EP0967840B1 - Einrichtung zur Temperaturbegrenzung eines Glaskeramikfeldes - Google Patents

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EP0967840B1
EP0967840B1 EP99111237A EP99111237A EP0967840B1 EP 0967840 B1 EP0967840 B1 EP 0967840B1 EP 99111237 A EP99111237 A EP 99111237A EP 99111237 A EP99111237 A EP 99111237A EP 0967840 B1 EP0967840 B1 EP 0967840B1
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EP
European Patent Office
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temperature
control system
circuit
plate control
hotplate
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EP0967840A2 (de
EP0967840A3 (de
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Martin Zapf
Heiko Friedrich
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ZF Electronics GmbH
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ZF Electronics GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/68—Heating arrangements specially adapted for cooking plates or analogous hot-plates
    • H05B3/74—Non-metallic plates, e.g. vitroceramic, ceramic or glassceramic hobs, also including power or control circuits
    • H05B3/746—Protection, e.g. overheat cutoff, hot plate indicator
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/04—Heating plates with overheat protection means
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2213/00—Aspects relating both to resistive heating and to induction heating, covered by H05B3/00 and H05B6/00
    • H05B2213/07—Heating plates with temperature control means

Definitions

  • Glass ceramics of hobs are subject to a temperature-dependent aging process, which has a negative effect on the structure of the glass-ceramic. This leads to the end of the lifetime of a glass ceramic due to thermal distortions to the fracture of the hob.
  • each heating element of the cooking are simple mechanical temperature limiter, so-called rod controller, assigned to prevent heating of the cooking zone about 600 ° C.
  • rod controller form mechanical temperature sensor and consist of a temperature-absorbing expansion rod, which actuates a mechanical switching contact, which is looped into the load circuit of the power supply of the heating element due to its temperature-dependent thermal expansion when a certain maximum temperature is exceeded.
  • an electronic temperature sensor is provided instead of the conventional mechanical temperature sensor in the form of a rod controller with a working with the thermal expansion rod which measures the temperature of the glass ceramic plate, and wherein the mechanical switching contact of the conventional rod controller is replaced by a relay or a power semiconductor switching element, which is controlled by the output of the electronic temperature sensor.
  • the safety problem does not occur in the way that is the case with a temperature protection limitation by means of an electronic temperature sensor and an electronic switching element, because both the temperature sensor and the switching element may fail or it may be a line break, for example in the Signal line from the temperature sensor, occur.
  • Such a problem does not occur in the purely mechanical-physical expansion rod of a rod controller, which opens the mechanical switching contact with appropriate heating. There malfunctions are possibly conceivable in the manner that the switching contact hangs in the open position or the contact breaks, but then in any case a permanent interruption of the heating current would result and therefore does not represent a security risk.
  • the invention is therefore based on the object to provide a reliable and accurate working temperature protection limitation of a glass ceramic cooktop, which also corresponds to the required safety standard in addition to accurate temperature detection and reliable temperature limiting function.
  • the temperature is detected by sensors directly to the glass ceramic, so that always true temperature values are available and both temperature rise and temperature drop are each accurately and without delay measurable.
  • the temperature limiting function takes place by evaluation of the sensor signals via the hob control, namely the clock relay, which controls the heating current to the respective hob by way of pulse width control.
  • a temperature monitoring based on the sensor signals and a plausibility monitoring takes place in parallel, and if the hob control should work incorrectly, or if a temperature rise at a cooking place on the temperature limiting triggering temperature continues to take place, the additional module switches off a main relay, which in the heating circuit the hob control is connected upstream.
  • the cooktop control constantly monitors the function of the add-on module and interrupts the heating current to a cooking location, if the transmission of temperature signals from the add-on module should be interrupted or the transmitted signals do not seem plausible.
  • a constant mutual control of hob control and additional module takes place, so that the requirement for two independently operating security modules that monitor each other, is ensured and the required high level of security is guaranteed to even in case of interference in one or the other of the two Module Hob control and add-on module or in case of malfunction of a sensor, an electronic switching element, a line interruption, etc. reliably trigger the safety shutdown of the relevant hotplate.
  • the temperature protection limiting device shown in the drawing consists of two electronic modules, namely a conventional hob control 10, as it emerges for example from DE 44 19 866 A1, and an additional module 20 for pot detection / temperature measurement, the information available from the hob via sensors detected on the hob 30 pots and temperature of the glass ceramic and processed.
  • the hob 30 is shown for reasons of simplicity with only two cooking zones, each with a heating element 31 and 32, respectively. Also, only one temperature sensor 33 or 34 is shown per cooking point, although of course each cooker can be assigned a plurality of temperature sensors and at least one (not shown) sensor for pot detection, and the illustrated temperature sensors 33 and 34 are for reasons of clarity of representation respectively drawn next to the heating element 31 and 32 of the relevant hotplate, without this being said to say something about the actual spatial arrangement.
  • the hob control unit 10 can therefore consist of a control unit with a number of sub-units corresponding to the number of hotplates on the hob for activating and preselecting the temperature of the respective hotplate over which the electrical control of the respective hotplate takes place. Shown in the drawing, in each case only the respective one hotplate associated clock relay pulse width control 11 and 12 in the form of a block which is turned on in the Schustromtechnisch to the relevant hob heating element 31 and 32 respectively.
  • the additional module 20 includes a microcontroller 3, which evaluates the sensor signals and bwz for temperature measurement in temperature values. For pan detection, converted into status signals. This information is provided by the additional module 20 of the cooktop controller 10 via a communication interface 22.
  • the hob control unit 10 has the option of additionally fulfilling the function of a temperature limiter with the clock relay which is present anyway for each cooking position in the cooking stage control.
  • the clock relay (blocks 11, 12), which is looped into the power circuit of the respective cooking zone heating element 31, 32, serves per se the Pulse width control in the power supply of the heating element of the relevant hotplate. By holding the clock relay in the constantly open state, the hotplate can be disconnected from the power supply when the maximum temperature is exceeded.
  • a signal evaluation circuit 13 which is connected to the communication interface 22 of the additional module 20.
  • the signal evaluation circuit 13 cyclically queries the temperature of the individual cooking zones via the communication interface 22, and on the basis of this query the additional module 20 transmits this information to the cooktop controller 10 via the communication interface 22.
  • the measured and transmitted actual Temperature of each hotplate permanently compared to the maximum permitted hotplate temperature.
  • the signal evaluation circuit 13 controls the respective cooking zone associated block 11 and 12 and causes the hotplate associated with this control pulse width control keeps the clock relay constantly in the open position and so the respective heating element 31 and 32 from the supply current is separated. In this way, the clock relay in addition to the pulse width control under the influence of the signal evaluation circuit 13 also takes over the function of a temperature limiter for the respective hob.
  • a second protection shutdown option is implemented in the additional module 20. It starts when one of the measured temperatures continues to exceed the maximum permissible temperature increases.
  • the additional module 20 includes a load part 23 with at least one main relay, via which the supply current for the radiator of the cooking zones from the mains connection N reaches the hob control. It may be provided for a single main relay for the entire hob or a main relay for each hotplate or a group of hotplates. Only the additional module 20 has access to this at least one main relay.
  • the microcontroller 21 performs its own comparison of the measured temperature with a slightly higher threshold value regardless of the comparison made in the signal evaluation circuit 13 of the cooktop controller 10 as to whether the temperature measured for each hotplate is below the allowable maximum temperature Check whether the measured temperature rises even more after reaching the maximum temperature. If so, this would signal that the temperature limiter function is not properly sensed by the cooktop controller 10. Thus, if one of the measured temperatures continues to rise above the maximum permissible temperature, when the predetermined threshold value is reached, a triggering circuit 24 is connected, which is connected to the load section 23 and actuates and opens the respective main relay and thus already opens the supply current in front of the pulse width control of the hob control 10 disconnected from the mains.
  • the additional module 20 monitors both the correct function of the sensors and the correct function of the hob control 10, as far as it detects the Temperaturbegrenzerfunktion.
  • the hob control unit 10 in turn monitors the function of the additional module 20 via the signal evaluation circuit 13. If it is found, for example, in the hob control that the microcontroller 21 of the additional module is no longer functioning correctly, the hob control blocks the clock relays (blocks 11, 12) of all heating elements 31, 32 and thereby separates the heating elements from the supply current. Events which are interpreted by the signal evaluation circuit 13 of the cooktop controller 10 as a malfunction of the additional module 20 are, for example, a cancellation of the communication between the two modules, or the reception of implausible information, such as temperature signals of a non-operating hotplate, or very rapid temperature jumps. The cooktop control then blocks the clock relay of all heating elements in the open position, because then lack of useful temperature information Temperaturbegrenzerfunktion is no longer possible.
  • the temperature protection limiting device according to the invention can therefore be dispensed with the mechanical rod controller in the heating element without the safety is impaired.
  • the temperature protection limiting device according to the invention fulfills the protective limiting function with more accurate temperature detection via sensors directly on the glass ceramic hob through the two mutually controlling modules hob control and additional module with double safety.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Control Of Resistance Heating (AREA)
  • Electric Stoves And Ranges (AREA)

Description

  • Glaskeramiken von Kochfeldern unterliegen einem temperaturabhängigen Alterungsprozeß, der sich negativ auf die Struktur der Glaskeramik auswirkt. Dies führt gegen Ende der Lebenszeit einer Glaskeramik durch thermische Verzerrungen zum Bruch des Kochfelds.
  • Um eine Lebenszeit von Glaskeramikkochfeldern von ca. 10 Jahren im normalen Gebrauchsfall gewährleisten zu können, muß dafür gesorgt werden, daß die maximale Temperatur der Glaskeramik im Bereich der Strahlungsheizkörper auf etwa 600°C begrenzt wird.
  • Bei herkömmlichen mechanischen sowie auch elektronischen Kochfeldsteuerungen erfolgt lediglich eine grobe Einstellung der Heizkörpertemperatur über eine Impulsbreitensteuerung des Heizstroms. Eine direkte Erfassung der Temperatur der Glaskeramik findet bei solchen herkömmlichen Kochfeldsteuerungen nicht statt. Vielmehr sind jedem Heizelement der Kochstelle einfache mechanische Temperaturbegrenzer, sogenannte Stabregler, zugeordnet, die eine Erhitzung der Kochzone über etwa 600°C verhindern sollen. Solche Stabregler bilden mechanische Temperaturfühler und bestehen aus einem die Temperatur aufnehmenden Ausdehnungsstab, der aufgrund seiner temperaturabhängigen Wärmedehnung bei Überschreiten einer bestimmten Maximaltemperatur einen mechanischen Schaltkontakt betätigt, der in den Lastkreis der Stromversorgung des Heizelements eingeschleift ist. Bei einer Überschreitung der Maximaltemperatur in der Kochzone wird also über diesen stabreglerbetätigten Schaltkontakt die Stromversorgung des Heizelements solange unterbrochen, bis die Kochstellentemperatur wieder eine zulässige Temperatur erreicht und der Stabregler dann durch weniger große wärmedehnung des Ausdehnungsstabs den Schaltkontakt wieder schließen läßt. Diese Art der Temperaturbegrenzung ist allgemein gebräuchlich, und auf diese Weise arbeitende Temperaturschutzbegrenzungseinrichtungen bei Glaskeramikkochfeldern sind beispielsweise in der DE-OS 25 15 905, der DE-OS 30 07 037, der DE-OS 34 10 442, der DE-OS 34 23 085, der DE-OS 39 13 289, und der DE-OS 39 31 763, u.a. beschrieben.
  • Ein wesentlicher Nachteil solcher Temperaturbegrenzungseinrichtungen liegt darin, daß sie recht ungenau und mit großer Toleranzbreite arbeiten. Dies beruht schon auf der sich konstruktiv ergebenden, relativ großen räumlichen Distanz zwischen der Glaskeramikplatte und dem Stabregler. Der Stabregler erfaßt dadurch mit seinem Ausdehnungsstab immer eine vom wahren Temperaturwert der Glaskeramik erheblich abweichende Temperatur. Aus Sicherheitsgründen muß deshalb die höchstzulässige Glaskeramiktemperatur verhältnismäßig niedrig angesetzt werden.
  • Aus der EP-0.786 923 A2 ist eine Einrichtung fur Temperaturschutzbegrenzung eines Glaskeramikkochfelds nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Dabei ist statt des herkömmlichen mechanischen Temperaturfühlers in Form eines Stabreglers mit einem mit der Wärmedehnung arbeitenden Ausdehnungsstab ein elektronischer Temperaturfühler vorgesehen der an der Glaskeramikplatte deren Temperatur mißt, und bei welcher der mechanische Schaltkontakt des herkömmlichen Stabreglers durch ein Relais oder ein Leistungshalbleiter-Schaltelement ersetzt ist, das durch das Ausgangssignal des elektronischen Temperaturfühlers gesteuert wird.
  • Damit wird zwar zweifelsohne gegenüber den herkömmlichen Stabreglern eine unmittelbarere Temperaturerfassung an der Glaskeramikplatte und damit eine genauere Temperaturmessung und eine feinfühligere Temperaturschutzbegrenzung ermöglicht. Jedoch kann auch diese bekannte Temperaturschutzbegrenzung im Hinblick auf den vom VDE nunmehr geforderten Sicherheits"standard nicht befriedigen, der zwei voneinander unabhängige Sicherheitsmodule fordert, die sich gegenseitig überwachen können und damit ein hohes Maß an Sicherheit gewährleisten.
  • Bei den herkömmlichen Stabreglern tritt das Sicherheitsproblem nicht in der Weise auf, wie das bei einer Temperaturschutzbegrenzung mit Hilfe eines elektronischen Temperaturfühlers und eines elektronischen Schaltelements der Fall ist, denn sowohl der Temperaturfühler als auch das Schaltelement können versagen oder es kann eine Leitungsunterbrechung, beispielsweise in der Signalleitung vom Temperaturfühler, auftreten. Ein derartiges Problem tritt bei dem rein mechanischphysikalisch arbeitenden Dehnungsstab eines Stabreglers nicht auf, der bei entsprechender Erhitzung den mechanischen Schaltkontakt öffnet. Dort sind Fehlfunktionen allenfalls in der Weise denkbar, daß der Schaltkontakt in der Offenstellung hängenbleibt oder der Kontakt bricht, was aber dann in jedem Fall eine bleibende Unterbrechnung des Heizstroms zur Folge hätte und deshalb kein Sicherheitsrisiko darstellt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässig und genau arbeitende Temperaturschutzbegrenzung eines Glaskeramikkochfelds zu schaffen, die neben einer genauen Temperaturerfassung und betriebssicheren Temperaturbegrenzungsfunktion auch dem geforderten Sicherheitsstandard entspricht.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebene und nach den Unteransprüchen weiter ausgestaltete Temperaturschutzbegrenzungseinrichtung gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird die Temperatur durch Sensoren direkt an der Glaskeramik erfaßt, so daß stets wahre Temperaturwerte zur Verfügung stehen und sowohl Temperaturanstieg als auch Temperaturabfall jeweils genau und verzögerungsfrei meßbar sind. Die Temperaturbegrenzungsfunktion erfolgt durch Auswertung der Sensorsignale über die Kochfeldsteuerung, nämlich das Taktrelais, das im Wege der Impulsbreitensteuerung den Heizstrom zu der jeweiligen Kochstelle steuert. In einem Zusatzmodul findet parallel eine Temperaturüberwachung anhand der Sensorsignale sowie eine Plausibilitätsüberwachung statt, und, wenn die Kochfeldsteuerung fehlerhaft arbeiten sollte, oder wenn ein Temperaturanstieg an einer Kochstelle über den die Temperaturbegrenzung auslösenden Temperaturwert weiter stattfindet, schaltet der Zusatzmodul ein Hauptrelais ab, welches im Heizstromkreis der Kochfeldsteuerung vorgeschaltet ist. Ebenso kontrolliert die Kochfeldsteuerung die Funktion des Zusatzmoduls ständig und unterbricht den Heizstrom zu einer Kochstelle, falls die Übermittlung von Temperatursignalen vom Zusatzmodul unterbrochen sein sollte oder die übermittelten Signale nicht plausibel erscheinen. Damit findet eine ständige gegenseitige Kontrolle von Kochfeldsteuerung und Zusatzmodul statt, so daß die Anforderung an zwei voneinander unabhängig arbeitende Sicherheitsmodule, die sich gegenseitig überwachen, sichergestellt ist und das geforderte hohe Maß an Sicherheit gewährleistet ist, um auch bei Störungen im einen oder anderen der beiden Module Kochfeldsteuerung und Zusatzmodul oder bei Fehlfunktion eines Sensors, eines elektronischen Schaltelements, einer Leitungsunterbrechung usw. die Sicherheitsabschaltung der betreffenden Kochstelle zuverlässig auszulösen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der anliegenden Zeichnung in Form eines Blockschaltbilds schematisch dargestellt und wird im folgenden mehr im einzelnen erläutert.
  • Die in der Zeichnung dargestellte Temperaturschutzbegrenzungseinrichtung besteht aus zwei elektronischen Modulen, nämlich einer an sich bekannten Kochfeldsteuerung 10, wie sie beispielsweise aus der DE 44 19 866 A1 hervorgeht, und einem Zusatzmodul 20 zur Topferkennung/Temperaturmessung, das aus dem Kochfeld über Sensoren erhältliche Informationen über auf dem Kochfeld 30 aufgestellte Töpfe und Temperatur der Glaskeramik erfaßt und verarbeitet.
  • Das Kochfeld 30 ist aus Gründen der Vereinfachung mit lediglich zwei Kochstellen mit jeweils einem Heizelement 31 bzw. 32 dargestellt. Auch ist pro Kochstelle jeweils nur ein Temperatursensor 33 bzw. 34 dargestellt, obwohl natürlich jeder Kochstelle mehrere Temperatursensoren und auch mindestens ein (nicht dargestellter) Sensor zur Topferkennung zugeordnet sein kann, und die dargestellten Temperatursensoren 33 und 34 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit der Darstellung jeweils neben das Heizelement 31 bzw. 32 der betreffenden Kochstelle gezeichnet, ohne daß dies etwas über die tatsächliche räumliche Anordnung aussagen soll.
  • Die in der Zeichnung nicht näher dargestellte Kochfeldsteuerung 10 kann demnach aus einer Steuereinheit mit einer der Anzahl der Kochstellen auf dem Kochfeld entsprechenden Anzahl von Untereinheiten zum Aktivieren und zur Temperaturvorwahl der jeweiligen Kochstelle bestehen, über welche die elektrische Ansteuerung der jeweiligen Kochstelle erfolgt. Dargestellt in der Zeichnung ist jeweils nur die jeweils einer Kochstelle zugeordnete Taktrelais-Impulsbreitensteuerung 11 bzw. 12 in Form eines Blocks, der in die Heizstromleitung zu dem betreffenden Kochfeldheizelement 31 bzw. 32 eingeschaltet ist.
  • Der Zusatzmodul 20 enthält einen Mikrocontroller 3, der die Sensorsignale auswertet und für die Temperaturmessung in Temperaturwerte bwz. für die Topferkennung in Statussignale umwandelt. Diese Informationen stellt der Zusatzmodul 20 der Kochfeldsteuerung 10 über eine Kommunikationsschnittstelle 22 zur Verfügung.
  • Die Kochfeldsteuerung 10 erhält mit der Information über die Temperatur der Glaskeramik die Möglichkeit, mit dem jeweils ohnehin in der Kochstufensteuerung für jede Kochstelle vorhandenen Taktrelais zusätzlich die Funktion eines Temperaturbegrenzers zu erfüllen. Das Taktrelais (Blöcke 11, 12), das in den Leistungskreis des jeweiligen Kochstellenheizelements 31, 32 eingeschleift ist, dient an sich der Impulsbreitensteuerung bei der Stromversorgung des Heizelements der betreffenden Kochstelle. Durch Halten des Taktrelais im ständig geöffneten Zustand kann die Kochstelle bei einem Überschreiten der Maximaltemperatur von der Stromversorgung abgetrennt werden.
  • Zur Bewerkstelligung dieser Temperaturbegrenzerfunktion enthält die Kochfeldsteuerung 10 eine Signalauswerteschaltung 13, die mit der Kommunikationsschnittstelle 22 des Zusatzmoduls 20 verbunden ist. Die Signalauswerteschaltung 13 fragt die Temperatur der einzelnen Kochstellen über die Kommunikationsschnittstelle 22 zyklisch ab, und aufgrund dieser Abfrage übermittelt jeweils der Zusatzmodul 20 diese Information über die Kommunikationsschnittstelle 22 an die Kochfeldsteuerung 10. In der Signalauswerteschaltung 13 der Kochfeldsteuerung 10 wird die gemessene und übermittelte Ist-Temperatur jeder Kochstelle permanent mit der maximal zulässigen Kochstellentemperatur verglichen. Bei einem Überschreiten der Maximaltemperatur an einer Kochstelle steuert die Signalauswerteschaltung 13 den der jeweiligen Kochstelle zugeordneten Block 11 bzw. 12 an und bewirkt, daß die dieser Kochstelle zugeordnete Impulsbreitensteuerung das Taktrelais ständig in der Offenstellung hält und so das betreffende Heizelement 31 bzw. 32 vom Speisestrom abgetrennt ist. Auf diese Weise übernimmt das Taktrelais neben der Impulsbreitensteuerung unter dem Einfluß der Signalauswerteschaltung 13 auch noch die Funktion eines Temperaturbegrenzers für die jeweilige Kochstelle.
  • Damit ist allerdings noch nicht die geforderte Sicherheit erfüllt. Sollte ein Taktrelais verkleben bzw. in der Offenstellung hängenbleiben, könnte die Kochstelle außer durch Entfernen der Gerätesicherung in der Hausinstallation nicht mehr abgeschaltet werden.
  • Um dieses Problem zu lösen, ist im Zusatzmodul 20 eine zweite Schutzabschaltungsmöglichkeit realisiert. Sie springt ein, wenn eine der gemessenen Temperaturen weiter über die maximal zulässige Temperatur ansteigt.
  • Dazu enthält der Zusatzmodul 20 einen Lastteil 23 mit mindestens einem Hauptrelais, über welches der Speisestrom für die Heizkörper der Kochstellen vom Netzanschluß N zur Kochfeldsteuerung gelangt. Es kann ein einziges Hauptrelais für das gesamte Kochfeld oder jeweils ein Hauptrelais für jede Kochstelle oder eine Gruppe von Kochstellen vorgesehen sein. Auf dieses mindestens eine Hauptrelais hat nur der Zusatzmodul 20 Zugriff .
  • Um diese Schutzabschaltungsfunktion wahrzunehmen, führt der Mikrocontroller 21 unabhängig von dem in der Signalauswerteschaltung 13 der Kochfeldsteuerung 10 durchgeführten Vergleich, ob die für jede Kochstelle gemessene Temperatur unterhalb der zulässigen Maximaltemperatur liegt, einen eigenen Vergleich der gemessenen Temperatur mit einem etwas höheren Schwellenwert durch, um zu überprüfen, ob die gemessene Temperatur nach Erreichen der Maximaltemperatur etwa noch weiter ansteigt. Sollte dies der Fall sein, würde das signalisieren, daß die Temperaturbegrenzerfunktion von der Kochfeldsteuerung 10 nicht ordnungsgemäß wahrgenommen wird. Steigt also eine der gemessenen Temperaturen weiter über die maximal zulässige Temperatur an, spricht bei Erreichen des vorgegebenen Schwellenwerts eine Auslöseschaltung 24 an, die mit dem Lastteil 23 verbunden ist und das jeweilige Hauptrelais betätigt und öffnet und damit den Speisestrom schon vorderhalb der Impulsbreitensteuerung der Kochfeldsteuerung 10 vom Netz abtrennt.
  • Ein Abschalten des oder der Hauptrelais wird ebenfalls über die Auslöseschaltung 24 ausgelöst, wenn der Mikrocontroller 21, der auch ständig eine Plausibilitätskontrolle der bei ihm einlaufenden Meßdaten von den Sensoren, z.B. 33, 34, durchführt, schwere Fehler in den Meßergebnissen feststellt wie beispielsweise große Temperatursprünge im Sekundenbereich, fehlende Temperatursignale usw., die auf Sensorbruch, Leitungsstörungen usw. hindeuten können.
  • Auf diese Weise überwacht der Zusatzmodul 20 sowohl die richtige Funktion der Sensoren als auch die richtige Funktion der Kochfeldsteuerung 10, soweit diese die Temperaturbegrenzerfunktion wahrnimmt.
  • Umgekehrt überwacht die Kochfeldsteuerung 10 über die Signalauswerteschaltung 13 ihrerseits die Funktion des Zusatzmoduls 20. Wird beispielsweise in der Kochfeldsteuerung festgestellt, daß der Mikrocontroller 21 des Zusatzmoduls nicht mehr korrekt arbeitet, sperrt die Kochfeldsteuerung die Taktrelais (Blöcke 11, 12) aller Heizelemente 31, 32 und trennt die Heizelemente dadurch vom Speisestrom ab. Ereignisse, die von Signalauswerteschaltung 13 der Kochfeldsteuerung 10 als Fehlfunktion des Zusatzmoduls 20 interpretiert werden, sind beispielsweise ein Abbrechen der Kommunikation zwischen beiden Modulen, oder der Empfang unplausibler Informationen, beispielsweise Temperatursignale einer nicht im Betrieb befindlichen Kochstelle, oder sehr schnelle Temperatursprünge. Die Kochfeldsteuerung sperrt dann die Taktrelais aller Heizelemente in der Offenstellung, da dann mangels brauchbarer Temperaturinformationen keine Temperaturbegrenzerfunktion mehr möglich ist.
  • Bei der erfindungsgemäßen Temperaturschutzsbegrenzungseinrichtung kann daher auf die mechanischen Stabregler im Heizelement verzichtet werden, ohne daß die Sicherheit beeinträchtigt wird. Die erfindungsgemäBe Temperaturschutzbegrenzungseinrichtung erfüllt die Schutzbegrenzungsfunktion bei genauerer Temperaturerfassung über Sensoren direkt am Glaskeramikkochfeld durch die beiden sich gegenseitig kontrollierenden Module Kochfeldsteuerung und Zusatzmodul mit doppelter Sicherheit.

Claims (5)

  1. Einrichtung zur Temperaturschutzbegrenzung eines Glaskeramik-Kochfelds (30) mit einer als erstes Modul arbeitenden Kochfeldsteuerung (10), die den Heizstrom zum Heizelement (31, 32) jeder Kochstelle entsprechend einer jeweiligen Heizstufenvorgabe über eine Impulsbreitensteuerung (11, 12) mittels eines in die Heizstromleitung geschalteten Taktrelais steuert, und mit am Glaskeramik-Kochfeld angeordneten, den einzelnen Kochstellen zugeordneten Sensoren (33, 34) zur Temperaturerfassung,
    wobei gilt:
    a) Der Kochfeldsteuerung (10) ist ein mit dieser über eine Schnittstelle (22) kommunizierender Zusatzmodul (20) zugeordnet, der eine Signalverarbeitungsschaltung (21) enthält, die mit den Sensoren (33, 34) verbunden ist und die Sensorausgangssignale in Temperatursignale umsetzt,
    b) die Kochfeldsteuerung (10) enthält eine Signalauswerteschaltung (13), welche die Temperatursignale von der Signalverarbeitungsschaltung (21) des Zusatzmoduls (20) empfängt und jeweils mit einem Maximaltemperaturwert vergleicht,
    c) die Signalauswerteschaltung (13) der Kochfeldsteuerung (10) bewirkt eine erste Schutzabschaltungsmöglichkeit durch Sperren des Taktrelais (11, 12) in der Heizstromleitung zum Heizelement (31, 32) der betreffenden Kochstelle in der Offenstellung, wenn und solange ein Temperatursignal für die betreffende Kochstelle den Maximaltemperaturwert erreicht,
    d) die Signalverarbeitungsschaltung (21) des Zusatzmoduls vergleicht die gemessenen Temperaturwerte ihrerseits mit einem etwas oberhalb des Maximaltemperaturwerts liegenden Schwellenwert,
    e) die Signalverarbeitungsschaltung (21) bewirkt eine von der ersten Schutzabschaltungsmöglichkeit unabhängige zweite Schutzabschaltungsmöglichkeit durch Öffnen eines der Kochfeldsteuerung (10) in der Heizstromleitung vorgeschalteten Hauptrelais (23), welches im Zusatzmodule (20) enthalten ist, wenn ein einer Kochstelle zugeordneter Temperaturwert den Schwellenwert erreicht,
    wobei sich
    f) der Zusatzmodul (20) und die Kochfeldsteuerung gegenseitig auf Fehlfunktionen überwachen und bei Auftreten von Fehlfunktionen die Heizelemente (31,32) sperren.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswerteschaltung (13) der Kochfeldsteuerung (10) die Temperatursignale zyklisch über die der Signalverarbeitungsschaltung (21) des Zusatzmoduls (20) zugeordnete Kommunikationsschnittstelle (22) abfragt.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalauswerteschaltung (13) der Kochfeldsteuerung (10) außerdem die Plausibilität der von der Signalauswerteschaltung (21) übermittelten Temperatursignale überprüft und auch bei einer Kommunikationsunterbrechung mit der Signalverarbeitungsschaltung (21) oder bei Plausibilitätsfehlern, wie beispielsweise der Signalisierung schneller Temperatursprünge das Sperren der Taktrelais in der Heizstromleitung aller Kochstellen in der Offenstellung bewirkt.
  4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalverarbeitungsschaltung (21) des Zusatzmoduls (20) eine Auslöseschaltung (24) zugeordnet ist, die, wenn ein Temperatursignal den Schwellenwert erreicht, das Hauptrelais (23) öffnet.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Heizstromleitung jedes Heizelements (31, 32) oder für Heizelementgruppen jeweils ein eigenes Hauptrelais (23) vorgesehen ist.
EP99111237A 1998-06-24 1999-06-09 Einrichtung zur Temperaturbegrenzung eines Glaskeramikfeldes Expired - Lifetime EP0967840B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19828052A DE19828052A1 (de) 1998-06-24 1998-06-24 Einrichtung zur Temperaturbegrenzung eines Glaskeramikkochfelds
DE19828052 1998-06-24

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Publication Number Publication Date
EP0967840A2 EP0967840A2 (de) 1999-12-29
EP0967840A3 EP0967840A3 (de) 2001-11-14
EP0967840B1 true EP0967840B1 (de) 2006-03-08

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ID=7871819

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EP99111237A Expired - Lifetime EP0967840B1 (de) 1998-06-24 1999-06-09 Einrichtung zur Temperaturbegrenzung eines Glaskeramikfeldes

Country Status (4)

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US (1) US6124576A (de)
EP (1) EP0967840B1 (de)
DE (2) DE19828052A1 (de)
ES (1) ES2258304T3 (de)

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