DE1565559B2 - Steuerschaltung fuer eine elektrisch beheizte bettdecke oder dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für eine elektrisch beheizte Bettdecke od. dgl., mit einem Temperaturfühler, der zwei elektrische Leiter aufweist, die durch eine Schicht eines Materials, das bei normalen Betriebstemperaturen ein elektrischer Isolator und bei erhöhten Temperaturen ein elektrischer Leiter ist, voneinander getrennt sind, sowie mit einem elektrischen Leitungsunterbrecher, dessen Kontakte durch stromdurchflossene Betätigungsorgane in Abhängigkeit vom Leitfähigwerden der Materialschicht des Temperaturfühlers im Sinne der Kontaktschließung beim Fehlen und der Kontaktöffnung beim Auftreten eines merkbaren Stromflusses durch die Materialschicht des Temperaturfühlers gesteuert sind.

Eine typische elektrisch beheizte Bettdecke verfügt über einen Heizdraht, der zwischen zwei Lagen Textilstoff angeordnet ist. Darüber hinaus sind in der Regel Einrichtungen vorgesehen, die es dem Benutzer gestatten, die Wärmeabgabe der Bettdecke zu regulieren. Im Betrieb wird von der Unterseite der Bettdecke Wärme an den Körper des Benutzers abgegeben, während von der Oberseite der Bettdecke eine Wärmeabgabe an die Raumluft erfolgt. Die normale Wärmeabteilung kann zeitweilig unbeabsichtigterweise behindert sein, etwa wenn ein thermischisolierender Gegenstand auf einen begrenzten Flächenbereich der Oberfläche aufgelegt wird oder wenn die Decke gefaltet oder zusammengeknüllt wird. Im Falle einer solchen Behinderung der Wärmeableitung kann ein Übertemperaturzustand eintreten in dem Sinne, daß die in dem begrenzten Bereich erzeugte Wärme eine solche Konzentration erreicht, daß der Textilstoff angesengt

wird. Es ist deshalb notwendig, eine Steuerschaltung vorzusehen, die den Stromkreis des Heizdrahtes unterbricht, bevor die Übertemperatur gefährliche Ausmaße annimmt

Bei einer bekannten Steuerschaltung der eingangs genannten Art (US-PS 25 81212) ist die Anordnung derart getroffen, daß die ihre Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur ändernde Materialschicht des Temperaturfühlers parallel zu der Erregerspule eines Magnetschalters liegt, welche über die beiden durch die Materialschicht getrennten Leiter an die Spannungsquelle angeschlossen ist Beim Auftreten einer Übertemperatur der Bettdecke wird damit die Erregerspule kurzgeschlossen, so daß der Relaisanker des Magnetschalters abfällt und die Stromversorgung der Heizelemente unterbricht Ein Magnetschalter ist ein teures Bauelement dessen Abfallgenauigkeit von dem Herstellungsaufwand abhängt Davon abgesehen, benötigt der Magnetschalter nach dem Abfallen des Relaisankers eine Fremdrückstellung, was deshalb unerwünscht ist, weil die Praxis gezeigt hat, daß bei unruhigem Schlaf des Benutzers einer elektrischen Bettdecke gelegentlich Teile der Bettdecke derart zusammengefaltet oder verknüllt werden, daß die Wärmeabgabe in einem Maße örtlich behindert wird, daß der Temperaturfühler die Abschaltung der Heizelemente auslöst, ohne daß die Bettdecke selbst einen Fehler aufweist. Daneben ist die Steuerschaltung in erheblichem Maß von Schwankungen der Speisespannung abhängig, was praktisch zu Schwierigkeiten führen kann.

Bei einer anderen Steuerschaltung (US-PS 25 10 038) für eine elektrische Bettdecke sind zwei Leitungsunterbrecher und ein als Temperaturfühlglied wirkender temperaturabhängiger Widerstand vorgesehen. Die Leitungsunterbrecher sind als Bimetallschalter ausgebildet, die jeweils zwei Bimetallstreifen enthalten, von denen jeweils einer durch ein zugeordnetes Heizelement elektrisch beheizbar ist. Beim Einschalten der elektrischen Bettdecke wird zunächst die Heizwicklung des einen Bimetallschalters über den temperaturabhängigen Widerstand so weit aufgeheizt, bis der Bimetallschalter schließt womit Heizstrom durch die Heizelemente der Bettdecke und das Heizelement des anderen Bimetallschalters fließt der deshalb nach einiger Zeit geöffnet wird, womit die Heizwicklung des ersten Bimetallschalters wieder stromlos wird und dieser Bimetallschalter öffnet Durch entsprechenden Abgleich des Ein- und Ausschaltspieles der beiden Bimetallschalter wird die jeweils gewünschte Temperatur der Bettdecke eingeregelt Die Notwendigkeit der Verwendung zweier getrennter Bimetallschalter macht die Steuerschaltung aufwendig und störanfällig. Da das Heizelement eines Bimetallschalters im Heizstromkreis liegt, muß es für den vollen Heizstrom der Bettdecke ausgelegt werden, was unerwünscht ist. Schließlich ist ein Temperaturfühler, der zwei elektrische Leiter aufweist die durch eine Schicht eines Materials getrennt sind, das bei normalen Betriebstemperaturen ein elektrischer Isolator und bei erhöhten Temperaturen ein elektrischer Leiter ist einem einfachen temperatu- ^abhängigen Widerstand vorzuziehen, weil ein solcher Temperaturfühler unmittelbar neben den Heizdrähten der Bettdecke verlegt werden kann und damit eine sehr genaue Überwachung der ganzen Bettdecke gewährleistet.

In diesem Zusammenhang sei noch erwähnt, daß es an sich grundsätzlich bekannt ist, einen thermischen Auslöser mit Bimetallstreifen und isolierter Heizwicklung zu versehen (DT-PS 7 61 899), wie es auch bei Überstromwärmezeitauslöse-Vorrichtungen nicht mehr neu ist, eine mittelbare elektrische Beheizung vorzusehen, wozu das Heizelement aus einer auf einer Isolierzwischenlage aus Aluminiumoxid aufgebrachten Metallschicht besteht (DT-PS 6 72 048).

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuerschaltung für eine elektrische beheizte Bettdecke zu schaffen, die bei einfachem fehlersicherem Aufbau gewährleistet, daß Netzspannungsschwankungen sich nicht in erheblichem Maße auf die Temperaturregelung auswirken, wobei anschließend an eine wegen des Auftretens einer örtlichen Übertemperatur erfolgte Abschaltung der Heizelemente ein selbsttätiges Wiedereinschalten nach der Abkühlung gegeben ist

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Steuerschaltung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß dem Leitungsunterbrecher zwei Betätigungsorgane zugeordnet sind, von denen das zweite Betätigungsorgan parallel zu der Materialschicht des Temperaturfühlers in einem Parallelstromkreis liegt, der Teil eines an die Stromquelle angeschlossenen, elektrischen Serienstromkreises ist welcher das erste Betätigungsorgan enthält, das mit dem Parallelstromkreis elektrisch in Reihe liegt.

Dadurch, daß in der neuen Steuerschaltung zwei stromdurchflossene Betätigungsorgane vorhanden sind, die gemeinsam einen einzigen Leitungsunterbrecher betätigen und in Reihe geschaltet sind, wobei beim Auftreten einer Übertemperatur die Strombelastung eines der Betätigungsorgane durch die leitfähig werdende Materialschicht des Temperaturfühlers eine Änderung erfährt, wird ein sehr einfacher Aufbau der Steuerschaltung erzielt während andererseits eine weitgehende Unabhängigkeit von Schwankungen der Netzspannung gewährleistet ist. Beim Auftreten einer örtlichen Übertemperatür ändert sich die Leitfähigkeit des temperaturempfindlichen Materialschicht des Temperaturfühlers, mit dem Ergebnis, daß in der Steuerschaltung die Kontakte des elektrischen Leitungsunterbrechers geöffnet werden. Nach dem Abkühlen des Temperaturfühlers schaltet die Steuerschaltung die Heizelemente wieder ein, wobei sich das Schaltspiel automatisch wiederholt so daß für den Fall, daß die Ursache des Übertemperaturzustandes behoben wird — beispielsweise durch eine Lageänderung des schlafenden Benutzers der Bettdecke — die Bettdecke dem Benutzer wieder in der normalen Weise Wärme zuführt.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Steuerschaltung in der Darstellung als Schaltdiagramm,

Fig.2 ein Steuerkästchen für die Steuerschaltung nach F i g. 1 in perspektivischer Darstellung, teilweise aufgeschnitten zur Veranschaulichung des Leitungsunterbrechers und

F i g. 3 den Leitungsunterbrecher der Steuerschaltung nach F i g. 1 in einer anderen Ausführungsform in perspektivischer Darstellung und einem anderen Maßstab.

In F i g. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 10 eine Decke, während bei 11 ein Steuerkästchen angedeutet ist. Von dem Steuerkästchen 11 gehen Stromversorgungsleitungen 12, 13 zu einem üblichen Stecker 14, der in eine

gebräuchliche Haushalts-Wechselstromsteckdose eingefügt werden kann. Zum Anschluß des Steuerkästchens an die Decke sind Anschlußleitungen 15 bis 19 vorgesehen, die von dem Steuerkästchen zu geeigneten Anschlüssen in einer Steckbuchsenleiste 20 führen. Die Decke ist mit Steckern 21 bis 25 versehen, die jeweils in die zugeordneten Buchsen der Buchsenleiste 20 einfügbar sind.

Zum Erwärmen der Decke dient ein Heizdraht 26, der zwischen den Steckern 21 und 25 liegt Der Heizdraht kann über die Decke in üblicher Weise schlangenlinienförmig verteilt sein. Darüber hinaus ist ein Temperaturfühler 27 ebenfalls über die ganze Decke verteilt, und zwar in einer Anordnung, die etwa der Anordnung entsprechen kann, wie sie der Heizdraht aufweist, so daß der Temperaturfühler dem Heizdraht in der Weise zugeordnet ist, daß sich ein Wärmeübergang ergibt. Der Temperaturfühler weist zwei Leiter 28,29 auf, die durch eine Schicht 30 eines Materiales voneinander getrennt sind, das bei den normalen Betriebstemperaturen der Decke im wesentlichen als elektrischer Isolator wirkt, während es bei erhöhter Temperatur, die einer Übertemperatur der Decke entspricht, einen einen merkbaren Strom führenden Leiter darstellt. Der Leiter 28 ist zwischen den Steckern 22 und 24 angeschlossen, während der Leiter 29 zwischen den Steckern 23 und 25 liegt.

In dem Steuerkästchen 11 ist die Stromversorgungsleitung 12 an dem feststehenden Ende 31 über einen von Hand zu betätigenden Schalter 33 eines ersten Bimetallstreifens 32 angeschlossen. Der Bimetallstreifen 32 verfügt über ein abbiegbares Ende 34, das einen Kontakt 35 trägt. Daneben ist ein zweiter Bimetallstreifen 36 vorgesehen, dessen eines Ende 37 an dem Steuerkästchen befestigt ist, während das andere Ende

38 des Bimetallstreifens abbiegbar ist und einen Kontakt

39 aufweist. Die Bimetallstreifen wirken als Leitungsunterbrecher 40, weil die Kontakte 35,39 abhängig von bestimmten Betriebsbedingungen des ganzen Systems, wie sie im einzelnen noch erläutert werden, geschlossen oder getrennt sein können. Das feststehende Ende des Bimetallstreifens 36 ist über ein auf die Umgebungstemperatur ansprechendes Steuerelement 42 mit der Anschlußleitung 15 verbunden. Im übrigen sind die Bimetallstreifen 32, 36 derart angeordnet, daß ihre Kontakte normalerweise offen bzw. getrennt sind und sie unter dem Einfluß von Wärme in der gleichen Richtung abgebogen werden.

Um den Bimetallstreifen 32 zu erwärmen, ist ein erstes Heizelement 43 in Gestalt eines Widerstandselementes derart angeordnet, daß eine unmittelbare Wärmeübertragung auf den Streifen erfolgen kann. Das Heizelement ist an die Stromversorgungsleitung 12 über den Schalter 33 und die Leitung 16 angeschlossen. Zur Wärmezufuhr zu dem Bimetallstreifen 36 ist ein zweites Heizelement 44 vorgesehen, das ebenfalls derart angeordnet ist, daß ein unmittelbarer Wärmeübergang auf diesen Streifen eintritt, und das im übrigen zwischen den Leitungen 17, 18 liegt Die Heizelemente 43, 44 wirken damit als Betätigungs- bzw. Auslöseglieder für die Bimetallstreifen 32, 36. Der Widerstandswert des Heizelementes 44 ist mit Vorzug größer als jener des Heizelementes 43. Die Heizelemente liegen elektrisch in Reihe, wobei die Leiter 28, 29 ebenfalls in diesem Reihenschaltungsstromkreis liegen. Die Temperaturfühlschicht 30 ist parallel zu dem zweiten Heizelement 44 geschaltet.

Zwischen die Stromversorgungsleitung 12 und den Stecker 23 ist eine Anzeigelampe 45 eingeschaltet, die immer dann an Spannung liegt, wenn der Schalter 33 auf »Ein« steht. In Reihe zu der Anzeigelampe liegt ein Strombegrenzungswiderstand 46.

Das auf die Umgebungstemperatur ansprechende Steuerelement 42 weist einen Bimetallstreifen 47 auf, der einen Kontakt 48 trägt, welcher an einem feststehenden Kontakt 49 zur Anlage kommen kann. .Der Bimetallstreifen 47 ist hierbei derart beschaffen, daß er unter dem Einfluß von Wärme den Kontakt 48 von dem feststehenden Kontakt 49 abhebt Mit dem Bimetallstreifen ist ein Heizwiderstand 50 elektrisch in Reihe geschaltet, der dem Bimetallstreifen derart zugeordnet ist, daß ein Wärmeübergang von dem Heizwiderstand auf den Bimetallstreifen Zustandekommen kann. Der Bimetallstreifen wird damit sowohl von dem Heizwiderstand 50 wie auch von Änderungen der Umgebungstemperatur beeinflußt Angenommen, die Decke sei kalt, so werden, die Kontakte 48, 49 geschlossen sein, d. h. aneinander anliegen. Werden nun die anderen Leitungsunterbrecher geschlossen, so fließt Strom durch die Kontakte und durch den Heizwiderstand 50. Der Heizwiderstand erwärmt den Bimetallstreifen, bis dieser die Kontakte auseinanderbewegt. Die Zeitspanne, die notwendig ist, um den Bimetallstreifen so weit aufzuheizen, daß er die erforderliche Abbiegung erfährt, hängt von der um den Bimetallstreifen herrschenden Umgebungstemperatur ab. Sowie die Kontakte 48, 49 offen sind, kühlen sich der Heizwiderstand und der Bimetallstreifen ab, wodurch die Kontakte wieder geschlossen werden und das Spiel von neuem beginnt. Dem Bimetallstreifen 47 ist ein Stellknopf 51 zugeordnet, der es dem Benutzer gestattet, die Temperatur zu steuern, bei der die Kontakte sich öffnen und damit auch die Wärmeabgabe der Decke einzuregulieren.

Sind die Stecker 21 bis 25 in die jeweils zugeordneten Buchsen der Buchsenleiste 20 eingesteckt und ist der Anschlußstecker 14 in eine entsprechende Steckdose eingefügt, so wirkt das Steuersystem nach F i g. 1 wie folgt:

Wenn der Schalter 33 geschlossen ist, so fließt Strom in einem Stromkreis über das Heizelement 43 zu dem Stecker 22. Es sei angenommen, daß kein Übertemperaturzustand herrsche, so daß die Schicht 30 im wesentlichen als elektrischer Isolator wirkt Es fließt deshalb Strom von dem Stecker 22 über den Leiter 28 zu dem Stecker 24. Von dem Stecker 24 fließt der Strom über das Heizelement 44 und von dort über die Leitungen bzw. Leiter 17, 29 und 19 zu der Stromversorgungsleitung 13. Das Heizelement 44 führt dem Bimetallstreifen 36 mehr Wärme zu als das Heizelement 43 dem Bimetallstreifen 32; es wird deshalb der Bimetallstreifen 36 um einen größeren Weg abgebogen als der Bimetallstreifen 32. Der Spalt zwischen den beiden Streifen ist bezüglich der Biegeeigenschaften der Streifen derart eingestellt, daß diese größere Abbiegung den Kontakt 39 mit dem Kontakt 35 in Berührung bringt Die erwähnten Vorgänge finden innerhalb einer verhältnismäßig kurzen Zeitspanne in der Größenordnung von etwa 1/2 Minute statt. Sowie die Kontakte geschlossen sind, fließt Strom über die auf die Umgebungstemperatur ansprechende Steuereinrichtung 42 durch den Heizdraht der, Decke 36.

Angenommen nun, es herrsche ein Übertemperaturzustand, so wird die Schicht 30 zu einem elektrischen Leiter, der einen merkbaren Strom führt Der Strom

fließt durch das Heizelement 43 zu dem Leiter 28; da jedoch die Schicht 30, wie erwähnt, ein elektrischer Leiter jetzt ist, ergibt sich ein merkbarer Stromfluß durch die Schicht zwischen den Leitern 28, 29. In anderen Worten bedeutet dies, daß das zweite Heizelement 44 im Übertemperaturzustand der Decke durch die Schicht 30 geshuntet ist. In diesem Zustand nimmt somit der Stromfluß durch das Heizelement 43 zu; der durch das Heizelement 43 fließende Strom teilt sich sodann auf, wobei ein Teil durch das Heizelement 44 fließt und der andere Teil durch die Schicht 30. Das Ergebnis ist, daß dem Bimetallstreifen 32 eine erhöhte Wärmemenge und dem Bimetallstreifen 36 eine verringerte Wärmemenge zugeführt wird, wodurch der Bimetallstreifen 36 von dem Bimetallstreifen 32 wegbewegt wird, so daß der Unterbrecher 40 geöffnet wird, womit die Stromzufuhr zu dem Heizdraht 26 der Decke unterbrochen wird. Wenn nun die Decke wieder abkühlt, nimmt die elektrische Impedanz der Schicht 30 wieder zu, und zwar so weit, daß die Kontakte 35,39 sich wieder schließen. Falls jedoch der Grund bzw. die Ursache für den Übertemperaturzustand immer noch vorhanden ist, wird sich bald wieder der Übertemperaturzustand einstellen, so daß die Schicht 30 wiederum leitend wird, wodurch eine Öffnung der Kontakte 35,39 veranlaßt wird. Das System wird entsprechend das Spiel so lange wiederholen, bis die Ursache für den Übertemperaturzustand behoben wird. Der Benutzer kann im Schlafe diese Ursache — etwa das Zusammenknüllen der Decke — des Übertemperaturzustandes beheben, worauf die Decke im weiteren in der normalen Weise Wärme für die Bequemlichkeit des Benutzers liefert.

Das obenbeschriebene Steuersystem ist offensichtlich fehlersicher, und zwar in dem Sinne, daß in dem Falle, daß in einem der Elemente einschließlich der Heizelemente 43,44 oder der Leiter 28, 29 eine Stromkreisunterbrechung auftreten sollte, einem der Heizelemente keine elektrische Energie zugeführt wird und die Kontakte 35, 39 sich deshalb öffnen. Sollte darüber hinaus ein Kurzschluß zwischen den Leitern 28, 29 auftreten, so ist die Wirkung auf das Steuersystem die gleiche, als wenn ein Übertemperaturzustand bestünde; die Kontakte des Unterbrechers werden sich öffnen.

In F i g. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Relais oder eines Leitungsunterbrechers 40, das bzw. der in dem Steuersystem Verwendung finden kann, im größeren Detail veranschaulicht. Die Art der Anordnung der Heizwiderstände 43, 44 auf dem jeweiligen Bimetallstreifen 32, 36 gewährleistet, daß die Heizwiderstände den Bimetallstreifen in der Weise zugeordnet sind, daß ein unmittelbarer Wärmeübergang erfolgt. Wegen dieser einen guten Wärmeübergang gewährleistenden Zuordnung zwischen den Heizelementen und den Bimetallstreifen kann der Widerstandswert der Heizelemente derart gewählt werden, daß die Wärmeabgabe dieser Heizelemente an andere in dem Steuerkästchen enthaltene Teile minimal ist, während die Heizelemente auf der anderen Seite ihrem jeweils zugeordneten Bimetallstreifen ausreichend Wärme.6° zuführen, um eine Abbiegung der Streifen in der gewünschten Weise zu erzielen. Die Befestigung an dem Streifen 32 ist dadurch zuwege gebracht, daß parallele Schlitze 52 durch den Streifen vorgesehen sind. Einstückig angeformte gekrümmte Teile 53, 54 und 55 <^ erstrecken sich wechselweise in entgegengesetzten Richtungen von der Ebene des Streifens weg, wodurch ein .Kanal 56 ausgebildet wird, dessen Achse durch die Schlitze verläuft. Das Heizelement ist in dem Kanal untergebracht und — falls erwünscht — kann auf die Außenfläche des Heizelementes ein thermisch leitender Klebstoff aufgebracht werden, der dazu beiträgt, das Heizelement in dem Kanal lagerichtig festzuhalten. Das Heizelement 44 ist an dem Streifen 36 in der gleichen Weise befestigt.

Die Bimetallstreifen sind in dem Steuerkästchen derart angeordnet, daß sie sich unter dem Einfluß von Wärme in der gleichen Richtung biegen. Es sind so die Flächen 57 und 58 aus einem Metall hergestellt, das einen verhältnismäßig niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aufweist, während die Flächen 59 und 60 aus einem Metall bestehen, das einen verhältnismäßig hohen thermischen Ausdehungskoeffizienten aufweist. Die Bimetallstreifen werden normalerweise im wesentlichen identisch ausgeführt, so daß übliche Veränderungen der Raumumgebungstemperatur im Bereiche der Bimetallstreifen in dem Steuerkästchen die Abbiegung jedes der Streifen im wesentlichen in der gleichen Weise beeinflussen und damit die Lage eines Streifens bezüglich des anderen Streifens nicht verändert wird.

Augenblicklich auftretende Änderungen der Leitungsspannungen an den Stromversorgungsleitungen 12, 13, wie sie etwa beim Anlassen eines Motors auftreten können, beeinflussen die Wirkungsweise des Leitungsunterbrechers nicht, weil die Heizelemente nicht plötzlich Wärme abgeben können und die normale Netzspannung in der Regel wieder vorhanden ist, bevor die Heizelemente in größerem Maße eine Beeinflussung erfahren. Darüber hinaus weist der Leitungsunterbrecher die Eigenschaft auf, sich in seiner Betriebsweise an Spannungsschwankungen anzupassen, die am Netz über eine unbestimmte Zeitspanne bestehen bleiben. Der Grund für diese Anpassungsfähigkeit liegt darin, daß, wenn die an dem Heizelement 43 liegende Spannung verringert wird, der durch das Heizelement fließende Strom kleiner wird, so daß der Bimetallstreifen 32 in die Normalstellung zurückgehen will. Durch die Spannungserniedrigung wird auch der durch das Heizelement 44 fließende Strom verkleinert, so daß der Bimetallstreifen 36 deshalb dem Bimetallstreifen 32 nachfolgen will. Auf diese Art paßt sich der Leitungsunterbrecher automatisch bis zu eimern gewissen Grad an eine Erhöhung oder Erniedrigung der Leitungsspannung an.

Die Heizelemente 43,44 sind in der Regel in Gestalt von Widerstandselementen aufgebaut, die aus einem Formkörper bestehen, der mit einem Material überzogen ist, das elektrisch isolierend und thermisch leitend ist. Um ein spezielles Ausführungsbeispiel zu benennen, arbeitet das Steuersystem bei Verwendung eines Widerstandswertes von 2400 Ohm für das Heizelement 43 und eines Widerstandselementes von 10 000 Ohm für den Heizwiderstand 44 sehr gut.

Die Temperaturfühlschicht 30, die verwendet wurde, bestand aus einem plastifizieren Polyvinylchlorid, das mit etwa 0,825 % Tetrabutylammoniumpikrat versetzt war. Bei Verwendung einer gleichmäßigen durchschnittlichen Wandstärke in der Größenordnung von 0,254 mm zwischen den Leitern weist dieses Material einen Widerstand zwischen den Leitern 28, 29 in der Größenordnung von 200 000 Ohm bei Raumtemperaturen auf. Wenn die Decke ihre wärmste normale Betriebstemperatur von etwa 57° C am Heizdraht erreicht, so liegt der Widerstand des Fühlmaterial . immer noch bei einem Wert zwischen 35 000 und

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54 000 Ohm, so daß es für den vorliegenden Zweck immer noch als elektrischer Isolator betrachtet werden kann. Falls jedoch in irgendeinem Teil der Decke ein Übertemperaturzustand herrscht, fällt der Widerstand der Schicht 30 auf einen Wert von etwa 9000 0hm, bevor die Übertemperatur gefährliche Ausmaße erreicht. Bei diesem zuletzt genannten Wert kann die Schicht 30 als Leiter mit beträchtlicher Stromführung betrachtet werden, weil bei diesem Widerstandswert (und ebenso bei höheren Temperaturen des Heizdrahtes) die Schicht genügend Strom leitet, daß der Leitungsunterbrecher 40 in der bereits erwähnten Weise ausgelöst wird.

Es kann zweckmäßig sein, in der Nähe des abbiegbaren Endes des Bimetallstreifens 32 einen Permanentmagneten 61 anzuordnen. Der Magnet arbeitet mit einer Metallfäche 62 zusammen, um damit eine Schnappwirkung beim Öffnen und Schließen der Kontakte zustande zu bringen.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß die Wirkungsweise des Leitungsunterbrechers durch eine Differenz der dem Bimetallstreifen 32, 36 jeweils zugeführten Wärmemengen bestimmt ist. Ist der Unterbrecher z. B. derart eingestellt, daß die Kontakte geöffnet sind, wenn das Verhältnis dieser Wärmemenge 1 ist, d. h. etwa die gleiche Wärmemenge jedem der Bimetallstreifen zugeführt wird, so wird, wenn dem zweiten Bimetallstreifen mehr Wärme als dem ersten zugeführt wird, dieses Verhältnis bis zu einem eingestellten Wert (beispielsweise 0,1 W Unterschied), bei dem die Kontakte geschlossen bleiben, als das Verhältnis über diesem Wert liegt. Auf der anderen Seite wird, wenn der Heizwiderstand 43 mehr und der Heizwiderstand 44 weniger Wärme bei einem Übertemperaturzustand erzeugen, das Verhältnis auf einen Wert abnehmen, bei dem sich die Kontakte öffnen. Um im Normalbetrieb der Bettdecke dem Bimetallstreifen 36 mehr Wärme als dem Bimetallsteifen 32 zuzuführen und dadurch die Kontakte geschlossen zu halten, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, für den Heizwiderstand 44 einen größeren Widerstandswert als für den Heizwiderstand 43 zu wählen. Es versteht sich jedoch, daß auch andere Mittel als ein großer Widersiandswert verwendet werden könnten, um dieses Verhältnis im Normalbetrieb der Decke zu erhöhen. So kann etwa im Hinblick darauf das Verhältnis durch Verwendung eines thermisch besser leitenden Überzuges zwischen dem Heizwiderstand 44 und dem Bimetallsteifen 36 erhöht werden, als er zwischen dem Heizwiderstand 43 und dem Bimetallstreifen 32 vorgesehen ist.

In bestimmten Fällen kann es erwünscht sein, die Empfindlichkeit des Leitungsunterbrechers in dem Sinne zu.. vergrößern, daß das von den beiden Heizwiderständen gelieferte und auf die Bimetallstreifen einwirkende Wärmedifferential maximal gemacht wird. Diese Zunahme an Empfindlichkeit kann günstig sein, wenn für die Schicht 30 ein Material verwendet wird, das eine höhere Anfangs- und Übertemperaturimpedanz als das obenerwähnte Material aufweist. Ein solches Material mit höheren Impedanzwerten ist plastifiziertes Polyvinylchlorid, das als Additiv etwa 0,75 % Stearyldimethylbenzylammoniumchlorid enthält.

Fig.3 veranschaulicht einen Leitungsunterbrecher, der zur Maximierung des Wärmedifferentiales verwendet werden kann. Zur Bezeichnung gleicher Teile wie in dem Leitungsunterbrecher 40 nach F i g. 2 sind gleiche Bezugsziffern verwendet. Bei dem Relais nach Fig.3 sind die feststehenden Enden der Bimetallstreifen 32' und 36' in einem Metall-, etwa Stahlhalter 64 gehaltert, der gute Wärmeableiteigenschaften aufweist. Der Bimetallsteifen 32' ist hierbei derart angeordnet, daß eine gute Wärmeleitung zwischen ihm und diesem Halter vorhanden ist. Auf der anderen Seite ist es wichtig zu bemerken, daß der Bimetallstreifen 36' von dem Halter 64 mittels eines Isolierblockes 65 aus Kunststoffmaterial thermisch isoliert ist.

Werden die beiden Bimetallstreifen von den Heizwiderständen 43', 44' aufgeheizt, so will der Bimetallsteifen 36' wegen des Isolierblockes 65 Wärme zurückhalten. Demgegenüber ist der Bimetallstreifen 32' bestrebt, über den wärmeableitenden Halter 64 Wärme abzugeben; es wird somit auf diese Art das Wärmedifferential zwischen den beiden Bimetallstreifen maximiert, so daß die Zeispanne verkürzt wird, die der Kontakt 39' benötigt, um an dem Kontakt 35' zur Anlage zu kommen.

Es ist zu bemerken, daß der Stromkreis und die elektrischen Werte der einzelnen Bauteile, wie sie in F i g. 1 veranschaulicht sind, für den Haushaltsgebrauch gedacht sind, wobei 120 V Haushaltsnetzsteckdosen vorhanden sind. In bestimmten Ländern der Welt geben die Haushaltssteckdosen höhere Netzspannungen ab, etwa 220 bis 240 V. Um einem Abbau bzw. einer Zersetzung der Schicht 30 weitgehend vorzubeugen, ist es zweckmäßig, die Maximalspannung über die Schicht auf einen Wert in der Größenordnung von 90 V eff. zu begrenzen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß ein Vorwiderstand in Reihe zu dem Heizwiderstand 43 zwischen den Heizwiderstand 43 und die Anschlußleitung 16 geschaltet wird. Ein geeigneter Wert für diesen Widerstand ist 24 000 Ohm, wenn der Stromkreis zum Betrieb mit 240 V Wechselstrom bestimmt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Steuerschaltung für eine elektrisch beheizte Bettdecke od. dgl. mit einem Temperaturfühler, der zwei elektrische Leiter aufweist, die durch eine Schicht eines Materials, das bei normalen Betriebstemperaturen ein elektrischer Isolator und bei erhöhten Temperaturen ein elektrischer Leiter ist, voneinander getrennt sind, sowie mit einem elektrischen Leitungsunterbrecher, dessen Kontakte durch stromdurchflossene Betätigungsorgane in Abhängigkeit vom Leitfähigwerden der Materialschicht des Temperaturfühlers im Sinne der Kontaktschließung beim Fehlen und der Kontaktöffnung beim Auftreten eines merkbaren Stromflusses durch die Materialschicht des Temperaturfühlers gesteuert sind, dadurch gekennzeichnet, daß dem Leitungsunterbrecher (40) zwei Betätigungsorgane (43, 32; 44, 36) zugeordnet sind, von denen das zweite Betätigungsorgan (44, 36) parallel zu der Materialschicht (30) des Temperaturfühlers (27) in einem Parallelstromkreis (44,28,30) liegt, der Teil eines an die Stromquelle angeschlossenen, elektrischen Serienstromkreises (43, 28) ist, welcher das erste Betätigungsorgan (43, 32) enthält, das mit dem Parallelstromkreis (44, 28, 30) elektrisch in Reihe liegt.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Betätigungsorgane (43, 32 und 44,36) wärmeempfindliche Elemente (32,36) aufweisen, und daß die Kontakte (35, 39) getrennt sind, wenn die beiden wärmeempvindlichen Elemente (32,36) auf gleicher Temperatur sind und lediglich dann geschlossen sind, wenn das zweite wärmeempfindliche Element (36) auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt ist, die höher liegt als die Temperatur des ersten wärmeempfindlichen Elementes (32).

3. Steuerschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden wärmeempfindlichen Elementen (32, 36) erste und zweite Heizelemente (43, 44) zugeordnet sind, durch die die wärmeempfindlichen Elemente (32, 36) beheizbar sind und die dem zweiten wärmeempfindlichen Element (36) eine größere Wärmemenge als dem ersten Element (32) zuführen können, und daß der Serienstromkreis die Heizelemente (43, 44) sowie die elektrischen Leiter (28, 29) des Temperaturfühlers (27) bei zusammen mit einer Materialschicht des Temperaturfühlers (27) in dem Parallelstromkreis liegendem zweiten Heizelement (44) enthält.

4. Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Heizelement (44) einen höheren Widerstandswert als das erste Heizelement (43) aufweist.

5. Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide wärmeempfindlichen Elemente (32 und 36) Bimetallstreifen enthalten.

6. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizelemente (43, 44) den Bimetallstreifen (32 bzw. 36) fest unter unmittelbarer Berührung zwischen der Heizelement- und der Bimetallstreifenoberfläche zugeordnet sind.

7. Steuerschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallstreifen (32, 36) jeweils zumindest einen Schlitz (52) aufweisen, an den über die Ebene des Bimetallstreifens vorstehen-

de gekrümmmte Teile (53 bis 55) des Bimetallstreifens sich anschließen, die eine Tasche oder einen Kanal (56) bilden, in den ein Heizelement (43,44) von vorzugsweise länglicher Gestalt eingefügt ist.

8. Steuerschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bimetallstreifen (32, 36) einen im wesentlichen gleichen Aufbau aufweisen und derart angeordnet sind, daß sie unter dem Einfluß der Erwärmung eine gleichgerichtete Ablenkung erfahren:

9. Steuerschaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Bimetallstreifen (36') einseitig wärmeisolierend (bei 65) eingespannt ist, und der andere Bimetallstreifen (32') dem ersten Bimetallstreifen (36') gegenüberliegend angeordnet und an seinem einen Ende gut wärmeableitend gehaltert ist.

10. Steuerschaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bimetallstreifen (32', 36') in einem gemeinsamen Halter (64) aus gut wärmeableitendem Material mit ihrem jeweiligen Ende eingespannt sind, und daß der eine Bimetallstreifen (36') gegenüber dem Halter durch eine Schicht (65) eines wärmeleitenden Materials thermisch isoliert und der andere Bimetallstreifen (32') mit dem Halter (64) in unmittelbarer Berührung stehend angeordnet ist.

11. Steuerschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Serienstromkreis einen Vorwiderstand (zwischen 43 und 16) enthält, durch den die Maximalspannung an der Materialschicht (30) des Temperaturfühlers (27) auf einen Wert in der Größenordnung von 90 V eff. begrenzt ist.