DE2161371A1

DE2161371A1 - Regelgeraet

Info

Publication number: DE2161371A1
Application number: DE2161371A
Authority: DE
Inventors: Karl Fischer; Wolfgang Niehaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-12-10
Filing date: 1971-12-10
Publication date: 1973-06-14
Also published as: US3828164A; DE2161371C3; GB1408946A; DE2161371B2

Description

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D;p..-Ghem. Dr. RUFF Dipl.-ing. J. BEIER

7 STUTTGART 1 Neckarstraße SO Telefon 22 70 51

8. ,Dezember 1971 - JB/Va

Anmelder: Karl Fischer, 7135 Oberderdingen, Am Gänsberg

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Hegelgerät ¹XiIi El yk Uruku υΐιμί a I li't

Die Erfindung betrifft ein Regelgerät zur Steuerung des Kochvorganges in einem auf ein Heizelement, insbesondere eine Slelrcrolcochplatte, auf setzbaren Kochgefäß, mit einem auf ein Kochgefäß aufsetzbaren temperaturabhängigen Schaltorgan, das auf die Wärme von kondensierendem Dampf aus dem .Kochgefäß anspricht und die Schaltung des Heizelementes bewirkt .

2s ist ein derartiges Regelgerät bekannt geworden, das aus einer IPühlerdose besteht, die auf einen elektrischen Schnappschalter einwirkt, der die Stromzuführung zu einer Elilrcrokochplatte schaltet. Das Gerät, das unter dem Namen "Sgornat" bekannt geworden ist, mußte jedoch mit einem elektrischen Kabel mit der Elektrokochplatte bzw* dem Kocher verbunden sein, so daß sich in der Handhabung Schwierigkeiten ergaben.

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An sich ist ein derartiges Regelgerät das ideale Gerät zur Regelung einer Elektroicochplatte. In den überwiegend meisten Anwendungsfällen werden Elektrokochplatten zur Erhitzung von Medien eingesetzt, die Wasser enthalten. Diese Medien sollen meist möglichst schnell bis auf die Siedetemperatur gebracht werden und dann über eine mehr oder weniger lange Zeit möglichst genau auf der Siedetemperatur gehalten werden. Alle anderen temperaturabhängigen Regelgeräte zielen darauf ab, eine solche ideale Beheizung zu erzielen. Die Schwierigkeit ist dabei jedoch immer, daß nicht die Temperatur des Kochgutes selbst abgegriffen werden kann, sondern nur Temperaturen an der Kochplatte oder am Kochgefäß. Diese lassen jedoch nur für ganz bestimmte Idealfälle einen genauen Rückschluß auf die Temperatur des Kochgutes zu. Selbst bei einem Abgriff unmittelbar am Kochtopfboden hängt das Verhältnis zwischen abgegriffener Temperatur und Temperatur des Kochgutes beispielsweise von der Güte des Kochgefäßes und der Menge und Konsistenz des Inhaltes ab.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Regelgerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das für die Bedienungsperson leicht handhabbar ist und eine Regelung des Heizelementes in unmittelbarer Abhängigkeit von dem Kochzustand ermöglicht,

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Schaltorgan mit einem Sender und einer zugehörigen Energiequelle verbunden ist, der beim Schalten des Schaltorgans einen Impuls ausstrahlt, daß Schaltorgan, Sender und Energiequelle zusammen in einer frei bewegbaren Steuereinheit angeordner sind und daß dem Heiaelement ein Schaltgerät zugeordnet ist, das von einem Empfänger gesteuert ist, der die Impulse des Senders auffängt.

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Die Bedienungsperson braucht also die Steuereinheit, die als eine handliche kleine Dose ausgebildet sein kann, nur au? das Kochgefäß, beispielsweise dessen Deckel, aufzusetzen und cie Elektrokochplatte einzuschalten. Diese kann dann in Ger gewünschten Leistung arbeiten, beispielsweise sur Aufheizung von Wasser mit voller Stärke und zur Aufheizung eines Breies mit erniedrigter Leistung. Dazu kann die Elelctrokochplatte einen Energieregler oder eine Siebentaktsteuerung besitzen. Beim Erreichen der Siedetemperatur des Kochgutes bewirkt der aufsteigende Dampf, daß das Schaltorgan schaltet und die Steuereinheit gibt über ihren Sender einen Impuls an den Empfänger, der das Schaltgerät der Elektrckochplatte derart steuert, daß die Elektrokochpla'cte entweder ganz ausgeschaltet oder auf eine niedrige Veirerkocnleistung umgeschaltet wird. Die Dampfentwicklung hört dann nach kurzer Zeit auf und die Elektrokochplatte wird wiecer eingeschaltet.

Nach der Erfindung kann es also nicht passieren, was bei verschiedenen temperatürabhängigen Systemen auftreten kann, daß durch unterschiedliche Ausbildungen der Kochgefäße oder ein anderss Kochgut der Regler derart schaltet, daß entweder das Gut überhaupt nicht zum Kochen kommt oder die Scnalttemperatur des Temperaturreglers etwas über dem Siec^punkt liegt, so daß die Elektrokochplatte stets mit vollem Leistung weiterarbeitet und das Kcchgut verkochen läßt.

Uaizere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den "JiiüGrraiisprüchen und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor. Ein Ausführungsbeispiel der Erfincunr ist in der Zeicnnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Elektrokochplatte mit einem Kochgefäß und dem.Regel -

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gerät nach der Erfindung und

Figur 2 ein schematisches Schaltbild der Steuereinheit.

In Fig. 1 ist eine Elektrokochplatte 11 dargestellt, die einen thermischen Schutzschalter 12 besitzt, der in üblicher Weise in der unbeheizten Mittelzone der Elektrokochplatte angeordnet ist und die Kochplatte gegen unzulässige Überhitzung schützt. Die Energiezufuhr zur Elektrokochplatte wird von einem Schaltgerät 13 gesteuert, das eine Einstellmöglichkeit 14 für die dem Elektrokochgerät zugeführte Leistung besitzt. Dazu kann ein üblicher, unter dem Namen Siebentaktschalter bekannter, in Stufen schaltender Schalter oder ein Energieregler dienen, der. der Elektrokochplatte die elektrische Energie in einzelnen Leistungsimpulsen zuführt. Das Schaltgerät ist an eine übliche Stromquelle 15 angeschlossen.

Auf der Elektrokochplatte steht ein Kochgefäß 16, das mit einem Wasser enthaltenden Kochgut 17 teilweise gefüllt ist. Das Kochgefäß 16 besitzt einen Deckel 18 mit einem Griff Der Deckel ist nach oben derart aufgewölbt, daß er einen Dampfdom bildet, d.h. daß sein mittlerer Bereich höher liegt " als der sich naturgemäß im Bereich seiner Auflage auf dem Kochgefäß 16 bildende Spalt 20. In dem hochgewölbten Bereich des Deckels* 18 besitzt er eine Durchtrittsöffnung für den Dampf des Kochgutes. Um die Durchtrittsöffnung 21 herum sind Zentriernocken 22 aus dem Deckel nach oben ausgeformt, die zwischen sich eine Steuereinheit 23 führen.

Die Steuereinheit 23 ist im dargestellten Beispiel als zylindrisches, im wesentlichen do-senförmiges Gerät mit einem ι ' Führungsabschriitt 24, einem Flanschabschnitt 25 und einem oberen Abschnitt 26 ausgebildet. Es hat keinerlei Drahtver-

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bindung zu dem Schaltgerät 13'und ist völlig unabhängig und frei bewegbar. Es kann also frei auf den Deckel aufgesetzt und von diesem wieder abgenommen werden.

Die Steuereinheit 23 ist mit ihrer Schaltung und ihrem wesentlichen Aufbau in Fig. 2 schematisch dargestellt. Im Bereich ihrer der Durchtrittsöffnung 21 zugekehrten Unterseite 27·besitzt sie eine Membran-Druckdose 28, die aus zwei an ihren Rändern miteinander dicht verbundenen, gewellten Membranen besteht und mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die ihren Siedepunkt kurz unterhalb des Siedepunktes von Wasser hat, beispielsweise Alkohol. Die Druckdose 28 wirkt über ein Druckstück 29 auf einen elektrischen Schalter 30 ein, der ein Kontaktpaar 31 besitzt und vorzugsweise als elektrischer Schnappschalter ausgebildet ist. In der Steuereinheit 23 ist ferner ein Sender 32 angeordnet, der nur eine sehr geringe Reichweite zu haben braucht und dementsprechend außerordentlich klein und einfach aufgebaut sein kann. Er ist zur Ausstrahlung einer bestimmten Frequenz eingerichtet. Der Sender 32 wird von einer Energiequelle gespeist, die in dem Hauptausführungsbeispiel nach Fig. 2 als kleine elektrische Trockenbatterie ausgebildet ist, die austauschbar im Gehäuse der Steuereinheit 23 angeordnet ist. Die Speisung des Senders 32 mit dem Strom aus der Energiequelle 33 erfolgt über den Schalter 30 und seine lontaktpaare 31, so daß der Sender nur bei Schließung des Kontaktpaars 31 eingeschaltet ist.

Die Energiequelle 33 kann auch als ein aufladbarer elektrischer Klein-Akkumulator ausgebildet"sein. Bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn die Ladung des Akkumulators ohne Ausbau aus der Steuereinheit kontaktfrei geschehen kann. Eine derartige Anordnung ist in den Figuren in strichpunktierten Linien angedeutet. Dazu ist an die

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Stromquelle 15 ein Ladegerät 34 angeschlossen, das in an sich bekannter Weise dazu ausgebildet ist, ohne unmittelbaren elektrischen Kontakt die Ladeenergie auf die Steuereinheit 23 zu übertragen. Dies geschieht induktiv nach Art • eines Transformators. In der Steuereinheit 23 ist die Vorrichtung 35 vorgesehen, die den vom Ladegerät 34 induktiv übernommenen Strom gleichrichtet und der in diesem Falle als Akkumulator ausgebildeten Energiequelle 33 zuführt sowie für einen Rückstromschutz sorgt. Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, kann das Ladegerät 34 derart ausgebildet sein, daß es eine Ausnehmung aufweist, in die zur W kontaktfreien Übernahme des Ladestroms der obere Abschnitt 26 der Steuereinheit 23 hineingesteckt wird, so daß das Ladegerät 34 zur Aufbewahrung und Ladung der Steuereinheit dient.

In Fig. 1 ist ferner ein Empfänger 36 zu erkennen, der auf die ausgestrahlte Frequenz der Steuereinheit 23 fest eingestellt ist und bei Aufnahme von Sendeimpulsen der Steuereinheit 23 dem Schaltgerät.13 einen Schaltimpuls zuführt.

Das Regelgerät nach der Erfindung arbeitet wie folgt:

P Die Elektrokochplatte 11 wird über die Einstellmöglichkeit eingeschaltet und beispielsweise zur Erhitzung von Wasser auf die höchste Leistungsstufe gestellt. Das Kochgefäß 16 steht auf der Elektrokochplatte, der Deckel 18 ist aufgesetzt und auf diesen wird an der dafür vorgesehenen Stelle die Steuereinheit 23 gesetzt, die dazu beispielsweise aus dem Ladegerät 34 entnommen wird.

Wenn die Temperatur an der Druckdose 28 unterhalb ihres fest eingestellten Schaltpunktes, der beispielsweise bei 80° C liegen kann, liegt, so ist der Sender 32, da das

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Kontaktpaar 31 offen ist, ausgeschaltet und der Empfänger erhält keine Impulse, Ein von den Ausgangsimpulsen des Empfängers 36 gesteuertes Relais im Schaltgerät 13 (nichtdargestellt) ist daher geschlossen und die Stromzuführung von der Stromquelle 15 zur Rlektrokochplatte 11 über den ebenfalls geschlossenen Schutzschalter 12 ist ununterbrochen.

Sowie das Kochgut 17 zu sieden beginnt, bildet sich in dem Kochgefäß 16 Wasserdampf, der durch die Durchtrittsöffnung dringt und dabei auf die Druckdose 28 geblasen wird. Da der Kochtopfdeckel 18 nach Art eines Dampfdomes ausgebildet ist, ist sichergestellt, daß der Dampf durch die Durchtrittsöffnung 21 und nicht durch den Spalt 20 entweicht. Ein Teil^: des Dampfes kondensiert an der Druckdose 28 und erhitzt dabei die in dieser enthaltene Flüssigkeit sehr schnell, die ebenfalls zu sieden beginnt und die Druckdose ausdehnt. Dadurch wird der Schalter 30 betätigt und das Kontaktpaar 31 geschlossen, so daß der Sender 32 Strom aus der Energiequel-'le 33 erhält und seine fest eingestellte Frequenz ausstrahlt. Diese wird von dem Empfänger 36 empfangen und in einen Ausgangsimpuls umgesetzt, der das Relais in dem Schaltgerät 13 öffnet, so daß die Elektrokochplatte ausgeschaltet wird. Wie bereits erwähnt, kann- statt einer Ausschaltung auch eine Umschaltung auf eine geringere Weiterkochleistung erfolgen, wegen des kurzen und direkten Zugriffes des Regelgerätes ist dies jedoch nur in Ausnahmefällen notwendig.

Solange Dampf durch die Durchtrittsöffnung 21 kommt, bleibt der Sender 32 eingeschaltet und dementsprechend das Relais im Schaltgerät 13 geöffnet. Erst wenn die Dampfentwicklung in Kochgefäß 16 aufhört, wird der Schalter 30 durch die erneute Zusammenziehung der Druckdose 28 wieder geöffnet und das Ausbleiben von Impulsen im Empfänger 36 führt zu hinein erneuten Schließen des Relais und damit einer erneuten Beheizung der Kochplatte.

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Es ist zu erkennen, daß auf diese Weise eine Regelung der Kochplatte geschaffen wird, die es erlaubt,' ein ICochgut mit größter Genauigkeit' und nur geringem "Überschießen" im Siedezustand zu erhalten. Es ist vorteilhaft, die Elektrokochplatte mit dem thermischen Schutzschalter 12 zu versehen, da naturgemäß beim Braten etc., d.h. bei Arbeitsgangen, an denen kein oder nur venig Wasser beteiligt ist oder eine über der Siedetemperatur liegende Temperatur erwünscht ist, die Steuereinheit 23 nicht benutzt wird. Die Kochplatte arbeitet dann wie eine normale, von Hand gesteuerte Elektrokachplatte und der thermische Schutzschalter sorgt für einen Schutz gegen Überhitzung. Er sorgt gleichzeitig für einen Schutz für den Fall, daß die Steuereinheit versehentlich nicht auf den Kochtopfdeckel 18 gesetzt wird oder ausfällt oder für den Fall, daß der Topf von der Bedienungsperson bei angeschaltetem. El*ektrolcochgerät vergessen wird. In diesem Falle tritt allerdings eine Überhitzung erst dann ein, wenn das Kochgut völlig verkocht ist, was wegen der genauen Regelung durch das erfindungsgemäße Regelgerät unter Umständen Tage dauern kann.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abw-andiungen möglich, So kann beispielsweise die Steuereinheit in einen iCochcjc.Fäßcleckiil oder das Kochgefäß selbst eingebaut sein, was beispielsweise für Wasserkessel von Vorteil sein kann. Bei mehreren Kochplatten, die mit dem Regelgerät nach der Erfindung ausgestattet sind, können die Frequenzen der zugehörigen Steuereinheiten, die entsprechend, beispielsweise farblicii, gekennzeichnet sind, sowie der zugehörigen Empfänger unterschiedlich sein. Die Empfänger brauchen nicht unbedingt unmittelbar an der Elektrokochplatte angeordnet sein, sondern 'können beispielsweise in einem unabhängigen Gehäuse an der Küchenwand angebracht sein, ebenso die eventuell vor-

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gesehenen Ladegeräte. Obwohl die vorstehend beschriebene Arbeitsweise, bei der der Sender nur dann eingeschaltet wird, wenn das Sieden des Kochgutes angezeigt wird, insofern vorteilhaft ist, als die Energiequelle den Sender nur in den geringen Zeiten zu speisen hat, -wenn das Kochgut gerade siedet, kann jedoch auch hier in Anpassung an unterschiedliche Bedürfnisse eine Abänderung geschaffen v/erden. Wenn es auf Energieersparnis nicht ankommt, dafür aber auf größtmögliche Sicherheit gegen Ausfall des Senders oder des Smpfängers, so könnte die Anordnung so gewählt werden, daß die Energiezufuhr zur Elektrolcochplatte nur dann eingeschaltet ist, wenn ein Impuls vorliegt und bei Ausfall des Impulses sofort eine Abschaltung- erfolgt. Die Füllung der Druckdose mit einer siedenden Flüssigkeit erleichtert zwar den Aufbau des Schaltorgans 28, 30, es könnte jedoch . auch eine mit einer Ausdehnungsflüssigkeit gefüllte Druckdose oder ein anderer Temperaturfühler verwendet werden. Die Steuereinheit ist vorzugsweise in einem allseitig 'geschlossenen Gehäuse untergebracht, das bis auf eine durch die Membran der Druckdose 28 geschlossene Öffnung vollständig aus einem Kunststoff bestehen kann, so daß ein guter Schutz gegen die Feuchtigkeit des kondensierenden Dampfes gegeben ist. Dazu trägt auch die Ausführung mit einem Icontaktfrei aufzuladenden Akkumulator bei, da dann das Gehäuse- hermetisch verschlossen sein kann. Obwohl die Erfindung ihr hauptsächlichstes Anwendungsgebiet beim Kochen von Wasser oder Wasser enthaltendem Kochgut hat, ist sie jedoch bei entsprechender Auslegung auch auf andere Kochgüter anwendbar.

Obwohl in der Beschreibung die bevorzugte Anwendung bei einer Elektrokochplattie erläutert ist, ist das Regelgerät nach der Erfindung auch auf andere Heizelemente anwendbar, beispielsweise auf ein Gaskochgerät. Dabei kann dann das Schaltgerät ein Magnetventil o. dgl. besitzen.

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Claims

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Ansprüche

./Regelgerät zur Steuerung des Kochvorganges in einem auf ein Heizelement, insbesondere eine Elektrokochplatte^ aufsetzbaren Kochgefäß mit einem auf ein Kochgefäß aufsetzbaren temperaturabhängigen Schaltorgan, das auf die Wärme von kondensierendem Dampf aus dem Kochgefäß anspricht und die Schaltung des Heizelementes bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan (28, 30) mit einem Sender (32) und einer zugehörigen Energiequelle (33) verbunden ist, der beim Schalten des Schaltorgans (28, 3°) einen Impuls ausstrahlt, daß das Schaltorgan (23, 30), der Sender (32) und die Energiequelle (33) zusammen in einer frei bewegbaren Steuereinheit (23) angeordnet sind und daß dem Heizelement (11) ein Schaltgerät (13) zugeordnet ist, das von einem Empfänger (36) gesteuert ist, der die Impulse des Senders (32) empfängt.
2. Regelgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (32) von dem Schaltorgan (28, 30) bei Feststellung kondensierenden Dampfes einschaltbar ist.
3. Hegelgerät nach einem der Ansprüche Λ oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan als eine auf einen elektrischen Schnappschalter einwirkende hydraulische Druckdose ausgebildet ist.
4-. Regelgerät nach Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Druckdose (28) mit einer kurz unterhalb der Kondensationsteiaperatur des Dampfes aus dem .. Kochgefäß (16) siedenden Flüssigkeit gefüllt ist.

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5. Regelgerät nach, einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle (33) ein aufladbarer elektrischer Akkumulator ist und daß die Steuereinheit einen Anschluß (35) für ein Ladegerät (34) besitzt.
6. Regelgerät nacn Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ladegerät (34) in an sich bekannter Weise mit der Steuereinheit (23) kontaktfrei zusammenarbeitet und zur Aufbewahrung der Steuereinheit (23) dient.
7. Regelgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (23) auf einen ICcchgefäß-Deckel (18) aufsetzbar ist, der im Bereich der Steuereinheit (23) eine Durchtrittsöffnung (21) für den Dampf hat.
8. Regelgerät nach einem der Ansprüche T bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (23) mit dem ICoc^gefäü-Deckel (18) verbunden ist.
9. Regelgerät nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kochgefäß-Deckel (18) einen Dampf dorn bildet, in dessen höchstem Bereich sich die Steuereinheit (23) befindet.

TO. Regel go:"··Ίΐ nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (11) eine Elel;.trokochplutte ist und mit einen thermischen Schutzschalter (i2) gegen Überhitzung versehen ist.

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Tl. Regelgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere einem Kochgerät mit mehreren Heizelementen (11) zugeordnete Steuereinheiten (23) zur Ausstrahlung von Impulsen in unterschiedlichen Frequenzen ausgebildet sind.

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