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Title:
METHOD FOR COMPENSATING THE PRODUCTION TOLERANCES OF ELECTRICAL DEVICES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/068389
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a method for compensating the production tolerances of electrical devices (2) that are supplied with power by the power supply system (20) of a domestic appliance. The method comprises the following steps: a) measuring an actual value (10, Rist) of the resistance of an electrical device (2), b) determining a correction value from the actual value (10, Rist) of the resistance of the electrical device (2) and a setpoint resistance (30, Rnom), and c) taking into consideration the correction value when operating the domestic appliance.

Inventors:
CHRISTMANN JENS (DE)
REITER BRUNO (DE)
ROSENBAUER MICHAEL (DE)
WIRTH CHRISTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/064575
Publication Date:
June 04, 2009
Filing Date:
October 28, 2008
Export Citation:
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Assignee:
BSH BOSCH SIEMENS HAUSGERAETE (DE)
CHRISTMANN JENS (DE)
REITER BRUNO (DE)
ROSENBAUER MICHAEL (DE)
WIRTH CHRISTIAN (DE)
International Classes:
H05B1/02; H05B3/10
Domestic Patent References:
WO1993019563A11993-09-30
WO1996017496A11996-06-06
WO1997014269A11997-04-17
Attorney, Agent or Firm:
BSH BOSCH UND SIEMENS HAUSGERÄTE GMBH (München, DE)
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Claims:
PATENTANSPRüCHE

1. Verfahren zum Fertigungstoleranzausgleich von elektrischen Verbrauchern (2), die von einer Stromversorgung (20) eines Hausgeräts mit elektrischer Energie versorgt werden, wenigstens umfassend die folgenden Schritte: a) Messen eines Ist-Werts (10, R ιst ) des Widerstandswerts des elektrischen Verbrauchers (2), b) Ermitteln eines Korrekturfaktors aus dem Ist-Wert (10, R| St ) des Widerstandswerts des elektrischen Verbrauchers (2) und einem Widerstands-Sollwert (30, R nOm ), und c) Berücksichtigen des Korrekturfaktors bei Betrieb des Hausgeräts.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (a) vor Einbau des elektrischen Verbrauchers (2) in ein Haushaltsgerät ausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (a) mit einer Messgenauigkeit (δR/R) von 1 % oder weniger durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass gemessene Ist-Werte (10, R| St ) des Widerstandswerts eines elektrischen Verbrauchers

(2) Werteintervallen (44-1 , 44-2,... 44-5) zugeordnet werden, denen je ein Korrekturfaktor zugeordnet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Werteintervall (44-1 , 44-2, ... 44-5) den Widerstands-Sollwert (30, R nOm ) umfasst.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Werteintervall (44-1 ,...44-5) eine Intervallnummer (46) zugeordnet wird, die an das Hausgerät übertragen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Korrekturfaktor an das Hausgerät übertragen wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Verbraucher (2) ein ohmscher Verbraucher ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Verbraucher (2) eine Heizung, insbesondere eine Dickschichtheizung ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (b) vor Einbau des elektrischen Verbrauchers (2) in ein Haushaltsgerät ausgeführt wird.

Description:

Verfahren zum Fertigungstoleranzausgleich von elektrischen

Verbrauchern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fertigungstoleranzausgleich von elektrischen Verbrauchern, die von einer Stromversorgung eines Hausgeräts mit elektrischer Energie versorgt werden.

Moderne Hausgeräte weisen häufig Heizungen als elektrische Verbraucher auf. Dabei werden gegenwärtig als Heizungen bevorzugt Dickschichtheizungen anstelle der früher gebräuchlichen Stabheizungen eingesetzt. Zur Herstellung von Dickschichtheizungen werden Bahnen einer einen geeigneten spezifischen elektrischen Widerstand aufweisenden, dicken Schicht auf die Oberfläche eines elektrisch isolierenden Substrates aufgedruckt. Während beim Aufdrucken die Länge und die Breite der Bahnen relativ genau eingestellt werden können, treten bei der Dicke relativ große Variationen auf, die den elektrischen Gesamtwiderstandswert um etwa ±15% schwanken lassen. Industriestandards für gefertigte Dickschichtheizungen gestehen Widerstandstoleranzen in der Größenordnung von etwa -5% bis +10% zu.

Beim Einsatz von Dickschichtheizungen in wasserführenden Geräten, wie etwa Haushaltsgeräten, bilden sich durch den Kontakt mit Leitungswasser auf den Bahnen der Dickschichtheizungen Kalkablagerungen und sonstige Beläge. Die Dicke und der Grad der Flächenüberdeckung der Beläge wird als „Flächenbelegung" bezeichnet. .

Mit zunehmender Flächenbelegung der Bahnen verschlechtert sich die Wärmeübertragung der Dickschichtheizung an den umgebenden Raum. Dadurch erhöht sich lokal unter der Flächenbelegung die Temperatur des die dicke Schicht bildenden

Widerstandsmaterials. Weil die gebräuchlichen Widerstandsmaterialien für

Dickschichtheizungen aufgrund ihrer PTC-Eigenschaft (Positive Temperature Coefficient) ihren spezifischen elektrischen Widerstand mit zunehmender Temperatur erhöhen, erhöht sich auch ihr spezifischer elektrischer Widerstand an den Stellen unter der

Flächenbelegung. Beschleunigt sich dort die lokale Aufheizung weiter, nimmt auch die

Flächenbelegung beschleunigt zu. Diese unkontrolliert sich beschleunigende Erhitzung

kann ab einem gewissen Grad der Flächenbelegung innerhalb von Sekundenbruchteilen ablaufen, und führt zu einer lokalen Zerstörung der Dickschichtheizung führen.

Um dies zu verhindern kann die Zunahme des Gesamtwiderstands der Dickschichtheizung im Betrieb mit relativ hoher Genauigkeit erfasst werden. Rechtzeitig vor dem Erreichen eines Grenzwerts des Gesamtwiderstands, der der Grenzflächenbelegung zugeordnet ist und bei dem der Zerstörungsvorgang einsetzt, wird der Heizstrom abgeschaltet und damit der Heizbetrieb unterbrochen.

Die relativ großen Toleranzen des Heizungswiderstandswertes einer Dickschichtheizung erfordern also im Betrieb einer Dickschichtheizung eine hohe Messgenauigkeit zum Erfassen des Grenzwerts. Nach der WO 96/17496 wird der Widerstandswert bei der Herstellung der Dickschichtheizung auf einen Soll-Wert eingestellt, indem Ausgleichsbahnen zusätzlich und parallel zu den eigentlichen, zum Heizen vorgesehenen Dickschicht-Bahnen aufgedruckt werden. Anschließend werden sie abschnittweise, elektrisch leitend mit und parallel zu den eigentlichen Heizbahnen verbunden, bis der Ist- Wert des Gesamtwiderstands der Dickschichtheizung den Soll-Wert erreicht hat.

Alternativ kann eine Dickschichtheizung mit ihrem mit Toleranz behafteten Ist- Widerstandswert in das zu beheizende Gerät eingebaut und an die Stromversorgung angeschlossen werden. Dabei wird die auf den Soll-Wert abgestimmte Steuerelektronikschaltung in einem eigenen Montageschritt auf den Ist-Widerstandswert der Dickschichtheizung abgeglichen, was einen hohen technischen und zeitlichen Aufwand erfordert.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfacheres und weniger Zeit erforderndes Verfahren zum Fertigungstoleranzausgleich von elektrischen Verbrauchern bereitzustellen.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Fertigungstoleranzausgleich von elektrischen Verbrauchern, die von einer Stromversorgung eines Hausgeräts mit elektrischer Energie versorgt werden, wenigstens umfassend die folgenden Schritte: a) Messen eines Ist-Werts des Widerstandswerts des elektrischen Verbrauchers,

b) Ermitteln eines Korrekturfaktors aus dem Ist-Wert des Widerstandswerts des elektrischen Verbrauchers und einem Widerstands-Sollwert, und c) Berücksichtigen des Korrekturfaktors bei Betrieb des Hausgeräts.

Dabei weist die bspw. als Dickschichtheizung ausgebildete Heizung einen von einer Flächenbelegung abhängigen Widerstandswert auf, und eine Steuerelektronikschaltung der Stromversorgung ist auf den Widerstands-Sollwert abgeglichen und erkennt das Erreichen einer bei einer Grenzflächenbelegung der Dickschichtheizung erhaltenen Bereichsgrenze des Widerstandswerts.

Durch die Berücksichtigung des Ist-Werts des Widerstandswerts bei der Steuerung der Stromzufuhr können also die aus der Herstellung der Dickschichtheizung herrührenden Toleranzen ausgeglichen und der Grenzwert bzw. der Abschaltpunkt der Stromversorgung als Widerstandsabweichung in Bezug auf den Ist-Wert des Widerstands eingestellt werden. Das erfinderische Verfahren reduziert also den Aufwand an technischen Vorrichtungen und erforderlichen Einstellungen.

Die Messgenauigkeit beim Messen des Ist-Widerstandswerts ist möglichst hoch, beispielsweise in der Größenordnung von etwa 2%, weiter bevorzugt etwa 1% und noch weiter bevorzugt etwa 0,5%. Dadurch verringert sich die mögliche Toleranz bezüglich des Ist-Werts. Außerdem kann die Steuerelektronikschaltung das Erreichen des Widerstands- Grenzwerts genauer feststellen.

Das Messen des Ist-Werts des Widerstands der Dickschichtheizung in Schritt (a) kann vorteilhaft vor dem Einbau der Dickschichtheizung in das Haushaltsgerät bereits beim Hersteller durchgeführt werden. Alternativ kann die Widerstandsmessung unmittelbar vor dem Einbau der Dickschichtheizung in ein Haushaltsgerät in einem gesonderten Verfahrensschritt, etwa zeitgleich mit Montageschritten ausgeführt werden, die vor dem Einbau der Dickschichtheizung ohnehin erfolgen. So kann beim Zusammenbau des neuen Haushaltsgeräts Montagezeit eingespart werden. Bei einer Reparatur des Haushaltsgeräts kann die Messung vom Service-Techniker in einer speziellen Messvorrichtung an der Austausch-Dickschichtheizung vor deren Einbau ausgeführt werden.

Es kann für jeden gemessenen Ist-Wert des Widerstands ein Korrekturfaktor aktuell ermittelt werden. Dadurch ergibt sich eine hohe Genauigkeit der Abstimmung der Stromversorgung auf die Dickschichtheizung. Da aber die Widerstandwerte der Dickschichtheizungen ohnehin in einem begrenzten Toleranzrahmen liegen, können für Abweichungen innerhalb dieses Rahmens alternativ bereits Korrekturfaktoren in der Steuerung hinterlegt sein. Dadurch verringert sich der Berechnungsaufwand bei der Abstimmung der Stromversorgung auf die Dickschichtheizung.

Das Verfahren kann vereinfacht werden, wenn nicht für jeden gemessenen Abweichungswert zwischen dem Ist- und dem Soll-Wert ein eigener Korrekturfaktor ermittelt werden muss. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann gemessenen Ist-Werten der Widerstandswerte elektrischer Verbraucher Werteintervallen zugeordnet werden, denen je ein Korrekturfaktor zugeordnet ist.

Vorzugsweise umfasst dabei ein mittleres Werteintervall den Widerstands-Soll-Wert für die Dickschichtheizung. Jedem Intervall wird dann ein geeigneter Korrekturfaktor fest zugeordnet und in der Steuerung hinterlegt. Ein gemessener Ist-Wert wird dann demjenigen Werteintervall zugeordnet, das den gemessenen Ist-Wert enthält. Damit kann der Steuerungsaufwand erheblich reduziert werden, weil eine Ermittlung des Korrekturfaktors entfallen kann.

Der Satz aneinandergrenzender Werteintervalle kann eine ungerade Anzahl von Intervallen umfassen deren mittlerer den Sollwert enthält. Mit einer geraden Anzahl an Intervallen können sie alternativ symmetrisch um einen Soll-Wert des Heizwiderstands herum angeordnet sein

Die Werteintervalle können eine konstante Bereichsbreite aufweisen, die der in Schritt (a) erforderlichen Messgenauigkeit entspricht. Die Intervalle und die zugehörigen Korrekturwerte können zur einfacheren Unterscheidung außerdem nummeriert sein. So kann der Korrekturfaktor eines Ist-Werts des Widerstands in einfacher Weise durch die Angabe der entsprechenden Bereichsnummer des Intervalls angegeben werden, dem er zugeordnet ist. Das vereinfacht die Verarbeitung des gemessenen Ist-Werts sowie die Ausführung der zur Eingabe erforderlichen technischen Mittel.

In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Korrekturfaktor selbst an das Hausgerät übertragen wird, so dass das Hausgerät keine Speicher zum Abspeichern der den Werteintervallen zugeordneten Korrekturfaktoren aufweist, sondern entsprechend dem Korrekturfaktor eine Anpassung der Versorgung des elektrischen Verbrauchers vornimmt. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, dass der elektrische Verbraucher ein ohmscher Verbraucher ist, so dass bei der Messung keine Blindstromverluste berücksichtigt werden, wobei es sich vorzugsweise bei dem elektrischen Verbraucher um eine Heizung, insbesondere eine Dickschichtheizung handelt.

Das Prinzip der Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung beispielshalber noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm über die Abhängigkeit des elektrischen Widerstands R h einer Dickschichtheizung von ihrer Flächenbelegung F;

Fig. 2a, b Schaltbilder einer Stromversorgungseinheit mit einer angeschlossenen Dickschichtheizung; und

Fig. 3 eine graphische Darstellung von Werteintervallen.

Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen.

Die Fig. 1 veranschaulicht die Abhängigkeit des Widerstandswerts R h einer Dickschichtheizung auf der Ordinate von deren Flächenbelegung F auf der Abszisse, einen Grenzwert R grθnz für eine Widerstandsabweichung bzw. eine zugeordnete Grenz- Flächenbelegung F grθnz einer Dickschichtheizung zu ihrem Schutz gegen Durchbrennen.

Eine Stromversorgung für eine Dickschichtheizung ist üblicherweise ausgelegt auf einen Nominal- bzw. Soll-Wert R nOm 30 des Gesamtwiderstands. Er ist auf der Ordinate für eine ungebrauchte Dickschichtheizung ohne Flächenbelegung (F=O) dargestellt. Bei im Betrieb der Dickschichtheizung zunehmender Flächenbelegung F nimmt der Widerstand R h näherungsweise proportional zur Flächenbelegung zu. Diesen Zusammenhang stellt die

ansteigende Linie 31 dar. Aus der Herstellung kommen Dickschichtheizungen mit einer relativ großen Toleranz δR bezüglich des Gesamtwiderstands, wobei das Verhältnis AR/R n o m in der Größenordnung von 5% bis 10% liegt. Folglich ist im Betrieb derartiger Dickschichtheizungen zunächst mit Widerstandswerten in einem Bereich von R nOm -AR bis R nom +AR zu rechnen. Bei zunehmender Flächenbelegung treten also Widerstandswerte auf, die um die Linie 31 herum in einem Band mit einer Breite bzw. Höhe von 2δR liegen. Dieses Band begrenzen die Linien 34 bzw. 36.

Um den in Sekundenbruchteilen ablaufende Prozess der unkontrollierten lokalen Erhitzung und Zerstörung der Dickschichtheizung zu verhindern, ist in einer Steuerelektronikschaltung ein auf den Soll-Wert R nom des Widerstands der Dickschichtheizung abgestimmter, oberer Grenzwert R grθnz als Schwellwert gespeichert. Der Schwellwert ist so gewählt, dass die Dickschichtheizung sicher vor Zerstörung geschützt ist, wenn der Heizstrom beim Erreichen dieses Grenzwerts abgeschaltet wird. Der zugehörige Abschaltpunkt ist in Fig. 1 mit A nOm gekennzeichnet. über die Abhängigkeit des Widerstands R h von der Flächenbelegung F ist dem Grenzwert R grθnz die Grenz-Flächenbelegung F grθnz bzw. 38 zugeordnet. Wenn der Grenzwert R grθnz in der Steuerelektronikschaltung unverändert als Schwellwert benutzt würde, dann würden aufgrund der Herstellungstoleranz von -δR bis +δR in einem breiten Bereich von Flächenbelegungen Abschaltpunkte auftreten, die mit A- und A+ bezeichnet sind. Eine Abschaltung des Betriebs beim Abschaltpunkt A+ würde bei einer Flächenbelegung auftreten, die kleiner als die Grenz-Flächenbelegung F grθnz ist, und die Betriebsdauer der Dickschichtheizung würde unnötig verkürzt. Wenn umgekehrt die Abschaltung beim Abschaltpunkt A und damit bei einer Flächenbelegung auftritt, die größer als die Grenz- Flächenbelegung F grenz ist, dann besteht ein großes Risiko, dass die Dickschichtheizung durch lokale überhitzung zerstört wird.

Erfindungsgemäß wird nun als Beispiel für einen elektrischen Verbraucher der Widerstandswert R ιst einer Dickschichtheizung vor dem Einbau in ein Hausgerät, wie z.B. eine Geschirrspül- oder Waschmaschine mit einer hohen Genauigkeit δR gemessen, die kleiner ist als die Toleranz δR des Widerstands aus dem Herstellungsprozess. Die Messgenauigkeit δR/R liegt dabei in der Größenordnung von weniger als 2%, z.B. 0,5%. Der gemessene Ist-Wert R ιst wird in eine Auswerteschaltung eingegeben. Daraufhin wird

der zugehörige Widerstandsgrenzwert R grθnz ermittelt. Der auf den Ist-Wert abgestimmte Widerstandsgrenzwert R grθnz (Rιst) wird so berechnet, dass sein Erreichen und mithin die Abschaltung bei der gleichen Grenz-Flächenbelegung F grθnz erfolgt, wie das für den Soll- Wert R n o m vorgesehen ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird der angepasste Widerstandsgrenzwert R grθnz (Rιst) auf der Grundlage des Widerstandsgrenzwerts R grθnz durch eine additive Korrektur entsprechend der Abweichung (R, s t-R n o m ) des gemessenen Ist-Werts R ιst vom Soll-Wert R nom für den Heizungswiderstand berechnet:

Rgrenz(Rιst) = Rgrenz(Rnom) + (Rist "" Rnom) (1 )

Der unter Berücksichtigung der Herstellungstoleranz korrigierte Grenzwert R grθnz (Rιst) für den Heizungswiderstand wird bei derselben Grenz-Flächenbelegung F grθnz erreicht (Abschaltpunkt A ιst (40)). So erzielt man für eine Dickschichtheizung eine vergleichbare Schutzwirkung vor der Zerstörung, wie das für den nominalen Heizwiderstand R nOm vorgesehen ist. Wie in Fig. 1 gezeigt, würde für eine Dickschichtheizung mit dem Ist- Widerstand R, st ohne Korrektur des Abschalt-Grenzwerts der Abschalt-Grenzwert R grθnz bereits beim Abschaltpunkt A' ιst , 40' erreicht, also bei einer kleineren Flächenbelegung als der vorgesehenen Grenz-Flächenbelegung F grθnz -

Es wird nun auf Fig. 2a und 2b Bezug genommen.

Fig. 2a zeigt als Stromversorgung 20 für eine Dickschichtheizung 2 eine Spannungsquelle 22 mit einer mit hoher Genauigkeit bekannten Ausgangsspannung zur Versorgung der Dickschichtheizung 2 mit Heizstrom, einen Messwiderstand 28 mit einem Widerstandswert R m und eine Messschaltung 24 zur Messung der Spannung über den Messwiderstand 28. Die Stromversorgung 20 weist ferner die Anschlüsse 26, 26' auf, über die der Heizstrom abgegriffen und über Zuführungsleitungen der Dickschichtheizung 2 zugeführt wird. Die Dickschichtheizung 2 umfasst eine Heizwiderstandsbahn 4 aus aufdruckbarem Material, und an ihren äußeren Enden Anschlüssen 6, 6' zum Durchleiten des Heizstroms. Die in Fig. 2b gezeigte Schaltung ist schematisch durch das in Fig. 2a gezeigte Ersatzschaltbild der Messschaltung vereinfacht. Im Ersatzschaltbild der Figur 2b ist die Dickschichtheizung 2 als Widerstand 10 mit einem Widerstandswert R lst (F) dargestellt.

Im Heizbetrieb der Dickschichtheizung 2 wird der Strom durch den Messwiderstand 28, dessen Wert mit hoher Genauigkeit bekannt ist, und den Heizwiderstand 10 bzw. die Dickschichtheizung 2 geleitet. Dabei misst die Messschaltung 24 den Spannungsabfall über den Messwiderstand 28 mit einer hohen Genauigkeit, die typischerweise besser als 0,5%, beispielsweise 0,1 %, ist. Wenn durch eine zunehmende Flächenbelegung F der Wert R 1St (F) des Heizwiderstands 10 zunimmt, verringert sich der fließende Heizstrom. Die änderung des Heizstroms bewirkt eine Verringerung des Spannungsabfalls am Messwiderstand 28. Sie wird von der Messschaltung 24 erfasst und in einen Wert R h (F) für den Heizungswiderstand 10 bzw. dessen änderung aufgrund der Flächenbelegung F umgerechnet.

Die Messschaltung 24 gibt ein für den Heizungswiderstand 10 repräsentatives Signal aus. Sie kann zusätzlich ein Warnsignal erzeugen, wenn der Heizungswiderstand 10 den Grenzwert, insbesondere den der Grenz-Flächenbelegung F grθnz zugehörigen Grenzwert Rg r e nz (Rιst) erreicht. Das Warnsignal kann dann in einer Steuerlogikschaltung erkannt werden, woraufhin der Heizstrom abgeschaltet wird.

Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen.

In Figur 3 sind auf einem Zahlenstrahl ein Widerstandsbereich 42 möglicher Widerstandswerte R h aufgetragen. Er reicht von einer Untergrenze R m ι n bei 34 bis zu einer Obergrenze R ma χ bei 36. Er ist um den Soll-Wert R nOm 30 herum zentriert angeordnet und wird in einen Satz von aneinander angrenzenden und aufeinander folgenden Werteintervallen 44-1 bis 44-5 unterteilt, die durch Intervallgrenzen 48-1 bis 48-6 getrennt sind. Dem Satz der Werteintervalle 44 ist ein Satz fortlaufender Ganzzahlen bzw. Intervallnummern 46 zugeordnet. Zur Angabe des Ist-Wertes R ιst des Heizungswiderstands 10 wird dasjenige Werteintervall spezifiziert, in dem der Ist-Wert liegt. So genügt zur Angabe des Ist-Werts R ιs t die Angabe der Intervallnummer 46 des Werteintervalls 44-4 (im Beispiel die Nummer 4), da es den Ist-Wert R| St enthält.

Jedem Werteintervall ist ein Korrekturwert zugeordnet, der die Zufuhr an Heizstrom an den tatsächlich in der Dickschichtheizung 2 vorliegenden Ist-Wert R ιst anpasst. Zwar geschieht dies mit einer Ungenauigkeit, weil der Heizstrom nicht auf den Ist-Wert R| St , sondern auf ein Intervall um den Ist-Wert R ιst herum angepasst ist. Dadurch wird aber der

Regelungsaufwand für die Abstimmung der Dickschichtheizung 2 und der Stromversorgung 20 erheblich vereinfacht.

In einem für Geschirrspülmaschinen typischen Beispiel beträgt der nominale bzw. Soll- Wert R nom des Heizungswiderstands 10 etwa 25 Ohm und die erforderliche Messgenauigkeit δR m/Rnom ±1%, entsprechend einem Intervall von 24,75 Ohm bis 25,25 Ohm. Eine Standardfertigung für Dickschichtheizungen ist mit einer Toleranz von ARnom/Rnom = 5% auf den Soll-Wert behaftet, so dass Widerstandswerte R m ιn und R ma χ zwischen einer unteren Bereichsgrenze 34 (R m ι n = R n o m -δR = 23,75 Ohm) und einer oberen Bereichsgrenze 36 (R max = R nom + δR = 26,25 Ohm) auftreten können (vgl. Fig. 1 ). Um nun alle Dickschichtheizungen aus dieser Fertigung zu benutzen, wird der Widerstandswertebereich R mιn bis R max in Werteintervalle 44 unterteilt. Ihre Intervallbreite orientiert sich an der Messgenauigkeit von ±1 %, so dass zwischen der unteren Bereichsgrenze 34 und der oberen Bereichsgrenze 36 ein Satz von fünf Intervallen besteht (vgl. Fig. 3):

Intervall 1 , 44-1 : 23,75 Ohm - 24,25 Ohm Intervall 2, 44-2: 24,25 Ohm - 24,75 Ohm Intervall 3, 44-3: 24,75 Ohm - 25,25 Ohm Intervall 4, 44-4: 25,25 Ohm - 25,75 Ohm Intervall 5, 44-5: 25,75 Ohm - 26,25 Ohm.

Die Intervalle mit den Intervallnummern 46 von 1 bis 5 sind durch Intervallgrenzen 48-1 bis 48-6 getrennt. Die äußeren Intervallgrenzen 48-1 bzw. 48-6 stellen die untere Bereichsgrenze 34 bzw. die obere Bereichsgrenze 36 dar. Die übrigen Grenzen 48-2 bis 48-5 ergeben sich aus der Messgenauigkeit von ±1 % bezogen auf den Soll-Wert R nom des Heizungswiderstands 10 (25 Ohm). Sie erfüllen somit die Gleichung (1 ) für ihre jeweiligen Mittelwerte.

Die Intervallgrenzen 48-1 bis 48-6 werden werksseitig in einer Steuerung hinterlegt. Für eine Dickschichtheizung wird nun ein Messwert von beispielsweise R, st = 25,634 Ohm ermittelt. Er wird dem Intervall mit der Nummer „4" zugeordnet. Die Dickschichtheizung wird also ohne eine weitere auf R ιs t basierende Berechnung ab einem im Betrieb

auftretenden Widerstandswert von 25,75 Ohm abgeschaltet, weil dann die Gefahr ihrer überhitzung besteht. Damit vereinfacht sich das Regelungsverfahren der Dickschichtheizung erheblich.

Bezugszeichenliste

2 Dickschichtheizung

4 Heizwiderstandsbahn 6, 6' Anschluss (der Dickschichtheizung)

10 Ist-Wert (R ιst ) des Heizwiderstands

12 untere Messwertgrenze (R ιs t - δR) des Ist-Werts

14 obere Messwertgrenze (R ιs t + δR) des Ist-Werts

20 Stromversorgung 22 Stromquelle

24 Messschaltung

26, 26' Anschluss (der Stromversorgung)

28 Strommesswiderstand bzw. Shuntwiderstand (R m )

30 Soll-Wert (R nOm ) des Heizwiderstands 32 Toleranzbreite (2 x δR)

34 untere Bereichsgrenze (R m m = R nO m - AR)

36 obere Bereichsgrenze (R ma χ = Rnom + AR)

38 Grenz-Flächenbelegung F grθ nz

40 Abschaltpunkt mit Messwert-Eingabe A ιst 40' Abschaltpunkt ohne Messwert-Eingabe A' ιst

42 Gesamtwiderstandsbereich (entspricht Toleranzbreite 32)

44 Werteintervall (44-1 , 44-2, ... 44-5)

46 Intervallnummer

48 Intervallgrenzen (48-1 , 48-2, ...,48-6) A n o m Soll-Abschaltpunkt