DE2161371B2

DE2161371B2 - Regelgeraet

Info

Publication number: DE2161371B2
Application number: DE19712161371
Authority: DE
Inventors: Karl; Niehaus Wolfgang; 7519 Oberderdingen Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-12-10
Filing date: 1971-12-10
Publication date: 1976-05-06
Also published as: US3828164A; GB1408946A; DE2161371C3; DE2161371A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Rcgelgerät zur Steuerung des Kochvorganges in einem auf ein Heizelement, insbesondere eine Elektrokochplatte. aufsetzbaren Kochgefäß, das ein vom im Kochgefäß entwickelten Dampf betätigbares drahtloses Übertragungsorgan besitzt, das auf einen Empfänger einwirkt, der in Abhängigkeit von den empfangenen Impulsen des Übertragungsorgans ein Schaltgerät für das Heizelement betätig!.

Aus der DT-PS 10 29 502 ist ein derartiges Regelgerät bekanntgeworden, das aus einer Fühlerdose besteht, die auf einen elektrischen Schnappschalter einwirkt, der die Stromzuführung zu einer Elektrokoehnlntte schaltet. Dieses Gerät war jedoch mit einem elektrischen Kabel mit der Elektrokochplatte bzw. dem Kocher verbunden, das relativ starr war und die Handhabung erschwerte.

An sich ist ein derartiges Regelgcräi das ideale Gerät zur Regelung einer Elektrokochplaite. In den überwiegend meisten Anwendungsfällen werden Klcktrokochplattcn 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 Zeil möglichst genau auf der Siedetemperatur gehalten werden. Alle anderen temperaturabhängigen Regelgeiäle 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 Idcalfälle 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.

Es ist ferner aus der DT-GM 66 00 354 die Anordnung einer Ultraschallpfeife auf einem Kochtopfdeckel bekanntgeworden, die mit einem Ultraschallcmpfänger zur Schaltung einer Kochplatte zusammenarbeitet. Ein SchaUimpuls. d. h ein IJItraschallton. wird hier jedoch erst ausgestrahlt, wenn sich im Kochtopf ein relativ hoher Dampfdruck ausgebildet hat, der die Ultraschallpfeife betätigen kann. Dieser Zeitpunkt liegt jedoch zu spät, um ein übermäßiges Kochen zu verhindern.

Es sind ferner, beispielsweise aus den US-PS 28 18 732, 33 28 789 und 35 41 450 zahlreiche drahtlose Übertragungssysteme für Meßwerte od. dgl. bekanntgeworden. Dadurch ist jedoch das Gebiet der Regelung von Kochvorgängen im Haushalt weder betroffen noch beeinflußt worden.

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

Diese Aufgabe wird gemäß e'er Erfindung dadurch gelöst, daß das Übertragungsorgan ein elektrischer Sender ist. der von einer elektrischen Batterie gespeist und von einem Schaltorgan steuerbar ist. das auf die Wärme kondensierenden Dampfes aus dem Kochgefäß anspricht, und daß der Sender das Schaltorgan und die elektrische Batterie in einer zusammenhängenden Einheit angeordnet sind.

Die Bedienungsperson braucht also die Steuereinheit, die als eine handliche kleine Dose ausgebildet sein kann, nur auf das Kochgefäß, beispielsweise dessen Deckel, aufzusetzen und die Elekirokochplaitc einzuschalten. Diese kann dann in der gewünehten Leistung arbeiten, beispielsweise zur Aufheizuiig von Wasser mit voller Stärke und zur Aufhci/ung eines Breies mit erniedrigter Leistung. Dazu kann die Elektrokochplatte einen Energieregler oder eine Siebentaktsteuerung besitzen. Beim Erreichen der Siedetemperatur des Kochgutes bewirkt der aufsteigende Dampf, daß das Schallorgan schaltet und die Steuereinheit gibt über ihren Sender einen Impuls an den Empfänger, der das Schaltgerät der Elektrokochplatte derart steuert, daß die Elekirokochplatte entweder ganz ausgeschaltet oder auf eine niedrige Weiterkochleistting umgeschaltet

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wird. Die Dampfentwicklung hön dann auf und die Elcktrokoehplaite wird wieder eingeschaltet. Im Betrieb kann der Kochzusland mit sehr kurzer absoluter und relativer Einsehaltdauer aufrechterhalten werden. Dadurch ergibt sieh eine wesentliche Einsparung von hochwertiger elektrischer Energie.

Nach der Erfindung kann es also nicht passieren, was bei verschiedenen temperaturabhängigen Systemen auftreten kann, daß durch unterschiedliche Ausbildungen der Kochgefäße oder ein anderes Kochgut der Regler derart schaltet, daß entweder das Gut überhaupt nicht zum Kochen kommt oder die Schaluemperatur des Temperaturreglers etwas über dem Siedepunkt liegt, so daß die Elektrokochplattc stets mit voller Leistung weiterverarbeitel und das Kochgut unter ij Energievergeudung verkochen läßt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Untcransprüehen und der Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor. Ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Elektrokochplattc mit einem Kochgefäß und dem Regclgerät nach der Erfindung und

F i g. 2 ein schcmaiischcs Schaltbild der Steuereinheil.

In F i g. 1 ist eine Elektrokochplattc 11 dargestellt, die einen thermischen Schutzschalter 12 besitzt, der in üblicher Weise in der unbeheiztcn Mittelzone der Elcktrokochplatte 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 Elektrokochgcrät zugeführie Leistung besitzt. Dazu kann ein üblicher, unter dem Namen Sicbentaktschaltcr bekannter, in Stufen schaltender Schalter oder ein Energieregler dienen, der der Elcktrokochplattc die elektrische Energie in einzelnen Leistungsimpulsen zuführt. Das Schaltgeräl 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 Dekkel 18 mit einem Griff 19. Der Deckel ist nach oben derart aufgewölbt, daß er einen Danifdom bildet, d. h. 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 21 für den Dampf des Kochgutes. Um die Durchtrittsöffnung 21 herum sind Zentriernocken 22 aus dem Deckel nach oben ausgeformt, die /wischen sich eine Steuereinheit 23 führen.

Die Steuereinheit 23 ist im dargestellten Beispiel als zylindrisches, im wesentlichen doscnförmigcs Gerät mit einem Führungsabschnitt 24. einem Flanschabsehniit 25 und einem oberen Abschnitt 26 ausgebildet. Es hat keinerlei Drahtverbindung zu dem Schallgerät Ii und ist völlig unabhängig und frei bewegbar. Fs kann also frei auf den Deckel aufgesetzt und von diesem wieder abgenommen werden.

Die Steuereinheit 21 ist mit ihrer Schallung und ihrem wesentlichen Aufbau in F ί μ. 2 schemalisch dargestellt. Im Bereich ihrn" tier Durchiriiisöfl'nung 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 gefülll ist, die ihren Siedepunkt kurz unterhalb des Siedepunktes von Wasser hai, beispielsweise Alkohol. Die Druckdose 28 wirkt über ein Druckstück 29 auf einen elekirischen 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 33 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 Schaller 30 und seine Kontaktpaare 31, so daß der Sender nur bei Schließung des Kontakipaars 31 eingeschaltet ist.

Die Energiequelle 33 kann auch als ein aufladbarcr elektrischer Klein-Akkumulalor ausgebildet sein. Bei dieser Ausführupgsform 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 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 Faiie als Akkumulator ausgebildeten Energiequelle 33 zuführt sowie für einen Rückstromschutz sorgt. Wie aus F i g. 1 zu erkennen ist, kann das Ladegerät 34 derart ausgebildet sein, daß es eine Ausnehmung aufweist, in die zur kontaktfreien Übernahme des Ladestroms der obere Abschnitt 26 der Steuereinheit 23 hineingesteckt wird, so daß das Ladegerät 34 '.ur Aufbewahrung und Ladung der Steuereinheit dient.

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

Das Regclgerät nach der Erfindung arbeitet wie folgt:

Die Elektrokochplatte 11 wird über die Einsiellmöglichkeit 14 eingeschaltet und beispielsweise zur Erhitzung von Wasser auf die höchste Leistungsstute gestellt. Das Kochgefäß 16 steht auf der Elektrokochplattc, 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 fesi eingestellten Schaltpunktes, der beispielsweise bei 8O⁰C liegen kann, liegt, so ist der Sender 32. da das Kontaktpaar 31 offen ist, ausgeschaltet und der Empfänger 36 erhält keine Impulse. Ein von den Ausgangsimpulsen des Empfängers 36 gesteuertes Relais im Schaltgeräl 13 (nicht dargestellt) ist daher geschlossen und die Stromzuführung von der Stromquelle 15 zur Elektrokochplatte Il über den ebenfalls geschlossenen Schutzschalter 12 ist ununterbrochen.

Sowie das Kochgui 17 zu sieden beginnt, bildet sich in dem Kochgefäß 16 Wasserdampf, der durch die Durchtrittsöffnung 21 dringt und dabei auf die Druck-

Jose 28 geblasen wird. Da der Koehlopldeckel 18 nach \r\ eines Dampfdomes ausgebildet ist. ist sichergestellt. JaB der Dampf durch die Durchtrittsöffnung 21 und nicht durch den Spalt 20 entweicht. Ein Veil des Damp fcs 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 dall der Sender 32 Strom aus der Energiequelle 33 er hü It und seine lest eingestellte Frequenz ausstrahlt. Diese wird von dem Empfänger 36 empfangen und in einen Ausgangsimpuls umgesetzt, der das Relais in dem Sehaltgcrät 11 öffnet, so daß die Elcktrokochplatte ausgeschaltet wird. Wie bereits erwähnt, kann statt einer Ausschaltung auch eine Umschaltung auf eine geringere Weiterkochlei stung 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 Schallgerat 13 geöffnet. Erst wenn die Dämpferwicklung im Kochgelali 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 einem erneuten Schließen des Relais und damit einer erneuten Beheizung der Kochplatte.

Es ist zu erkennen, daß auf diese Weise eine Regelung der Kochplatte geschaffen wird, die es erlaubt, ein Kochgut mit größter Genauigkeit und nur geringem »Überschießen« im Sicdczusland zu erhalten. Es ist vorteilhaft, die Elcktrokochplatte mit dem thermischen Schutzschalter 12 zu verschen, da naturgemäß beim Braten usw.. d. h. bei Arbeitsgängen, an denen kein oder nur wenig 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 Elektrokochplattc und der thermische Schutzschalter sorgt für einen Schutz gegen Überhitzung. Er sorgt gleichzeitig für einen Schulz für den Fall, daß die Steuereinheit versehentlich nicht auf den Kochtopfdckkel 18 gesetzt wird oder ausfällt oder für den Fall, daß der Topf von der Bedienungsperson bei angeschaltetem Elcktrokochgcrät 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 erfindungsgcmäße Rcgclgerät unter Umständen Tage dauern kann.

Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So kann beispielsweise die Steuereinheit in einen Koehgefälkleekel oder das Kochgefäß selbst eingebaut sein, was beispielsweise für Wasserkessel von Vorteil sein kann. Bei mehreren Kochplatten. die mit dem beschriebenen Regclgeräi ausgestattet sind, können die Frequenzen der zugehörigen Steuereinheiten, die entsprechend, beispielsweise farblich, gekennzeichnet sind, sowie der zugehörigen Empfänger unterschiedlich sein. Die Empfänger brauchen nicht unbedingt unmittelbar an der Elektrokoehplaite angeordnet sein, sondern können beispielsweise in einem unabhängigen Gehäuse an der Küchenwand angebracht sein, ebenso die eventuell vorgesehenen Ladegeräte. Obwohl die vorstehend beschriebene Arbeitsweise, bei der der Sender nur dann eingeschaltet wird, wenn das Sieden des Kochgutes angzeigt wird, insofern vorteilhaft ist. als die Energiequelle den Sender nur in den geringen Zeiten zu speisen hat. wenn das Kochgui gerade siedet, kann jedoch auch hier in Anpassung an unterschiedliche Bedürfnisse eine Abänderung geschaffen werden. Wenn es auf Energieersparnis nicht ankommt, dafür aber auf größtmögliche Sicherheit gegen Ausfall des Senders oder des Empfängers, so könnte die Anordnung so gewählt werden, daß die Energiczu-

fuhr zur Elektrokochplatte 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 Ausdehnungsflüssigkeil 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 kontaktfrei aufzuladenden Akkumulator bei. da dann das Gehäuse hermetisch verschlossen sein kann. Obwohl die beschriebene Anwendung ihr hauptsächlichstes Anwendungsgebiet beim Kochen von Wasser oder Wasser enthaltendem Kochgut hat. ist sie jedoch bei entsprechender Auslegung auch auf andere Kochgüter an-

wendbar.

Obwohl in der Beschreibung die bevorzugte Anwendung bei einer Elektrokochplatte erläutert ist. ist das beschriebene Rcgelgcrät auch auf andere Heizelemente anwendbar, beispielsweise auf ein Gaskochgerät.

Dabei kann dann das Schaltgerät ein Magnetventil od. dgl. besitzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Putentiinspriiehc:

1. Regelgerät zur Steuerung des Kochvorganges

in einem auf ein Heizelement, insbesondere eine S Elektrokochplatie. absetzbaren Kochgefäß, das ein Vt)Hi im Kochgefäß entwickelten Dampf betätigbares drahtloses Übertragungs.organ besitzt, das auf einen Empfänger einwirkt, der in Abhängigkeit von den empfangenen Impulsen des Übertragiingsorgans ein Schaltgerät für das Heizelement betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsorgan ein elektrischer Sender (32) ist. der von einer elektrischen Batterie (33) gespeist und von einem Schaltorgan (28, 30) steuerbar ist. das auf die Wärme kondensierenden Dampfes aus dem Kochgefäß (16) anspricht, und daß der Sender (32), das Schaltorgan (28. 30) und die elektrische Batterie (33) in einer zusammenhängenden Einheit (23) angeordnet sind.

2. Regclgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltorgan als eine auf einen elektrischen Schnappschalter einwirkende hydraulische Druckdose ausgebildet ist.

.3. Regelgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Steckdose (28) mit einer kurz unterhalb der Kondensationstcnipcratur des Dampfes aus dem Kochgefäß (!6) siedenden Flüssigkeit gefüllt ist.

4. Regelgerät nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (23) auf einen Kochgefäß-Decke! (18) aufsetzbar ist. der im Bereich der Einheil (23) eine Durchtrittsöffnung (21) für den Dampf hat.

5. Rcgelgerät nach einem der Ansprüche I bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (23) mit dem Kochgefäß-Decke! (18) verbunden ist.

6. Regelgerät nach Anspruch 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Kochgefäß-Deckcl (18) einen Dampfdom bildet, in dessen höchstem Bereich sich die Einheil (23) befindet.

7. Rcgelgerät nach einem der Ansprüche I bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement (II) eine Elcktrokochplattc ist und mit einem thermischen Schutzschalter (12) gegen Überhitzung versehen ist.

8. Regelgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere einem Kochgerät mit mehreren Heizelementen (11) zugeordnete Einheiten (23) zur Ausstrahlung von Impulsen in unterschiedlichen Frequenzen ausgebildet sind.