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Temperaturregeleinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperaturregeleinrichtung
für eine elektrische Kochplatte mit Ankoch- und Fortkochbereich und einem in der
Kochplatte angeordneten Temperaturfühler, deren Energiezufuhr durch einen beheizten,
mit Verzögerung wirksam werdenden Bimetall-Heizenergieregler, der das Umschalten
von dem Ankoch- in den Fortkochbereich bewirkt, gesteuert wird, wobei die
je-
weils gewünschte Heizenergie für den Fortkochbereich durch einen den Bimetall-Heizenergieregler
beeinflussenden Sollwerteinsteller im voraus einstellbar ist.
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Bei Bimetall-Energiereglem für elektrische Wärmegeräte, insbesondere
Kochplatten, ist es bekannt, die den Wärmegeräten zuzuführende Wärmeenergie in Abhängigkeit
von dem Verhältnis der Ein- und Ausschaltzeit eines Regelkontaktes stufenlos zu
regeln. Im allgemeinen sind bei derartigen BimetaR-Energiereglern zwei miteinander
verbundene, um eine Achse gemeinsam verschwenkbare Bimetalle vorgesehen, von denen
das von einer Heizwicklung beheizte Bimetall auf einen Schnappschalter einwirkt
und das den Einfluß der Umgebungstemperatur ausgleichende Kompensationsbimetall
von einer Sollwert-Einstellvorrichtung beeinflußt wird wodurch die jeweils ge-9
t2 wünschte Wärmeenergie im voraus einstellbar ist. Bekannt ist auch eine Einrichtung
zur Regelung der Wärmeerzeugung unter Verwendung eines Temperaturreglers für eine
elektrische Kochplatte, bei der der Temperaturregler ein auf zwei Folgekontakte
einwirkendes Verstellorgan hat, wobei das Kochgerät im Schließzustand beider Folgekontakte
eine ununterbrochene Energiezufuhr, im ungleichen Zustand Schaltzustand eine Energiezufuhr
in Impulsen und im öffnungszustand beider Folgekontakte keine Energiezufuhr erhält.
Das Verstellorgan ist dabei derart ausgebildet, daß die Temperatur im »Kochbereich«
gleichbleibend, im »Wärme-« und »Bratbereich« dagegen steigend bzw. fallend ist.
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Der Zweck dieser Regeleinrichtung ist der, daß nach dem Verdampfen
des Wassers des im Kochgefäß befindlichen Kochgutes das Kochgefäß keine höhere Temperatur
annehmen kann, als die Verdampfungstemperatur des Wassers beträgt. Mit dieser bekannten
Regeleinrichtung soll also erreicht werden, daß ein Anbrennen des Kochgutes ün Kochgefäß
nicht stattfinden kann, auch wenn das Wasser des im Kochgefäß befindlichen Kochgutes
bereits weitgehend verdampft ist.
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Diese bekannten Bimetall-Energieregler berücksichtigen jedoch nicht,
daß beim Ankochen einer größeren Kochgutmenge auch eine größere Heiz-e
energiemenge
über einen längeren Zeitraum der Kochplatte zuzuführen ist als beim Ankochen einer
kleineren Kochgutmenge.
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Um nun eine sehr kurze Aufheizzeit der elektrischen Kochplatte zu
erreichen, ist bei einem bekannten Bimetall-Energiere,-,ler mit beheiztem Arbeitsbimetall
eine Einrichtung zur thermischen Verzögerung in Form einer Metallplatte zwischen
Bimetall und dessen Heizwicklung vorgesehen. Durch diese Maßnahme wird der Bimetall-Energieregler
erst zu einem späteren Zeitpunkt voll wirksam, so daß in der ersten Einschaltperiode
die gesamte Leistungsaufnahme der Kochplatte eingeschaltet ist.
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Auch dieser Bimetall-Energieregler weist den Nachteil auf, daß es
nicht möglich ist, im Ankochbereich die Zuführung der Heizenergiemenge in
Ab-
hängigkeit von der Kochgutmenge einzusteuern.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Bimetall-Heizenergieregler
derart auszubilden, daß eine Umschaltung von dem Ankochprozeß auf den Fortkochprozeß
unter Berücksichtigung der je-
weiligen Kochgutmenge und somit auch jeweils
erforderlichen Heizenergiemenge bzw. Zeitdauer der eingeschalteten Heizenergie möglich
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß parallel zum
Ruhekontakt des Bimetall-Fleizenergiereglers ein in Reihe mit einem Ruhekontakt
liegendes beheiztes Arbeitsbimetallelement geschaltet ist, das erst nach der Zuführung
der der voreingestellten Heizenergie für den Fortkochbereich entsprechenden Ankochheizenergie
selbsttätig durch öffnen des Ruhekontaktes auf die Zuführung der voreingestellten
Heizenergie für den Fortkochbereich umschaltet.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin.
daß die ZuführunLy der Heizenergie
zur Kochplatte beim automatischen
Kochablauf im Ankochbereich unter Berücksichtigung der jeweiligen Kochgutmenge bewirkt
wird, d. h. also, daß beim Ankochen einer größeren Kochgutmenge auch eine
größere Heizenergiemenge über einer längeren Zeitdauer zugeführt wird als beim Ankochen
einer kleineren Kochgutmenge. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die Kochplatte
auch bereits, wie erwünscht, nach Beendigung der Ankochzeit die für den Fortkochprozeß
erforderliche Kochplattentemperatur erreicht.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
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In der Zeichnung ist mit 1 eine elektrische Kochplatte bezeichnet,
die durch Schließen von Anschaltkontakten 2, 3 an die Netzspannung gelegt
wird. In Reihe mit der Kochplatte 1 liegt der Ruhekontakt 4 eines in der
Zeichnung nicht dargestellten Bimetall-Heizenergiereglers, der von einem ebenfalls
nicht dargestellten Sollwerteinsteller, der als Kurvenscheibe ausgebildet ist, beeinflußbar
ist. Der Sollwerteinsteller dient dabei zum stufenlosen Einstellen der jeweils ,-ewünschten
Fortkochenergie. Ebenfalls in Reihe mit 3
der Kochplatte liegt ein Verstimmungswiderstand
7
und ein in der Kochplatte angeordneter Temperaturfühler 6 mit vorzugsweise
positivem Temperaturkoeffizienten. Der Ruhekontakt 4 des Bimetall-Heizenergiereglers
wird von einem beheizten Arbeitsbimetall 5 betätigt, das parallel zu dem
in Reihe liegenden Verstimmungswiderstand 7 und Temperaturfühler
6 geschaltet ist.
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Parallel zum Verstimmungswiderstand 7 liegt ein von dem Sollwerteinsteller
betätigbarer überbrückungskontakt 8 eines Hilfsschalters, der nur im unteren
Regelbereich - Kochbereich des automatischen Kochablaufes mit Temperaturen
bis zum Siedepunkt, bei dem nach Beendigung des Ankochprozesses automatisch auf
Fortkochen umgeschaltet wird - immer geöffnet ist.
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Parallel zum Verstimmungswiderstand 7 ist ein weiterer Kontakt
9 eines in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestellten fremdbeheizten Hilfs-Bimetallschalters
vorgesehen, dessen beheiztes Arbeitsbimetallelement10 parallel zum Ruhekontakt4
des Bimetall-Heizenergiereglers geschaltet ist.
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Der Hilfs-Bimetallschalter mit seinem vorzugsweise hochohmig ausgelegten
beheizten Arbeitsmetallelement 10 ist an der Unterseite der Kochplatte
1 derart angeordnet und abgeschirmt, daß er im wesentlichen nur von der Temperatur
der Kochplattenoberfläche beeinflußbar ist, von der Heizungswicklung der Kochplatte
selbst jedoch nicht beeinflußt werden kann.
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Die Schaltanordnung arbeitet folgendermaßen: Soll eine nur geringe
Flüssigkeitsmenge, beispielsweise ein halber Liter, zum An- und Fortkochen gebracht
werden, so wird dementsprechend auch nur eine geringe An- bzw. Fortkochenergie benötigt.
Mit dem Sollwerteinsteller, dessen Skala nach der für die Norm vorgesehenen Teilung
in zwölf Kochbereiche unterteilt ist, wird daher eine der Kochgutmenge entsprechende
geringe Fortkochenergie voreingestellt, wobei mit dessen Drehung auch zugleich die
Anschaltkontakte 2, 3 geschlossen werden. In diesem Einstellbereich ist die
Einschaltdauer des Ruhekontaktes 4 des Bimetall-Heizenergiereglers im Verhältnis
zu seiner Aussehaltdauer verhältnismäßig kurz. Gleichzeitig mit der Einstellung
des Sollwerteinstellers ist der überbrückungskontakt 8 geöffnet worden, jedoch
wird der Verstimmungswiderstand 7 zunächst noch von dem Ruhekontakt
9 des Hilfs-Bimetallschalters überbrückt.
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Während der Ausschaltzeiten des Ruhekontaktes 4 des Heizenergiereglers
wird nun aber das beheizte Arbeitsbimetallelement 10 des Hilfs-Bimetallschalters
vom Strom durchflossen. Je kürzer die Einschaltzeit des vom beheizten Arbeitsbimetall
5 gesteuerten Ruhekontaktes 4 ist, desto länger wird die Schaltpause und
somit die Einschaltzeit des beheizten Arbeitsbimetallelements 10 des Hilfs-Bimetallschalters,
der den Ruhekontakt 9 steuert.
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Mit zunehmender Kochplattentemperatur erhöht sich nun der Widerstand
des Temperaturfühlers 6 und hierdurch auch der das beheizte Arbeitsbimetall
5 des Bimetall-Heizenergiereglers durchfließende Strom, so daß infolge häufigeren
öffnens des Ruhekontaktes 4 des Bimetall-Heizenergiereglers das beheizte Arbeitsbimetallelement
10 des Hilfs-Bimetallschalters stärker erwärmt wird.
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Das beheizte Arbeitsbimetallelement 10 und der Hilfs-Bimetallschalter
sind erfindungsgemäß so ausgelegt, daß der Ruhekontakt 9 ' geöffnet wird,
wenn bei der Kochplatte 1 und damit entsprechend auch bei dem Temperaturfühler
6 die der zugeführten Ankochenergie jeweils entsprechende Temperatur praktisch
nicht mehr ansteigt, da der Temperaturfühler seinen höchsten Widerstandswert erreicht
hat.
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Mit dem öffnen des Ruhekontaktes 9 wird nun die überbrückung
des Verstimmungswiderstandes 7
aufgehoben und dadurch die Kochplatte
1 von Ankochen auf Fortkochen umaeschaltet. Die mit dem Sollwerteinsteller
vorgewählte Fortkochleistung wird nun zugeführt. Ein Schließen des Ruhekontaktes
9
wird durch das beheizte Arbeitsbimetallelement 10
des Hilfs-Bimetallschalters,
das infolge impulsmäßigen öffnens des Ruhekontaktes 4 des Bimetall-Heizenergiereglers
weiterhin beheizt wird und infolge des Einwirkens der Kochplattentemperatur auf
das an der Kochplatte 1 angeordnete Arbeitsbimetallelement 10 des
Hilfs-Bimetallschalters verhindert.
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Der Fortkochvorgang wird von Hand durch entsprechende Betätigung des
Sollwerteinstellers be-
endet.
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Soll dagegen eine größere Menge Kochgut, beispielsweise
3 Liter oder überwiegend Wasser enthaltende Speisen zum Ankochen und anschließendem
Fortkochen gebracht werden, so wird mittels der Kurvenscheibe des Sollwerteinstellers
eine entsprechende große Fortkochenergie voreingestellt. Die Anschaltkontakte 2
und 3 werden geschlossen, während der überbrückungskontakt 8 dabei
ebenfalls geöffnet wird.
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Die Ausschaltzeiten des Ruhekontaktes 4 sind dadurch kürzer und die
Einschaltzeiten länger, dementsprechend wird das beheizte Arbeitsbimefallelement
10 weniger stark aufgeheizt, so daß der Ruhekontakt 9
erst zu einem
späteren Zeitpunkt öffnet. Die Ankochzeit wird auf diese Weise verlängert, und die
Kochplatte hat auch bei einer größeren Kochgutmenge nach Beendigung der Ankochzeit
mit Sicherheit die für den Fortkochprozeß erforderliche Temperatur erreicht.
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Nach dem öffnen des Ruhekontaktes 9 wird dann, wie vorstehend
am Beispiel des An- und Fortkochens
einer kleineren Kochgutmenge
bereits erläutert, der Kochplatte die vorher eingestellte Fortkochenergie zugeführt.
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Der Ruhekontakt 9 wird sich, weil das ihn betätigende beheizte
Arbeitsbimetallelement 10 an der Kochplatte 1 angeordnet ist, bei
verhältnismäßig starkem Wärmeentzu 'g' z. B. dann, wenn auf die hochaeheizte Kochplatte
ein Gefäß mit kaltem Kochgut, z. B. Wasser, gestellt wird, wieder schließen, und
zwar unabhängig von dem Beheizungszustand des Arbeitsbimetallelementes
10.
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Der Kochprozeß beginnt dann wieder, wie oben beschrieben, mit dem
Ankochen. Entsprechend der Einstellung des Bimetall-Heizenergiereglers durch den
Sollwerteinsteller erfolgt nach Aufheizung des beheizten Arbeitsbimetalls
5 öffnen des Ruhekontaktes 4 bzw. Schließen nach Abkühlen des Arbeitsbimetalls.
In den Schaltpausen wird dabei das beheizte Arbeitsbimetallelement 10 weiter
aufgeheizt, bis dieses Bimetallelement genügend erwärmt ist, so daß der Ruhekontakt
9 geöffnet wird und somit der Kochplatte die eingestellte Fortkochenergie
zugeführt werden kann.
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Es ist beispielsweise möglich, die Änderung des Stromes für das Bimetall
auf den Ruhekontakt 4 des Heizenergiereglers einwirkende Arbeitsbimetall
5
dadurch zu erzielen, daß nicht die Größe des Verstimmungswiderstandes
7, sondern die Windungszahl der Heizwickluncr des beheizten Arbeitsbirnetalls
5
entsprechend geändert wird. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß der Hilfs-Bimetallschalter
bei Öffnen seines Ruhekontaktes 9, der in diesem Fall als Umschaltkontakt
ausgebildet sein muß, die wirksame Windungszahl der mit einer Anzapfung versehenen
Heizwicklung des ArbeitsbimetaIls 5 verkleinert, wodurch wiederum die Beheizung
vergrößert wird. Durch diese Maßnahme wird dann erreicht, daß der Bimetall-Heizenergieregler
nach dem Umschalten häufiger taktet, d. h. den Ruhekontakt 4 häufig öffnet
und schließt.
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Im Prinzip ist der Erfindungsgedanke auch dann anwendbar, wenn der
Temperaturfühler in der Kochplatte nicht einen positiven, sondern einen negativen
Temperaturkoeffizienten aufweist.