DE2625477C3 - Sicherheitsvorrichtung für Mikrowellenherde - Google Patents
Sicherheitsvorrichtung für MikrowellenherdeInfo
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- H05B6/00—Heating by electric, magnetic or electromagnetic fields
- H05B6/64—Heating using microwaves
- H05B6/6414—Aspects relating to the door of the microwave heating apparatus
- H05B6/6417—Door interlocks of the microwave heating apparatus and related circuits
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsvorrichtung für Mikrowellenherde mit den im Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.
Bei Verwendung einer deratigen Sicherheitsvorrichtung wird der Herd außer Betrieb gesetzt, sobald einer
der Schalter in der einen oder in der anderen Stellung bleibt. Die zwei Schalter überwachen einander gleichsam,
d. h. der erste Schalter, der im wesentlichen der überwachte Schalter ist, überwacht gleichzeitig den
zweiten Schalter, der nur zum Überwachen des ersten Schalters vorgesehen ist.
Weiter gibt es meistens mindestens einen weiteren Schalter (Mikroscha'ter), der die Eizeugung von
Mikrowellenenergie indirekt unterbricht, sobald die Tür geöffnet wird.
Sicherheitsvorschriften fordern, daß, wenn einer der Schalter, der zum Unterbrechen der Stromzufuhr zum
Mikrowellengenerator abhängig vom öffnen der Tür verwendet wird, versagt, der Herd innerhalb einer
Sekunde nach Öffnung der Tür außer Betrieb gesetzt wird. Damit ist gemeint, daß es nicht möglich sein soll,
den Herd ohne Hilfe eines Angestellten des Kundendienstes in Betrieb zu setzen, der dann die Ursache des
Versagens repariert, d. h. den fehlerhaften Schalter auswechselt.
Bei der eingangs genannten Sichelheitsvorrichtung
besteht das Problem, daß es in der Praxis schwierig ist. zu vermeiden, daß die genannte »Hotelschaltung«
während der kurzen Zeit beim Öffnen und Schließen der Tür geschlossen wird, sogar dann, wenn die beiden
Schalter einwandfrei funktionieren. Das Schließen der genannten Strecke wird nämlich wie erwähnt stattfinden,
sobald die zwei Schalter verschiedene Stellungen einnehmen.
Die einzige Art und Weise, bei der die Stromstrecke mit dem Schaltungselement nicht geschlossen wird,
welches Element den Herd außer Betrieb setzt, ist also, daß gewährleistet wird, daß die zwei Schalter genau /u
demselben Augenblick beim öffnen und Schließen der Tür funktionieren. Dies läßt sich in der Praxis jedoch
nicht erreichen. Es wird nämlich immer eine kur/e Erregung des genannten Schaltungselementes beim
öffnen und Schließen der Tür geben, auch dann, wenn die zwei Schalter einwandfrei funktionieren. Die Dauer
dieser Erregung ist nämlich von der Geschwindigkeit der Türbewegung abhängig und folglich kann sich die
Erregungszeit des genannten Elementes, das den Herd außer Betrieb setzt, im Falle einer langsamen TürbewegUng
verlängern.
Wenn nun jedoch die Erregungszeit des genannten
Schaltungselementes so kurz gemacht wird, daß die Vorrichtung die Sicherheitsanforderungen erfüllt, kann
es passieren, wenn keine SöndermäÜriähmen getroffen Werden, daß das genannte Element ebenfalls durch die
Erregung angesteuert wird, weil diese Erregung durch das einwandfreie Funktionieren der Schalter bei einer
langsamen Türbewegung verursacht wird.
Es wird z, B. vorausgesetzt, daß das genannte Element
derart eingestellt ist, daß es innerhalb von 0,2-0,5 Sekunden nach dem Anfang der Öffnung der Tür im
Falle eines Fehlers der Schalter den Herd außer Betrieb setzt
Um zu erreichen, daß der Herd im Falle eines einwandfreien Funktionierens der Schalter bei einer
langsamen Türbewegung nicht ungewollt außer Betrieb gesetzt wird, muß gewährleistet sein, daß der Unterschied
zwischen den Augenblicken, in denen die zwei Schalter beim öffnen und Schließen der Tür funktionieren,
unter keinen Umständen 0,2—0,5 Sekunden betragen kann. Dies läßt sich schwer erreichen und
dadurch kann es eben passieren, daß der Herd außer Betrieb gesetzt wird, sogar in dem Fall, in dem die
Schalter funktionieren.
Die Aufgabe der Erfindung bestand daher darin, dieses Problem zu lösen.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einer Sicherheitsanordnung nach der Erfindung Maßnahmen
ergriffen, die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 im einzelnen angegeben sind.
Durch die Erfindung wird also sichergestellt, daß die Stromsirecke durch die »Hotelschaltung« beim öffnen
und Schließen der Tür vorübergehend geschlossen wird, aber dies immer auf eine spezielle Art und Weise, und
zwar über den Zweig, der zum Schließkontakt führt (beim öffnen der Tür) im ersten Schalter, in dem die
Verzögerungsmittel vorgesehen sind. Dadurch wird das Schaltungselement, das den Herd außer Betrieb setzt,
verzögert und hat wegen der kurzen andauernden Erregung über die Verzögerungsmittel keine Zeit zum ti
Reagieren, wobei die Erregung dann erfolgt, wenn die beiden Schalter einwandfrei funktionieren und die Tür
geöffnet wird.
Wenn dagegen der erste Schalter in der Stellung bleibt, die er bei geschlossener Tür hat, wobei dieser ·ιη
Schalter dem Mikrowellengenerator Spannung liefert, welcher der einzige wirklich gefährliche Zustand ist, der
überwacht werden soll, werden die Verzögerungsmittel nicht wirksam, da die Stromstrecke dann über den
zweiten Zweig in der »Hotelschaltung« geschlossen -r.
wird, wobei dieser Zweig zum Unterbrecherkontakt im ersten Schalter, der keine Verzögerungsmittel aufweist,
führt (beim öffnen der Tür). Aus diesem Grund wird das
Schaltungselement, das den Herd außer Betrieb setzt, in diesem Fall ohne Verzögerung erregt. Durch die vi
Erfindung kann also die Sicherheitsvorrichtung zum schnellen Außerbetriebsetzen des Herdes im Falle eines
fehlerhaften Schallers wirksam gemacht werden, und zwar ohne Gefahr, daß der Herd ungewollt wegen der
langsamen Türbewejrung außer Betrieb gesetzt wird. v,
In weiserer Ausgestaltung der Erfindung können Maßnahmen ergriffen werden, wie in den Kennzeichen
der Unteransprüche 2 bis 6 näher beschrieben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher mi
beschrieben, Es zeigt
F i g. 1 ein Schaltbild für eine bekannte Sicherheitsan»
Ordnung,
Fig,2 eine schaubildliche Ansicht eines Herdes mit
Türschaltern nach der Erfindung,
Fig.3 ein vollständiges Schaltbild für einen Mikrowellenherd
mit einer Sicherheitsanordnung nach der Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Schalterfehleriiberwachungsanordnung,
wie diese in der Veröffentlichung DHEW (US Department of Health, Education and Welfare) Nr.
(FDA) 72-8031, Mai 1972, beschrieben worden ist.
In Fig. 1 ist REi ein Stromrelais mit einem ersten
Kontakt 51, der normalerweise geschlossen ist und mit
einem zweiten Kontakt 55, der normalerweise geöffnet ist. RE2 ist ein Zeitverzögerungsrelais mit einem
Kontakt 54, der normalerweise geöffnet ist und 53 und
52 sind Schalter, die von der Tür betätigt werden. Die Schalter 53 und 52 sind beide Schließ- und
Unterbrecherkontakte und sind in derjenigen Stellung dargestellt, die sie einnehmen, wenn die Tür geschlossen
ist
Der Kontakt 51 und der Schalter 53 (der Unterbrecherkontaktteil des Ganzen) liegen in der
Versorgungsleitung vom Netzanschluß zur Belastung B. Der Schalter 52 ist ein Überwachungsschalter zum
Überwachen des Funktionierens von 53. Die festen Kontaktelemente in den Schaltern 52 und S3 sind
derart miteinander verbunden, daß ·.'; Stromstrecke zwischen ihren beweglichen Kontakte!*· nenten nur
geschlossen ist, wenn die Schalter verschiedene Stellungen einnehmen, eine sogenannte »Hotelschaltung«
Diese »Hotelschaltung« liegt mit dem Relais RE2 über die Stromzufuhr in Reihe. Der Kontakt 54
des Relais RE2 ist mit dem Relais REl zum Betreiben
von RE2 nach Erregung von RE1 in Reihe geschaltet
und der Kontakt 55 ist ein Stromhaitekontakt für RE1.
Die Wirkungsweise ist nun wie folgt:
Im normalen Betrieb sind die beiden Relais REi und
RE2 abgefallen und der Kontakt 51 ist geschlossen.
Der Belastung B kann eine Speisespannung zugeführt werden, und zwar über 51 und .S3, wenn die Tür
geschlossen ist und 53 die dargestellte Lage einnimmt. Wenn die Tür geöffnet wird, unterbricht der Schalter
53 die Stromzufuhr zu der Belastung, aber das Relais
SE2 wird nicht erregt, und zwar deswegen nicht, weil es
in jeder Lage der Tür keine Stromstrecke über 52 -der
53 gibt. Die Schalter 52 und 53 sind auf mechanische Weise derart eingestellt, daß sie fast gleichzeitig betätigt
werc^n, wodurch es nahezu niemals eine Erregung des Relais RE 2 beim Schließen und Öffnen der Tür gibt
Wenn jedoch einer der Schalter 52 oder 3 3 in der einen oder in der anderen Stellung bleibt, wird beim
Öffnen oder Schließen der Tür die Stromstrecke über 52 oder 53 geschlossen, wodurch das Relais RE 2
erregt wird. Der Kontakt 54 schließt und erregt das Relais REi. das über den Kontakt 55 im erregten
Zustand bleibt. Wenn REX erregt wird, wird der Kontakt 51 geöffnet und der Belastung B kann keine
Spannung mehr zugeführt werden. Wenn also die Schalter 53 oder 52 versagen, wird die beschriebene
Anordung das System außer Betrieb halten, bis die Ursache des Versagens gefunden und repariert worden
ist.
F i g. 2 zeigt eine vereinfachte schaubildliche Darstellung eines Mikrowcllenherdes, der Türschalter mit einer
Sicherheitsanordnung nach der Erfindung aufweist. In Fig. 2 ist Hein Gehäuse, K äst der Raum des Herdes. D
eine Tür und S13 und 512 sind von der Tür betätigte
Schalter. Die Betätigung von 513 und 512 erfolgt über
einen Betätigungsarm A1 der an der Tür angeordnet ist.
513 ist ein Schalter, der die Stromzufuhr zur Mikrowellenquelle beim öffnen der Tür unterbricht und
entspricht 53 in F ί g* i. 512 ist ein Überwachungsschalter
Und entspricht 52 in Fig. 1.
Nach der Erfindung ist die Schalteranordnung nun
derart, daß beim Öffnen der Tür 513 immer vor 512
betätigt wird, was in Fig.2 auf schematische Weise angegeben ist, und zwar dadurch, daß die Betätigungsfläche A 13 für den Schalter 513 auf dem Betätigungsarm A auf einem niedrigeren Pegel liegt als die
entsprechende Betätigungsfläche A 12 für den Schalter 512.
Fig.3 zeigt einen vollständigen Schältplart für einen
Mikrowellenherd mit einer Sicherheitsanordnung nach der Erfindung. In Fig.3 ist das Bezugszeichen 2 ein
Magnetron, das mit Spannung aus dem Netz gespeist wird, und zwar über die Relaisschalter 58 und 511, die
von einem Relais RE7 und vom genannten Türschalter
513 betätigt werden. Die beiden Schalter 513 und 512
sind Schließ- und Unterbrecherkontakte und im allgemeinen auf dieselbe Art und Weise wie 53 und 52
in Fig. 1 angeordnet. Die Kontakte 58 und 511 sind normalerweise geöffnet und sie werden bei Erregung
des Relais RE 7 geschlossen.
Das Relais RE7 wird über einen Startschalter 56, einen Türschalter 514 und eine Zeitschaltuhr aufweisende
Anordnung, die durch den Block 1 bezeichnet ist, erregt. Das Relais RE7 weist weiterhin einen
normalerweise geöffneten Kontakt 510 auf, der ein Selbsthaltekontakt für RE7 ist, und einen normalerweise
geschlossenen Kontakt 59. Der Kontakt 59 ist mit einem Summer REA und einem Zeitschaltkreis 3 in
Reihe geschaltet, wodurch der Summer nach kurzer Zeit, d. h. nach dem Erreichen der vorher eingestellten
Erwärmungszeit, summt. LA 5 ist eine Lampe, die anzeigt, daß die Erwärmung im Betrieb ist.
Nach der Erfindung liegt in einem inneren Zweige in der »Hotelschaltung«, bestehend aus 512 und 5Ϊ3, ein
Widerstand R15, der ein temperaturabhängiger Widerstand
mit einem negativen Temperaturkoeffizienten (NTC) sein kann, und zwar in demjenigen Zweig, der
zum Schließkontakt (beim Öffnen der Tür) von 513 führt. Diese von der Tür betriebene »Hotelschaltung«
513, R 15 und 512 liegt über die Netzspannung in Reihe
mit einem zweiten temperaturabhängigen Widerstand R 16 und mit einer Sicherung VL17, die ebenfalls in der
Erregungsstrecke für das Relais RE7 liegt. R16
vermeidet einen rCurzschiuB in der Speisespannung über
die Sicherung.
Die Wirkungsweise ist wie folgt:
Der Herd wird gestartet, indem der Kontakt 56 geschlossen wird, wodurch das Relais RE7 erregt wird
und über den Kontakt 510 in diesem Zustand bleibt. Das Magnetron 2 erhält über den Türschalter 513 und
die Relaiskontakte 58 und 511 eine Speisespannung. Wenn die zuvor eingestellte Zeit vergangen ist, wird die
Erwärmung dadurch beendet, daß die Zeitschaltuhr 1 das Relais RE 7 abfallen läßt. Wenn die Tür aber
während der Zufuhr der Speisespannung zum Magnetron geöffnet wird, unterbricht der Schalter 513 die
Stromzufuhr zum Magnetron.
Im normalen Betrieb der Türschalter 512 und 513
arbeitet der Schalter 513 wie erwähnt immer vor 512
beim Öffnen der Tür, so daß das bewegliche Kontaktelement in 513 während kurzer Zeit die im
Vergleich zu der dargestellten Stellung entgegengesetzte Stellung einnimmt, während 512 noch immer in der
dargestellten Stellung steht Beim Schließen der Tür geht der Schalter 512 in die dargestellte Stellung
zurück, während 513 in der entgegengesetzten Stellung
bleibt. In beiden Fällen wird in der »Hotelschaltung« augenblicklich eine Stromstrecke geschlossen, in der der
NTC-Widerstand R15 liegt Während dieser kurzen
Schließzeiten in 512 Und 513 erhält die Sicherung
VL17 über Λ 15 und Λ16 Spannung. Weil aber die
beiden Widerstände R 15 und R 16 in Reihe mit VL 17
geschaltet sind, dauert es verhältnismäßig lange, 1 —10 See, vorzugsweise 2—3 see, bevor die Sicherung
durchbrennt Dadurch wird die Gefahr eines Durchbrennens der Sicherung in normalem Betrieb der
Schalter verringert.
Wenn dagegen beispielsweise 513 in der dargestellten
Stellung bleibt in der er dem Magnetron Spannung liefert, wobei dies der einzige wirklich gefährliche
Zustand ist, wird eine Stromstrecke in der »Hotelschaltung« beim öffnen der Tür in demjenigen Zweig
geschlossen, der keinen Widerstand aufweist Die Sicherung VL 17 erhält nur über R 16 Spannung und
wird innerhalb einer Zeit gezählt vom Anfane der
Öffnung der Tür an, die kürzer als 0,5 see, vorzugsweise
0,2 - 03 see ist durchbrennen.
Wenn die Sicherung VL 17 durchgebrannt ist, wird das Relais RE7 abfallen und die Spannungszufuhr zum
Magnetron wird über die Relaiskontakte 58 und 511 unterbrochen. Wenn 512 in der der dargestellten
Stellung entgegengesetzten Stellung bleibt (nicht gefährlich), wird dasselbe beim Schließen der Tür
passicen. Wenn 512 in der dargestellten Stellung bleibt
oder 5' 13 in der entgegengesetzten Stellung (beide Fälle
sind nicht gefährlich), erhält die Sicherung VL 17 über die in Reihe liegenden Widerstände R15 und R16
Spannung, so daß die Sicherung nach einer Zeitverzögerung beim öffnen und Schließen der Tür durchbrennt.
Wenn also einer der Schalter 512 oder 513 defekt ist, wird der Mikrowellenherd durch die beschriebene Anordnung außer Betrieb gesetzt, im gefährlichen Fall ohne Verzögerung beim öffnen der Tür, und kann nicht wieder eingeschaltet werden, bis die Sicherung und der defekte Schalter ersetzt worden sind.
Wenn also einer der Schalter 512 oder 513 defekt ist, wird der Mikrowellenherd durch die beschriebene Anordnung außer Betrieb gesetzt, im gefährlichen Fall ohne Verzögerung beim öffnen der Tür, und kann nicht wieder eingeschaltet werden, bis die Sicherung und der defekte Schalter ersetzt worden sind.
■to Weiterhin erhält die Lampe LA 5 Spannung über
RET, R 16,512 und 513 und strahlt ebenfalls Licht aus,
wenn die Tür geöffnet ist, was eine Warnung ist. Gleichzeitig erhält der Biuck 3 über RE7, R Io, S i2 und
513 Spannung, wodurch der Summer RE4 summt, sobald 514 geschlossen wird (= die Tür wird
geschlossen). Dies ist ebenfalls eine Warnung. Wenn der Startknopf 56 bei geschlossener Tür betätigt wird,
leuchtet die Lampe LA 5 auf und der Block 3 erhält über den Block 1, 514 und 56 Spannung. Der Summer
so summt da durch RE4 ein Strom fließt (Block 1,514,59,
RE4 und Block 3). Auch dies ist eine Warnung.
Für eine gewünschte Verzögerung können ein oder mehrere temperaturabhängige Widerstände Λ18 in
Reihe mit dem temperaturabhängigen Widerstand R 16 geschaltet werden.
Statt einer Sicherung können z. B. Relais, Schalteinheiten
mit Halbleitern, wie Thyristoren, verwendet werden. Der Schalter 514 kann fortfallen und die
Stromzufuhr zur Relaisspule kann vom ersten Schalter (S 13) unterbrochen werden. Andererseits kann der
genannte Schalter 514, der den Strom zur Relaisspule
unterbricht überwacht und mit einem Überwachungsschalter (entsprechend 512) kombiniert werden. Auch
können die beiden Schalter 513 und 514 von speziellen
Schaltern wie 512 überwacht werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Sicherheitsanordnung in einem Mikrowellenherd mit einem ersten Schalter, der von der Ofentür
betätigt wird und die Stromzufuhr zum Mikrowellengenerator des Herdes beim öffnen der Tür
unterbricht, und mit einem zweiten Überwachungsschalter, der ebenfalls von der Tür gesteuert v/ird
und das Funktionieren des ersten Schalters überwacht, wobei die beiden Schalter Wechselkontakte
aufweisen, und die festen Kontaktelemente derselben nach Art einer »Hotelschaltung« miteinander
verbunden sind, bei der zwischen den beweglichen Kontaktelementen nur dann eine leitende Verbindung
entstehen kann, wenn die zwei Schalter !5 verschiedene Stellungen einnehmen, daß also ein
Stromfluß nur zustande kommt, wenn der eine Schalter die Stellung einnimmt, die er bei geschlossener
Tür hat, und der zweite Schalter die Stellung einnimmt, die er bei geöffneter Tür hat undumgekehrt
ond wobei die beweglichen Kontaktelemente derselben in einem Stromkreis liegen, die ein
Schaltungselement enthält, das, wenn der genannte Stromkreis geschlossen ist, den Herd außer Betrieb
setzt, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Schalter (S 13,512) derart eingestellt sind, daß
der erste Schalter (513), der die Stromzufuhr zum
Mikrowellengenerator unterbricht, vor dem zweiten überwachenden Schalter (S 12) beim öffnen der Tür
wirksam wird und daß in demjenigen inneren Zweig der »Hotelschaltung« ein Verzögerungsmittel (R 15)
liegt, der nr··. dem festen Kontaktelement des
genannten ersten Schalters ("13) in Verbindung
steht, das vom beweglichen Kontaktelement des ersten Schalters (513) berührt · ird, wenn die Tür r>
geöffnet wird.
2. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Verzögerungsmittel
(R 15) ein temperaturabhängiger Widerstand (NTC-Widerstand) ist.
3. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand (R 16)
auf geeignete Weise in Form eines temperaturab hängigen Widerstandes, der als Verzögerungselement
wirksam ist, ebenfalls im gemeinsamen Zweig tf der genannten Stromstrecke vorhanden ist, welche
Strecke die zwei Schalter (513, 512) und das genannte Schaltungselement (VL 17) enthält.
4. Sicherheitsanordnung nach einem der Anspiüche I bis 3. wobei der Speisekreis des Mikrowellen- w
generators einen Relaiskontakt (58) enthält, der im wirksamen Zustand des Generators von einem
Relais (RE7) geschlossen gehalten wird, wobei der
Stromkreis im geschlossenen Zustand der Tür über einen von der Tür gesteuerten Schalter (514) '>■>
geschlossen gehalten wird, und welcher Schalter die Haltestromstrecke für das Relais (RE7) beim Öffnen
der Tür unterbricht, wobei der genannte letztere Schalter (514) ein zusätzlicher Schalter außer den
genannten ersten beiden Schaltern (513, 512) ist. &o dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Schal·
(ungselement (VL 17), das den Ofen notfalls außer Betrieb setzt, im Haltestromkreis für das Relais
(KE 7) liegt
5. Sicherheitsanordnung nach Anspruch 4, da*
durch gekennzeichnet, daß der Stromkreis mit den zwei Schaltern (513, 512) einerseits an einem Pol
der Speiseslromquelle des Herdes angeschlossen ist und andererseits mit einem Punkt zwischen der
Wicklung des Relais (RET) und dem genannten Schaltungselement (VL 17), das den Ofen notfalls
außer Betrieb setzt, verbunden ist, dessen anderer Anschluß mit dem zweiten Pol der Speisestromquelle
verbunden ist
6. Sicherheitsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
genannte Schaltungselement (VL 17) zum Außerbetriebsetzen des Ofens eine Sicherung ist.
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