Regeleinrichtung für eine Massekochplatte Wenn man das Kochgut in einem Kochgefäss oder den Inhalt einer Bratpfanne aufheizen will, ist man im .allgemeinen bestrebt, eine möglichst grosse Heizleistung, z. B. 2000 Watt, zu benutzen, um die Temperatursteigerung bis zur erwünschten Tempe ratur so rasch wie möglich zu erreichen. Zum Fort kochen benötigt man dann nur noch eine Hellei stung, die im ,allgemeinen 8 Abis <B>15%</B> der Anfahr- leistung beträgt.
In der Küche werden vornehmlich Wasser oder wasserhaltige Gemische aufgeheizt, die eine Tempe raturerhöhung über die Siedetemperatur des Wassers hinaus nicht zulassen, denn, sobald das Wasser ver dampft, tritt eine Temperaturerhöhung nicht mehr auf. Hierdurch ist es schwierig, einen Dauerzustand so einzuregulieren, dass die Wärmezufuhr sich dem ausserordentlichen verschiedenen Wärmebedarf der verschiedenen Kochgüter immer selbsttätig .anpasst.
Es ist bekannt, bei elektrischen Heizrohrkloch- platten in :der Mitte einen in einer feststehenden Dose ,geführten scheibenförmigen Fühler eines hy draulischem Reglers anzuordnen, der sich federnd nachgiebig an den Boden des Kochtopfes anlegt. Hierbei wird die Fühlerscheibe praktisch nur von der Temperatur des Kochgutes durch Wärmeleitung über den Kochtopfboden beeinflusst. Die Fühler scheibe kann .also keine höhere Temperatur als das Kochgut annehmen.
Da aber bei wasserhaltigem Kochgut eine Temperatursteigerung über die Siede temperatur des Wassers hinaus nicht stattfindet, ist eine Einregulierung des Dauerzustandes im Wege einer echten Temperaturregelung nicht möglich. Man hat das Problem in der Weise zu lösen versucht, dass man vor Erreichen :des kritischen Punktes, d. h. der am Regler eingestellten Temperatur durch S.im- mern der Anfahrleistung, z. B. unter Zuhilfenahme eines vom Betriebsstrom beheizten Bimetallstreifens, eine mittlere Fortkochleistung einregulierte.
Die 'Sim- merung hat den grossen Nachteil, dass die Dosierung der Wärmezufuhr in keinem Zusammenhang mit der Temperatur des Heizelements und dem tatsächlichen Wärmebedarf des Kochgutes steht.
Man hat auch bei Anordnung einer sich an den Kochtopfboden anlegenden Fühlerscheibe eines hy draulischen .Reglers schon vorgeschlagen, beim Er reichen einer gewünschten Temperatur die Heiz- leistung zu teilen, indem man die Kochplatte mit zwei Heizrohren ausrüstete und in dem Regler zwei bei geringfügig verschiedenen Fühlertemperaturen an sprechende Regelkontakte vorsah,
wobei der auf die niedrigere .Fühlertemperatur ansprechende Regelkon takt beiden Heizrohren und der auf die höhere Fühlertemperatur ansprechende Regelkontakt nur dem einen :Heizrohr zugeordnet ist.
Hierbei soll die Tatsache ausgenutzt werden, dass die Temperatur des nur von dem Kochgut .her be- einflussten Temperaturfühlers, solange dem Kochgut viel Wärme zugeführt wird und seine Temperatur rasch steigt, stark hinter der Kochgutte:
mperatur nacheilt und, wenn nach Reduzierung der Heizlei- stung die Temperatur des Kochgutes nur noch lanb sam oder nicht mehr zunimmt, das Wärmegefälle vom Kochgut zum Fühler kleiner wird, also die Fühlertemperatur auf alle Fälle noch ansteigt. Die zum Regeln notwendige Temperatursteigerung am Fühler vollzieht sich also durch Wärmeleitung über das Kochgut, und die Zeitdauer bis zum Ansprechen des zweiten Regelkontaktes hängt davon ab, wie gross der Wärmedurchgangswiderstand des Kochgutes ist.
Hat das Kochgut, z. B. Reis, einen grossen Wärmedurch- gangswiderstand, so ist die Zeit bis zum Ansprechen des zweiten Regelkontaktes gross, und es wird dem Kochbgut noch lange Wärme zugeführt. Bei Kochgut, das einen .grossen Anteil von Feststoffen, d. h. einen grossen Wärmedurchgangswiderstand hat, wird ,also das völlige Abschalten der Heizung ;stark verzögert und unerwünscht viel Wasser verdampft, so dass ein Anbrennen des .Kochgutes unvermeidlich ist.
Ausser dem ist eine Rohrheizplatte mit zwei Heizrohren erheblich teurer -als eine solche mit nur einem Heiz rohr, in welchem man ohne weiteres die gesamte Heizleistung von beispielsweise 2000 Watt unter bringen könnte. Man muss durch die Unterteilung der Leistung praktisch die doppelte Rohrlänge vorsehen, wenn man eine .gute Energieverteilung, besonders bei der niedrigen Heizleistung, die für die Regulierung in Betracht kommt, erreichen will.
Diese Nachteile werden gemäss der Erfindung dadurch vermieden, :dass bei einer Regeleinrichtung für eine Massekochplatte, welche einen ungeheizten Mittelteil und mindestens zwei in einem diesen umge benden Heizring eingebettete, durch einen Tempe raturregler geschaltete Heizleiter für das Ankochen und das Fortkochen aufweist,
in einem Durchbruch des ungeheizten Mittelteiles des Plattenkörpers die Führungsdose eines sich .an .einen Kochtopfboden anzulegen bestimmten scheibenförmigen Temperatur fühlers eines hydraulischen Reglers mit Wärmeikon- takt eingesetzt isst, und der Regler zwei Regelkon takte, welche auf verschiedene Fühlertemperaturen ansprechen, besitzt,
von welchen der auf die nied rigere Fühlertemperatur ansprechende Regelkontakt dem die zum Ankochen erforderliche grosse Heiz- leistung aufnehmenden Heizleiter und der auf die höhere Fühlertemperatur ansprechende Regelkontakt ,dem die zum Fortkochen erforderliche niedrigere Heizleistung aufnehmenden Heizleiter zugeordnet ist.
Hierdurch ergibt sich eine grundlegend andere Wirkung als bei der bekannten Anordnung des .am Kochtopfboden anliegenden Fühlers in einer Heiz rohrkochplatte. Beispielsweise hat die Massekoch- platte eine relativ hohe Wärmekapazität bzw. kann mit beliebiger Wärmekapazität gebaut werden.
Es fin det also nach dem Umschalten von der hohen An kochleistung auf die niedrige Fortkochleistung noch eine ausreichende Wärmezufuhr zum Kochgut dadurch statt, dass der ringförmige Plattenkörper einen Teil der in ihm gespeicherten Wärmemenge über den Kochtopfboden an das Kochgut weiter leitet. Die Umschaltung kann also schon bei einer Kochguttemperatur erfolgen, die noch erheblich un terhalb der Siedetemperatur des Wasser . liegt, ohne dass die Anheizzeit nennenswert verlängert wird.
Da durch, dass der Fühlen z. B. mit dem ihn rings um schliessenden Plattenkörper einen igewlssen Wärme kontakt hat, nimmt der Fühler eine höhere Tempe ratur als das Kochgut an. Es wird .also auch über den Fühler dem Kochgut Wärme zugeführt. Ist der Wärmedurchgangswiderstand des Kochgutes gross wie z.
B. bei Reis mit Milch, so wird - infolge eines Wärmestaues im Kochgut in Bodennähe - der Wärmefluss vom Kochtopfboden zum Kochgut ver langsamt. Hierdurch steigt die Temperatur der Koch- platte an, und es fliesst in ,erheblichem Mass Wärme von,der Kochplatte nach dem Fühler ab. Die Tempe ratur des Fühlers steigt somit rasch an, wodurch die Fortkochleistung durch den zweiten Regelkontakt entsprechend rasch abgeschaltet wird.
Enthält der Kochtopf aber nur Wasser, dann ist der Energietransport von der Kochplatte zum Kochgut erheblich. Es fehlt der Wärmestau im Was ser oberhalb des Kochtopfbodens. Die Kochplatte bleibt kühler, und der Wärmefluss zum Temperatur fühler ist nur gering. Die .Fortkochleistung bleibt also eine längere Zeit wirksam.
Wird nun die Fort kochleistung so .gewählt, dass sie .etwa dem doppelten Wert der Verlustleistung des Systems bei Siede temperatur des Kochguts entspricht, so ist die Ge währ gegeben, dass beim Kochen von Wasser die Fortkochleistung ständig wirksam bleibt, .also nicht abgeschaltet wird, ohne dass ein übermässiges Sieden stattfindet.
Die Verlustleistung des Systems ist z. B. beb gleichem Kochtopfdurchmesser von der im Koch topf befindlichen .Kochgutmen:ge nur in unbedeuten dem Mass abhängig. Die in das Kochgut eingehende Verdampfungswärme zur Aufrechterhaltung des Sie dens ist im wesentlichen nur von dem Topfdurch messer und nur in geringem Mass von der Füllung des Topfes abhängig, denn der zu deckende Verlust durch Wärmeübergang an die Raumluft ändert sich .mit dem Grad der Füllung des Topfes nur wenig.
Bei in Haushaltherden üblichen Kochplatten mit einem Durchmesser von 180 .bis 200 mm liegt die Verlustleistung bei Aufrechterhaltung der Siedetem peratur des Wassers etwa bei<B>150</B> Watt. Mit einer zweimal so grossen Heizleistung, also etwa 300 Watt, ist bei dünnflüssigem Kochhaut, z. B. reinem Wasser, das dem Wärmefluss vom Heizkörper her nur einen geringeren Widerstand entgegensetzt, mit einem Ab schalten der Fortkochleistung kaum oder selten zu rechnen, weil der Wärmefluss vom Heizkörper .zum Fühler nur gering ausfällt.
Hiernach steht für den kritischen Bereich um l00 C ein System zur Verfügung, das für die Ruf heizung durch Vorhandensein einer hohen Wärme kapazität eine sichere Schonstrecke zwischen Anfahr- leistung und Fortkochleistung und eine Aufteilung von Anfahrleistung und Fortkochleistung ermöglicht, innerhalb der die Hausfrau beim Kochen beliebiger Speisen keine Gefahr läuft. Die Anfahrleistung wird voll wirksam.
Durch .die Eigenart der Koppelung ,des Fühlers .mit dem ungeheizten Mittelteil des Plat tenkörpers -ergibt sich ein,Dreieekverhältnis zwischen dem Wärmeübergang Kochplatte / Topf, Kochgut, Kochplatte / Fühler bzw. Fühler / Topf, Kochgut, das ermöglicht, d.ass die zur Verfügung stehende Fort kochleistung sowohl bei empfindlichem Kochgut .mit einem grossen Anteil an Feststoffen, als auch beim einfachen Wasserkochen immer richtig dosiert wird.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in .der Zeichnung dargestellten Beispiels erläutert. ,Es zeigen: Fig. 1 eine Massekochplatte, teilweise im Schnitt, mit einem sich an den Kochtopfboden anlegenden scheibenförmigen Temperaturfühler und dem Tempe raturregler, Fig. 2 ,ein Schema der Schalteinrichtung, Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen in Betracht kommenden Temperaturregler, Fig. 4 eine Draufsicht hierzu bei .abgenommener Gehäusekappe.
Die in Fig. 1 gezeigte Kochplatte ist eine Masse kochplattebekannter Bauart, bei welcher der Koch plattenkörper 1 an einer Unterseite in einer Ring- zone Rillen 2 aufweist, in welchen die Heizleiter 3 in Isoliermaterial eingebettet sind. Ein .Mittelteil 4 der Kochplatte ist uribeheizt.
Ausserdem ist der Koch- plattenkörper 1 in bekannter Weise mit einem über- fallrand 5 versehen, der als rinnenförmiger Blech pressteil auf den Mantel -des Kochplattenkörpers 1 aufgepresst ist.
In dem uribeheizten Mittelteil 4 hat der Koch plattenkörper 1 einen Durchbruch 4', in den eine zylindrische 'Dose 6 fest eingesetzt, z. B. eingepresst, ist und daher mit dem Mittelteil 4 Wärmekontakt hat. Die Dose 6 ist nach unten durch einen Boden 7 ,abgeschlossen und hat oben eine durch einen ein wärtsgerichteten Flanschrand 8 eingefasste Öffnung.
Im Inneren der Dose ist lose ein scheibenförmiger Temperaturfühler 10 angeordnet, der :durch die Kraft ,einer sich an dem Dosenboden 7 abstützenden Schraubendruckfeder 9 in der Ruhelage gegen den Flanschrand 8 gehalten wird und hierbei mit seiner Oberseite die Kochplattenebene geringfügig überragt. Beim Aufsetzen eines Kochtopfes :auf die Kochplatte setzt sich der Kochtopfboden zuerst auf den scheiben förmigen.
Fühler 10 auf, der gegen die Kraft der Feder 9 nach unten ausweicht und .mit dem Koch topfboden in einem einen guten Wärmekontakt sichernden Xraftschluss bleibt. Der Temperaturfühler 10 fühlt also die Temperatur des Kochtopfbodens ,ab, die von der Temperatur des Kochgutes ab hängig ist.
Der mit einer Ausdehnungsflüssigkeit .gefüllte scheibenförmige Temperaturfühler 10 steht über ein Kapillarrohr 11 mit dem beim Ausführungsbeispiel als Membrandose ausgebildeten Schaltglied eines Temperaturreglers 12 in Verbindung, .der an Hand der ig. 3 und 4 nachstehend beschrieben wird. Damit der scheibenförmige Temperaturfühler 10 in ,der Dose 6 leicht beweglich ist, ist das Kapillarrohr 11 innerhalb der Dose in Schleifen .gelegt.
Die Kochplatte enthält beim Ausführungsbeispiel drei Heizleiter<I>X, Y,</I> Z. Die beiden Heizleiter <I>X</I> und Y haben die gleiche Heizleistung von je etwa 850 Watt, und der Heizleiter Z hat eine kleine Heizleistung von etwa 300 Watt, die als .Fortkoch- leistung in Betracht kommt. ,Alle drei Heizleiter liegen an den Zuleitungen 15 und 1-6 in Parallel schaltung. Den drei Heizleitern sind indem Tempe- raturschalter 12 zwei Regelkontakte 17 und 18 zu geordnet. Ferner sind sie durch einen in den Strom zuleitungen 15 und 16 vorgesehenen Doppelschalter 19, 20 doppelpolig abschaltbar.
Die beiden Regel kontakte 17 und 18 sind mit den Heizleitern<I>X, Y,</I> Z derart zusammengeschaltet, dass beim Schliessen der beiden Kontakte alle drei Heizleiter parallel geschaltet sind, also eine Heizleistung von etwa 2000 Watt erzielt .ist, und nach .Ausschalten des Kontaktes 17 nur der .Heizleiter Z mit etwa 300 Watt als Teilleistung eingeschaltet bleibt. Die beiden Regel kontakte 17 und 18 schalten in noch zu beschreiben der Weise bei verschiedenen, etwa 8 bis 13 C aus einauderliegenden Temperaturen, und zwar schaltet der dem leistungsschwachen Heizleiter Z zugeordnete Regelkontakt 18 bei der höheren Temperatur.
Hieraus ergibt sich folgende Wirkungsweise. Wird die Kochplatte durch Schliessen der -Schalter 19 und 20 eingeschaltet, so sind zunächst die beiden Regel kontakte 17 und 18 geschlossen, gleichgültig, auf welche Schalttemperatur der Temperaturregler ein gestellt ist. Es wird also in jedem Fall mit der maximalen Heizleistung von beispielsweise 2000 Watt angekocht. Dann steigt die Temperatur des Koch gutes rasch an. Ist die eingestellte Kochguttemperatur erreicht, so schaltet der Regelkontakt 17 die beiden leistungsstarken Heizheiter <I>X</I> und<I>Y</I> ab, und es bleibt ,der leistungsschwache Heizleiter Z eingeschaltet.
Für die weitere Aufheizung des Kochgutes steht dann ausser der Heizleistung des Heizleiters Z noch einige Zeit die im Kochplattenkörper gespeicherte Wärme zur Verfügung, so dass die Koch;guttempe- ratur vorläufig noch verhältnismässig rasch ansteigt.
Bei aus Wasser oder wasserhaltigen Gennischen be stehendem Kochgut, das eine Temperatursteigerung über die Siedetemperatur des Wassers hinaus nicht zulässt, wird der Regler so eingestellt, dass die Ab- schaltung der leistungsstarken ,Heizleiter <I>X</I> und<I>Y</I> durch den Kontakt 17 schon dann erfolgt, wenn die Siedetemperatur des Wassers im Kochgut noch nicht erreicht ist.
Die .Heizleistung des Heizleiters Z ist mit 300 Watt so bemessen, dass sie, wenn der Kochtopf nur Wasser .enthält, den Siedezustand des Kochbgutes sicher aufrechterhält, also eine Tempe ratursteigerung, bei welcher der Kontakt 17 erneut die Heizleiter <I>X</I> und<I>Y</I> .zuschalten würde, nicht auf tritt. Die richtige Einstellung es Temperaturreglers für solches Kochgut ist am Einstellkopf bezeichnet.
Da der Temperaturfühler 10 über seine mit dem Mittelteil 4 der Kochplatte Wärmekontakt besitzende Führungsdose 6 auch von der Kochplatte her er wärmt wird, liegt seine Temperatur höher als die .des Kochgutes, :so dass auch über den Fühler Wärme in das Kochgut eingeht. Die über den Fühler ab gezweigte Wärmemenge hängt davon ab, in welchem Ausmass von dem Heizring über den Kochtopfboden Wärme in das Kochgut fliesst. Setzt das Kochgut dem Wärmeeingang nur wenig Widerstand entgegen, wie z.
B. reines Wasser, so geht der Wärmefluss vor- nehmlich vom Heizring über den Kochtopfboden in das Kochgut, und es wird nur wenig Wärnne über den Fühler abgezweigt, die Fühlertemperatur steigt dann. nur geringfügig über die Kochguttemperatur .an. Die Folge ist,
dass der .Heizleiter Z im Dauer zustand eingeschaltet bleibt oder nur .selten abge schaltet wird. ,Setzt aber das Kochgut dem Wärmeeingang einen grossen Widerstand entgegen, wie z. B. Kochgut mit einem grossen Anteil an Feststoffen, so ist der Wärmefluss vom Heizring zum Kochgut gehemmt. Die Temperatur der .Kochplatte steigt und es fliesst zwangläufig viel Wärme zum Fühler ab.
Die Folge ist, dass der \Fühler rasch eine Temperatur annimmt, bei welcher -der zweite Regelkontakt 18 den Heiz- leiter Z abschaltet. Nach entsprechender Abkühlung des Kochplattenkörpers sinkt die Fühlertemperatur wieder so weit ab, dass der Regelkontakt 18 den Heizleiter Z wieder zuschaltet.
Hierbei [wirkt sich wiederum die Wärmekapazität der Messekochplatte günstig aus, indem sie eine grosse Schalthäufigkeit verhindert. Die mittlere Fortkochleistung ist somit kleiner als :die Heizleistung des Heizleiters Z.
Es passt sich also die Wärmezufuhr beim Fortkochen dem Wärmebedarf,des Kochgutes selbsttätig an. Mit Bezug auf Fig. 3 und 4 wird nachstehend eine beispielsweise -Ausführungsform eines geeigneten Temperaturreglers beschrieben. Das Reglergehäusebesteht .aus einer Grundplatte 21, und einer auf diese aufsetzbaren Gehäusekappe 22.
In die Grundplatte 21 ist eine Gewindebüchse 23 fest eingesetzt, z. B. eingenietet, in der die Regulier spindel 24 mit einem Gewinde aufweisenden dickeren Endabschnitt 25 schraubbar ist.
Auf der Stirnfläche des in den Gehäuseraum hineinragenden Spindel- abschnittes 25 stützt sich eine Memibrandose 26 mit einem .zentralen 'Bodenansatz 27 ab, der zum Zentrieren der Membrandose einen sich in einer axialen Bohrung der Regulierspindel führenden Zap- fenfortsatz 28 hat.
Die Mem#brandose 26 bildet mit dem in ihren Bodenansatz 27 eingelöteten, leicht biegbaren Kapillarrohr 11 und der an dessen freiem Ende angelöteten Fühlerscheibe 10, das mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllte Drucksystem. Das Kapillarrohr 11 ist in;
Spiralwindungen um den Bo denansatz 27 der Membrandose 26 herumgeführt und über eine nicht dargestellte, :auf der Cmundplatde 21 vorgesehene Klemme durch eine Ausnehmung ,der Gehäusekappe 22 nach aussen: herausgeführt.
Die Drehbewegung der Regulierspindel 24 ist in nicht dargestellter Weise auf nicht ganz eine Um drehung, z. B. 270 Winkelgrade, begrenzt. Seitlich .der Membrandose 26 ist auf der Grundplatte 21 ,das aus einem Isolierwerkstoff bestehende Gehäuse 29 eines Schnappschalters befestigt.
Der Schnapp- schalter hat zwei an sichbekannte und keiner näheren Beschreibung bedürfende Schnappschaltersysteme 30 mit je einem beweglichen Schaltkontakt 31 und einem feststehenden Gegenkontakt 32. Die beiden Schnapp systeme entsprechen den Regelkontakten 17 und 18 in Fig. 2. Von den beiden Kontaktmitteln jedes Schnappschaltersystems sind Anschlussfahnen 3.3 und 34 nach aussen herausgeführt.
Zur Betätigung jedes Schnappsystems ist ein Druckstift 35 auf der von der Grundplatte 21 abgekehrten Seite des Gehäuses 29 herausgeführt. Auf dieser Gehäuseseite ist zur Übertragung der Steuerbewegung der Membrane .auf ,die beiden Druckstifte 35 der Schnappsysteme 30 ein zweiarmiger Hebel 36 angeordnet,
der um eine gehäusefeste Achse 37 schwenkbar ist und mit seinem einen Hebelarm über die Mitte der Membran und mit seinem anderen Hebelarm über die beiden Druck stifte 3,5 greift. In dem über die .Membran greifenden Hebelarm ist eine Justierschraube 38 .gelagert, @die .gegen eine in der Mitte der Membran vorgesehene Druckscheibe 39 schraubbar und durch,eine Öffnung 40 der Gehäusekappe 22 mit einem Schraubenzieher zurBedienung zugänglich ist.
Der über das Schalter gehäuse 29 greifende Hebelarm steht unter der Kraft von die Druckstifte 35 umgebenden Schraubendruck federn 41, durch die der andere Hebelarm mit der Justierschraube 38 mit der Membran in Kraftschluss gehalten wird. Der schalterseitige Arm des über tragungshebels wirkt gleichzeitig auf die beiden Druckstifte 35 und besitzt für jedes Schnappsystem -eine Justierschraube 42.
Die beiden Justierschrauben 42 sind in der gleichen Weise wie die membran- seitige Justierschraube 38 von der der Grundplatte abgekehrten Seite .her d urch Löcher 43 der Gehäuse kappe 22 bedienbar. Sie dienen dazu, entweder ein gleichzeitiges oder, wie es im Rahmen der Erfindung in Betracht kommt, ein um eine bestimmte Tempe raturdifferenz von z.
B. 8 bis 13 C versetztes Aus- und Einschalten der beiden Schnappsysteme zu er zwingen. Die Justierschraube 38 über der Membran dient der gemeinsamen Nachstellung.
In strichpunktierten Linien ist vor der Grund platte in Fig. 3 ein von der Regulierspindel 24 durch- setzter Blockschalter 45 angedeutet, der den Doppel schalter 19, 20 (Fig. 2) enthält, welcher beim Her ausdrehen der Regulierspindel aus der Nullstellung geschlossen wird.