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Die
Erfindung geht aus von einer elektrischen Schaltungsanordnung in
einem Haarpflegegerät,
mit einem Elektromotor, der über
einen Widerstand an eine Spannung anschließbar ist, und mit einem Heizwiderstand,
der ebenfalls an die Spannung anschließbar ist.
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Bei
einem elektrischen Haarpflegegerät,
beispielsweise bei einem Haartrockner, sind häufig zwei Leistungsstufen vorgesehen.
Dabei ist es wünschenswert,
bei diesen beiden Leistungsstufen nicht nur die Heizleistung des
Haartrockners unterschiedlich auszubilden, sondern auch die Drehzahl
desselben. Dies wird üblicherweise
dadurch erreicht, dass neben einem Hauptschalter S1 zwei weitere
Schalter S2 und S3 vorgesehen sind, und zwar ein Schalter für die Umschaltung
der Heizleistung und ein weiterer Schalter für die Umschaltung der Drehzahl.
Ersichtlich ist damit ein erhöhter
schaltungstechnischer Aufwand verbunden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine elektrische Schaltungsanordnung insbesondere
für ein Haarpflegegerät zu schaffen,
das einerseits zwei Leistungsstufen aufweist, andererseits aber
weniger schaltungstechnischen Aufwand erfordert.
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Diese
Aufgabe wird bei einer elektrischen Schaltungsanordnung der eingangs
genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass der Elektromotor und der Widerstand eine Serienschaltung bilden,
dass ein Schalter und der Heizwiderstand eine Serienschaltung bilden,
dass die beiden Serienschaltungen parallel geschaltet sind, und
dass der Verbindungspunkt des Schalters und des Heizwiderstands über ein
weiteres elektrisches Bauelement mit dem Widerstand verbunden ist.
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Für die Umschaltung
zwischen den beiden Leistungsstufen ist somit nur ein einziger Schalter
erforderlich.
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Bei
geöffnetem
Schalter wird der Elektromotor über
den in Serie geschalteten Widerstand und der Heizwiderstand über das
weitere elektrische Bauelement mit Strom versorgt. Bei geschlossenem Schalter
fließt
ein zusätzlicher
Strom über
den Schalter zu dem Elektromotor und der Heizwiderstand wird direkt,
also nicht über
das weitere elektrische Bauelement mit Strom versorgt. Damit liegt
bei geschlossenem Schalter eine erhöhte Drehzahl des Elektromotors
und eine erhöhte
Heizleistung des Heizwiderstands vor.
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Die
Umschaltung zwischen den beiden Leistungsstufen wird somit mit einem
wesentlich verminderten schaltungstechnischen Aufwand erreicht.
Insbesondere wird nur noch ein einziger Schalter für beide
Umschaltungen, also für
die Umschaltung der Drehzahl des Elektromotors, wie auch für die Umschaltung
der Heizleistung des Heizwiderstands benötigt.
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Bei
vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist als weiteres elektrisches
Bauelement ein Widerstand oder ein Kondensator oder eine Diode vorgesehen.
Insbesondere durch die Verwendung des Kondensators oder der Diode
wird die Verlustleistung der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltungsanordnung
vermindert.
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Bei
einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwei
Heizwiderstände
vorgesehen, und es sind als weiteres elektrisches Bauelement zwei
Dioden vorgesehen. Durch die Veränderung
der Durchflussrichtungen der beiden Dioden können die beiden Leistungsstufen
der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
auf einfache Weise beeinflusst werden.
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Weitere
Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten
und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind.
Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder
in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von
ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung
sowie unabhängig
von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw.
in der Zeichnung.
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1 zeigt ein schematisches
Schaltbild eines ersten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen elektrischen
Schaltungsanordnung,
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2 zeigt ein schematisches
Schaltbild eines zweiten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen elektrischen
Schaltungsanordnung,
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3 zeigt ein schematisches
Schaltbild eines dritten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen elektrischen
Schaltungsanordnung, und
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4 zeigt ein schematisches
Schaltbild eines vierten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen elektrischen
Schaltungsanordnung.
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In
der 1 ist eine erste
elektrische Schaltungsanordnung 10 dargestellt, die insbesondere
bei einem elektrischen Haartrockner oder einem elektrischen Lockenstab
oder ganz allgemein bei einem elektrischen Haarpflegegerät verwendbar
ist.
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In
der Schaltungsanordnung 10 ist ein Elektromotor M, insbesondere
ein Gebläsemotor,
in den mittleren Zweig einer aus vier Dioden D1, D2, D3, D4 bestehenden
Diodenbrücke
geschaltet. Die Dioden D2, D1 einerseits und die Dioden D4, D3 andererseits
sind damit in Durchlassrichtung parallel zu dem Elektromotor M geschaltet.
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Der
gemeinsame Anschlusspunkt der beiden Dioden D1, D2 ist über einen
Ein/Ausschalter S1 mit einem ersten Pol 11 verbunden. Der
gemeinsame Anschlusspunkt der beiden Dioden D3, D4 ist über zwei
in Serie geschaltete Widerstände
R2a, R2b mit einem zweiten Pol 12 verbunden. Die beiden
Pole 11, 12 sind zum Anschluss an eine Wechselspannung, insbesondere
an eine 220V-Netzspannung vorgesehen.
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Bei
den beiden Widerständen
R2a, R2b handelt es sich insbesondere um einen geteilten Vor-Widerstand
für den
Elektromotor M.
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Der
gemeinsame Anschlusspunkt der beiden Dioden D1, D2 ist weiterhin über einen
Heizwiderstand R1 und einen in Serie geschalteten Schalter S2 mit
dem zweiten Pol 12 verbunden. Der Elektromotor M und die
beiden Widerstände
R2a, R2b einerseits sowie der Schalter S2 und der Heizwiderstand
R1 andererseits bilden damit eine Parallelschaltung.
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Der
Verbindungspunkt des Heizwiderstands R1 und des Schalters S2 ist über einen
Widerstand R3 mit dem Verbindungspunkt der beiden in Serie geschalteten
Widerstände
R2a, R2b verbunden.
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Im
eingeschalteten Zustand des Ein/Ausschalters S1 und bei geöffnetem
Schalter S2 fließt ein
Wechselstrom über
die Diodenbrücke
und damit über
den Elektromotor M sowie über
die beiden Widerstände
R2a, R2b. Der Elektromotor M ist damit eingeschaltet. Die Drehzahl
des Elektromotors M hängt
von dem über
die beiden Widerstände
R2a, R2b fließenden
Strom und damit von den Werten dieser beiden Widerstände R2a,
R2b ab.
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Weiterhin
fließt
ein Strom über
den Heizwiderstand R1 und die Widerstände R2a, R3. Die abgegebene
Heizleistung des Heizwiderstands R1 hängt von dem über den
Heizwiderstand R1 fließenden Strom
und damit von den Werten des Heizwiderstands R1 und den Werten der
Widerstände
R2a, R3 ab.
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Wird
der Schalter S2 geschlossen, so fließt der Strom nicht mehr über den
Widerstand R2a allein, sondern nunmehr über die Parallelschaltung aus dem
Widerstand R2a und dem Widerstand R3 zu der Diodenbrücke und
damit zu dem Elektromotor M. Damit fließt ein größerer Strom über den
Elektromotor M, was gleichbedeutend damit ist, dass die Drehzahl des
Elektromotors M erhöht
ist.
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Gleichzeitig
fließt
bei geschlossenem Schalter S2 der Strom nicht mehr über die
Widerstände R2a,
R3 zu dem Heizwiderstand R1, sondern direkt über den Schalter S2. Damit
fließt
ein größerer Strom über den
Heizwiderstand R1, was eine Erhöhung
der Heizleistung des Heizwiderstands R1 darstellt.
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Durch
das Schließen
des Schalters S2 wird die Schaltungsanordnung 10 somit
von einer ersten in eine zweite Leistungsstufe umgeschaltet, wobei
in der zweiten Stufe die Drehzahl des Elektromotors M und die Heizleistung
des Heizwiderstand R1 erhöht ist.
Die Drehzahl des Elektromotors M und die Heizleistung des Heizwiderstands
R1 in den beiden Stufen können
dabei durch eine entsprechende Dimensionierung der Widerstände R1,
R2a, R2b, R3 eingestellt werden.
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In
der 2 ist eine zweite
Schaltungsanordnung 15 dargestellt, die weitgehend mit
der Schaltungsanordnung 10 der 1 übereinstimmt.
Gleichartige Bauelemente sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet. Der wesentliche Unterschied zwischen der Schaltungsanordnung 15 der 2 und der Schaltungsanordnung 10 der 1 besteht darin, dass der
Widerstand R3 der 1 durch
einen Kondensator C1 in der 2 ersetzt
ist.
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Die
Funktionsweise der Schaltungsanordnung 15 der 2 stimmt im wesentlichen
mit der Funktionsweise der Schaltungsanordnung 10 der 1 überein. Wie bei der 1, so wird auch die Schaltungsanordnung 15 der 2 durch das Schließen des
Schalters S2 von einer ersten in eine zweite Leistungsstufe umgeschaltet,
wobei in der zweiten Stufe die Drehzahl des Elektromotors M und die
Heizleistung des Heizwiderstand R1 erhöht ist.
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Der
wesentliche Unterschied, der durch die Verwendung des Kondensators
C1 anstelle des Widerstands R3 erreicht wird, besteht darin, dass
der Kondensator C1 keinen Einfluss hat auf die Heizleistung des
Heizwiderstands R1 bei geöffnetem
Schalter S2 oder auf die Drehzahl des Elektromotors M bei geschlossenem
Schalter S2. Für
den Wechselstrom stellt der Kondensator C1 insoweit einen Kurzschluss dar.
Die Drehzahl des Elektromotors M und die Heizleistung des Heizwiderstands
R1 in den beiden Leistungsstufen können damit durch eine entsprechende Dimensionierung
der Widerstände
R1, R2a, R2b eingestellt werden.
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In
der 3 ist eine dritte
Schaltungsanordnung 16 dargestellt, die weitgehend mit
der Schaltungsanordnung 10 der 1 übereinstimmt.
Gleichartige Bauelemente sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet. Der wesentliche Unterschied zwischen der Schaltungsanordnung 16 der 3 und der Schaltungsanordnung 10 der 1 besteht darin, dass der
Widerstand R3 der 1 durch
eine Diode D5 in der 3 ersetzt
ist. Die Durchlassrichtung der Diode D5 ist dabei in Richtung zu
den beiden Widerständen
R2a, R2b geschaltet.
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Bei
geöffnetem
Schalter S2 fließt
ein Wechselstrom über
die Diodenbrücke
und damit über
den Elektromotor M sowie über
die beiden Widerstände R2a,
R2b. Der Elektromotor M ist damit eingeschaltet. Die Drehzahl des
Elektromotors M hängt
von dem über
die beiden Widerstände
R2a, R2b fließenden Strom
und damit von den Werten dieser beiden Widerstände R2a, R2b ab.
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Weiterhin
fließt
eine der beiden Halbwellen des Wechselstroms über den Heizwiderstand R1,
die Diode D5 und den Widerstand R2a. Die abgegebene Heizleistung
des Heizwiderstands R1 hängt
damit von den Werten des Heizwiderstands R1 und des Widerstands
R2a ab.
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Wird
der Schalter S2 geschlossen, so fließt der Strom nicht mehr über den
Widerstand R2a allein, sondern eine der beiden Halbwellen des Wechselstroms
fließt
zusätzlich über die
Diode D5 zu der Diodenbrücke
und damit zu dem Elektromotor M. Damit fließt ein größerer Strom über den
Elektromotor M, was gleichbedeutend damit ist, dass die Drehzahl des
Elektromotors M erhöht
ist.
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Gleichzeitig
fließt
bei geschlossenem Schalter S2 der Strom nicht mehr über den
Widerstand R2a zu dem Heizwiderstand R1, sondern direkt über den
Schalter S2. Damit fließt
ein größerer Strom über den
Heizwiderstand R1, was eine Erhöhung
der Heizleistung des Heizwiderstands R1 darstellt.
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Durch
das Schließen
des Schalters S2 wird die Schaltungsanordnung 16 somit
von einer ersten in eine zweite Leistungsstufe umgeschaltet, wobei
in der zweiten Stufe die Drehzahl des Elektromotors M und die Heizleistung
des Heizwiderstand R1 erhöht ist.
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Die
Drehzahl des Elektromotors M und die Heizleistung des Heizwiderstands
R1 in den beiden Stufen können
dabei durch eine entsprechende Dimensionierung der Widerstände R1,
R2a, R2b eingestellt werden. Bei dieser Dimensionierung ist jedoch zusätzlich zu
beachten, dass bei der Heizleistung des Heizwiderstands R1 bei geöffneten
Schalter S2 nur eine Halbwelle des Wechselstroms zur Wirkung kommt,
und dass entsprechendes bei geschlossenem Schalter S2 auch für die Drehzahl
des Elektromotors M gilt.
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In
der 4 ist eine vierte
Schaltungsanordnung 17 dargestellt, die weitgehend mit
der Schaltungsanordnung 16 der 3 übereinstimmt.
Gleichartige Bauelemente sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet. Der wesentliche Unterschied zwischen der Schaltungsanordnung 17 der 4 und der Schaltungsanordnung 16 der 3 besteht darin, dass zwei
Dioden D5, D6 und zwei Heizwiderstände R1a, R1b vorgesehen sind.
Die beiden Dioden D5, D6 sind in Serie zwischen den Verbindungspunkt
der beiden Widerstände
R2a, R2b und den Verbindungspunkt des Heizwiderstands R1b und des
Schalters S2 geschaltet. Die Durchlassrichtung der Dioden D5, D6
ist in Richtung zu den beiden Widerständen R2a, R2b geschaltet. Die
beiden Heizwiderstände
R1a, R2b sind parallel geschaltet. Der Heizwiderstand R1a ist an
den Verbindungspunkt der beiden Dioden D5, D6 angeschlossen und
der Heizwiderstand R1b ist mit dem Schalter S2 verbunden.
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Bei
geöffnetem
Schalter S2 fließt
ein Wechselstrom über
die Diodenbrücke
und damit über
den Elektromotor M sowie über
die beiden Widerstände R2a,
R2b. Der Elektromotor M ist damit eingeschaltet. Die Drehzahl des
Elektromotors M hängt
von dem über
die beiden Widerstände
R2a, R2b fließenden Strom
und damit von den Werten dieser beiden Widerstände R2a, R2b ab.
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Weiterhin
fließt
eine der beiden Halbwellen des Wechselstroms über die beiden Heizwiderstände R1a,
R1b, die Dioden D5, D6 und den Widerstand R2a. Die abgegebene Heizleistung
der Heizwiderstände
R1a, R1b hängt
damit von den Werten der Heizwiderstände R1a, R1b und des Widerstands R2a
ab.
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Wird
der Schalter S2 geschlossen, so fließt der Strom nicht mehr über den
Widerstand R2a allein, sondern eine der beiden Halbwellen des Wechselstroms
fließt
zusätzlich über die Dioden
D5, D5 zu der Diodenbrücke
und damit zu dem Elektromotor M. Damit fließt ein größerer Strom über den
Elektromotor M, was gleichbedeutend damit ist, dass die Drehzahl
des Elektromotors M erhöht
ist.
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Gleichzeitig
fließt
bei geschlossenem Schalter S2 der Strom nicht mehr über den
Widerstand R2a zu den beiden Heizwiderständen R1a, R1b, sondern direkt über den
Schalter S2. Dabei gelangt eine der beiden Halbwellen des Wechselstroms über die Diode
D6 zu den beiden Heizwiderständen
R1a, R1b. Damit fließt
ein größerer Strom über die
Heizwiderstände
R1a, R1b, was eine Erhöhung
der Heizleistung der Heizwiderstände
R1a, R1b darstellt.
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Durch
das Schließen
des Schalters S2 wird die Schaltungsanordnung 16 somit
von einer ersten in eine zweite Leistungsstufe umgeschaltet, wobei
in der zweiten Stufe die Drehzahl des Elektromotors M und die Heizleistung
der Heizwiderstände
R1a, R1b erhöht
ist.
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Die
Drehzahl des Elektromotors M und die Heizleistung der Heizwiderstände R1a,
R1b in den beiden Stufen können
dabei durch eine entsprechende Dimensionierung der Widerstände R1a,
R1b, R2a, R2b eingestellt werden. Bei dieser Dimensionierung ist
jedoch zusätzlich
zu beachten, dass bei der Heizleistung der Heizwiderstände R1a,
R1b nur eine Halbwelle des Wechselstroms zur Wirkung kommt, und
dass entsprechendes bei geschlossenem Schalter S2 auch für die Drehzahl
des Elektromotors M gilt.
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Weiterhin
kann bei den Schaltungsanordnungen 16, 17 der 3, 4 die Drehzahl des Elektromotors M sowie
die Heizleistung des bzw. der Heizwiderstände R1, R1a, R1b in den beiden
Stufen durch eine entsprechende Wahl der Durchflussrichtungen der
Dioden D5, D6 beeinflusst werden.
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Das
beschriebene Vorgehen kann in entsprechender Weise auch für eine dritte
Leistungsstufe oder ganz allgemein für weitere Leistungsstufen der
Drehzahl des Elektromotors M und der Heizleistung des bzw. der Heizwiderstände R1,
R1a, R1b angewendet werden.
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Die
beschriebenen Schaltungsanordnungen 10, 16, 17, 18 können somit
mit dem Schalter S2 hinsichtlich der Drehzahl des Elektromotors
M und der Heizleistung des bzw. der Heizwiderstände R1, R1a, R1b zwischen zwei
Leistungsstufen hin- und hergeschaltet werden.