DE20005051U1

DE20005051U1 - Safety system for electric cookers

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Publication number: DE20005051U1
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Priority date: 2000-03-20
Filing date: 2000-03-20
Publication date: 2000-05-18
Anticipated expiration: 2010-03-21

Description

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Sicherheitssystem für Elektroherde
5Safety system for electric stoves
5

Elektroherde sind im Haushalt weit verbreitet, jedoch nur mit sehr geringem Schutz gegen Fehlhandhabung ausgestattet. Gegenwärtig wird über Leistungsvorgaben, zum teil kombiniert mit Teperaturregelungen, in die Leistungsangabe eingegriffen (Schalterstellung des Drehschalters, Serien- oder Parallelschaltung der Heizwicklung, Zweipunktregelung mit Thermostat). Die zeitliche Durchführung des Kochvorganges kann durch Zeitschaltuhren gesteuert werden. E-ingriffe, z.B. Anpassung der Leistung bzw. der Temperatur, bleiben dem Kochpersonal vorbehalten. Die Überwachung des Kochvorganges in Hinblick auf das gewünschte Ergebnis, insbesondere aber in Bezug auf die Sicherheit, erfordert eine praktisch ständig anwesende Person. Hochentwickelte Geräte weisen zusätzlich Temperatursensoren auf, die bei rotglühender Platte eine Abregelung der Leistungsabgabe 5 vornehmen.Electric stoves are widely used in households, but are only equipped with very little protection against incorrect handling. At present, the power specification is controlled by power settings, sometimes combined with temperature controls (setting the rotary switch, series or parallel connection of the heating coil, two-point control with a thermostat). The timing of the cooking process can be controlled by timers. Electric interventions, e.g. adjusting the power or temperature, are reserved for the cooking staff. Monitoring the cooking process with regard to the desired result, but especially with regard to safety, requires a person to be present practically all the time. Highly developed devices also have temperature sensors which reduce the power output when the plate is red-hot.

Wird der gesamte Haushalt von nur einer Person geführt, laufen üblicherweise gleichzeitig mit dem Kochen einzelne Tätigkeiten und plötzlich erforderliche Aktivitäten auch in anderen Räumen ab. Über längere Zeitspannen ist der Elektroherd somit ohne direkte menschliche Überwachung in Betrieb. Bedingt durch die Betriebsmöglichkeiten eines Elektroherdes können innerhalb weniger Minuten sehr hohe Temperaturen erreicht werden, z.B. liegt bei Überhitzung und anschließendes Feuerfangen von Öl ein hohes Gefährdungspotential für Personen und Sachwerte vor. Herkömmliche Herde sind gegen diese Zustände und Fehlbedienung nicht bzw. nur völlig unzureichend geschützt.If the entire household is run by just one person, individual activities and suddenly required activities usually take place in other rooms at the same time as cooking. The electric stove is therefore in operation for longer periods of time without direct human supervision. Due to the operating options of an electric stove, very high temperatures can be reached within a few minutes. For example, if oil overheats and then catches fire, there is a high risk potential for people and property. Conventional stoves are not protected against these conditions and incorrect operation, or are only completely inadequately protected.

Ein Elektroherd für den Haushalt ist üblicherweise eine Kocheinrichtung ohne besondere Sicherheitsfunktionen, wobei mehrere Kochstellen in ihrer Leistung bzw. Temperatur individuell über die Bedienelemente des Herdes einstell- bzw. regelbar sind. Die elektrische Energie wird über einen beispielsweise dreiphasigen Wechselstroman-Schluss bereitgestellt. Üblicherweise sind mehrere Kochstellen gleichzeitig in Betrieb, es werden unterschiedliche Speisen bei unterschiedlichen Heizleistungen bzw. Temperaturen über unterschiedliche, längere Zeiten zubereitet. Ein Betrieb des Elektroherds ohne direkte konti-5 nuierliche menschliche Überwachung im Haushalt ist in Bezug auf die Sicherheit kritisch, in der Praxis aber nicht zu vermeiden.An electric stove for the home is usually a cooking device without any special safety features, with several cooking zones whose power or temperature can be individually adjusted or regulated using the stove's controls. The electrical energy is provided via a three-phase alternating current connection, for example. Usually, several cooking zones are in use at the same time, and different dishes are prepared at different heat outputs or temperatures over different, longer periods of time. Operating the electric stove without direct, continuous human supervision in the home is critical in terms of safety, but in practice it cannot be avoided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Elektroherd zu schaffen, mit dem die Gefährdung von Personen undThe invention is based on the object of creating an electric stove with which the danger to persons and

Sachgütern aufgrund der typischen Betriebsweise eines Elektroherdes stark verringert werden kann.property can be greatly reduced due to the typical operation of an electric stove.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention are described in the further claims.

Der erfindungsgemäße Elektroherd weist ein Sicherheitssystem auf, das aus einem oder mehreren Bewegungssensoren, einer Bewegungsauswerteeinheit, einer Warneinrichtung und/oder einer Sicherheitsschalteinheit besteht.The electric stove according to the invention has a safety system consisting of one or more motion sensors, a motion evaluation unit, a warning device and/or a safety switching unit.

Der erfindungsgemäße Elektroherd bietet den Vorteil, dass durch Erkennen der längeren Abwesenheit einer Überwachungsperson und Erfassen von unzulässigen Betriebszuständen, wie besonders hohen Temperaturen, offenes Feuer, auch "Übergehen" von Töpfen usw., Warn- und/oder Abschaltmaßnahmen eingeleitet werden.The electric stove according to the invention offers the advantage that warning and/or shutdown measures are initiated by detecting the prolonged absence of a monitoring person and detecting inadmissible operating conditions, such as particularly high temperatures, open fire, even "overflow" of pots, etc.

0 Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beispielshaft näher erläutert. In diesen zeigen:0 The invention is explained in more detail below by way of example with reference to the drawings, in which:

Figur 1 : eine abstrakte Darstellung wesentlicher Komponenten eines bekannten Elektroherds, undFigure 1 : an abstract representation of essential components of a known electric stove, and

Figur 2 : eine abstrakte Darstellung wesentlicherFigure 2 : an abstract representation of essential

Komponenten des erfindungsgemäßen Elektroherds .
30Components of the electric stove according to the invention.
30

In der Figur 1 ist ein Elektroherd in üblicher Ausführung dargestellt. Er besteht aus einer Netzanschlussstelle 1, einer Stromzuleitung 2, einer Energieverteilung (Kabelklemme) 3, mehreren einzelnen Stell- bzw. RegeIelementen 4, hierfür mehreren Bedien- bzw. Einstellelementen 5, mehreren entsprechenden Heizelementen 6, mehreren Kochstellen 7, einem Herdgehäuse 8 (mit z.B. auch Backrohrklappen oder Backwagen), diversen Betriebsanzeigen bzw. Signalleuchten oder -summer 9, einer Zeitschaltuhr 10.Figure 1 shows a typical electric stove. It consists of a mains connection point 1, a power supply line 2, a power distribution (cable terminal) 3, several individual control elements 4, several operating or setting elements 5, several corresponding heating elements 6, several cooking zones 7, a stove housing 8 (with, for example, oven flaps or baking trolleys), various operating displays or signal lights or buzzers 9, and a timer 10.

Die Erfindung ergänzt einen herkömmlichen Elektroherd, wie in Figur 1 dargestellt, zu der in Figur 2 ersichtlichen Gesamtschaltung. Die Ergänzungen umfassen im allgemeinen Sensoren, beispielsweise für Bewegung, Geräusch, Temperatür, sichtbare und unsichtbare Wärmestrahlung, des weiteren Signalverarbeitungsglieder, Schwellwertschalter, Zeitglieder, logische Verknüpfungen Stell- bzw. Schalteinrichtungen, Signalgeber, Anzeigeeinheiten.The invention supplements a conventional electric stove, as shown in Figure 1, to form the overall circuit shown in Figure 2. The supplements generally include sensors, for example for movement, noise, temperature, visible and invisible heat radiation, as well as signal processing elements, threshold switches, timers, logical links, actuating or switching devices, signal generators, display units.

Die detaillierte Beschreibung umfasst sämtliche erfindungsgemäßen Bestandteile und Auswertemöglichkeiten. Ein teilweiser Verzicht auf bestimmte Sicherheitseinrichtungen ist bei weitgehender Aufrechterhaltung der sicherheitstechnischen Funktionalität möglich.The detailed description includes all components and evaluation options according to the invention. Partial omission of certain safety devices is possible while largely maintaining the safety-related functionality.

Durch Bewegungssensoren 11, beispielsweise auf Basis der örtlichen Wärmestrahlungsänderung, Ultraschall, Radar, wird die Anwesenheit einer Überwachungsperson erfasst. Die abgeleiteten Signale werden in Bewegungsauswerteeinheiten 12 bezüglich ihrer Intensität und Zeitdauer bearbeitet.The presence of a surveillance person is detected by motion sensors 11, for example based on local changes in thermal radiation, ultrasound, radar. The derived signals are processed in motion evaluation units 12 with regard to their intensity and duration.

Mikrofone 12 nehmen Geräusche auf, die im Rahmen des Kochens entstehen, übliche Betriebsgeräusche (leises Blubbern) unterscheiden sich stark von Geräuschen im Fehlerfall (scharfes Zischen beim Übergehen eines Topfes, Knall beim Entzünden von Flammen oder Bersten von Gefäßen). Der Unterschied wird über geeignete Filterschaltungen für akustische Signale 14 in entsprechende elektrische Signale übergeführt. In Geräuschauswerteeinheiten 15 werden die Signale auf Stärke, Intensitätsänderungen und/oder Dicke überwacht. Die Wärmestrahlung wird in geeigneten Wärmestrahlungsdetektoren 16 erfasst und in Wärmestrahlungsauswerteeinheiten 17 verarbeitet. Berücksichtigt werden beispielsweise Intensität, sprunghafte Änderungen, Änderungsgeschwindigkeit, Dauer. Temperaturen werden über Temperaturmesslieder 18 berührend oder berührungslos gemessen und in Temperatursignal-Auswerteschaltungen 19 auf Überschreitungen von Spitzenwerten und/oder Anstiegsgeschwindigkeiten überwacht.Microphones 12 record noises that occur during cooking; normal operating noises (quiet bubbling) differ greatly from noises that occur when something goes wrong (a sharp hiss when a pot is overheated, a bang when flames ignite or containers burst). The difference is converted into corresponding electrical signals using suitable filter circuits for acoustic signals 14. In noise evaluation units 15, the signals are monitored for strength, intensity changes and/or thickness. The thermal radiation is detected in suitable thermal radiation detectors 16 and processed in thermal radiation evaluation units 17. For example, intensity, sudden changes, rate of change and duration are taken into account. Temperatures are measured using temperature measuring elements 18, either contact-based or non-contact-based, and monitored in temperature signal evaluation circuits 19 for exceedances of peak values and/or rates of increase.

0 Die vorhin genannten Sensoren und Auswerteschaltungen liefern logische Signale, die in einer Verknüpfungslogik 2 0 verarbeitet werden. Diese Verknüpfungslogik 2 0 kann auch weitere zeitbestimmende Elemente umfassen. Abhängig von erfaßten Fehlerzuständen werden unterschiedliche, an 5 die Art und Gefährlichkeit des Fehlerzustands angepaßte Reaktionen durch die Verknüpfungslogik 20 eingeleitet. Bei zeitunkritischen Fehlern, wie z.B. die eine bestimmte Zeit übersteigende Abwesenheit vom Elektroherd bei ansonst ungefährlichen Betriebswerten von Temperatur, Geräusch o.a., werden vorerst von der Warneinrichtung 21 eine ein-0 The sensors and evaluation circuits mentioned above provide logical signals that are processed in a logic circuit 20. This logic circuit 20 can also include other time-determining elements. Depending on the detected error states, different reactions adapted to the type and danger of the error state are initiated by the logic circuit 20. In the case of non-time-critical errors, such as being away from the electric stove for longer than a certain time when the operating values of temperature, noise, etc. are otherwise harmless, the warning device 21 initially issues a single

zelne Warnmeldung oder mehrere, beispielsweise in der Intensität gestufte Warnmeldungen abgesetzt, die das Bedienpersonal zu einer entsprechenden Kontrolle oder Reaktion veranlassen sollen. Die Warnung kann auf optischem und/oder akustischem Weg erfolgen. Wird auf diese Warnmeldung (en) vom Bedienpersonal nicht in vorgegebener Form, z.B. durch zumindest kurzzeitige Anwesenheit innerhalb einer bestimmten Zeit nach der Warnung reagiert, erfolgt eine selbstätige Abschaltung von Teilen oder des gesamten Elektroherdes durch die zusätzliche Sicherheitsschalteinheit 22. Bei zeitkritischen Fehlern, beispielsweise dem Entzünden von Öl und Brennen in offener Flamme, erfolgt eine Sofortabschaltung, d.h. Trennung des Herdes von der Energieversorgung durch die genannte zusätzliche Sicherheitsschalteinheit 22. Die Sicherheitsschalteinheit 22 kann mit elektromechanischem Schaltelement (z.B. Schütz) oder mit Halbleiterschalter (z.B. TRIAC) realisiert werden. A single warning message or several warning messages, for example with varying levels of intensity, are issued to prompt the operating personnel to carry out an appropriate check or reaction. The warning can be given visually and/or acoustically. If the operating personnel do not respond to this warning message(s) in a predetermined manner, e.g. by being present for at least a short time within a certain time after the warning, parts or the entire electric cooker will be automatically switched off by the additional safety switching unit 22. In the event of time-critical errors, for example oil igniting or burning in an open flame, the additional safety switching unit 22 immediately switches off the cooker, i.e. disconnects the cooker from the power supply. The safety switching unit 22 can be implemented with an electromechanical switching element (e.g. contactor) or with a semiconductor switch (e.g. TRIAC).

Sämtliche Betriebs- und Fehlerzustände, auch alle Messwerte (Istzustände), Schwellwerte (Maximalwerte), Zeitdauern, Reserven d.h. Abstände zwischen Ist- und Maximalwerten können durch eine optionale Anzeigeeinrichtung 23 visualisiert werden. Über die Sicherheitsbedieneinheit 24 können mögliche einzelne unterschiedliche Betriebszustände der Sicherheitseinrichtung angewählt werden.All operating and error states, including all measured values (actual states), threshold values (maximum values), time periods, reserves, i.e. distances between actual and maximum values, can be visualized by an optional display device 23. Possible individual different operating states of the safety device can be selected via the safety control unit 24.

Das gesamte Scherheitssystem kann in das Herdgehäuse integriert sein oder teilweise oder ganz außerhalb des Herdes 0 angeordnet werden. Ein externes Gerät eignet sich ins-The entire safety system can be integrated into the cooker housing or can be arranged partially or completely outside the cooker 0. An external device is particularly suitable for

besondere zur Nachrüstung bereits vorhandener Elektrogeräte. especially for retrofitting existing electrical devices.

Claims

1. Electric stove with mains connection point ( 1 ), power supply line ( 2 ), adjusting or regulating elements ( 4 ), operating or setting elements ( 5 ), heating elements ( 6 ), cooking zones ( 7 ), stove housing ( 8 ), optionally equipped with operating displays or signal lights or buzzers ( 9 ) and/or a timer ( 10 ), provided with a safety system, characterized in that the safety system consists of one or more motion sensors ( 11 ), a motion evaluation unit ( 12 ), a warning device ( 21 ) and/or a safety switching unit ( 22 ).

2. Electric stove according to claim 1, characterized in that the safety system consists of one or more microphones ( 13 ), a filter circuit for acoustic signals ( 14 ), a noise evaluation unit ( 15 ), a warning device ( 21 ) and/or a safety switching unit ( 22 ).

3. Electric cooker according to claim 1, characterized in that the safety system consists of one or more heat radiation detectors ( 16 ), a heat radiation evaluation unit ( 17 ), a warning device ( 21 ) and/or a safety switching unit ( 22 ).

4. Electric cooker according to claim 1, characterized in that the safety system consists of one or more temperature measuring elements ( 18 ), a temperature signal evaluation circuit ( 19 ), a warning device ( 21 ) and/or a safety switching unit ( 22 ).

5. Electric cooker according to one of the preceding claims, characterized in that the safety system additionally comprises a logic circuit ( 20 ).

6. Electric cooker according to one of claims 1 to 5, characterized in that the safety system additionally comprises a display device ( 23 ).

7. Electric cooker according to one of claims 1 to 6, characterized in that the safety system additionally comprises a safety operating unit ( 24 ).