Anordnung zur Ansteuerung von elektrischen Verbrauchern in Backöfen

Abstract

 Bei der Anordnung zur Ansteuerung von elektrischen Verbrauchern in Backöfen findet eine Funktionssteuereinrichtung (1) Anwendung, welche zur Steuerung von verschiedenen Funktionsabläufen durch einen ma­nuell betätigbaren Funktionswahlschalter (2) über eine Binärsignal-Ver­bindung und zusätzlich unmittelbar durch eigene manuell betätigbare Eingabeorgane einstellbar ist; in der Funktionssteuer-Einrichtung ist eine Auswerteschaltung angeordnet, welche die vom Funktions­wahlschalter (2) bereitgestellten Binärsignale zugeführt werden und welche bei Änderung eines der Binärsignalwerte eine Rücksetzkriterium für die etwaig durch die unmittelbar der Funktionssteuereinrichtung zugeordneten Eingabeorgane eingegebenen Funktionsbefehle bewirkt.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Ansteuerung von elek­trischen Verbrauchern in Backöfen unter Verwendung einer Funktionssteuereinrich­tung, welche zur Steuerung von Funktionsabläufen durch einen manuell betätigbaren Funktionsauswahl-Schalter über eine Binärcode-Verbindung und zusätzlich unmittel­bar durch eigene manuell betätigbare Eingabeorgane einstellbar ist.

[0002] Anordnungen dieser Art finden in Herden zur vollautomatischen und teilautomati­schen Steuerung von Funktionsabläufen Anwendung. Eine einfache Form dieser An­wendung ist die rein zeitliche Begrenzung eines Koch-, Brat- oder Backvorgangs über eine Zeitschaltung, wobei über gesonderte Schaltelemente die Einstellung der Heizleistungen, sei es durch Temperaturwahl-Schalter oder durch Energiewahl-Schal­ter, erfolgt, und zwar gleichartig wie bei Inbetriebnahme des Herdes ohne die An­wendung der Zeitschaltautomatik. Dies bedeutet, daß die Zeitschaltautomatik zusätz­lich zu den Eingabeorganen für Einschaltzeit, Ausschaltzeit und/oder Betriebszeit mit einem Eingabeorgan ausgestattet sein muß über das ausgewählte Funktionsbereiche und Funktionsarten des Herdes von reinem Handbetrieb auf zeitgeschalteten Betrieb umstellbar ist.

[0003] Zusätzlich sind derartige Zeitsteuereinrichtungen für Herde durch einen Betriebsar­tenwähler ergänzt, so daß die Zeitschalteinrichtung unterschiedlichen Funktionsabläu­fen zugeordnet werden kann. Es kann nun mal vorkommen, daß der Funktionsaus­wahl-Schalter, sei es eine Tastenreihe, ein Schiebeschalter oder ein Drehschalter, bewußt oder unbewußt verstellt wird. Die Folge davon ist, daß die eingeschaltete Zeitschaltautomatik automatisch neuen Betriebsbedingungen zugeordnet wird. Wenn diese neuen Betriebsbedingungen gleich noch stärker als die eigentlich für die Zeit­schaltautomatik zugeordnete Betriebsfunktion ist, können Störungen in erheblichem Maße hervorgerufen werden und Gefahrensituationen entstehen.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur wahlwei­sen Ansteuerung von elektrischen Verbrauchern in Backöfen unter Verwendung einer Funktionssteuer-Einrichtung bereitzustellen, bei welcher in dem dargelegten Umfeld eine möglichst hohe Funktionssicherheit gegeben ist und die Gefahrenquellen wei­testgehend vermieden werden. Der zusätzliche Aufwand soll möglichst gering sein.

[0005] Eine Anordnung, die diesen Anforderungen genügt, ist erfindungsgemäß dadurch ge­kennzeichnet, daß in der Funktionssteuereinrichtung eine Auswerteschaltung angeord­net ist, welche die vom Funktionswählschalter bereitgestellten Binärsignale zugeführt werden und welche bei Änderung zumindest eines der Binärsignalwerte ein Rücksetzkriterium für die etwaig durch die unmittelbar der Funktionssteuereinrichtung zugeordneten Eingabeorgane eingegebenen Funktionsbefehle bewirkt.

[0006] In Abhängigkeit von der Verstellung des Funktionswahlschalters wird dadurch der Funktionssteuereinrichtung ein Signal zugeleitet, welches als Rücksetzkriterium für etwaig durch die unmittelbar der Funktionssteuereinrichtung zugeordneten Eingabeor­gane eingegebenen Funktionsbefehle bewirkt. Die Anordnung gemäß der Erfindung erspart zusätzlichen Aufwand insoweit, als die ohnehin vorhandenen Steuerbefehle, durch die die Funktionssteuereinrichtung vom Funktionswählschalter aus zur Durch­führung bestimmter Funktionsabläufe beaufschlagt ist, dazu genutzt werden, um ei­nen Wechsel der Funktionszuordnung zu signalisieren und die Rückstellung der Funk­tionsbefehle zu bewirken, welche etwaig durch die unmittelbar der Funktionssteue­reinrichtung zugeordneten Eingabeorgane ursprünglich eingegeben worden sind. Diese Funktionsbefehle sind normalerweise Zeitsteuerungsbefehle, welche zugeordnete Be­reiche des Herdes für bestimmte Zeitspannen aktivieren.

[0007] Es können aber zusätzlich weitere Funktionsabläufe durch den Funktionswahlschalter durchführbar sein, wie beispielsweise die Anwendung der Bratautomatik oder der Selbstreinigung. Aufbautechnisch kann es sich als zweckmäßig erweisen, als Funk­tionswahlschalter einen Drehschalter einzusetzen. Den möglichen Einstellpositionen entspricht jeweils eine Funktionszuordnung, wobei aus Sicherheitsgründen eine defi­nierte Null-Stellung vorgesehen sein sollte.

[0008] Bevorzugterweise ist die erfindungsgemäße Anordnung dahingehend ausgestaltet, daß die Auswerteschaltung in der Funktionssteuereinrichtung bei Änderung eines der vom Funktionswahlschalter zugeführten Binärsignalwerte die Auslösung eines optischen und/oder akustischen Warnsignals veranlaßt. Dieses Signal kann optisch in einfacher Weise dadurch zum Ausdruck gebracht werden, daß einzelne oder sämtliche Anzeige­felder der Funktionssteuereinrichtung zum Blinken veranlaßt werden. Bei Verstellen des Funktionswahlschalters wird somit die Bediensperson darauf aufmerksam gemacht, daß diese Verstellung während der Bereitschaftsphase oder der Betriebsphase einer vollautomatischen oder zeitgesteuerten Betriebsform stattgefunden hat. Gleichzeitig wird die Automatik-Betriebsweise zwar ausgeschaltet, die alternativ mögliche Be­triebsweise ohne die Zeitschaltsteuerung bleibt aber blockiert. Eine neuerliche Inbe­triebnahme von Funktionen ist entweder dann gegeben, wenn eine weitere Eingabe für die Programm- bzw. Zeitsteuerung direkt durch die Eingabeorgane der Funk­tionssteuereinrichtung erfolgt oder aber wenn der Funktionswählschalter zuvor auf seine Nullstellung zurückgeschaltet wurde bzw. über ein Eingabeorgan der Funktions­steuereinrichtung, deren Rücksetzung gezielt hervorgerufen wurde.

[0009] Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erfindungsgemäße Anordnung dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Drehschalters um eine Einstellposition eine Wertänderung in einem vorgegebenen der Binärwerte bewirkt und daß der Auswerte­schaltung lediglich dieser Binärwert zugeführt wird. Damit kann die Auswerteschal­tung vereinfacht ausgeführt sein.

[0010] Nach einer Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Anordnung dadurch gekennzeich­net, daß besondere Programmabläufe, wie z.B. Bratautomatik und Selbstreinigung, ein charakteristischer Binärwert zugeordnet ist. Diese besonderen Funktionsabläufe sind in Herden der gehobenen Preisklasse realisierbar. Herde, welche nicht dieser Aus­ stattungsstufe zuzuordnen sind, bieten dagegen nicht die Möglichkeit, so daß auf ei­ne entsprechende Steuerspur vom Funktionswahlschalter zur Funktionssteuereinrich­tung verzichtet werden kann.

[0011] Ein nach den Merkmalen der Erfindung ausgestaltetes Ausführungsbeispiel ist anhand der Zeichnung im folgenden beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Teilansicht einer Herdbedienfront,

Fig. 2 eine Schalterkonfiguration und

Fig. 3 ein Belegungsschema der Ansteuerbahnen für die Funk­tionssteuereinrichtung durch einen Funktionswählschalter,

Fig. 4 eine Schaltung einer Herdsteuerung mit einer elektro­nischen Funktionssteuereinrichtung,

Fig. 5 eine Schaltung der Funktionssteuereinrichtung,

Fig. 6 eine Auswerteschaltung.

[0012] Die Fig. 1 zeigt die Funktionssteuereinrichtung 1 sowie den zugeordneten Funktions­wählschalter 2 von der Bedienseite her. Über das Anzeigedisplay 3 sind Zeitabläufe, welche die Funktionssteuereinrichtung beeinflußt, sowie unter anderem auch die Uhrzeit darstellbar. Über einen Drehknopf 4 sind Zeitwerte einstellbar, welche durch gleichzeitige Betätigung eine der Tasten 5, 6, 7, 8 eingegeben. Dabei ist die Taste 5 einer Kurzzeiteingabe zugeordnet. Bei deren Betätigung kann der Funktionswahl­schalter 2 eine beliebige Stellung einnehmen. Die Zeiteingabe über den Drehschalter 4 erfolgt in Minutenschritten. Das Ziffernsymbol 1, welches dieser Taste 5 zugeord­net ist, leuchtet im Anzeigedisplay vor den Zeitwerten auf. Die Zeitwerte werden in Stunden und Minuten angezeigt. Nach Loslassen der Taste 5 beginnt die Kurzzeit ab­zulaufen; nach Loslassen der Taste 5 erscheint die Anzeige der Tagesuhrzeit wieder. Nach Ablauf der eingegebenen Kurzzeit wird Signal über einen Summer gegeben.

[0013] Der Backofenbetrieb ist für die Betriebsarten "Flachgrill", "Aerogrill", "Ober-/Un­terhitze" und "Umluft" sowohl ohne die Nutzung der Zeitsteuerung als auch mit Nutzung der Zeitsteuerung möglich. Die Symbolzuordnung ist der Fig. 3 zu entneh­men. Soll die Zeitsteuerung in Anspruch genommen werden, so ist die Taste 8 zu betätigen, so leuchtet das zugeordnete Symbol im Anzeigedisplay stetig auf. Die Symbolziffern für die Tasten 6 und 7 blinken im Sekundenrhythmus. Es können nun­mehr Werte für eine Betriebsdauer und ein Betriebsende über den Drehschalter 4 eingegeben werden, wenn gleichzeitig die zugeordnete Taste 6 bzw. 7 gedrückt wird. Die Abarbeitung der eingestellten Zeitwerte erfolgt unmittelbar.

[0014] Die Nutzung der Bratautomatik bzw. der Selbstreinigung wird ebenfalls durch Betäti­gung der Taste 8 vorbereitet. Für den Bratautomat-Betrieb ist jedoch die Mindest­zeit auf eine Stunde begrenzt, während für die Selbstreinigung drei Stunden festge­legt sind. Das Ende der Betriebszeit dagegen kann darüber hinausgehend beliebig festgelegt werden. Zur Durchführung der unterschiedlichen Betriebsarten muß der Funktionswählschalter 2 in die erforderliche Einstellage gebracht werden. Dieser Funktionswählschalter 2 steuert über Kontakte S1, S2, S3 die Funktionssteuereinrich­tung 1 an. Darüber hinaus werden über den Funktionswählschalter 2 die entspre­chenden Heizbereiche durchgeschaltet. Die Einstellung auf Temperaturwerte bzw. auf Leistungswerte erfolgt durch weitere Eingabeschalter in bekannter Weise.

[0015] Wie aus der Fig. 3 hervorgeht, werden die unterschiedlichen Betriebsarten durch die Stellungen der Schalter S1, S2, S3 als Binärwerte realisiert, welche der Funktions­steuereinrichtung zugeleitet werden. Aus dieser Darstellung geht hervor, daß der Schalter S1 ein typisches Kriterium dafür abgibt, ob die Betriebsweise "Bratautoma­tik" oder "Selbstreinigung" durchgeführt werden soll. Der Schalter S1 und die ent­sprechende Anschlußverbindung ist entbehrlich, wenn die Ausführungsform eines Her­des diese Betriebsarten nicht beinhaltet. Die Schalterstrecke S3 dient ausschließlich der Signalisierung, ob der Funktionswählschalter sich in der Nullstellung oder in ei­ner der Betriebsartenstellungen befindet.

[0016] Wie aus der Belegung des Funktionswählschalters 2 in der Fig. 1 zu entnehmen ist, sind den Betriebsarten "Flachgrill", "Umluft", "Aerogrill" und "Ober-/Unterhitze" benachbarten Stellungen des Funktiosnwählschalters zugeordnet. Eine gewollte, insb. aber eine ungewollte Umschaltung zwischen diesen Betriebsarten am Funktionswähl­schalter würde ohne zusätzliche Maßnahmen beim Zeitautomatikbetrieb für diese Funktiosnarten zu Störungen und zu Gefahrensituationen führen. Die Gefahrensitu­ation ist dadurch gegeben, daß die eingestellte Zeitdauerfür die jeweilige Betriebs­art und bei Umschaltung der Betriebsart erhalten bleibt. Um dies zu verhindern, wird der Schalter S2 durch den Funktionswählschalter 2 über dessen Betätigungsnok­ken gemäß der in Fig. 3 dargestellten Tabelle beeinflußt. Zumindest bei einer Um­schaltung zwischen diesen benachbarten Funktionen wird eine Potentialänderung an die Funktionssteuereinrichtung signalisiert. Dadurch wird die Zeitschaltsteuerung außer Betrieb gesetzt; gleichzeitig werden die Anzeigefelder des Displays 3 zum Blinken veranlaßt, so daß die Bedienperson darauf aufmerksam gemacht wird, daß nunmehr eine neue Eingabe in die Funktionssteuereinrichtung erfolgen muß bzw. die­se generell für die weitere Durchführung von reinen Handbetrieben abgeschaltet werden muß.

[0017] Die Schaltung der Herdsteuerung weist drei Heizwiderstände R1, R2, R3 auf, von denen R1 und R2 der Unterhitze einer Backofenheizung und R3 der Grillheizung bzw. Oberhitze zugeordnet sind. Der Motor MU dient zum Antrieb des Umluft-Gebläses. Ein weiterer Motor ML dient zum Antrieb des Kühlgebläses für die Bauelemente. Über die Kontakte S4 bis S15, die durch Nocken des Funktionswählschalters 2 in dessen verschiedenen Einstellagen entsprechend der durchzuführenden Betriebsart be­tätigt sind, sind die Heizwiderstände R1, R2, R3, der Umluftmotor MU sowie Be­leuchtungs- und Anzeigeelemente entsprechend anschaltbar. Die Schalteinheit TV dient der Sicherung der Backofentür bei der Betriebsart "Selbstreinigung", die nicht unterbrochen werden darf und bei der die Backofentür auch nicht geöffnet werden darf. Die Betriebsarten Bratautomatik und Selbstreinigung als auch die Zeitsteuerung für die übrigen Betriebsarten werden durch die Funktionssteuereinrichtung 1 durch­geführt, die über den Schaltkontakt Sr des von der Funktionssteuereinrichtung ange­steuerten Relais R1 den Leistungsstrom der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 4 steuert.

[0018] Die Fig. 5 zeigt den prinzipiellen Aufbau dieser Funktionssteuereinrichtung 1, deren zentrale Einheit ein Mikroprozessor µP (z.B. TMS 1070 von Texasinstruments) ist. Die Eingänge K1, K2, K3, K4 sind sowohl durch die Schalterkontakte T5, T6, T7, T8 der Tasten 5, 6, 7, 8 (gemäß Fig.1) als durch die Kontakte S1, S2, S3 des Funktionswählschalters 2 über die Ausgänge R1 bzw. R0 gemuldiplext abgeschaltet. Über den Ausgang R8 steuert der Mikroprozessor µP ein Relais R1, dessen Kontakt Sr die Ofenheizung und gegebenenfalls den Umluftmotor steuert. Durch Taktung über diesen Relais-Kontakt Sr ist auch - analog der Energieregelung bei Kochstellen - die Heizleistung während der eingestellten Gesamtgarzeit steuerbar. Zur Anzeige von Zeit- und Betriebswerten sowie von Betriebszuständen wird ein Display (z.B. 4-LT-­13 von Futuba) über die Ausgänge R0 bis R6 und 00 bis 07 in bekannter Weise angesteuert. Über die Schaltkontakte S1, S2, S3 ist der Mikroprozessor in die Be­triebsarten "Bratautomatik" und "Selbstreinigung" einstellbar, so daß diese Betriebs­arten automatisch ablaufen. Die übrigen Betriebsarten erfordern die Mikroprozessor­steuerung nicht, es sei denn, diese sollen in einem vorgegebenen Zeitrahmen erfol­gen. Für diesen Fall ist gleichzeitig zur Betätigung der Kontakte T4 über den Dreh­knopf 4, je nachdem ob die Zeitdauer oder das Zeitende eingegeben werden soll, der Kontakt T6 der Taste 6 oder der Kontakt T7 der Taste 7 zu drücken. Wird während eines eingestellten Zeitablaufes der Funktionswählschalter 2 verstellt, so findet nach dem Muster gemäß Fig. 2 am Kontakt S2 ein Schaltwechsel statt. Dieser Schalt­wechsel wird als Kriterium genutzt, um die Zeitsteuerung außer Funktion zu setzen. Diese muß für die neue Betriebslage neu eingestellt werden.

[0019] Die erforderliche Einrichtung für die Stromversorgung ist, da sie nicht erfindungswe­sentlich ist und nach allgemein bekannter Art aufgebaut werden kann, nicht darge­stellt und beschrieben. Für die verwendeten Bauelemente sind Spannungen UO = 0 V, UC = 24 V, UV = 8, 5 V und eine zu der Spannung UC symetrierte Wechselstrom-Spannung von 3, 5 V zur Anoden-Heizung der Leuchtsegmente des Dis­plays 3 erforderlich. Der Taktimpuls T wird in bekannter Weise aus dem Betriebs-­Wechselstrom generiert.

[0020] Die Fig. 6 zeigt eine entsprechende Auswerteschaltung 9 unter Verwendung eines Flip-flops FF mit nachgeschalteten Differenziergliedern. Findet ein Schaltstellungs­wechsel des Schalters S2 statt, so wird je nach Richtung des Schaltwechsels das Flipflop FF entweder nach oben bzw. nach unten gesetzt. Dabei entsteht am ent­sprechenden Ausgang über die Differenzierglieder der auswertbare Rücksetzimpuls.

Ansprüche

1. Anordnung zur Ansteuerung von elektrischen Verbrauchern in Backöfen unter Verwendung einer Funktionssteuereinrichtung, welche zur Steuerung von Funk­tionsabläufen durch einen manuell betätigbaren Funktionswahl über eine Bin­ärcode-Verbindung und zusätzlich unmittelbar durch eigene manuell betä­tigbare Eingabeorgane einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Funktionssteuereinrichtung (1) eine Auswerteschaltung (9) angeordnet ist, welche die vom Funktionswählschalter (2) bereitgestellten Binärsignale zu­geführt werden und welche bei Änderung zumindest eines der Binärsignalwerte ein Rücksetzkriterium für die etwaig durch die unmittelbar der Funktions­steuereinrichtung (2) zugeordneten Eingabeorgane (6, 7, 8) eingegebenen Funktionsbefehle bewirkt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Funktionswahl­schalter (2) ein Drehschalter angeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschal­tung in der Funktionssteuereinrichtung (1) bei Änderung eines der vom Funk­tionswahlschalter zugeführten Werte des Binärcodes die Auslösung eines opti­schen und/oder akustischen Warnsignals veranlaßt.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücksetzung der Funktionssteuereinrichtung (1) bei Veränderung der Ein­stellung des Funktionswahlschalters (2) die Funktionssteuereinrichtung in eine Eingabe-Bereitschaft versetzt.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung des Drehschalters (2) um eine Einstellposition eine Wertände­rung in einem vorgegebenen der Binärwerte (S2) bewirkt und daß der Aus­werteschaltung lediglich dieser Binärwert zugeführt wird.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß besonderen Programmabläufen, wie z.B Bratautomatik und Selbstreinigung ein charakteristischer Binärwert (S1) zugeordnet ist.

Zeichnung