DE4224666C2 - Schaltung eines Strahlungsheizkörpers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung eines Strahlungs­ heizkörpers für ein an das Drehstromnetz anschließbares Kochgerät, an den zum schnellen Aufglühen anfänglich eine höhere Spannung gelegt ist als danach.

Eine Schaltung zum schnellen Glühen nach dem Einschalten ist in der DE 36 23 130 A1 beschrieben. Durch das schnelle Aufglühen soll dem Benutzer möglichst sofort nach dem Einschalten einer Kochstelle deren Betrieb sichtbar gemacht werden. Nach der DE 36 23 130 A1 ist dies durch einen einem Abschnitt einer den Strahlungsheizkörper bildenden Heizwendel parallelgeschalteten Kaltleiter-Widerstand erreicht. Diese Anordnung setzt einen Abgriff an der Heizwendel voraus. Außerdem kommt nur ein Teil der Heizwendel schnell zum Aufglühen.

In der EP 0 427 433 A2 ist eine ähnliche Schaltung beschrieben. Auch bei dieser Schaltung besteht der Strahlungsheizkörper aus zwei Heizkörperabschnitten. Jeder Heizkörperabschnitt wird über einen Gleichrichter betrieben, der zum schnellen Aufglühen mittels eines Kaltleiter-Widerstands kurzgeschlossen ist.

Ein schnelles Aufglühen des Strahlungsheizkörpers wird auch mit der Schaltung nach der GB 2 199 706 B erreicht. Hierfür ist eine aufwendige Steuer- und Regelelektronik vorgesehen. Um bei einem Wiedereinschalten des Heizkörpers im noch heißen Zustand eine Überlastung zu vermeiden, sind zusätzliche Zeitsteuermittel nötig.

Aus der EP 0 233 375 A2 ist eine Schaltung eines Strah­ lungsheizkörpers für ein Kochfeld bekannt. Heizkreisen ist ein Schaltorgan derart zugeordnet, daß in einer ersten Heizphase ein Heizleiter bezogen auf seine Nenn­ leistung so überbelastet wird, daß dieser in sehr kurzer Zeit zum Glühen kommt. Nach einer vorgewählten Zeit oder nach Erreichen einer vorgewählten Temperatur reduziert das Schaltorgan die Heizleistung.

Die GB 22 51 988 A zeigt eine Steuerung für einen Prozeß­ ofen, der an das Drehstromnetz angeschlossen ist. Mit einem Schalter kann der Verbindungspunkt zweier Heizele­ mente mit der dritten Phase des Drehstromnetzes verbunden werden. Dabei wird in einer Aufheizzeit mit einer höheren Heizleistung gearbeitet als danach.

In der DE 90 12 997 U1 ist eine Strahlungsheizeinrichtung für Kochmulden beschrieben. Es ist eine optische Anzeige vorgesehen, die anzeigt, welche Heizstelle eingeschaltet ist und als Restwärmeanzeige erst abgeschaltet wird, wenn die Temperatur der Heizstelle unter einen Mindestwert gesunken ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der temperaturabhängige Widerstände, die den Strom zum schnellen Aufglühen leiten, vermieden sind.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Schaltung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Beim Einschalten des Kochgeräts liegt dabei der Strahlungsheizkörper zunächst zwischen zwei Phasen des Drehstromnetzes, also an Überspannung. Der Strahlungsheizkörper kommt dann schnell, beispielsweise nach 4 s bis 5 s zum für den Benutzer sichtbaren Glühen.

Durch die damit verbundene Temperaturerhöhung am Strahlungsheizkörper wird der Strahlungsheizkörper an seine normale Betriebsspannung, nämlich die Spannung zwischen der einen Phase und dem Nulleiter des Drehstromnetzes (230 V) gelegt.

Es ist kein temperaturabhängiger Widerstand notwendig, der den zum Erreichen des schnellen Aufglühens erforderlichen Strom leiten muß.

Als Strahlungsheizkörper läßt sich ein handelsüblicher Strahlungsheizkörper verwenden, der auf die Nennspannung von 230 V ausgelegt ist. Am Strahlungsheizkörper muß kein zusätzlicher Abgriff vorgesehen sein.

Für die Information des Benutzers ist auch günstig, daß der Strahlungsheizkörper auch beim schnellen Aufglühen das gleiche Glühbild zeigt wie beim Betrieb an der Nennspannung.

Da die Dauer, während der die Überspannung am Strahlungsheizkörper anliegt, im Vergleich zur Dauer des Betriebs an Nennspannung sehr kurz ist, beispielsweise 4 s bis 5 s beträgt, ist nicht mit einer merklichen Verkürzung der Lebensdauer zu rechnen, auch wenn für den Heizdraht des Strahlungsheizkörpers kein besonders verstärkter Draht verwendet wird.

Besonders vorteilhaft ist bei der Erfindung auch, daß dann, wenn der noch heiße Strahlungsheizkörper wieder eingeschaltet wird, die Überspannung nicht angelegt wird.

Bekannte Schaltungen von Strahlungsheizkörpern arbeiten mit einer Restwärmeanzeige-Einrichtung, deren Schaltkontakt in Abhängigkeit von der Temperatur des Strahlungsheizkörpers geschaltet ist. In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung bildet dieser Schaltkontakt den Steuerkontakt für die Betätigung der beiden Schalter. Dadurch erübrigt es sich, für deren Steuerung ein eigenes temperaturempfindliches Element vorzusehen, das nicht nur einen zusätzlichen baulichen Aufwand darstellen würde, sondern auch entsprechend justiert werden müßte.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Die Figur zeigt die Schaltung eines Strahlungsheizkörpers eines Kochfeldes schematisch.

Ein Kochgerät ist an das elektrische Drehstromnetz anschließbar, das die Phasen (L1, L2, L3) und den Nulleiter (N) aufweist. Das Kochgerät weist eine Glaskeramikplatte auf, unter der neben einem Strahlungsheizkörper (1) weitere Strahlungsheizkörper angeordnet sind. Der Strahlungsheizkörper (1) besteht aus einer spiralförmig verlegten Heizdrahtwendel.

Dem Strahlungsheizkörper (1) ist ein Regler (2) zugeordnet, der einen Temperaturfühler (3) aufweist, welcher sich ganz oder teilweise über den Strahlungsheizkörper (1) erstreckt. Mittels des Temperaturfühlers (3) sind ein Schaltkontakt (4) und ein Arbeitskontakt (5) des Reglers (2) schaltbar. In Reihe zum Schaltkontakt (4) liegt eine Anzeigelampe (6), wobei diese in Reihenschaltung zwischen der Phase (L1) und dem Nulleiter (N) liegt.

Der Schaltkontakt(4) schließt über einer Temperatur von etwa 80°C an der Oberseite der Glaskeramikplatte. Er ist unterhalb einer Temperatur von etwa 70°C an der Oberseite der Glaskeramikplatte geöffnet. Dadurch ist eine an sich bekannte Restwärmeanzeige geschaffen, bei der die Anzeigelampe (6) leuchtet, solange im Kochfeld über dem Strahlungsheizkörper (1) eine hohe Temperatur besteht, bei der der Benutzer die Heizzone des Kochfeldes nicht berühren soll.

Der Arbeitskontakt (5) liegt zwischen dem Strahlungsheizkörper (1) und einem Energieregler (7), mit dem der Benutzer die gewünschte Leistung des Strahlungsheizkörpers (1) einstellen kann. Der Arbeitskontakt (5) wird vom Temperaturfühler (3) bei einer Temperatur von etwa 560°C geöffnet, wenn die Temperatur für die Glaskeramikplatte zu hoch wird.

Über den Energieregler (7) liegt der Strahlungsheizkörper (1) an der Phase (L1). Mittels eines Bediengliedes (7') des Energiereglers (7) ist der Stahlungsheizkörper (1) vom Benutzer einschaltbar. Im Betrieb glüht der Strahlungsheizkörper (1), wobei er durch die Glaskeramikplatte hindurch sichtbar ist.

Um nach dem Einschalten ein schnelles Aufglühen zu erreichen, ist der Strahlungsheizkörper (1) über einen ersten Schalter (8) mit der Phase (L2) verbunden. Außerdem liegt am Strahlungsheizkörper (1) ein zweiter Schalter (9), der an dem Nulleiter (N) liegt. Die beiden Schalter (8, 9) sind Teil eines Relais (10), dessen Wicklung (11) parallel zur Anzeigelampe (6) liegt. Ist der Schaltkontakt (4), der zugleich Steuerkontakt für das Relais (10) ist, geöffnet, dann ist die Wicklung (11) stromlos, der Schalter (8) geschlossen und der Schalter (9) geöffnet. Ist der Schaltkontakt (4) geschlossen, dann ist die Wicklung (11) stromdurchflossen, so daß der Schalter (9) geschlossen und der Schalter (8) offen ist. Das Relais (10) ist als elektromechanisches Relais dargestellt. Statt dessen könnte auch eine elektronische Schaltung mit entsprechend angesteuerten Triacs verwendet werden.

Die Funktionsweise der beschriebenen Schaltung ist etwa folgende:

Wird mittels des Energiereglers (7) der Strahlungsheizkörper (1) im kalten Zustand eingeschaltet, dann ist der Schaltkontakt (4) offen. Die Anzeigelampe (6) leuchtet nicht, da keine Restwärme vorliegt. Der Strahlungsheizkörper (1) liegt dabei über dem geschlossenen Schalter (8) zwischen den Phasen (L1 und L2). Er liegt also an Überspannung (380 V). Der Strahlungsheizkörper (1) glüht nun 4 s bis 6 s nach dem Einschalten des Energiereglers (7) auf, so daß der Benutzer sieht, daß diese Kochstelle betriebsbereit ist.

Etwa gleichzeitig schließt der Schaltkontakt (4), so daß nun die Anzeigelampe (6) aufleuchtet und die Wicklung (11) stromdurchflossen ist. Es öffnet jetzt der Schalter (8) und der Schalter (9) schließt. Dieses Schließen erfolgt mit einer gewissen Verzögerung, damit ein Kurzschluß zwischen der Phase (L2) und dem Nulleiter (N) sicher vermieden ist. Durch das Schließen des Schalters (9) liegt der Strahlungsheizkörper (1) zwischen der Phase (L1) und dem Nulleiter (N), so daß er an seiner normalen Betriebsspannung (230 V) liegt, für die er ausgelegt ist.

Wird der Strahlungsheizkörper (1) mittels des Energiereglers (7) abgeschaltet, dann bleibt der Schaltkontakt (4) noch offen, solange die Restwärme im Bereich des Kochfeldes so groß ist, daß deren Berühren gefährlich sein könnte. Die Anzeigelampe (6) leuchtet zur Warnung weiter. Wird nun in diesem noch heißen Zustand der Strahlungsheizkörper (1) erneut eingeschaltet, dann wird er nicht an die Überspannung gelegt, sondern bleibt an der normalen Betriebsspannung, da der Schalter (8) noch offen und der Schalter (9) noch geschlossen ist. Dies ist günstig, da dadurch ein unnötig häufiges Anlegen des Strahlungsheizkörpers (1) an die Überspannung vermieden ist. Außerdem erlaubt dies auch einen taktenden Energieregler (7) zu verwenden.

Erst wenn die Restwärme im Bereich des Kochfeldes weitgehend abgebaut ist, öffnet der Schaltkontakt (4), so daß die Anzeigelampe (6) erlischt und die Wicklung (11) stromlos wird, wodurch der Schalter (8) schließt und der Schalter (9) öffnet.

Claims (5)

1. Schaltung eines Strahlungsheizkörpers für ein an das Drehstromnetz anschließbares Kochgerät, wobei der Strah­ lungsheizkörper (1) einerseits mit einer Phase (L1) des Drehstromnetzes (L1, L2, L3, N) verbunden ist, an den Strah­ lungsheizkörper (1) andererseits ein erster und ein zweiter Schalter (8, 9) angeschlossen sind, der erste Schalter (8) an einer der anderen Phasen (L2) des Drehstrom­ netzes und der zweite Schalter (9) an dem Nulleiter (N) liegt und ein temperaturabhängiger Steuerkontakt (4) vorgesehen ist, der bei niederer Temperatur des Strah­ lungsheizkörpers (1), wenn dieser nicht glüht, den zweiten Schalter (9) öffnet und den ersten Schalter (8) leitend schaltet und der beim bei einer höheren Temperatur erfolgenden Aufglühen des Strahlungsheizkörpers (1) den ersten Schalter (8) öffnet und den zweiten Schalter (9) leitend schaltet.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Restwärme-Anzeigeeinrichtung, deren Schaltkon­ takt in Abhängigkeit von der Temperatur des Strahlungs­ heizkörpers (1) geschaltet ist, vorgesehen ist und daß der Steuerkontakt (4) der Schaltkontakt der Restwärme-Anzeige­ einrichtung (4, 6) ist.

3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste bzw. zweite Schalter (8, 9) verzögert leitend schaltet, wenn der zweite bzw. erste Schalter öffnet.

4. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Schalter (8, 9) Wechslerkontakte eines Relais (10) sind, dessen Wicklung (11) in Reihe zum Steuerkontakt (4) liegt.

5. Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (11) am Relais (10) parallel zur Restwärmeanzeige (6) liegt.