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Patent Searching and Data


Title:
DOMESTIC APPLIANCE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/008538
Kind Code:
A1
Abstract:
A domestic appliance comprising at least one heating element (4) and one resistance monitoring device (8) that monitors the electric resistance value when the heating element is turned on.

Inventors:
BASTIAN EMIL (DE)
Application Number:
PCT/EP1999/005617
Publication Date:
February 17, 2000
Filing Date:
August 03, 1999
Export Citation:
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Assignee:
BSH BOSCH SIEMENS HAUSGERAETE (DE)
BASTIAN EMIL (DE)
International Classes:
G05D23/24; H05B1/02; (IPC1-7): G05D23/24; H05B1/02
Foreign References:
US4461951A1984-07-24
GB1527082A1978-10-04
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1996, no. 9 30 September 1996 (1996-09-30)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1998, no. 12 31 October 1998 (1998-10-31)
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Claims:
Patentansprüche
1. Haushalthaltgerãt mit mindestens einem elektrischen Heizelement (4), dadurch gekennzeichnet, daß eine WiderstandsÜberwachungseinrichtung (8) vorgesehen ist, welche den elektrischen Widerstand des mindestens einen Heizelements (4) mindestens während dessen eingeschalteten Betriebszustand überwacht und in Abhängigkeit vom elektrischen WiderstandsIstWert des Heizelementes automatisch ein Signal erzeugt.
2. Haushaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die WiderstandsÜberwachungseinrichtung (8) bei ihrer Mes sung eines vorbestimmten WiderstandlstWertes das Heizelement (4) automatisch abschaltet.
3. Haushattgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die WiderstandsÜberwachungseinrichtung (8) bei Messung eines vorbestimmten WiderstandIstWertes ein optisches und/oder akustisches Signal erzeugt.
4. Haushaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die WiderstandsÜberwachungseinrichtung (8) eine Mikropro zessorgesteuerte Schaltung enthält, in welcher in Software oder Hardware ein Diagramm gespeichert ist, welches auf einer Diagrammachse Zeiteinheiten oder Temperatureinheiten des Heizelements (4) und auf einer anderen Diagrammachse Werte des elektrischen Widerstandes des Heizelements (4) und zwischen diesen Diagrammachsen mindestens eine Diagrammkurve aufweist, über welche für bestimmte Zeitpunkte bzw. bestimmte Temperaturwerte auf der einen Diagrammachse die zugehörigen WiderstandsSollWerte auf der anderen Diagrammachse von der WiderstandsÜberwachungseinrichtung automatisch ermittelbar sind, und daß die WiderstandsÜberwachungseinrichtung in Ab hängigkeit von dem gemessen WiderstandsIstWert und den Werten des Diagramms das Signal erzeugt.
5. Haushaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dall die WiderstandsÜberwachungseinrichtung (8) in Abhängigkeit von Widerstandsänderungen pro Zeiteinheit (AR/At) das Signal erzeugt.
6. Haushaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstands Überwachungseinrichtung (8) in Abhängigkeit von Widerstandsän derungen pro Temperaturänderungen (AR/AT) des Heizelements (4) das Signal erzeugt.
7. Haushaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die WiderstandsÜberwachungseinrichtung (8) ein Speicher medium enthält, in welchem sie Widerstandswerte des Heizele mentes, mindestens während das Heizelement eingeschaltet ist, speichert, und daß die im Speichermedium gespeicherten Werte durch eine Bedienungsperson abrufbar sind für Diagnosezwecke oder Fehlersuchzwecke.
8. Haushattgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die WiderstandsÜberwachungseinrichtung (8) elektrische An schlußmittel (38) zum Anschluß eines externen Gerätes für min destens einen der folgenden Zwecke aufweist : für Prüfzwecke, Fehtersuchzwecke und/oder für Diagnosen des Heizelements (4).
Description:
HAUSHALTGERAT

Die Erfindung betrifft ein Haushaitgerät mit mindestens einem elektrischen Heizelement gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Solche Haushaltgeräte sind insbesondere Friteusen, Elektroherde mit elektrisch beheizten Kochfeldern und/oder einer elektrisch beheizten Muffel zum Backen, Grillen oder Braten, elektrische Waschmaschinen, elektrische Wäschetrockner, elektrische Grillgerate, elektrische Toaster usw. Dies sind nur Beispiele. Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, sondern betrifft alle Arten von Haushaltgeräten, welche mindestens ein Heizelement haben.

Bisher mußten bei Haushaltgeräten, insbesondere im Küchenbereich, zum Schutz von benachbarten Bauteilen, Möbeln usw. Sensoren und mit ihnen zusammenwirkende Protektoren verwendet werden, welche bei einer Übertemperatur eines Heizelementes dieses Heizelement oder das gesamte Haushaltgerät abschalten.

Zur Fehlersuche an Heizelementen werden vom Fachmannn häufig die Widerstände der Heizelemente und/oder vorab von elektrischen Stromkreisen gemessen, in welchen die Heizelemente angeordnet sind.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe getost werden, die Schutzmaßnahmen gegen Überhitzung von Heizelementen zu vereinfachen und zu verbilligen und gleichzeitig das Ermitteln von Fehterstellen und/oder Fehierursachen zu vereinfachen und transparenter darzustellen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen als Beispiele beschrieben. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 eine Friteuse in Seitenansicht, Fig. 2 einen Elektroherd in Vorderansicht, Fig. 3 ein Flußdiagramm, welches ein Beispiel für die Überwachung des elektrischen Widerstandes eines Heizelementes zeigt, Fig. 4 eine Parallelschaltung von zwei elektrischen Heizelementen, Fig. 5 ein einzelnes Heizelement, Fig. 6 ein Temperatur-Zeit-Diagramm eines elektrischen Heizelemen- tes während der Aufheizphase nach dem Einschalten, Fig. 7 ein Widerstands-Zeit-Diagramm eines Heizelements während der Aufheizphase nach dem Einschalten des Heizelements, Fig. 8 ein Widerstands-Temperatur-Diagramm eines Heizelements mit Diagrammkurven für verschiedene Betriebssituationen und ver- schiedene Defekte des elektrischen Heizelements.

Die in Fig. 1 gezeigte Friteuse 2 enthält mindestens ein elektrisches Heizelement 4, welches von einer Steuereinrichtung 6 ein- und ausschaltbar ist, die eine logische Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 zur Überwachung des elektrischen Widerstandes des Heizelementes 4 enthä ! t. Gemäß, bevorzugter Ausführungsform enthält die Steuereinrichtung 6 oder mindestens ihre Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 eine Mikroprozessor-Schaltung, welche vorzugsweise programmierbar ist mit Sollwerten oder Sollwertkurven

oder Soiiwertbereichen, Betriebsprogrammen und/oder Testprogrammen, Prüfprogrammen und/oder Diagnoseprogrammen zur Steuerung und Über- wachung des mindestens einen Heizelements 4.

Gemäß der Erfindung ist die Überwachung der Temperatur oder der Heizleistung und eine authentische Fehlersuche im elektrischen Stromkreis des Heizelements 4 miteinander kombiniert, indem gemäß der Erfindung der Heizwiderstand während des eingeschalteten Betriebes des Heizelementes 4 überwacht wird.

Bei der Produktion eines Haushaltgerätes, beispielsweise der in Fig. 1 gezeigten Friteuse, wird vom Hersteller des Haushaltgerätes der elektrische Widerstand des Heizelements 4 in kaltem Zustand und in betriebswarmen Zustand gemessen und als Betriebswerte oder Sollwerte in einem Speichermedium der Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 gespeichert. Das Speichermedium kann Hardware oder Software sein. Diese Basiswerte oder Sollwerte werden während der Betriebsüberwachung des Heizelements 4 von der Widerstands- Überwachungs-einrichtung 8 als Vergleichswerte zum Vergleich mit Ist-Werten benutzt.

Beispielsweise können folgende Funktionen während des Betriebes, d. h. bei eingeschaltetem Heizelement 4, von der Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 durchgeführt werden : a) Aufheizüberwachung für verschiedene Medien, z. B. 0), Fett oder Trockenlauf, a1) ob bei Öl der elektrische Widerstand des Heizelements 4 auf den normalen Wert steigt ; a2) ob bei Fett ein momentan schneller Anstieg des elektrischen Widerstandes des Heizelements 4 erfolgt und danach sich der normale Widerstandswert einstellt ;

a3) oder ob ein Trockentauf vor) iegt, d. h. beim Fehlen von Öi oder Fett, ein schneller Anstieg des elektrischen Widerstandes des Heizelements 4 über den Basiswert (Soll-Wert) hinaus erfolgt. b) Erzeugen einer Fehlermeldung, insbesondere dann, wenn, b1) der elektrische Widerstand gegen Unendlich geht, was ein Hinweis für ein defektes oder durchgebranntes Heizelement sein kann ; b2) der Widerstand gegen Null geht, was ein Hinweis für einen Kurzschluß in dem von der Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 überwachten Stromkreis des Heizelements bedeutet.

Fig. 2 zeigt einen Elektroherd 9 mit elektrischen Heizelementen 4 unter Kochfeldern 10 und/oder in einer Ofenmuffel 12. Die elektrischen Heizelemente 4 werden von einer Steuereinrichtung 6 gesteuert und überwacht, welche hinter einer Bedienblende 14 angeordnet ist und eine Widerstands- Überwachungseinrichtung 8 von der Art enthält, wie sie vorstehend bereits mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben wurde.

Gemäß, einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden von der Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 entsprechend dem Ftußdiagramm von Fig.3 Überwachungszyklen durchgeführt, welche jeweils folgende Prüfschritte und Funktionen beinhalten : 1. Prüfschritt 20 : Hat das Heizelement 4 elektrischen Durchgang oder nicht ? Wenn"Nein", dann Abschalten des Haushaltgerätes oder zumindest des betroffenen Heizelementes 4 gemäß Funktion 21, da Heizelement 4 vermutlich defekt ist. Falls"Ja", dann Durchführung des nächsten Prüfschrittes 22.

2. Prüfschritt 22 : Liegt ein Kurzschluß vor? Falls "Ja", dann Abschalten des Haushattgerätes oder zumindest des defekten Stromkreises gemäß Funktion 23. Falls"Nein", dann weiter zum nächsten Prüfschritt 24.

3. Prüfschritt 24 : Liegt der elektrische Widerstand des das Heizelement 4 enthaltenden Stromkreises über dem Basiswert oder"Soll-Wert" ? Falls "Ja", dann Abschalten des Haushattgerätes oder mindestens des defekten Stromkreises gemäß Funktion 25. Falls"Nein", dann Rückmeldung an einen Eingang der Widerstands- Überwachungseinrichtung 8. Danach unmittelbar oder in Zeitabständen erneutes Durchführen des Überwachungszyklus.

Fig. 4 zeigt zwei Heizelemente 4 in Parattetschattung. Wenn eines der beiden Heizelemente 4 einen Defekt in Form einer Leitungsunterbrechung 30 bekommt, dann steigt der elektrische Widerstand der Parallelschaltung. Dadurch ergeben sich in den Diagrammen von Fig. 7 und 8 die durch eine gestrichelte Linie dargestellten steileren Diagrammkurven mit einem größeren Verhältniswert Delta-Widerstand zu Delta-Zeit (AR/At) von Fig. 7 bzw. Delta-Widerstand zu Delta-Temperatur (AR/AT) in Fig. 8.

Wenn gemäß Fig. 5 bei einem einzelnen oder in Reihe geschalteten Heizelement 4 der elektrische Widerstand durch eine elektrische Teil-Überbrückung 32 kleiner wird, dann ergibt sich eine flachere Kurve, wie sie in den Diagrammen 7 und 8 durch eine strichpunktierte Linie gezeichnet ist. Hierbei ist das Verhältnis Delta- Widerstand zu Delta-Zeit (AR/At) in Fig. 7 und das Verhältnis Delta-Widerstand zu Delta-Temperatur (AR/AT) in Fig. 8 kleiner als bei dem in durchgezogener Diagrammlinie gezeichneten Basiswert oder Soll-Wert.

Gemäß Fig. 6 steigt nach dem Einschalten des Heizelementes 4 seine Temperatur"T"mit der Zeit"t"bis auf einen vorbestimmten Endwert an und bleibt dann bis zum Abschalten konstant.

Entsprechend steigt der elektrische Widerstand"R"des Heizelementes 4 gemäß der durchgezogenen Diagrammlinie von Fig. 7 beim Einschalten des Heizelementes zunächst an und bleibt dann konstant.

Fig. 8 zeigt in einer durchgezogenen Linie eine Diagrammkurve für die Abhängigkeit des elektrischen Widerstandes"R"des elektrischen Heizelementes 4 von dessen Temperatur"T". Ferner zeigt Fig. 8 eine Widerstands-Temperatur- Diagrammkurve in einer gepunkteten Linie 34 für einen leicht erhöhten elektrischen Widerstand des Heizelementes 4, und eine Doppelpunkt-Strich-Linie 36 für einen gegenüber dem Basiswert oder Soll-Wert etwas reduzierten elektrischen Widerstandswert.

Somit ist durch die Erfindung eine Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 gegeben, welche den elektrischen Widerstand des mindestens einen Heizelementes 4 des Haushaltgerätes 2 oder 9 oder dgl. mindestens während dessen eingeschalteten Betriebszustand überwacht und in Abhängigkeit vom elektrischen Widerstand-lst-Wert des Heizelementes automatisch ein Signal erzeugt.

In Abhängigkeit vom Überwachungsergebnis kann, je nach praktischer Ausführungsform der Widerstands-Überwachungseinrichtung 8, das Heizelement 4 abgeschaltet und/oder ein optisches und/oder akustisches Warnsignale erzeugt werden.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung enthält die Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 eine mikroprozessor-gesteuerte Schaltung, in welcher mindestens ein Diagramm gespeichert ist, welches auf einer Diagrammachse Zeiteinheiten"t"und/oder, je nach praktischer Ausführungsform, Temperatureinheiten "T" des Heizelementes und auf einer anderen Diagrammachse Werte des elektrischen Widerstandes"R"des Heizelementes und zwischen diesen Diagrammachsen mindestens eine Diagrammkurve aufweist, über welche für bestimmte Zeitpunkte oder bestimmte Temperaturwerte auf der einen Diagrammachse die zugehörigen Widerstands- Soll-Werte auf der anderen Diagrammachse automatisch von der Widerstands-

Überwachungseinrichtung 8 ermittelbar sind. Die Widerstands- Überwachungseinrichtung 8 erzeugt in Abhängigkeit von dem von ihr gemessenen Widerstands-Ist-Wert und in Abhängigkeit von den aus dem Diagramm automatisch herauslesbaren Soll-Wert ein entsprechendes Signal.

Die Widerstands-Überwachungseinrichtung 8 kann derart ausgebildet sein, daß sie in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit einer Widerstandsänderung AR/At oder, gemäß anderer oder gleicher Ausführungsform, in Abhängigkeit einer Abweichung des Verhättnisses von AR/AT gegenüber einem vorgegebenen Normalwert ein Signal erzeugt. Dieses Signal kann optisch und/oder akustisch angezeigt werden und/oder zum Abschalten des betreffenden Heizelementes führen.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung enthält die Widerstands- Überwachungseinrichtung 8 einen Speicher in Form von Hardware oder Software, um kontinuierlich oder diskontinuierlich den Widerstandswert des Heizelementes 4 während des eingeschalteten Betriebes zu überwachen und zu speichern zur späteren Diagnose von Fehlerursachen und zum Auffinden von Fehlerquellen. Ein optisches Anzeigeelement kann derart ausgebildet sein, daß es, je nach dem, ob ein fehlerfreier Normalbetrieb oder ein davon abweichender Betrieb vorliegt, ein anderes optisches Signal liefert, beispielsweise verschiedene Farben anzeigt.

Gemäß weiterer Ausführungsform der Erfindung ist die Steuereinrichtung 6 bzw. ihre Überwachungseinrichtung 8 mit einem etektrischen Anschtußmittet 38 zum Anschluß eines externen Gerätes für Prüfzwecke, Fehlersucharbeiten und/oder für Diagnosen, z. B. auch zur Ermittlung der Benutzungs-Geschichte, und zum Abrufen von gespeicherten charakteristischen Betriebswerten, versehen.