Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Elektrische Beschaltung Raclette-Heizstab


von Peter (Gast)


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Hallo Zusammen,

ich arbeite gerade an einem selbstgebauten Raclette-Gerät (so eins für 
ganze Käseklötze) und dabei sind inzwischen noch ein paar elektrische 
Fragen aufgetaucht, für die sich hier sicher Spezialisten finden :-)

- Zur Beheizung verwende ich einen käuflichen Raclette-Ersatzheizstab in 
U-Form mit 1000 W. Gehe ich recht in der Annahme, dass dieser seine 
Temperatur über PTC-Verhalten einstellt, so dass ich den Stab direkt an 
die 230 V hängen kann?

- Der fertige Aufbau enthält einen metallischen Käsehalter und einen 
metallischen "Galgen" mit dem Heizstab. Beide Teile sind isoliert 
voneinander auf einer Holzplatte montiert. Da der Galgen ein berührbares 
Metallteil darstellt, lege ich diesen auf PE (Schukostecker). Aber muss 
ich alle anderen metallischen Komponenten ebenfalls damit verbinden, 
auch wenn diese nicht leitfähig gegenüber elektrischen Komponenten 
montiert sind?

- Bei der elektrischen Verdrahtung gehe ich von einer 
Kaltgeräte-Einbaubuchse über einen zweipoligen Schalter und eine 
Glasrohrsicherung auf den Heizstab. Sollte doch für einen ohmschen 
Verbraucher genügen, oder habe ich da noch Vorschriften übersehen?

- Wie dimensioniere ich die Glasrohrsicherung für ein solches Heizgerät 
korrekt? Ich hätte jetzt bei 1000 W einen Nennstrom von 4,3 A. Mit etwas 
Reserve hätte ich jetzt eine 6,3 A träge Sicherung gewählt? Die 1000 W 
beziehen sich ja vermutlich auf den kalten Heizstab beim Einschalten, 
und einen Stromstoß sollte es bei einem ohmschen Verbraucher nicht 
geben?

Danke für eure Antworten, derartige Vorschriften und Grundlagen sind an 
der Uni leider zu kurz gekommen...

Peter

von Werner A. (homebrew)


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Ich würde vermuten, dass du einen Thermostaten benötigtst, damit kannst 
du dann auch die Temperatur einstellen. Wie wird denn das bei 
professionellen Geräten gelöst? Generell wird der Stab an 230 V aber 
laufen.

Leg lieber alle Metallteile auf Erde, sicher ist sicher.

von Christian D. (christian_d) Flattr this


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Peter schrieb:

> - Wie dimensioniere ich die Glasrohrsicherung für ein solches Heizgerät
> korrekt? Ich hätte jetzt bei 1000 W einen Nennstrom von 4,3 A. Mit etwas
> Reserve hätte ich jetzt eine 6,3 A träge Sicherung gewählt? Die 1000 W
> beziehen sich ja vermutlich auf den kalten Heizstab beim Einschalten,
> und einen Stromstoß sollte es bei einem ohmschen Verbraucher nicht
> geben?

Wenn es keinen Stromstoß gibt warum dann Träge? Ich kann zwar jetzt 
nicht mit Gesetzten und Vorschriften um mich werfen aber ich kenne 
Heizungen nur mit Flinke bis Superflinke Sicherungen.

Wie gesagt keine Garantie auf Richtigkeit aber das würde mir auf jeden 
Fall mal als erstes einfallen.

mfg

Chris

von Peter (Gast)


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Das Problem ist, dass ich kein professionelles Gerät zur Verfügung haben 
;-) Aber ich habe bei den üblichen Tischgeräten noch nie etwas "klacken" 
gehört, was auf einen Thermostat hindeutet, allenfalls einen Drehsteller 
(das wird dann vermutlich ein simpler Phasenanschnitt sein). Einen 
Temperaturfühler o. ä. zur Regelung ist mir an diesen Geräten auch noch 
nie aufgefallen...

Es reicht mir fürs Erste völlig, wenn der Heizstab einfach volle Pulle 
heizt, den Abstand zum Käse kann ich einstellen. Ich würde nur gern 
sichergehen, dass ich den Heizstab nicht zerstöre.

Das mit der Sicherung stimmt, da spricht eigentlich nichts gegen eine 
Flinke. Außer, dass ich die nicht da habe, aber das soll mal kein 
Argument sein ;-) Gibts noch Meinungen zur Dimensionierung des Wertes?

Danke schonmal,

Peter

von MaWin (Gast)


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> Vorschriften und Grundlagen sind an der Uni leider zu kurz gekommen...

Offenbar.

Und sogar Nachdenken.

Kaltgeräteeinbaubuchse, was sagt dir das ?

>  PTC-Verhalten

Warum ? Woher sollte er wissen, wann dein Käse schmilzt ?

> Holzplatte

Kommt bei mir in den Kaminofen, und was sagt dir das ?



Eine extra Sicherung brauchst du nicht, so lange du die Drähte innendrin 
mit 1mm2 auslegst (ja, es werden weniger als 1.5mm benötigt, die aussen 
erforderlich sind).

Natürlich muß alles metallische an den Schutzleiter, und Schrauben die 
zum Zusammenschrauben dienen dürfen NICHT zur Schutzleitermontage 
verwendet werden, es müssen extra-Schrauben sein. Dinge wie der 
Metallgriff, die aussen sind und nicht von den inneren Drähten berührt 
werden können, müssen keinen extra Schutzleiteranschluss haben.

Ich gehe davon aus, daß an den Käsebehälter ein Temperaturschalter muß, 
du nimmst wohl einen Bimetallschalter, man könnte natürlich auch 
elektronische Temperaturcontroller holen die sind aus China auch nicht 
viel teurer, und ZUSÄTZLICH muß an den Behälter eine 
Übertemperatursicherung die für immer abschaltet, wenn die 
Temperaturregelung mal nicht funktioniert hat und sicher auslöst bevor 
Plastikhalterungen oder ws sonst das temperaturkritischste Bauteil ist 
aufgeben würden. Du findest so was letztlich an jedem Wasserkocher, 
wobei ich jetzt gar nicht so genau weiß, wie viel GradC Käse benötigt.

von Peter (Gast)


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MaWin schrieb:
> Offenbar.
> Und sogar Nachdenken.
> Kaltgeräteeinbaubuchse, was sagt dir das ?

Naja, die Buchse ist am Fuß des Galgens montiert. Selbst die (laut 
Wikipedia erlaubten) 70°C wird es da mit Sicherheit nicht erreichen. Und 
auf dem Bild sieht mir das auch stark danach aus:
http://www.raclette.de/bilder/big/10000002.jpg

>>  PTC-Verhalten
> Warum ? Woher sollte er wissen, wann dein Käse schmilzt ?

Gar nicht, der Heizstab soll einfach konstant Wärmestrahlung erzeugen, 
der Käse wird von Hand weggedreht, wenn er die gewünschte Bräunung hat.

>> Holzplatte
> Kommt bei mir in den Kaminofen, und was sagt dir das ?

In der Sauna hat es auch Holzbänke ;-)
Spricht da rein VDE-mäßig was dagegen? Weil ich denke, dass 35 cm 
Abstand ausreichen, dass das eine massive Multiplexplatte nicht 
entzündet werden kann.

> Eine extra Sicherung brauchst du nicht, so lange du die Drähte innendrin
> mit 1mm2 auslegst (ja, es werden weniger als 1.5mm benötigt, die aussen
> erforderlich sind).

Vorgehen sind 1,5 mm Gummileitung auch im Geräteinneren. Das sollte 
damit genügen. Aber wann setzt man (muss man) generell Sicherungen in 
einem Geräte vorsehen?

> Natürlich muß alles metallische an den Schutzleiter, und Schrauben die
> zum Zusammenschrauben dienen dürfen NICHT zur Schutzleitermontage
> verwendet werden, es müssen extra-Schrauben sein. Dinge wie der
> Metallgriff, die aussen sind und nicht von den inneren Drähten berührt
> werden können, müssen keinen extra Schutzleiteranschluss haben.

Alles klar.

> Ich gehe davon aus, daß an den Käsebehälter ein Temperaturschalter muß,
> du nimmst wohl einen Bimetallschalter, man könnte natürlich auch
> elektronische Temperaturcontroller holen die sind aus China auch nicht
> viel teurer, und ZUSÄTZLICH muß an den Behälter eine
> Übertemperatursicherung die für immer abschaltet, wenn die
> Temperaturregelung mal nicht funktioniert hat und sicher auslöst bevor
> Plastikhalterungen oder ws sonst das temperaturkritischste Bauteil ist
> aufgeben würden. Du findest so was letztlich an jedem Wasserkocher,
> wobei ich jetzt gar nicht so genau weiß, wie viel GradC Käse benötigt.

Naja, eigentlich habe ich den Galgen komplett in Alu/Edelstahl 
konstriert, die einzelnen Kunstoffteile sind Buchse, Schalter (beide am 
Fuß) und Gummileitungen. Ein dauerhafter Volllastbetrieb sollte der 
normale Betriebszustand sein, und mehr als seine Nennleistung kann der 
Heizstab doch auch im Fehlerfall nicht bringen, oder?

Danke für die Antwort,

Peter

von MaWin (Gast)


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> Spricht da rein VDE-mäßig was dagegen?

Alle Gehäuseteile (sogar von nicht-Wärmegeräten) müssen 
selbstverlöschend gegen Brand imprägniert sein, Holz z.B. mit Borax, 
Plastik mit Flammhemmern, wobei ich bei Wärmegeräten, die auch noch 
Feuchtigkeit absondern, Holz für prinzipiell nicht zulässig erachten 
würde. So wie ich die Konstruktion sehe strahlt die Hitze ohne Käse 
direkt auf die Bodenplatte.

>  Aber wann setzt man generell Sicherungen in einem Geräte vorsehen?

Wenn Teile drin sind, die 10A Dauerstrom/16A Spitzenstrom nicht 
aushalten (also die Heizwendel hält 10A auch nicht dauernd aus, sie 
würde durchbrennen, aber sie zieht an 230V auch nicht mehr als 5.6A, ist 
also nicht gefährdet, und daß man es an 400V anschliesst soll dann 
letztlich die absolute Übertemperatursicherung abfangen).

> http://www.raclette.de/bilder/big/10000002.jpg

Noch so ein Ding was die Welt nicht braucht. Na ja.

Wenn der Heizstab aus so einem Ding stammt, wird die Leitung so bemessen 
sein, daß die Konvenktion in der Luft ausreicht, um es vor Überhitzung 
zu schützen. (Das gilt aber nicht für jeden Heizstab, z.B. den aus einer 
Waschmashcine nicht, die Leistung/cm2 Oberfläche ist ein auswählbares 
Designmerkmal). Allerdings wird er stark belastet, ich kenne 
Elektrogrills für Hähnchen etc. wo die Infrarot-Heizstäbe alle paar 
Jahre durchbrennen wenn es KEINE Temperaturregelung gibt, und die ewig 
halten, wenn im Garraum ein Thermostat ist. Die Belastung der glühenden 
Teile ist enorm, es lohnt sich sie abzuschalten, wenn sie nicht heizen 
MÜSSEN, du könntest das mit einem durch die Heizung mitbestrahlten 
Thermostat erreichen, z.B. Kapillarthermostat aus dem Backofen, dr ist 
sogar einstellbar.

Zudem ist nur EIN Metallhütchen meiner Meinung nach zu wenig, das wird 
ja auch absolut gegrillt. Alle Grills haben doppelte Verkleidung, ein 
Blech innen, dann eine Wärmeisolierung, dann einen Luftraum, dann ein 
Blech aussen mit Öffnungen nach unten und oben damit freie Konvenktion 
stattfindet wenn es hinter dem Blech wärmer wird als draussen, damit das 
äussere Blech nicht exorbitant heiss wird (anfassen kann man es trotzdem 
nicht, was ich im Sinne der Unfallverhütung für unzulässig halte, also 
ich würde so ein Gerät nicht herstellen und Herstellerprodukthaftung 
dafür übernehmen wollen). Ausserdem kenne ich genügend Leute, die ihre 
Plastik-Tupperschüssel auf dem Grill abstellen...

Im Prinzip ist das Gerät wohl eine Einladung zum Wohnungsbrand, man 
isst, es klingelt, man vergisst es weil draussen $wichtiges$ passiert 
ist und die Hütte brennt ab.

von MaWin (Gast)


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> Vorgehen sind 1,5 mm Gummileitung auch im Geräteinneren

Hoffentlich wenigstens Silikongummi und nicht Kautschuk,
wobei ich eher zu silikonisierter Glasseide raten würde.

von Peter (Gast)


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MaWin schrieb:
> Alle Gehäuseteile (sogar von nicht-Wärmegeräten) müssen
> selbstverlöschend gegen Brand imprägniert sein, Holz z.B. mit Borax,
> Plastik mit Flammhemmern, wobei ich bei Wärmegeräten, die auch noch
> Feuchtigkeit absondern, Holz für prinzipiell nicht zulässig erachten
> würde. So wie ich die Konstruktion sehe strahlt die Hitze ohne Käse
> direkt auf die Bodenplatte.

Das ist ne klare Aussage. Dann wirds doch eine Alu-Bodenplatte, auch 
wenns nicht ganz so schick aussieht.

> Wenn Teile drin sind, die 10A Dauerstrom/16A Spitzenstrom nicht
> aushalten (also die Heizwendel hält 10A auch nicht dauernd aus, sie
> würde durchbrennen, aber sie zieht an 230V auch nicht mehr als 5.6A, ist
> also nicht gefährdet, und daß man es an 400V anschliesst soll dann
> letztlich die absolute Übertemperatursicherung abfangen).

Alles klar.

> Noch so ein Ding was die Welt nicht braucht. Na ja.

Ansichtssache ;-)

> Wenn der Heizstab aus so einem Ding stammt, wird die Leitung so bemessen
> sein, daß die Konvenktion in der Luft ausreicht, um es vor Überhitzung
> zu schützen. (Das gilt aber nicht für jeden Heizstab, z.B. den aus einer
> Waschmashcine nicht, die Leistung/cm2 Oberfläche ist ein auswählbares
> Designmerkmal). Allerdings wird er stark belastet, ich kenne
> Elektrogrills für Hähnchen etc. wo die Infrarot-Heizstäbe alle paar
> Jahre durchbrennen wenn es KEINE Temperaturregelung gibt, und die ewig
> halten, wenn im Garraum ein Thermostat ist. Die Belastung der glühenden
> Teile ist enorm, es lohnt sich sie abzuschalten, wenn sie nicht heizen
> MÜSSEN, du könntest das mit einem durch die Heizung mitbestrahlten
> Thermostat erreichen, z.B. Kapillarthermostat aus dem Backofen, dr ist
> sogar einstellbar.

Genau, das ist einfach ein Ersatzstab für einen solchen Grill. Die 
Lebensdauer ist jetzt auch nicht das primäre Kriterium, das ist 
vielleicht viermal im Jahr für zwei Stunden in Betrieb. Aber prinzipiell 
soll das Ding schon maximale Leistung bringen, dann man den Käse am 
laufenden Band schmelzen kann. Und dazu brauchts halt ordentlich 
Wärmestrahlung.

> Zudem ist nur EIN Metallhütchen meiner Meinung nach zu wenig, das wird
> ja auch absolut gegrillt. Alle Grills haben doppelte Verkleidung, ein
> Blech innen, dann eine Wärmeisolierung, dann einen Luftraum, dann ein
> Blech aussen mit Öffnungen nach unten und oben damit freie Konvenktion
> stattfindet wenn es hinter dem Blech wärmer wird als draussen, damit das
> äussere Blech nicht exorbitant heiss wird (anfassen kann man es trotzdem
> nicht, was ich im Sinne der Unfallverhütung für unzulässig halte, also
> ich würde so ein Gerät nicht herstellen und Herstellerprodukthaftung
> dafür übernehmen wollen). Ausserdem kenne ich genügend Leute, die ihre
> Plastik-Tupperschüssel auf dem Grill abstellen...

Derjenige, der eine Tupperschüssel draufstellt, kriegt von mir 
persönlich eine auf den Deckel... Da ich im Inneren der Haube noch ein 
blankes Stalblech (als Reflektor) einbauen will, erfüllt das einen 
ähnlichen Zweck, Aber wie hoch die Temperatur außen wird, wird am 
einfachsten der Versuch zeigen.

> Im Prinzip ist das Gerät wohl eine Einladung zum Wohnungsbrand, man
> isst, es klingelt, man vergisst es weil draussen $wichtiges$ passiert
> ist und die Hütte brennt ab.

Keine Angst, das gibt kein Großseriengerät, sodern ein Einzelstück für 
gelegentliche Einsätze im eigenen, privaten Rahmen. Zur Bedienung ist 
auch permanent der "Racletteur" am Gerät, sonst verbrennt der gute Käse 
ja sofort. Wenn ich eine Pfanne Fett auf dem Herd habe, liegt es auch an 
meinem Verstand, selbigen vor dem Verlassen der Bude auszuschalten, um 
einen Brand zu verhindern ;-)

Bei einigen gekauften Elektrogeräten, speziell mit Heizfunktion, habe 
ich ein schlechteres Gefühl, als wenn ich weiß dass ein Gerät solide und 
sinnvoll aufgebaut ist. Genau deshalb frage ich hier :-)

Peter

von Peter (Gast)


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MaWin schrieb:
> Hoffentlich wenigstens Silikongummi und nicht Kautschuk,
> wobei ich eher zu silikonisierter Glasseide raten würde.

Aus einer H07RN-F-Leitung entnommen. Dann ist das vermutlich Kautschuk? 
Über die Anschlusstecker am Heizstab hätte ich aber Silikonschläuche 
vorgesehen.

Silikonleitungen muss ich dann noch welche suchen, hab nur welche mit 1 
mm^2 da...

von MaWin (Gast)


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> Aus einer H07RN-F-Leitung entnommen.

Untauglich für Wärmegeräte.

> hätte ich aber Silikonschläuche vorgesehen.

Nützt wenig, wenn das darunter befindliche PVC Feuer fängt.
Wenn darunter Blankdraht wäre würde man nur nach der Isolierdicke 
fragen.

> hab nur welche mit 1 mm^2 da...

Reicht ja, vermutlich auch aus einem Wärmegerät, mit AMP-Crimp-Steckern 
denn löten hält nicht.

> Aber wie hoch die Temperatur außen wird, wird am
> einfachsten der Versuch zeigen

230 GradC trotz Innenreflektor, sag ich jetzt mal...

> Wenn ich eine Pfanne Fett auf dem Herd habe

Gab's auch oft genug schon Feuer, aber in den allermeisten Fällen brennt 
das einfach aus, die Pfanne ist ja feuerfest, über dem Herd hoffentlich 
nichts brennbares. Wer natürlich den Fettfilter seiner Dunstabzugshaube 
nicht regelmässig reinigt UND sich dann den Lapsus mit der Pfanne 
erlaubt...

von Peter (Gast)


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Nochmal Danke für deine Erläuterungen.

D.h. Gummikabel ist lediglich für erhöhte mechanische Beanspruchung 
vorgesehen?! Dann nehme ich einfach direkt das Silikonkabel, schadet ja 
nicht. Crimpen hab ich sowieso vorgesehen, das ist logisch.

Ansonsten werd ich meinen vorläufigen Aufbau mal testen, dann kann ich 
auch die Wärmeverteilung- und ableitung etwas besser nachvollziehen.

Dass es nicht völlig idiotensicher geht, ist mir klar (die Lernkurve ist 
da aber nach einmaligem Anfassen enorm steil ;-) ).

von Tek (Gast)


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Peter schrieb:
> Das Problem ist, dass ich kein professionelles Gerät zur Verfügung haben
> ;-) Aber ich habe bei den üblichen Tischgeräten noch nie etwas "klacken"
> gehört, was auf einen Thermostat hindeutet, allenfalls einen Drehsteller
> (das wird dann vermutlich ein simpler Phasenanschnitt sein). Einen
> Temperaturfühler o. ä. zur Regelung ist mir an diesen Geräten auch noch
> nie aufgefallen...

Solche Rohrheizkörper werden normal von Thermostaten mit 
Temperaturfühler oder von Energiereglern wie zb für 
GlaskeramikKochfelder die je nach Schalterstellung eine feste ED haben 
angesteuert. Direkt an 230V wirst Du da wohl nicht Glücklich werden da 
die Temperatur damit wohl zu hoch wird.

Ich würde sowas in der Art einbauen und den Kapillarrohr Fühler in der 
nähe der Heizung montieren.
http://www.conrad.de/ce/de/product/560076/UNIVERSAL-THERMOSTAT-50-320-C

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