stelle an dem
Außenumfang der Kurvenscheibe 34 an, und abhängig vom Radius
der Scheibe an dieser Stelle befindet sich die Tragplatte und
somit die Schnappfeder 16 in einer bestimmten Position zu dem
Bimetallelement 24. Für ein niedriges Leistungsniveau ist der
Radius groß, wodurch sich der Geräteschalter 12 nahe der
Auslösevorrichtung befindet. Das Bimetallelement 24 muß nur
einen kurzen Weg zurücklegen, um den Geräteschalter zu
schalten. Ist dagegen ein hohes Leistungsniveau eingestellt,
ist der Radius klein und der Geräteschalter weist einen
größeren Abstand von der Auslösevorrichtung auf. Somit muß
das Bimetallelement 24 einen größeren Weg (entspricht größerer
Zeitdauer) zurücklegen, um den Geräteschalter 12 zu
schalten. Die Einstellung in der Fig. 1 entspricht einem
mittleren Leistungsniveau. By turning the
In der Draufsicht auf die Heizeinrichtung 25 in Fig. 2 ist
deren Aufbau und Anschluß deutlich zu sehen. Auf einem
Keramikträger 37 ist auf der linken Seite ein Anschlußkontaktfeld
38 aufgebracht, auf der rechten Seite in der unteren
Hälfte ein Hauptkontaktfeld 39 und in der oberen Hälfte ein
Zusatzkontaktfeld 40. Ausgehend von dem Anschlußkontaktfeld
38 verlaufen zwei langgestreckte Dickschichtwiderstände als
Heizwiderstände zu den Kontaktfeldern 39 und 40 auf der
rechten Seite. Diese sind ein zu dem Hauptkontaktfeld 39
laufender Hauptheizwiderstand 41 und ein zu dem Zusatzkontaktfeld
40 laufender Zusatzheizwiderstand 42. Die Kontaktfelder
38, 39 und 40 bestehen aus einer üblicherweise in der
Dickschichttechnik für Kontaktfelder verwendete Metalllegierung,
während die Dickschichtwiderstände 41 und 42 aus
speziell für diesen Einsatzzweck abgestimmten und durchaus
unterschiedlichen Widerstandslegierungen bestehen können. Da
die Dickschichtwiderstände nach den Kontaktfeldern auf den
Keramikträger 37 aufgebracht werden, ist eine sehr gute
Kontaktierung über die Kontaktfelder an sie möglich.The top view of the
Mit seinem linken Ende ist der Keramikträger 37 in der
Halterung 26 auf nicht näher beschriebene Weise gehaltert.
Dabei wird durch eine nach unten reichende Kontaktzunge 44
das Anschlußkontaktfeld 38 über die Halterung 26 kontaktiert.
Die weitere Kontaktierung erfolgt zum einen durch die Hauptkontaktfeder
28, die an dem Hauptvorsprung 31 gelagert ist
und an das Hauptkontaktfeld 39 elastisch angedrückt anliegt.
Sie ist auf nicht dargestellte Weise mit einer Anschlußmöglichkeit
verbunden. Ebenso kontaktiert die Zusatzkontaktfeder
29 den Zusatzheizwiderstand 42 über das Zusatzkontaktfeld
40. Dabei ist sie auf dem Zusatzvorsprung 32 gelagert
und auf ebenfalls nicht dargestellte Weise mit einer Anschlußmöglichkeit
verbunden. Die Anschlußmöglichkeiten können
entweder über die freien Enden der Federn erfolgen. Ebenso
ist es aber auch möglich, die Vorsprünge 31 und 32 leitfähig
auszuführen, und über sie eine Kontaktierung durchzuführen.
Sie können beispielsweise als Metallteile ausgebildet sein,
die an ihrem anderen Ende in Anschlußfahnen oder -stecker
übergehen und durch entsprechende Ausnehmungen in das Gehäuse
des Leistungssteuergerätes 11 eingedrückt werden.With its left end, the
In der Fig. 3 ist eine Heizeinrichtung 25 dargestellt, die
anstelle der aus Fig. 2 in einem Leistungssteuergerät verwendet
werden kann. Der Keramikträger 37 weist ebenfalls auf der
linken Seite das Anschlußkontaktfeld 38 und auf der rechten
unteren Seite das Hauptkontaktfeld 39 auf. Von dem Anschlußkontaktfeld
38 verläuft ein Dickschichtwiderstand 45 zu dem
Hauptkontaktfeld 39. Etwa in seiner Mitte verläuft er über
eine Kontaktbrücke 46, die zu einem oberhalb des Hauptkontaktfeldes
39 aufgebrachten Zusatzkontaktfeld 40 übergeht.
Über dieses Zusatzkontaktfeld 40 kann somit der Dickschichtwiderstand
45 an der Stelle der Kontaktbrücke 46 kontaktiert
werden. Somit teilt ihn die Kontaktbrücke 46 in zwei Hälften,
nämlich in einen Hauptteilwiderstand 48 im linken Abschnitt
und einen Nebenteilwiderstand 49 im rechten Abschnitt. Bei
einer Kontaktierung durch das Anschlußkontaktfeld 38 und die
Hauptkontaktfeder 28 sind der Hauptteilwiderstand 48 und der
Nebenteilwiderstand 49 in Reihe geschaltet. Bei einer Kontaktierung
an das Anschlußkontaktfeld 38 und die Zusatzkontaktfeder
29 dagegen hat man lediglich den Hauptteilwiderstand
48.In Fig. 3, a
Ebenso wie in der Fig. 2 ist der Keramikträger 37 mit seinem
linken Ende in der Halterung 26 gehaltert, wobei wieder die
Kontaktzunge 44 das Anschlußkontaktfeld 38 kontaktiert.As in FIG. 2, the
Die Fig. 4 zeigt den prinzipiellen Anschluß eines Heizkörpers
51 eines Elektrowärmegerätes über ein erfindungsgemäßes
Leistungssteuergerät 11 an zwei Spannungsanschlüsse P1 und
P2, die vorzugsweise Netzspannung aufweisen. Dabei ist der
Anschluß des Heizkörpers 51 an P1 durch den Geräteschalter 12
unterbrochen und kann durch Schalten geschlossen oder geöffnet
werden. Der andere Anschluß des Heizkörpers 51 liegt
permanent an dem Anschluß P2.Fig. 4 shows the basic connection of a
Der Geräteschalter 12 wird durch die Auslösevorrichtung
betätigt, die hier durch eine Heizeinrichtung 25 entsprechend
der Fig. 2 dargestellt ist. Diese besteht, wie in Fig. 2
dargestellt, aus einem Hauptheizwiderstand 41 und einem
Zusatzheizwiderstand 42. Dabei liegt der Hauptheizwiderstand
41 parallel zu dem Heizkörper 51. In dem Leistungssteuergerät
11 können noch weitere Schaltkontakte vorhanden sein, die
unabhängig von dem Geräteschalter 12 oder gleichzeitig mit
ihm durch die Auslösevorrichtung betätigt werden können. Das
wird durch die auf einer Seite offene Darstellung des
Leistungssteuergerätes verdeutlicht.The
Weiterhin ist als Steuermittel eine Steuerung 53 dargestellt,
die unter anderem eine Niedrigstromelektronik 54 enthält. An
diese ist ein Topferkennungssensor 55 als Topferkennungsmittel
angeschlossen, der dem Heizkörper 51 zugeordnet ist. Über
eine Signalleitung 56 ist die Niedrigstromelektronik 54 mit
dem Anschluß des Heizkörpers 51 verbunden, der an den Anschluß
P1 geschlossen werden kann.A
Des weiteren sind ein Schalter S1 und ein Schalter S2 vorhanden,
die von elektronischen Schaltern gebildet werden. Dabei
ist der Schalter S1 mit dem Anschluß P1 und der Schalter S2
mit dem Anschluß P2 verbunden. Betätigt werden die Schalter
S1 und S2 durch die Niedrigstromelektronik 54. Bevorzugt
werden Halbleiterschalter verwendet, beispielsweise Triac's
oder Transistoren. Die Schalter S1 und S2 sind an ihrem
anderen Anschluß miteinander verbunden und über eine Anschlußleitung
57 an den Zusatzheizwiderstand 42 angeschlossen.
In der Niedrigstromelektronik kann unter anderem ein
Mikroprozessor enthalten sein, der durch spezielle Programmierung
einen gewünschten Betrieb des Leistungssteuergerätes
bewirken kann.There is also a switch S1 and a switch S2,
which are formed by electronic switches. Here
is the switch S1 with the connection P1 and the switch S2
connected to terminal P2. The switches are operated
S1 and S2 through the low-
Zur Energieversorgung der Niedrigstromelektronik ist in der
Steuerung 53 ein Netzversorgungsteil 58 enthalten, das durch
einen Vorwiderstand, eine Zenerdiode passend zur gewünschten
Spannung und einen Kondensator enthält.For the power supply of the low-current electronics is in the
Die Anordnung in Fig. 5 entspricht im wesentlichen der aus
Fig. 4, allerdings ist hier die Heizeinrichtung 25 entsprechend
der Fig. 3 ausgeführt. Die Steuerung 53 weist nur den
Schalter S1 auf. Über die Anschlußleitung 57 wird der Dickschichtwiderstand
45 der Heizeinrichtung 25 etwa in der Mitte
kontaktiert, und so entsprechend der Fig. 3 in den Hauptteilwiderstand
48 und den Nebenteilwiderstand 49 aufgeteilt.The arrangement in Fig. 5 corresponds essentially to that of
Fig. 4, but here the
Im Prinzip ist die Funktion des erfindungsgemäßen Leistungssteuergerätes
unabhängig von der Ausführung der Heizeinrichtung
25 gleich. Deswegen wird sie im folgenden allgemein
beschrieben, und im Detail wird auf die Unterschiede je nach
Ausführung der Heizeinrichtung eingegangen.In principle, the function of the power control device according to the invention
regardless of the
Durch Betätigen eines auf der Achse 35 sitzenden Drehknebels
wird ein gewünschtes Leistungsniveau eingestellt und demzufolge
befindet sich der Geräteschalter 12 in einer bestimmten
Position zu der Auslösevorrichtung. Der Schaltkontakt 15
liegt an dem Gegenkontakt 14 an, somit liegen sowohl der
Heizkörper 51 als auch die Heizeinrichtung 25 zumindest
teilweise an der Netzspannung über die Anschlüsse P1 und P2
an. Der Heizkörper 51 wird mit Strom versorgt und setzt die
Kochstelle in Betrieb. Die Heizeinrichtung 25 wird ebenfalls
von Strom durchflossen und entwickelt Wärme. Im Einzelfall
ist das entweder der Hauptheizwiderstand 41 oder die Serienschaltung
aus Hauptteilwiderstand 48 und Nebenteilwiderstand
49. Durch die Wärmeentwicklung wirken sie auf das Bimetallelement
24 ein, das beginnt, auf den Geräteschalter 12
einzuwirken. Abhängig von der Stellung des Geräteschalters
wird nach einer bestimmten Zeit der Geräteschalter 12 schalten
und den Kontakt öffnen. Somit werden weder Heizkörper 51
noch die Heizeinrichtung 25 weiterhin von Strom durchflossen.By operating a rotary toggle on the axis 35
a desired performance level is set and accordingly
is the
Ein unabhängig von dem Takten erfolgender Abschaltvorgang durch Änderung der Steuerbeheizung kann in zwei Fälle unterteilt werden.A switch-off process that takes place independently of the clocking by changing the control heating can be divided into two cases become.
Ein Abschalten kann entweder durch Entfernen des Topfes von
der Kochstelle oder durch Überschreiten der Maximalbetriebsdauer
(abhängig von dem eingestellten Leistungsniveau)
ausgelöst werden. Liegt einer dieser beiden Fälle vor,
entscheidet die Niedrigstromelektronik 54, daß abgeschaltet
werden soll. Den eingeschalteten Zustand des Geräteschalters
12 erkennt die Steuerung 53 über die Signalleitung 56, an der
bei geschlossenem Geräteschalter das Spannungssignal von P1
anliegt, bei geöffnetem jedoch nicht.Switching off can be done either by removing the pot from
the hotplate or by exceeding the maximum operating time
(depending on the set performance level)
to be triggered. If one of these two cases exists,
the
Daraufhin öffnet sie den Schalter S2, und legt somit über die
Anschlußleitung 57 den Zusatzheizwiderstand 42 ebenfalls über
die Anschlüsse P1 und P2 an Netzspannung. Durch diese zusätzliche
Wärmeentwicklung wird das Bimetallelement 24 wesentlich
schneller verformt und kann so mit einer einstellbaren
Verzögerung den Geräteschalter 12 schalten. Über die Signalleitung
56 erkennt die Steuerung 53, daß der Geräteschalter
12 geöffnet ist, woraufhin der Schalter S2 geöffnet und daran
anschließend der Schalter S1 geschlossen wird. Dadurch werden
der Hauptheizwiderstand 41 und der Zusatzheizwiderstand 42 in
Reihe geschaltet und über die Anschlüsse P1 und P2 an Netzspannung
gelegt. Das führt zu einer thermischen Daueröffnungsleistung
für den Geräteschalter durch das dauerhaft
verformte Bimetallelement 24, die erst auf Befehl durch die
Steuerung 53 wieder weggenommen wird.Thereupon she opens the switch S2, and thus puts on the
Um eine Überlastung der Heizeinrichtung 25 zu vermeiden und
Energie zu sparen, können nicht dargestellte Verriegelungsmittel
den Geräteschalter in der offenen Stellung arretieren.
Dies kann im Gegensatz zu der normalen Öffnung des Geräteschalters
12 durch das Bimetallelement 24 dadurch geschehen,
daß durch die zusätzliche Heizleistung das Bimetallelement
noch weiter verformt wird und dadurch die Verriegelungsmittel
aktiviert. Danach kann die Steuerung 53 auch den Schalter S1
öffnen, und der Geräteschalter 12 bleibt weiterhin geöffnet.To avoid overloading the
Entscheidet die Niedrigstromelektronik 54, daß abgeschaltet
werden soll, erkennt sie über die Signalleitung 56, daß der
Geräteschalter 12 gerade während der Öffnungsperiode in der
offenen Stellung ist. Demzufolge wird gleich der Schalter S1
geschlossen, und dadurch entweder der Geräteschalter dauerhaft
offen gehalten oder, wie oben beschrieben, die Verriegelungsmittel
aktiviert. Dieser Fall ist für beide Anordnungen
aus Fig. 4 und Fig. 5 genau gleich. Bei der Anordnung entsprechend
Fig. 5 wird der Schalter S1 geschlossen, der den
Nebenteilwiderstand 49 überbrückt und nur den Hauptteilwiderstand
48 an Netzspannung legt. Dadurch wird die Wärmeentwicklung
erfindungsgemäß erhöht.The
Wie oben erwähnt, kann eine Abschaltung des Heizkörpers 51
durch Entfernen des Topfes von der Kochstelle ausgelöst
werden. Es ist möglich, eine Maximalbetriebsdauerabschaltung
vorzusehen. Die Höhe eines eingestellten Leistungsniveaus
erkennt die Niedrigstromelektronik 54 über die an den Heizkörper
51 angeschlossene Signalleitung 56, bzw. über die
zeitliche Dauer jeweils des eingeschalteten bzw. des ausgeschalteten
Zustands des Geräteschalters 12. Daraus kann die
Steuerung 53 die Maximalbetriebsdauer ermitteln, nach der sie
eine Abschaltung veranlaßt. In dem in der Steuerung 53
enthaltenen Mikroprozessor kann durch Programmierung eine
Reihe von weiteren Situationen vorgegeben werden, die ein
Abschalten zur Folge haben sollen.As mentioned above, the
Ein erfindungsgemäßes Leistungssteuergerät kann mit Zweikreisheizungen eingestzt werden.A power control device according to the invention can be equipped with two-circuit heaters be used.
Dadurch, daß der Aufbau der Heizeinrichtung 25 von den
äußeren Dimensionen und der Kontaktierung über die Hauptkontaktfeder
28 einer Heizeinrichtung nach dem Stand der Technik
entspricht und die Herstellung der in Fig. 2 und 3 gezeigten
Heizeinrichtungen nur einen geringen Mehraufwand erfordert,
kann die Erfindung in Elektroherden ohne Topferkennungsfunktion
eingesetzt werden. Die zusätzliche Kontaktierung
über die Zusatzkontaktfeder 29 wird dazu einfach weggelassen.The fact that the structure of the
Die Ausgestaltung der Widerstände 41, 42 bzw. 48 und 49 kann
in einem sehr weiten Bereich variiert werden, um eine gewünschte
Funktion zu erzielen.The design of the
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DE19738677A1 (en) | 1999-03-11 |
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