DE1540766C3 - - Google Patents

Description

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auf die deutsche Patentschrift 1 077 344 verwiesen. an die Anschlüsse 11 und 12 eines Steckers 13 an-Obwohl diese temperaturempfindlichen Kunststoff- geschaltet, mit dem die Verbindung zu einem Wechmassen nur sehr wenig kosten und ein hochempfind- selstromnetz hergestellt werden kann. In den Verliches und flexibles Material darstellen, steht ihrer braucherstromkreis kann eine bekannte Regelvor-Verwendung in Verbindung mit gleichstrombetrie- 5 richtung 14 eingesetzt sein, die auf die Umgebungsbenen Relais die erst hier erkannte Forderung ent- temperatur anspricht, um in Übereinstimmung mit gegen, daß sie mit Wechselstrom betrieben werden einem von Hand eingestellten Wert und der Ummüssen, gebungstemperatur im Raum die prozentuale Zeit-Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dauer zu regulieren, während der das elektrische einer wechselstrombetriebenen Temperaturfühlan- io Heizgerät unter Strom steht. Diese Art der Regelung Ordnung trotz Ansteuerung der Relaiswicklung mit erlaubt dem Benutzer, durch laufendes Ein- und Gleichstrom den mit der Relaiswicklung eng zusam- Ausschalten des Heizgerätes die mittlere Temperatur men arbeitenden Temperaturfühler selbst nur Wech- für den Normalbetrieb zu wählen,
seiströmen auszusetzen. Während des Normalbetriebes bleibt der Relais-Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs be- 15 schalter 15 geschlossen. Dadurch ist es möglich, den schriebene Temperaturfühlanordnung nach der Er- Strom durch den Verbraucher 10 mit Hilfe der Refindung dadurch gekennzeichnet, daß der Relais- gelvorrichtung 14 zu regeln, die auf die Umgebungswicklung mindestens ein Gleichrichter direkt parallel temperatur anspricht. Wenn jedoch eine Übertempegeschaltet und die gesamte Anordnung derart ge- ratur auftritt, ist es notwendig, eine Regelanordnung troffen ist, daß bei normalen Betriebstemperaturen 20 zu haben, die auf eine auch nur an einem Punkt oder während des größten Teils einer vollständigen Wech- in einem kleinen Teil des Verbrauchers 10 auftreselspannungsperiode infolge der Wicklungsinduktivi- tende Ubertemperatur anspricht, um einen weiteren tat ein Gleichstrom in der Relaiswicklung aufrecht- Stromfluß durch diesen Verbraucher zu unterbrechen, erhalten wird, während der Temperaturfühler an Zu diesem Zweck enthält die in Fig. 1 dargeeiner Wechselspannung liegt, und bei überhöhten 25 stellte Schaltungsanordnung einen Temperaturfühler Temperaturen der Temperaturfühler stromdurchflos- 16, einen Gleichrichter 17 sowie ein Relais mit einer sen ist, während der Strom in der Relaiswicklung Wicklung 18, die auf einem Kern 19 sitzt, der dazu unter den Haltestrom abfällt. dient, den Relaisschalter 15 magnetisch zu schalten. Eine derart ausgebildete Temperaturfühlanord- In den Schaltungen nach der Fig. 1 sowie den nung bietet die Vorteile, daß zum einen die bei 30 Fig. 3 bis 5 ist die Temperaturfühlanordnung elek-Wechselstromrelais auftretenden Vibrations- und irisch mit dem Verbraucherkreis verbunden. Das soll Brummerscheinungen vermieden sind, die sich ins- aber nur als Beispiel gelten, da die Temperaturfühlbesondere bei Heimgeräten störend bemerkbar anordnung und der Verbraucher auch elektrisch machen, und zum anderen in dem temperaturemp- voneinander getrennt sein können,
findlichen Material des Temperaturfühlers keine 35 Der Zweck des Temperaturfühlers 16 liegt darin, schädlichen Ionenwanderungen auftreten, die eine parallel zur Relaiswicklung 18 eine aus einem tem-Änderung der Temperaturempfindlichkeit hervor- peratur- oder wärmeempfindlichen Material besterufen würden. Die erfindungsgemäße Anordnung ist hende Widerstandsschicht 20 vorzusehen, die auf insbesondere für netzgespeiste Bettdecken und Heiz- Temperaturen in dem Verbraucher 10 anspricht und kissen geeignet. 40 die ihren Widerstand in Abhängigkeit von der Tem-Weiterbildungen der Erfindung sind durch die peratur merklich ändert. In dem dargestellten Bei-Unteransprüche gekennzeichnet. spiel wirkt die Widerstandsschicht 20 bei einer nor-Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden an Hand malen Betriebstemperatur im wesentlichen als Isovon Figuren beschrieben. lator, kann jedoch einen Strom leiten, der für F i g. 1 zeigt ein Schaltschema einer Ausführungs- 45 Steuerzwecke ausreichend groß ist, wenn sie auf form, in der ein als Doppelwickel ausgebildeter Tem- überhöhte Temperaturen aufgeheizt wird. Wenn die peraturfühler verwendet wird; Widerstandsschicht 20 aus einem flexiblen Material Fig. 2 ist eine fragmentarische Ansicht und zeigt hergestellt sein soll, kann von solchen Materialien, den Aufbau eines Temperaturfühlers; wie Nylon, Polyakrylnitril und ähnlichen plastischen F i g. 3 ist eine schematische Ansicht einer ande- 50 Massen ausgegangen werden, die mit oder auch ohne ren Ausführungsform; einen geeigneten Ionenzusatz verwendet werden kön-F i g. 4 und 5 sind Ansichten weiterer Ausfüh- nen. Für diesen Zweck hat sich Polyvinylchlorid als rungsformen, in denen für die Schaltelemente, die geeignet erwiesen, sofern man Polyvinylchlorid mit den Strom nur in einer Richtung hindurchlassen, einem passenden Weichmacher und einem Ionenverschiedene Anordnungen getroffen sind, um zu er- 55 zusatz vereinigt.

reichen, daß an dem temperaturempfindlichen Mate- Es soll jedoch bemerkt werden, daß jedes beliebige

rial nur Wechselspannungen anliegen; Material öder jede beliebige Vorrichtung, deren

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht einer Aus- Widerstand mit der Temperatur abnimmt und die

führungsform, nach der der Verbraucherschaltkreis in eine passende Form gebracht werden kann, der automatisch wieder mit Strom versorgt wird, wenn 60 Relaiswicklung 18 parallel geschaltet werden kann,

die Temperatur des Verbrauchers unter eine als ge- Es ist günstig, wenn die Widerstandsschicht 20 in

fährlich geltende Temperatur abgesunken ist. einem draht- oder kabelartig aufgebauten Fühler an-

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Tempe- geordnet ist, wie es schematisch in der F i g. 1 sowie

raturfühlanordnung mit einem Verbraucherstrom- den Fig. 3 bis 6 gezeigt ist. Dort liegt die Widerkreis, in den als Verbraucher 10 ein elektrisches 65 Standsschicht 20 zwischen einem inneren Wickel oder

Heizgerät eingeschaltet ist. Der Verbraucher 10, der Leiter 21 und einem äußeren Wickel oder Leiter 22.

in einem typischen Fall das Heizelement einer elek- Diese Anordnung ist besonders dann günstig, wenn

trisch geheizten Bettdecke sein kann, ist elektrisch Übertemperaturen in einer Heizvorrichtung nach-

gewiesen werden sollen, die eine große Fläche aufweist.

In der F i g. 2 ist als Beispiel der Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform für den Temperaturfühler 16 gezeigt. Der Temperaturfühler 16 weist einen inneren Kern 16 α aus Glas- oder Kunstseidefasern oder einem anderen äquivalenten Isoliermaterial auf. Um diesen Kern 16 α ist ein Flachdrahtwickel 21 herumgelegt, der eine ausreichend gute elektrische Leitfähigkeit besitzt. Dieser Flachdrahtwickel 21 stellt den ersten oder den Innenleiter des Temperaturfühlers dar. Anschließend werden der Kern und der Innenwickel 21 mit einer verhältnismäßig dünnen Schicht aus dem oben erwähnten temperaturempfindlichen Material übergezogen, so daß sich die Widerstandsschicht 20 ergibt. Als nächstes wird außen um die temperaturempfindliche Schicht 20 ein Leiter 22 herumgewickelt. Schließlich kann noch ein Isoliermantel 16 b auf übliche Weise angebracht werden. Anstatt den Temperaturfühler aus konzentrischen Spiralen aus den Leitern 21 und 22 aufzubauen, können auch andere Konstruktionen verwendet werden. Es ist nur notwendig, zwei Leiter zu verwenden, die auf einer verhältnismäßig dünnen Schicht aus einem wärmeempfindlichen Material aufliegen und durch diese Schicht getrennt sind, deren Widerstand mit der Temperatur abnimmt.

Das Relais aus Fig. 1 ist ein Gleichstromrelais und auf eine hohe Empfindlichkeit ausgelegt. Der Relaisschalter 15 ist normalerweise offen. Wenn die Relaiswicklung 18 erregt ist, wird der Schalter 15 über den Kern 19 magnetisch geschlossen gehalten. Wenn die Temperaturregelschaltung in Betrieb ist, wird das Relais durch einen Stromkreis erregt, der von Anschluß 11 über eine Leitung 25, den Relaisschalter 15, einen Strombegrenzungswiderstand 26, die Relaiswicklung 18 und eine Leitung 27 zum Netzanschluß 12 führt.

In der F i g. 1 ist über die Anschlüsse der Relaiswicklung 18 ein Gleichrichter 17 gelegt, so daß sich ein geschlossener Stromkreis bildet, der von dem oberen Anschluß der Relaiswicklung durch den Leiter 23, den inneren Drahtwickel 21 des Temperaturfühlers, dann über den Gleichrichter 17, den äußeren Drahtwickel 22 sowie die Leitung 24 zum unteren Anschluß der Relaiswicklung führt. Während der einen Wechselstromhalbwelle, in der der Gleichrichter 17 sperrt, fließt der Strom aus dem Netz durch die Relaiswicklung hindurch. Während der anderen Halbwelle zeigt der Gleichrichter 17 nur einen geringen Widerstand, so daß der Strom aus dem Netz durch den Gleichrichter hindurchfließt. Außerdem kann aber auch der Strom in der Relaiswicklung in der gleichen Richtung weiterfließen, da er jetzt durch elektromagnetische Effekte induziert ist. In diesem Schaltkreis kehrt daher der Strom in der Relaiswicklung seine Richtung mit den abwechselnden Halbwellen des Wechselstromes nicht um. Man kann mit Hilfe eines Oszillographen zeigen, daß der Strom durch die Wicklung 18 über mehr als 70 °/o einer vollen Wechselstromperiode in einer Richtung fließt, wenn an die Anschlüsse 11 und 12 ein Wechselstrom von 60 Hz angelegt ist. Wenn man also parallel zur Wicklung 18 einen Gleichrichter 17 schaltet, fallen die Geräusche weg, die mit Wechselstromrelais verbunden sind, und außerdem ist es nicht mehr notwendig, parallel zur Wicklung eine elektrische Kapazität zu legen.

Wenn jetzt irgendwo eine Übertemperatur auftritt, kann man sehen, daß ein Strom, der an irgendeiner Stelle des Temperaturfühlers durch die Widerstandsschicht 20 zwischen den Leitungen 21 und 22 hindurchfließt, die Relaiswicklung 18 und den Gleichrichter 17 überbrückt oder kurzschließt. Dadurch wird der Strom durch die Relaiswicklung 18 stark vermindert, so daß der Relaisschalter 15 öffnet. Der Widerstand 26 dient nicht nur dazu, den Strom zu

ίο begrenzen, sondern sorgt auch für einen erhöhten Spannungsabfall, wenn die Schicht 20 leitet, so daß dadurch auch die Spannung an der Relaiswicklung 18 reduziert wird. Es ist günstig, wenn man für diesen Zweck als Widerstand 26 ein Bauelement wählt, das den Strom in beiden Richtungen gleich gut leitet. Der Widerstand 26 soll daher elektrisch symmetrisch sein.

Eine Schaltungsanordnung nach Fig. 1 mit zufriedenstellender Arbeitsweise hatte die folgenden Werte: Der Widerstand 26 betrug 100 kß, die Wicklung 18 hatte 10 000 Windungen und einen Widerstand von 2,5 kß, während die Schicht 20 beim Abfallen des Relais einen Widerstand von 65 kß hatte. Zu Beginn wird der Relaisschalter 15 mechanisch geschlossen. Man kann dazu aber auch die Relaiswicklung 18 auf verschiedene Weise erregen. Günstiger ist es jedoch, die Relaiswicklung elektrisch mit Hilfe eines Einschalters 28 zu erregen, der in Serie mit der Relaiswicklung 18 und mit einem Startwiderstand 29 geschaltet ist, der einen Strombegrenzungswiderstand darstellt. Wenn also der Einschalter 28 geschlossen wird, wird die Relaiswicklung 18 über einen Stromkreis erregt, der am Anschluß 11 beginnt und über die Leitung 25, den Startwiderstand 29, den Einschalter 28, die Relaiswicklung 18 und die Leitung 27 zum Anschluß 12 führt. Dieser Startwiderstand 29, dessen Wert etwa 10 kß beträgt, sorgt einmal dafür, daß durch den Schaltkreis keine zu hohen Ströme hindurchfließen, läßt aber andererseits durch die Relaiswicklung 18 einen ausreichend starken Strom zu, so daß das Relais zu Beginn anziehen kann.

Der Einschalter, der mit Vorzug als Druckknopfschalter mit Arbeitskontakt ausgebildet ist, ist mechanisch mit einem Sicherheitsschalter 30 verbunden, um diesen normalerweise geschlossenen Schalter immer dann zu öffnen, wenn der »Ein«-Druckknopfschalter heruntergedrückt wird. Da der Sicherheitsschalter in den Stromkreis für den Verbraucher 10 eingeschaltet ist, wird dem Verbraucher so lange kein Strom zugeführt, bis der Einschalter wieder freigegeben wird. Durch dieses Sicherheitsmerkmal ist es daher einem Benutzer nicht möglich, durch ein Festklemmen des Einschalters im geschlossenen Zustand den Temperaturregelkreis auszuschalten oder zu überbrücken. Wenn die Relaiswicklung 18 jedoch erst einmal erregt ist, bleibt die Erregung der Spule aufrechterhalten, wie es oben bereits erörtert worden ist. Daher ist keine Notwendigkeit vorhanden, den Einschalter 28 in der geschlossenen Stellung zu belassen.

Der Strom durch die Steuerschaltung kann von Hand abgeschaltet werden. Es ist aber günstiger, zur Abschaltung des Erregerstromes durch die Wicklung 18 einen Ausschalter 31 zu verwenden, der ebenfalls als Druckknopfschalter mit Arbeitskontakt ausgebildet ist. Der Ausschalter 31 übebrückt die Wicklung 18 zwischen dem Widerstand 26 und der Leitung 27.

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Wenn man daher den .Ausschalter schließt, geht der Spannungsabfall an ihm die gewünschte kritische

praktisch der gesamte Spannungsabfall an der Relais- Löschspannung erreicht. Es soll noch bemerkt wer-

wicklung 18 verloren, so daß das Relais abfällt und den, daß an Stelle der Widerstände 126, 140 und 129

der Schalter 15 sich öffnet. auch andere elektrische Bauelemente, beispielsweise

Eine höhere Temperaturempfindlichkeit läßt sich 5 Kondensatoren oder Spulen, verwendet werden

mit dem Schaltkreis nach Fig. 3 erreichen. Dieser können.

Schaltkreis unterscheidet, sich von dem Schaltkreis Wenn Schaltkreise verwendet werden, die dennach Fig. 1 darin, daß die Relaiswicklung 118 nun jenigen aus den Fig. 1 und 3 ähnlich sind, und die in Serie mit den Drähten 121 und 122 des Tempera- mit einem einzigen Gleichrichter arbeiten, erscheint turfühlers liegt, und daß zusätzlich zur Widerstands- io über der Temperaturfühlschicht eine kleine Gleichanpassung ein Widerstand 140 vorgesehen ist. Die Stromkomponente. Versuche haben ergeben, daß bei übrigen Bauelemente aus Fig. 3 gleichen denjenigen der Verwendung von Temperaturfühlschichten aus aus Fig. 1. Es soll bemerkt werden, daß in der plastischem Material mit Ionenzusätzen, für die be-Fig. 3 genauso wie in der Fig. 1 die Relaiswick- reits einige Beispiele erwähnt worden sind, eine lung, der Gleichrichter sowie die Widerstandsschicht, 15 Gleichspannung an der Schicht eine Wanderung der die die Temperatur abfühlt, elektrisch einander par- Ionen an die inneren und äußeren Flächen dieser allel geschaltet sind. Wenn nun in dem Verbraucher Schicht hervorruft. Diese Ionenwanderung verursacht 110 eine zu hohe Temperatur auftritt, sinkt dei nun eine zeitliche Änderung oder eine zeitliche Drift Widerstand der Schicht 120 ab, so daß zwischen den des Widerstandswertes dieser Schicht, so daß die Leitungen 121 und 122 parallel zur Relaiswicklung 20 Empfindlichkeit des Temperaturfühlers stark herab- 118 ein Strom fließen kann. Durch diesen zusatz- gesetzt wird. Um praktisch die gesamte Gleichspanliehen Strom ergibt sich an dem Widerstand 126 ein nung von der Temperaturfühlschicht abzuhalten, erhöhter Spannungsabfall, der die Spannung an der kann man mehrere Gleichrichter verwenden, wie es Relaiswicklung 118 vermindert, so daß sich der in den Fig. 4 und 5 gezeigt ist.
Relaisschalter 115 öffnet. Es soll bemerkt werden, 25 Der Schaltkreis nach Fig. 4 ist mit dem Schaltdaß die Steuerschaltung aus Fig. 3 so ausgelegt ist, kreis nach Fig. 3 identisch, bis auf die Ausnahme, daß sie den Verbraucherstromkreis öffnet, wenn der daß die Wicklung 118 und der Halbweggleichrichter Widerstandswert der Schicht 120 auf einen bestimm- 117 aus Fig. 3 durch einen bekannten Vollwegten Wert abgesunken ist, der beispielsweise in der brückengleichrichter ersetzt sind, an dessen Ausgang Nähe von 70 kß liegen kann. 3° die Relaiswicklung 218 angeschlossen ist. Während

Der Gleichrichter 117 wirkt auf die gleiche Weise der einen Halbwelle einer Wechselstromperiode, in

wie der Gleichrichter 17 aus Fig. 1. Er sorgt also der der Strom durch den Temperaturfühler 216 vom

dafür, daß das Relais im wesentlichen mit Gleich- inneren Wickel 221 zum äußeren Wickel 222 fließt,

strom betrieben wird. Ein Vorzug der Schaltung nach geht der Strom vom Wickel 221 durch den Wider-

Fig. 3 gegenüber der Schaltung nach Fig. 1 liegt 35 stand240 sowie durch den Gleichrichter241 zum

darin, daß mit einem Leitungsbruch in den Leitun- Punkt 250, und gelangt dann vom Punkt 250 durch

gen 121 oder 122 der gesamte elektrische Strom für die Relaiswicklung 218 zum Anschlußpunkt 251, und

die Relaiswicklung 118 verschwindet, und zwar so- danach durch den Gleichrichter 243 zum äußeren

wohl die Wechselstrom- als auch die Gleichstrom- Wickel 222. Während dieser Halbwelle sind die

komponenten. Wenn dagegen in dem Schaltkreis 40 Gleichrichter 242 und 244 gesperrt. Während der

nach F i g. 1 ein solcher Leitungsbruch auftritt, kann anderen Halbwelle einer Wechselstromperiode fließt

in der Relaiswicklung ein Wechselstrom weiter- der Strom vom Wickel 222 durch den Gleichrichter

fließen. 242 hindurch und gelangt zum Punkt 250, von dort

Wenn man für den . Anpassungswiderstand 140 durch die Relaiswicklung 218 zum Punkt 251 und einen solchen Wert wählt, daß die Summe aus die- 45 dann durch den Gleichrichter 24Φ und den Widersem Wert und dem Widerstand der Relaiswicklung stand 240 zum inneren Wickel 221. Während dieser 118 etwa gleich dem Widerstand der Schicht 120 an Halbperiode sind die Gleichrichter 241 und 243 geeinem Punkt ist, an dem das Relais abfällt, so arbei- sperrt. Wie man also sieht, fließt der Strom durch tet diese Regelschaltung. optimal. Wenn die Wider- die Spule 218 immer in der gleichen Richtung vom Standsverhältnisse so gewählt sind, ergibt sich bei 50 Punkt 250 zum Punkt 251, unabhängig davon, dem Auftreten einer .Übertemperatur die relativ welche Halbwelle der Wechselstromperiode gerade größte Verminderung des Erregerstromes für die anliegt. Gleichzeitig erscheint an der Temperatur-Relaiswicklung. Es wurde ein Schaltkreis nach fühlschicht 220 keine Gleichspannung mehr.
Fig. 3 aufgebaut, der zufriedenstellend arbeitete Obwohl sich also mit dem Vollwegbrückengleich- und der Schaltelemente jnit folgenden Werten auf- 55 richter aus Fig. 4 der gewünschte Erfolg erzielen wies: Spannungsabfallwiderstand 126: 82 ki2; An- läßt, daß nämlich die Relaisspule ausschließlich mit passungswiderstand 140 : 68 kß; Schicht 120 :70 ki3 Gleichstrom betrieben ist, an der Temperaturfühlbeim Abfallen des Relais; Relaiswicklung 118 :1800 schicht jedoch keine Gleichstromkomponente mehr Windungen und 5 kß. .. <. . anliegt, ist der Aufbau mit vier einzelnen Gleich-

Der Anpassungswiderstand 140 ist hier als ein 60 richtern sehr teuer. Wenn darüber hinaus irgendeiner

fester Widerstand von passendem Widerstandswert dieser vier Gleichrichter ausfällt, erscheint an der

dargestellt und beschrieben worden. Der Widerstand Temperaturfühlschicht 220 wieder eine Gleichspan-

140 kann jedoch auch eine Gasentladungslampe oder nung, ohne daß der Benutzer diesen Fehler bemer-

eine Neonglühlampe sein, die bis zu einer bestimm- ken kann.

ten Spannung herunter leitet und unterhalb dieser 65 In der F i g. 5 ist nun ein Schaltkreis gezeigt, mi

Spannung nicht mehr leitet. Oder anders ausgedrückt, dem man diese nachteiligen Eigenschaften des Regel

der Widerstand 140 kann ein nichtlinearer Wider- Schaltkreises nach Fig. 4 vermindern kann, ohm

stand sein und seine Stromleitung einstellen, wenn die gewünschten Resultate zu beeinträchtigen. In de

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Schaltung nach F i g. 5 ist über die Relaiswicklung 414 offen ist, und wenn man dann den Kippschalter ein Gleichrichter 341 gelegt, der so arbeitet, wie es 400 schließt, wird durch die Relaiswicklung 418 ein bereits in Verbindung mit F i g. 3 beschrieben wor- Steuerkreis geschlossen, der vom Anschluß 411 ausden ist. Nach der F i g. 5 ist jedoch zusätzlich in geht und über den Kippschalter 400, den Spannungs-Serie mit der Relaisspule 318 ein kleiner Widerstand 5 abfallwiderstand 426 den Temperaturfühlleiter 421, 360 eingesetzt, über den ein Gleichrichter 342 gelegt den Anpassungswiderstand 440, die Relaiswicklung ist. Der Gleichrichter 342 ist in entgegengesetzter 418, den Temperaturfühlleiter 422 bis zum Anschluß Richtung wie der Gleichrichter 341 gepolt. Die Ver- 412 verläuft. Die Werte der einzelnen Schaltelemente wendung des Widerstands 360 und des Gleichrich- sind jedoch so ausgelegt, daß der Strom, der unter ters 342 gleicht die kleine Gleichspannungskompo- io diesen Umständen durch die Relaiswicklung 418 nente aus, die sonst an der Temperaturfühlschicht hindurchfließt, nicht ausreicht, den Schalter 415 zu 320 des Temperaturfühlers 316 erscheinen wurde. schließen.

Nun soll mit der Beschreibung der Fig. 5 fort- Wenn nun die Steuervorrichtung414, die auf die gefahren werden. Während einer Halbwelle einer Umgebungstemperatur anspricht, schließt, so daß Wechselstromperiode fließt der Strom durch den 15 durch den Verbraucher 410 ein Strom fließen kann, inneren Fühlwickel 321, den Anpassungswiderstand wird für die Relaiswicklung 418 ein weiterer Strom-340, den Gleichrichter 342 (der über den Widerstand kreis geschlossen. Dieser zweite Stromkreis für die 360 gelegt ist), und durch die Wicklung 318 zur Relaiswicklung verläuft von dem Anschluß 411 Leitung 324. Während der anderen Halbwelle einer durch den Kippschalter 400, die Steuervorrichtung Wechselstromperiode fließt der Strom vom äußeren 20 414, den Verbraucher 410, den Widerstand 460, die Fühlwickel 322 zum Leiter 324, durch den Gleich- Wicklung 418 und den Fühlleiter 422 des Temperarichter 341 (der die Relaisspule 318 überbrückt) turfühlers 416 zum Anschluß 412. Der zusätzliche weiter zum Widerstand 360 und durch den Anpas- Strom, der durch diesen zweiten Stromkreis für die sungswiderstand 340 zum Wickel 321. Daher kann Relaiswicklung fließt, ist durch die Wahl der Werte ein Strom durch die Wicklung 318 nur in dieser einen 25 für die Schaltelemente so eingestellt, daß der Relais-Richtung vom Wicklungsanschluß 350 zum Wick- schalter 415 nun schließen kann. Wenn der Schalter lungsanschluß 351 fließen, während an der Tempe- 415 geschlossen ist, ist der Stromkreis für den Verraturfühlschicht 320 nur Wechselstrom auftreten braucher 410 durch den Widerstand 460 überbrückt, kann. Die gewünschten Resultate wurden mit einer so daß der Erregerstrom für die Wicklung 418 redu-Steuerschaltung nach Fig. 5 erhalten, in denen die 30 ziert ist, wodurch das Abfallen des Relaisschalters einzelnen Schalt- und Bauelemente die folgenden vorbereitet ist, das dann auftritt, wenn eine Über-Werte hatten: Der Spannungsabfallwiderstand 326 temperatur in dem Verbraucher erscheint. Wenn nun betrug 68 k.O, der Anpassungswiderstand 340 betrug durch die Schicht 420 des Temperaturfühlers 416 33 k.Q, der Widerstand 360 betrug 4,7 kß, der hindurch ein Strom fließt, der durch eine Übertem-Widerstand der Wicklung 318 betrug 1,5 kü und 35 peratur bedingt ist, erscheint an dem Widerstand 426 hatte 6500 Windungen, während beim Abfallen des ein größerer Teil der Netzspannung und damit eine Relais die Schicht 320 einen Widerstand von 60 kß entsprechend kleinere Spannung an der Relaisspule, aufwies. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Steuer- Daraufhin fällt das Relais ab, und der Schalter 415 oder Regelschaltung an eine Wechselspannung von öffnet sich.
115 Volt angeschlossen ist. 40 Wenn sich der Verbraucher 410 und die Tempe-

Die Steuerschaltkreise, die in den F i g. 1 und 3 bis 5 raturf ühlschicht 420 abgekühlt haben, wird der

gezeigt sind, sind alle so ausgelegt, daß sie den Ver- Spannungsabfall an dem Spannungsabfallwiderstand

braucher und sich selber abtrennen, wenn eine Über- 426 kleiner, so daß der. Relaiswicklung über die

temperatur auftritt. Anschließend bleiben diese beiden oben erwähnten Stromkreise ein Erregerstrom

Schaltkreise so lange abgetrennt, bis.sie von dem 45 zugeführt wird, der ausreicht, den Schalter 415 zu

Benutzer wieder angeschaltet werden, was beispiels- schließen. Dadurch wird auch wieder der Stromkreis

weise von Hand durch Betätigen des Einschalters für den Verbraucher geschlossen. Man kann in dem

durchgeführt werden kann. Unter manchen Umstän- Schaltkreis nach F i g. 6 den Gleichrichter 417 durch

den kann jedoch die Verwendung eines Schaltkreises die Vielfach-Gleichrichteranordnung aus den Fig. 4

wünschenswert sein, der die Stromkreise automatisch 50 und 5 ersetzen, so daß an der Temperaturfühlschicht

wieder schließt, wenn die Temperatur des Heiz- 420 keine Gleichspannungskomponente mehr auf-

gerätes unter eine als gefährlich geltende Temperatur treten kann.

abgesunken ist. Ein solcher Schaltkreis ist in der Es wurde ein Schaltkreis nach F i g. 6 aufgebaut,

Fig. 6 gezeigt. der auf die oben beschriebene Weise zufriedenstel-

In dem Schaltkreis nach Fig. 6 sind die Druck- 55 lend arbeitete. Die einzelnen Schaltelemente wiesen

knopfschalter mit Arbeitskontakt für das Ein- und dabei folgende Werte auf: Spannungsabfallwider-

Ausschalten, die in den bereits beschriebenen Steuer- stand 426 = 47 kü, Widerstand 460 = 33 kß, Re-

schaltungen vorgesehen waren, durch einen Kipp- laiswicklung 418 = 5 kß und 18 000 Windungen,

schalter 400 ersetzt. Weiterhin ist die Anordnung des Widerstand des Verbrauchers 410 = etwa 85 kß.

Relaisschalters 415 geändert und ein Widerstand 460 60 Diese Werte stellen nur ein Schaltungsbeispiel dar.

hinzugefügt worden. In den übrigen Dingen gleicht Man kann die Werte von zahlreichen dieser Schalt-

der Schaltkreis nach Fig. 6 dem Schaltkreis nach elemente ändern, um das gewünschte Ergebnis auch

Fig. 3. Wenn man annimmt, daß die auf die Um- bei der Verwendung eines Heizgerätes zu erzielen,

gebungstemperatur ansprechende Regelvorrichtung das stark unterschiedliche Widerstände aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche· ^'e Erfindung bezieht sich auf eine Temperatur fühlanordnung für einen an eine Wechselspannungs-

1. Temperaturfühlanordnung für einen an eine quelle angeschlossenen Verbraucher mit einem mit Wechselspannungsquelle angeschlossenen Ver- Steuerkontakten ausgerüsteten Relais, dessen Wickbraucher mit einem mit Steuerkontakten ausge- 5 lung einem Temperaturfühler parallel geschaltet ist, rüsteten Relais, dessen Wicklung einem Tempe- der bei normalen Betriebstemperaturen einen verraturfühler parallel geschaltet ist, der bei . hältnismäßig hohen Widerstand und bei erhöhten normalen Betriebstemperaturen einen verhältnis- Temperaturen einen verhältnismäßig niedrigen mäßig hohen Widerstand und bei überhöhten Widerstand aufweist.

Temperaturen einen verhältnismäßig niedrigen Wi- io Eine derartige Temperaturfühlanordnung ist aus derstand aufweist, dadurchgekennzeich-' der französischen Patentschrift 1116 777 bekannt net, daß der Relaiswicklung (18; 118; 218; und dient beispielsweise in einer elektrisch geheizten 318; 418) mindestens ein Gleichrichter (17; 117; Bettdecke oder einem elektrischen Heizkissen als 241, 242, 243, 244; 341; 417) direkt parallel Schutz- und Sicherheitsvorrichtung, die die Stromgeschaltet und die gesamte Anordnung derart i₅ zufuhr zu dem betreffenden Heizgerät unterbricht, getroffen ist, daß bei normalen Betriebstempe- wenn an irgendeiner Stelle des geheizten Gegenraturen während des größten Teils einer voll- Standes eine unzulässig hohe Temperatur auftritt, ständigen Wechselspannungsperiode infolge der Die Unterbindung der Heizleistungszufuhr geschieht Wicklungsinduktivität ein Gleichstrom in der dadurch, daß bei einer zu hohen Temperatur der Relaiswicklung aufrechterhalten wird, während 20 Widerstand des Temperaturfühlers derart stark abder Temperaturfühler (16; 116; 216; 316; 416) fällt, daß der durch den Temperaturfühler fließende an einer Wechselspannung liegt, und bei über- Strom auf Kosten des Relaiswicklungsstroms zu-. höhten Temperaturen der Temperaturfühler nimmt und schließlich das Relais abfällt und dadurch Stromdurchflossen ist, während der Strom in der die Stromzufuhr zur Heizeinrichtung unterbricht. Relaiswicklung unter den Haltestrom abfällt. 25 Bei der bekannten Temperaturfühlanordnung nach

2. Temperaturfühlanordnung nach An- der französischen Patentschrift 1116 777 ist in Reihe spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der aus der Relaiswicklung und dem Temperamit der Relaiswicklung (18; 118) und dem Tem- turfühler gebildeten Parallelschaltung ein Gleichperaturfühler (20; 120) ein Widerstand (26; 126) richter geschaltet, so daß sowohl die Relaiswicklung geschaltet ist. 30 als auch der Temperaturfühler gleichstromdurchflos-

3. Temperaturfühlanordnung nach An- sen sind. Die Gleichstromansteuerung der Relaisspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wicklung bietet den Vorteil, daß keine störenden der Temperaturfühler eine Widerstandsschicht Brumm- und Vibrationsgeräusche auftreten, wie dies (20; 120; 220; 320; 420) aus Kunststoff mit einem beispielsweise bei einer ähnlich aufgebauten Temnegativen Temperaturwiderstandskoeffizienten 35 peraturfühlanordnung für Bettdecken nach der USA.-aufweist und daß der Schicht ein Weichmacher Patentschrift 2 959 662 der Fall ist, bei der kein und ein Ionenzusatz beigemischt ist. Gleichrichter vorgesehen ist und sowohl die Relais-

4. Temperaturfühlanordnung nach An- wicklung als auch der Temperaturfühler wechselspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen stromdurchflossen sind. Abgesehen von den störenden Temperaturfühler (116) und die Relaiswick- 40 den Vibrations- und Brummgeräuschen weisen wechlung (118) ein Anpassungswiderstand (140) ge- selstrombetriebene Relais den weiteren Nachteil auf, schaltet ist, der derart gewählt ist, daß die Wider- daß sie nicht so empfindlich wie Gleichstromrelais Standssumme von Anpassungswiderstand und sind. Es ist daher allgemein bekannt, auch bei wech-Relaiswicklung etwa gleich dem Widerstandswert selstrombetriebenen Schaltungsanordnungen für das der Widerstandsschicht (120) des Temperatur- 45 Relais eine Gleichstromerregung vorzusehen. Hierzu fühlers bei Übertemperatur ist. wird ergänzend zu der obengenannten französischen

5. Temperaturfühlanordnung nach einem Patentschrift 1 116 777 auf die deutsche Patentschrift der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- 1 089 425 und die deutsche Patentschrift 553 939 zeichnet, daß dem Temperaturfühler (216) ein verwiesen.

Vollwegbrückengleichrichter (241, 242, 243,244) 50 Während es nun einerseits aus bestimmten Ge-. parallel geschaltet ist. Sichtspunkten günstiger ist, die ♦Relaiswicklung mit

6. Temperaturfühlanordnung nach einem der einem Gleichstrom anzusteuern, hat es sich heraus-Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß gestellt, daß die bei der Temperaturfühlanordnung in Reihe mit der Relaiswicklung (318).und dem nach der französischen Patentschrift 1116 777 damit Gleichrichter (341) ein Widerstand (360) ge- 55 verbundene Gleichstromspeisung des Temperaturschaltet ist und daß dieser Widerstand von einem fühlers von Nachteil sein kann, wenn als temperaturweiteren umgekehrt gepolten Gleichrichter (342) empfindliches Material plastische Isoliermassen verüberbrückt ist, so daß dieser dem Widerstand wendet werden, denen eine Ionenkomponente bei- (360) parallel und mit der Relaiswicklung (318) gemengt ist. Solche Temperaturfühler sind zwar in Reihe liegt. 60 äußerst temperaturempfindlich, sind jedoch beim Be-

7. Tempefaturfühlanordnung nach An- trieb mit Gleichstrom Empfindlichkeitsschwankunspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein be- gen unterworfen und weisen keine Langzeitkonstanz züglich des genannten Gleichrichters (341) um- auf. Es wurde gefunden, daß die genannten Tempegekehrt gepolter zusätzlicher Gleichrichter (342) raturfühlermassen aus Kunststoff mit Ionenzusätzen derart eingeschaltet ist, daß die an der Wider- 65 nur beim Betrieb mit Wechselstrom ihre überlegenen Standsschicht (320) auftretende Gleichspannungs- temperaturempfindlichen Eigenschaften über eine komponente ausgeglichen und aufgehoben wird. lange Zeitdauer unverändert aufrechterhalten. Bezüglich der erwähnten Temperaturfühlermassen wird