DE1906782A1

DE1906782A1 - Electric heater with temperature control device

Info

Publication number: DE1906782A1
Application number: DE19691906782
Authority: DE
Inventors: Peter Lauck
Original assignee: JP Stevens and Co Inc
Current assignee: JP Stevens and Co Inc
Priority date: 1969-02-11
Filing date: 1969-02-11
Publication date: 1970-08-13

Description

Elektrische Heizvorrichtung mit Temperaturregel Vorrichtung Die Erfindung betrifft eine elektrische Heizvorrichtung mit einer mit Festkörperschaltbauteilen bestückten elektronischen flegel- bzw. Steuerschaltung. Im besonderen betrifft die Erfindung eine elektrische Heizdecke oder Bettdecke und den Aufbau einer derartigen Helzdecke. Die Erfindung betrifRt eine weitere Verbesserung der in dem US-Patent 3 385 958 der gleichen Anmelderin beschriebenen elektrischen Heizdecke sowie der in dem Patent ... (deutsche Patentanmeldung P 18 08 285.4 der gleichen Anmelderin vom 11.November 1968) beschriebenen elektrischen Heizdeckes Bekannt ist die Verwendung von Heizvorrichtungen, bei welchen die Beaufschlagung des Heizelementes elektronisch durch. ein temperaturempfindliches Element in Gestalt eines Bimetallschalters oder Thermostaten gesteuert bzw. geregelt wird. Das temperaturempfindliche Element ist gewöhnlich in einem von dem Heizelement und dem zu erwärmenden Bereich körperlich getrennten, zentralen Steuer- bzw. Regelkasten untergebracht. Die Erzielung einer genauen Regelung bzw. Steuerung der Temperatur in dem zu erwKrmenden Bereich bereitet daher Schwierigkeiten. Des weiteren sind derartige temperaturempfindliche Elemente normalerweise langsam in ihrem Ansprechverhalten, sie haben ferner einen verhältnismäßig großen Raumbedarf und einen verhältnismäßig großen Leistungsverbrauch Des weiteren ist bei den bekannten Anordnungen, soweit sie elektrische Heizdecken betreffen, das Heizelement zwischen Deckschichten aus einem fUr Decken geeigneten Material angeordnet, so daß die Verwendung einer besonderen Bett-Uberdecke erforderlich wird. Des weiteren ist der Regel- bzw. Electric heating device with temperature control device The invention relates to an electrical heating device with one with solid-state switching components equipped electronic flail or control circuit. In particular concerns the Invention of an electric blanket or bedspread and the structure of such Helzdecke. The invention is a further improvement on that disclosed in the US patent 3 385 958 of the same applicant described electric blanket and the in the patent ... (German patent application P 18 08 285.4 of the same applicant dated November 11, 1968). The use of the electric heating deck described is known of heating devices in which the application of the heating element is electronic by. a temperature-sensitive element in the form of a bimetal switch or Thermostat is controlled or regulated. The temperature sensitive element is usually in one of the heating element and the area to be heated physically housed separate, central control or regulation box. Achieving a precise regulation or control of the temperature in the area to be heated hence difficulties. Of others are temperature-sensitive Elements usually slow to respond, but they also have one relatively large space requirements and a relatively large power consumption Furthermore, in the known arrangements, as far as they are electric blankets concern, the heating element between cover layers made of a suitable for ceilings Material arranged so that the use of a special bed coverlet is required will. Furthermore, the rule or

Steuerkasten, der bei bekannten elektrischen Heizdecken die zugehörigen elektrischen Schaltbauteile aufnimmt, gewöhnlich ein verhältnismäßig großes Gebilde, das an einem geeigneten Platz, wie beispielsweise einem Nachttisch neben dem Bett abgestellt werden muß. Dies erschwert die Handhabung der zugehörigen Bedienungsorgane durch den Benutzer.Control box, which is associated with known electric blankets accommodates electrical switching components, usually a relatively large structure, in a suitable place, such as a bedside table next to the bed must be turned off. This complicates the handling of the associated controls by the user.

In dem oben erwähnten Patent ... (Patentanmeldung P 18 08 285.4 vom ll.November 1968 der glelchen Anmelderin) ist zur Steuerung bzw. Regelung der Beaufaohlagung des Heizelementes die Verwendung eines steuerbaren Siliziumgleichrichters in der der Heizvorrichtung zugeordneten Regel- bzw. Steuerschaltung vorgeschlagen; der steuerbare Siliziumgleichrichter ist in einerRichtung leitend und wird durch Transistor-Triggerschaltungen gezündet. Bas Heizelement kann daher maximal während einer Zeitperiode entsprechend der halben Periode des zugefuhrten Speisewechseltromes beaufschlagt werden.In the above-mentioned patent ... (patent application P 18 08 285.4 of ll November 1968 of the same applicant) is to control or regulate the reporting of the heating element the use of a controllable silicon rectifier in the the heating device associated regulation or control circuit proposed; the Controllable silicon rectifier is unidirectional and is operated by transistor trigger circuits ignited. The heating element can therefore correspond to a maximum of during a period of time half the period of the supplied alternating feed current are applied.

Durch die vorliegende Erfindung sollen die erwähnten Nachteile der bekannten Heizvorrichtung ilLerwunden werden. Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung die Verwendung einer Heizvorrichtung in Gestalt eises integriertena einstUckigen Gebildes mit einer Thyriator-Regel- bzw. Steuerschaltung vorgesehen. Gemäß einer bevorzugten Aus fUhrungs form ist die Heizvorrichtung als integriertes Gebilde aus drei einzelnen Schichten ausgebildet. Die erste Schicht besteht aus einer Schmuok- bzw.Zierdecke' die zweite Schicht kann aus einem Noppen- oder Florgewebe bestehen und die zwischen der ersten und der zweiten schicht angeordnete.dritte Schicht weist ein Heizelement sowie ein zugeordnetes Reflektorelement auf, welches die von dem Heizelement erzeugte Wärme durch die zweite Schicht hindurch in Richtung auf den zu erwärmenden Bereich reflektiert.The present invention is intended to address the disadvantages mentioned known heating device are wounded. To this end, according to the invention the use of a heating device in the form of an integrated one-piece Structure provided with a thyriator regulating or control circuit. According to a preferred In the implementation form, the heating device is an integrated structure made up of three individual elements Layers formed. The first layer consists of a cuddly or decorative blanket ' the second layer can consist of a burl or pile fabric and the one between the first and the second layer arranged. The third layer has a heating element and an associated reflector element which is generated by the heating element Heat through the second layer towards the area to be heated reflected.

Die Heizvorrichtung eignet sich vorzugsweise zur Verwendung als elektrische Heizdecke oder Bet«Ecke oder dergleichen; Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt.The heating device is preferably suitable for use as an electrical one Electric blanket or bed corner or the like; However, the invention is not based on this Application limited.

Beispielsweise eignet sioh die erfindungsgemäße Heizvorrichtung auch zur Verwendung als Bodenbelag, Teppich, fUr elektrisch beheizbare Xleidungsstilcke und andere vergleichbare Vorrichtungen.For example, the heating device according to the invention is also suitable for use as floor covering, carpet, for electrically heated clothing corners and other similar devices.

In der zweiten Schicht, die normalerweise an den zu erwärmenden Bereich angrenzend angeordnet ist, ist eine Temperaturregel-bzw. Steuervorrichtung vorgesehen. Disse gewälwleistet daher eine genaue Regelung und Aufrechterhaltung einer vorgegebenen Solltemperatur, auf welche der Uberwachte Bereich erwärmt werden soll; diese Solltemperatur wird dabei durch einen wahlweise einstellbaren Temperaturwähler bestimmt, der in der ersten Schicht oder in der Einfassung der Decke, fl141en Benutzer leicht erreichbar, angeordnet ist. Bei Ausbildung der erfindungsgemäßen Heizvorrichtung als elektrische Heizdecke gewährleistet diese Kombination eine optimale Einhaltung der vorgegebenen Solltemperatur in dem der elektrischen Heizdecke zugeordneten Schlafbereich,und ermöglicht die schnelle und ein fache Betätigung der Temperaturwählvorrichtung.In the second layer, usually attached to the area to be heated is arranged adjacent, a temperature control or. Control device provided. Disse therefore ensures precise regulation and maintenance of a predetermined one Target temperature to which the monitored area is to be heated; this target temperature is determined by an optionally adjustable temperature selector, which can be found in the first layer or in the edging of the ceiling, users are easily accessible, is arranged. When the heating device according to the invention is designed as an electrical one This combination ensures an electric blanket optimal compliance with the specified Setpoint temperature in the sleeping area assigned to the electric blanket, and enables quick and easy operation of the temperature selector.

Die Verwendung eines Thyristors in der elektrischen Regel- bzw.The use of a thyristor in electrical control or

Steuerschaltung gewährleistet, daß das Heizelement sowohl die positiven als auch die negativen Halbwellen einer herkömmlichen Speisewechselstromquelle verwertet, wodurch ein maximaler Wirkungsgrad der Heizvorrichtung erreicht und der Raumbedarf des elektronischen Bauteilmoduls weitgehend verringert wird.Control circuit ensures that the heating element has both the positive as well as the negative half-waves of a conventional AC power supply, thereby achieving a maximum efficiency of the heating device and the space requirement of the electronic component module is largely reduced.

Im folgenden wird an Hand der Zeichnung eine elektrische Heizdecke gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben; in der Zeichnung zeigen: Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine elektrische Heizdecke gemäß einer bevorzugten AusSUhrungsform einer erfindung gemäßen Heizvorrichtung, in Anordnung auf einem Bett, Fig. 2 in perspektivischer, auseinandergezogener Darstellung die einzelnen Schichten der elektrischen Heizdecke aus Fig. 1 zur Veranschaulichung der unterschiedlichen relativen Abmessungen der drei Schichten, Fig. 3 eine Schnittansicht der elektrischen Heizdecke rings der Schnittlinie 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 ein elektrisches Schaltbild einer bevorzugten Regel- bzw.In the following, an electric blanket is shown on the basis of the drawing described according to an embodiment of the invention; show in the drawing: 1 shows a perspective view of an electric heating blanket according to a preferred one AusSUhrungsform a heating device according to the invention, arranged on a Bed, Fig. 2 in a perspective, exploded view of the individual Layers of the electric blanket of Fig. 1 to illustrate the different relative dimensions of the three layers, Fig. 3 is a sectional view of the electrical Heating blanket around the section line 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 is an electrical circuit diagram a preferred rule resp.

Steuerschaltung zur Verwendung in Verbindung mit der Helz-Vorrichtung, Fig. 5 die gesamte Schaltung einschließlich der Stromquelle. Control circuit for use in conjunction with the Helz device, 5 shows the entire circuit including the current source.

In den Fig. 1-3 ist eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Heizvorrichtung in Gestalt einer elektrischen Heizdecke gezeigt, die als einheitliches, einstückiges Gebilde 4 mit drei Schichten ausgefUhrt ist. Die Sdhicht 1 besteht aus einer S¢hmuck- bzw. Zierdecke und kann beispielsweise aus einem herkömmlicherwelse für Bettdecken verwendeten Material bestehen. Die Schicht 2 besteht aus einem herkömmlicherweise filr Bettdecken verwendeten Material und trennt die Schicht 3 von dem zu erwärmenden Bereich 5. Die Schicht 2 kann entweder aus einem Nicht-Gewebe- oder aus einem Gewebe-Tuch, aus einem für Decken verwendeten Material oder ans einem sonstigen Gewebe bestehen. Zur Veranschaulichung ist bei dem Ausführungsbeispiel die Heizvorrichtung als elektrische Heizdecke ausgebildet; sie kann jedoch auch für andere Heizzwecke verwendet werden.1-3 is a preferred embodiment of one according to the invention Heating device shown in the form of an electric heating blanket, which as a uniform, one-piece structure 4 is executed with three layers. The Sdhicht 1 consists from a decorative or decorative ceiling and can, for example from a conventional catfish material used for bedspreads. Layer 2 consists of a material conventionally used for bedspreads and separates the Layer 3 of the area to be heated 5. The layer 2 can either consist of one Non-woven fabric or made of a woven fabric, made of a material used for blankets or consist of some other tissue. For illustration is in the embodiment the heating device is designed as an electric heating blanket; however, it can also used for other heating purposes.

Beispielsweise könnte die erfindungsgemäße Heizvorrichtung als Fußbodenbelag verwendet werden1 wobei in diesem Fall die Schicht 1 unmittelbar auf dem Fußboden aufliegen würde. Als weitere Anwendungsbereiche für die erfindungsgemäße Heizvorrichtung kommen beheizbare Kleidungsstücke und allgemein beheizbare Gewebe in Frage.For example, the heating device according to the invention could be used as a floor covering used1 in which case layer 1 is placed directly on the floor would be on. As further areas of application for the heating device according to the invention Heatable garments and generally heatable fabrics come into consideration.

In der Schicht 2 ist eine Temperaturregelvorrichtung 6 (Fig. 2) bzw. 17 (Fig. 4 und 5) vorgesehen; die Schicht 5 weist ein Heizelement 7 auf, das aus einer elektrisch von den Schichten 1 und 2 isolierten Heizwicklung bestehen kann. Alternativ kann die Schicht 5 aus einem Gewebe bestehen, in das die Heizwicklung eingewebt ist, derart, daß sie untrennbar mit dem Gewebe verbunden ist. In diesem Falle karan der Heizwicklungsleiter entweder ein Volldraht sein oder aus faserförmigen Litzen bestehen.In the layer 2 is a temperature control device 6 (Fig. 2) or 17 (Figures 4 and 5) provided; the layer 5 has a heating element 7 from a heating coil electrically isolated from layers 1 and 2 may exist. Alternatively, the layer 5 can consist of a fabric in which the heating coil is woven in such that it is inextricably linked to the fabric. In this Case the heating coil conductor can either be a solid wire or made of fibrous Strands exist.

Gemäß einer weiteren Xlternativ&sfUhrung kann die Schicht 3 auch aus einer flexiblen gedruckten Schaltung bestehen, die elektrisch von den Schichten 1 und 2 isoliert ist.According to a further alternative, the layer 3 can also consist of a flexible printed circuit that is electrically separated from the layers 1 and 2 is isolated.

In jedem Falle ist zwischen der Schicht 1 und dem Heizelement 7 (Fig. 5) ein Reelektorelement 8 vorgesehen, das die von dem Heizelement erzeugte Wärme reflektiert und sie durch die Schicht 2 hindurch in den zu erwärmenden Bereich lenkt. Das Reflektorelement kann beispielsweise aus einer mit Aluminium überzogenen Folie oder einem anderweitigen geeigneten Reflektormaterial bestehen.In any case, between the layer 1 and the heating element 7 (Fig. 5) a Reelektorelement 8 is provided, which the heat generated by the heating element reflects and directs them through the layer 2 into the area to be heated. The reflector element can, for example, consist of an aluminum-coated one foil or some other suitable reflector material.

Die Schicht 2 kann aus einem herkömmlicherweise für Decken verwendeten Material oder Gewebe bestehen, vorzugsweise aus einem wärmedurchläßigen, weitmaschigen Gewebe, um einen möglichst großen Wärmestrahlungsdurchtritt in den Schlafbereich zu gewährleisten. Die drei Schichten können in beliebiger, herkömmlicher Weise miteinander verbunden sein. Bispielsweise können sie miteinander vernäht, oder thermoplastisch mittels herkömmlicher hitzehärtbarer Verbundmittel miteinander verbunden sein. Alternativ können auch ReißverschlU3se, Schnapp- oder Druckknopfverschlüsse oder "Velcro"-Verbindungen vorgesehen sein.The layer 2 can be made of any conventionally used for ceilings Material or fabric consist, preferably of a heat-permeable, wide-meshed one Fabric to ensure the greatest possible heat radiation penetration into the sleeping area to ensure. The three layers can be connected to one another in any conventional manner be connected. For example, they can be sewn together, or thermoplastically be connected to one another by means of conventional thermosetting composites. Alternatively You can also use zips, snap or snap fasteners or "Velcro" connections be provided.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist die Schmuck- bzw. Zierschicht 1 flächenmäßig wesentlich größer als die Schicht 3; sie besitzt eine hinrelchende Größe, daß sie Uber das Bett herunterhängt und als Bett-Uberdecke oder -Tagedecke dienen kann. Bei Verwendung als elektrische Heizdecke ist die Schicht 3 in ihrer Abmessung so bemessen, daß sie im wesentlichen die gleiche Fläche wie der Schlarbereich besitzt, d.h. wie die Oberseite der zu dem Bett 9 gehörigen Matratze 5. Selbstverständlich kann die elektrische Heizdecke insgesamt verschiedene Abmessungen besitzen, zur Anwendung in Verbindung mit herkömmlichen Bettgrößen wie beispielsweise "King"-Sice-Betten", "Twin"-Sice-Betten usw. . Die Schicht 2 ist zweckmäßig genügend groß gewählt, daß sie unter die Matratze umgeschlagen werden kann.As can be seen from Fig. 1, the decorative or decorative layer 1 is flat much larger than layer 3; it has a sufficient size that it Hangs down over the bed and can serve as a bed cover or bedspread. When used as an electric heating blanket, the dimensions of the layer 3 are as follows dimensioned so that it has essentially the same area as the Schlarbereich, i.e. like the top of the mattress 5 belonging to the bed 9, of course the electric blanket can have a total of different dimensions, for Use in connection with conventional bed sizes such as "King" -Sice beds ", "Twin" -sice beds, etc.. The layer 2 is expediently chosen to be large enough that it can be folded under the mattress.

Der verängerlich einstellbare Temperatrwähler 10 ist in der ersten Schicht 1 oder in der Einfassung der Decke (Fig 1) untergebracht und weist ein Potentiometer 11 auf, dessen Ein stellung zur wahlweisen Steuerung der Beaufschlagung des Heizelementes 7 veränderbar ist, derart; daß die Temperatur des Schlafbereiches auf der Jeweils eingestellten, gewünschten, vorgegebenen Temperatur gehalten wird. Da die Schicht 1 als Bettdecke ausgebildet ist, ist der Temperaturwähler 10 an deren Innenseite angeordnet und daher unsichtbar, wenn die elektrische Heizdecke nicht in Gebrauch ist. Wenn Jedoch die Schicht 1 "umgeschlagen" ist, so befindet sich der Temperaturwähler10 an der Außenseite der elektrischen Heizdecke und ist für den Benutzer gut zugNnglich. Der Ein-Aus-Schaber 13 kann ebenfalls in der Schicht 1 angeordnet sein, und zwar in der Temperaturwählvorrichtung 10 (Fig. 2), und beispielsweise kann das Potentiometter 11 in herkömmlicherweise in seiner einen Endstellung als Ein-Aus-Schalter dienen.The permanently adjustable temperature selector 10 is in the first Layer 1 or housed in the enclosure of the ceiling (Fig 1) and has a potentiometer 11, whose A position for optional control of the application of the heating element 7 is changeable, such; that the temperature of the sleeping area is kept at the set, desired, predetermined temperature. Since the layer 1 is designed as a blanket, the temperature selector 10 is on their Arranged on the inside and therefore invisible when the electric blanket is not is in use. However, if layer 1 is "turned over", it is the temperature selector 10 is on the outside of the electric blanket and is for easily accessible to the user. The on-off scraper 13 can also be in the layer 1 be arranged, namely in the temperature selection device 10 (Fig. 2), and for example can the potentiometer 11 in conventionally in its one end position as On-off switches are used.

In einer Moduleinheit 12 sind die elektronischen Bauteile der übrigen elektronischen Schaltung untergebracht, nämlich ein Diac 18, ein Thyristor 16, ein Kondensator C1 sowie Widerstände R1 und R2. Die in Fig. 4 gezeigte elektronische Steuerschaltung weist Eingangsklemmen 15,15' zum Anschluß an eine herkömmliche llOV-Wechselstromquelle auf. Des weiteren weist die Schaltung einen mit den Klemmen in Reihe liegenden Ein-Aus-Schalter 13 sowie zwei Paralellzweige auf, von welchen der erste aus einer Reihenschaltung des Heizelementes 7 und eines Thyristors 16 besteht und der zweite die Triggerschaltung ur den Thyristor 16 darstellt.The electronic components of the rest are in a module unit 12 housed electronic circuit, namely a diac 18, a thyristor 16, a Capacitor C1 and resistors R1 and R2. The electronic one shown in FIG Control circuitry has input terminals 15, 15 'for connection to a conventional IIOV AC power source on. The circuit also has an on-off switch in series with the terminals 13 as well as two parallel branches, of which the first from a series connection of the heating element 7 and a thyristor 16 and the second the trigger circuit only represents the thyristor 16.

Die Triggerschaltung besteht aus einer Paralellsohaltung eines Kondensators C1 mit einem Reihenschaltungsglied aus einem Potentiometer 11, einem Thermistor 17 und einem Widerstand R2; in Reihe mit der Triggerschaltung liegt ein Widerstand R1.The trigger circuit consists of a capacitor in parallel C1 with a series connection element consisting of a potentiometer 11, a thermistor 17 and a resistor R2; there is a resistor in series with the trigger circuit R1.

Die Einstellung des Potentiometers 11 und der Widerstand des Thermistors 17 bestimmen die Zyndcharakteristik des Thyristors.The setting of the potentiometer 11 and the resistance of the thermistor 17 determine the cylinder characteristics of the thyristor.

Zwischen dem Verbindungspunkt des Widerstandes R1 mit dem Kondensator C1 einerseits und der Tor- bzw. Zyndelektrode 19 des Thyristors 16 liegt eine Gleichrichvorrichtung 18; diese Gleichrichtvorrichtung kann entweder zwei entgegengesetzt gepolte zener-Dioden in Paralellschaltung oder ein Diac aufweisen Des weiteren weist der Thyristor 16 ein Triac auf. Derartige Elemente sind im Handel in Form einer gekapselten Baueinheit erhältlich. Beispielsweise sei auf die RCA Triactype 40431 verwiesen, welche ein mit der Gate-Elektrode eines Triac verbundenes Diac aufweist, wobei be Bauteile in einer gemeinsamen Umhüllung gekapselt sind, Der Thermistor 17 besitzt einen negativen Temperaturkoeffizienten und bestimmt in Verbindung mit dem Potentiometer 11 die Zyndcharakteristik des Triac.Between the connection point of the resistor R1 with the capacitor C1 on the one hand and the gate or cylinder electrode 19 of the thyristor 16 is a rectifying device 18; this rectifying device can either have two oppositely polarized zener diodes in parallel circuit or a diac. Furthermore, the thyristor 16 a triac on. Such elements are commercially available in the form of an encapsulated structural unit available. For example, reference is made to the RCA Triactype 40431, which is a having a diac connected to the gate electrode of a triac, wherein be components are encapsulated in a common enclosure, the thermistor 17 has a negative Temperature coefficient and determines in conjunction with the potentiometer 11 the Zyndcharacteristic of the triac.

Die Kombination der Gleichrichvorrichtung mit dem Triac gewähr leistet eine Vollwellen-Phasensteuerung für die Heizschaltung.The combination of the rectifying device with the triac ensures a full wave phase control for the heating circuit.

Bekanntlich muß bei einem Triac der Gate-Strom gleich der Gate Schwellwertenergie sein, damit das Triac zu leiten beginnt.It is known that the gate current in a triac must be equal to the gate threshold energy for the triac to start conducting.

Es sei beispielsweise angenommen, daß ein positiver Gate-Strom, der wenigstens gleich dem Gate-Strom-Schwellwert ist, dem Triac 16 zugeführt werden muß, um dessen Leitfähigkeit in der einen Richtung während der positiven Halbwelle der zugefUhrten Eingangsgröße einzuleiten, und entsprechend ein negativer Gatestrom, der wenigestens gleich detn Gatestrom-Schwellwert ist, dem Triac 16 während einer negativen Halbwelle der anliegenden Eingangsspannung zugeführt werden muß, um die Leitfähigkeit des Triac in der entgegengesetzten Richtung einzuleiten. Der Gate-Strom kann daher der Uber deD, Triac 16 anliegenden Spannung maximal um 900 vorteilen, Je nnch den relativen Werten des Kondensators Ci und den Widerstandswerten der Widerstande R1, R2, des Thermistors 17 und des Potentiometers 11. Durch Änderung der Relativbeträge der ohmschen- und kapazitiven Koniponerten kann daher der Phasenwinkel, um welchen der Gate-Strom der Spannung voreilt, verändert werden Die relative Phasenlage des Gate-Stromes und der Spannung über dem Triac sowie die relative Amplitude des Gate-Stromes zu verschiedenen Zeitpunkten bestimmen den Arbeitszyklus des Triacs 16, d.h. denjenigen Teil der positiven und negativen Halbwellen, während welcher das Triac leitet. Solange das Triac 16 leitet, ist das Heizelement 7 eingeschaltet; die von dem Heizelement erzeugte Gesamtwärme wird daher durch, den Arbeitszyklus des Tria 16 bestimmt. Zur weitestgehenden Verringerung des Arbeitszyklus des Triacs 16 müssen die Widerstandswerte des Thermistors 17 und des Potentiometers 11 soweit als möglich verringert werden. Daher wird ein Thermistor mit einem negativen Temperaturkoeffizienten verwendet, derart, daß, wenn die Temperatur in dem Schlafbereich über die mit dem Potentiometer 11 vorgewählte Temperatur ansteigt, die Impedanz der Trigger-Schaltung entsprechend abnimmt.For example, assume that a positive gate current that is at least equal to the gate current threshold value, the triac 16 are fed must to its conductivity in one direction during the positive half-wave to initiate the supplied input variable, and accordingly a negative gate current, which is at least equal to the gate current threshold value, the triac 16 during a negative half-wave of the applied input voltage must be supplied to the Initiate conductivity of the triac in the opposite direction. The gate current can therefore benefit the Uber deD, Triac 16 applied voltage by a maximum of 900, Depending on the relative values of the capacitor Ci and the resistance values of the resistors R1, R2, the thermistor 17 and the potentiometer 11. By changing the relative amounts the ohmic and capacitive Koniponerten can therefore the phase angle, which the gate current leads the voltage, be changed The relative Phase position of the gate current and the voltage across the triac as well as the relative amplitude of the gate current at different points in time determine the duty cycle of the triac 16, i.e. that part of the positive and negative half-waves during which the triac conducts. As long as the triac 16 conducts, the heating element 7 is switched on; the total heat generated by the heating element is therefore determined by, the duty cycle of Tria 16 determined. To reduce the duty cycle of the triac as much as possible 16, the resistance values of the thermistor 17 and the potentiometer 11 must go so far be reduced as possible. Therefore, it becomes a thermistor with a negative temperature coefficient used in such a way that when the temperature in the sleeping area is above that with the Potentiometer 11 rises preselected temperature, the impedance of the trigger circuit decreases accordingly.

Dies hat zur Folge, daß der Gesamtstromfluß durch den Widerstand Rlund die Trigger-Schaltung entsprechend ansteigt und der Kondensator Cl daher nur langsamer aufgeladen wird. Die der Gate-Elektrode des Triac 16 über die Qleichrichtvorrichtung 18 zugeführte Gate-Energie wird daher den Schwellwert der Gate-Energie (wenn überhaupt) erst zu einem späteren Zeitpunkt im Verlauf der positiven oder negativen Halbwelle erreichen, und der Arbeitszyklus nimmt entsprechend ab.This has the consequence that the total current flow through the resistor Rlund the trigger circuit rises accordingly and the capacitor C1 therefore only slows down being charged. That of the gate electrode of the triac 16 via the rectifying device 18 supplied gate energy will therefore exceed the threshold value of the gate energy (if any) only at a later point in time in the course of the positive or negative half-wave and the duty cycle will decrease accordingly.

Zur möglichsten Erhöhung des Arbeitazyklus des Triacs 16 müssen die Widerstandswerte des Potentiometer8 11 und des Widerstandes R2 soweit als möglich erhöht werden. Hierduroh erhöht sich die Impedanz der Trigger-Schaltung und entsprech nd steigt der Gesamtstromfluß durch den Kondensator C1 und die Trigger-Sohaltung an. Der Kondensator Cl lädt sich daher schneller auf und das Triac wird zu einem entsprechend früheren Zeitpunkt imerhalb der positiven oder negativen Haltbwelle des zugeführten EinSangswochselstromes in den leitenden Zustand gesteuert. Der Arbeitszyklus des Triac 16 vergrößert sich daher.To increase the work cycle of the triac 16 as much as possible, the Resistance values of potentiometer 8 11 and resistor R2 as far as possible increase. This increases the impedance of the trigger circuit and accordingly nd the total current flow through the capacitor C1 and the trigger hold increases at. The capacitor Cl therefore charges faster and the triac becomes one according to earlier Time within the positive or negative Haltbwelle the supplied EinSangswochselstromes controlled in the conductive state. The duty cycle of the triac 16 is therefore increased.

Wenn die Impedanz der Trigger-Schaltung durch Vergrößerung der Widerstände des Thermistors 17 und des Potentiometers 11 möglichst groß gemacht wird, so nimmt der Spannungsabfall Uber dem Thermistor und dem Potentiometer zu, da der Widerstandswert des Reihenwiderstandes R1 konstant bleibt.When the impedance of the trigger circuit by increasing the resistances the thermistor 17 and the potentiometer 11 is made as large as possible, so takes the voltage drop across the thermistor and the potentiometer increases as the resistance value of the series resistance R1 remains constant.

Daher steigt das Potential, auf das sich der Kondensator C1 auflädt, entsprechend an. Entsprechend nimmt die an der Trigger-Schaltung abfallende Spannung, wenn die Impedanz der Trigger-Schaltung durch Verringerung der Widerstandswerte des Thermistors 17 und des Potentiometers 11 soweit als möglich verringert wird, ab. Die relativen Widerstandswerte der Widerstände Rl, R2, des Thermistors 17, des Potentiometers 11 und der kapazitive Widerstand des Kondensators C1 werden daher so gewählt, daß eine Erhöhung des Widerstandswertes des Potentiometers 11 oder des Thermistors 17 eine entsprechende Zunahme des Arbeitszylkus des Triacs 16 bewirkt.Therefore, the potential to which the capacitor C1 charges increases, accordingly. The voltage drop across the trigger circuit increases accordingly, when the impedance of the trigger circuit by reducing the resistance values the thermistor 17 and the potentiometer 11 is reduced as much as possible, away. The relative resistance values of the resistors Rl, R2, the thermistor 17, des Potentiometer 11 and the capacitive resistance of capacitor C1 are therefore chosen so that an increase in the resistance value of the potentiometer 11 or the Thermistor 17 causes a corresponding increase in the duty cycle of triac 16.

Die in Fig. 4 gezeigte elektronische Steuervorrichtung arbeitet in folgender Weise. Durch Anlegen der Eingangswechselspannung an den Klemmen 15 und 15' wird die Steuerschaltung eingeschaltet. Der Temperaturwähler 10 und im besonderen das Potentiometer 11 werden zur Wahl der für den Schlafbereich gewünschten Temperatur entsprechend eingestellt. alls der Ist-Wert der Temperatur im Sehlafbereiah niedriger als der gewählte Ssll-Wert der Temperatur ist, so besitzt der Thermistor 17 einen solchen Widerstandswert, daß das Triac 16 zu einem entsprechenden Zeitpunkt innerhalb der positiven und negativen Halbwellen des Eingangswechselstrom5 in den Leitfähigkeitzustand gesteuert wird. Hierdurch wird der Erregungsstromkreis für die Heizwicklung 7 während des Arbeitszyklus des Triacs 16 geschlossen und der Schlafbereich auf die gewünschte Soll-Temperatur erwärmt. Sobald die gewünschte Soll-Temperatur erreicht ist, wird der Thermistorwiderstand nunmehr einen solchen Wert besitzen, daß das Triac 16 in Richtung des nicht-leitenden Zustandes vorgespannt wird. Wenn dann die Temperatur in dem Schlafbereich abnimmt, so steigt der Widerstand des Thermistors 17 an. Dies hat zur Folge, das das Triac 16 nunmehr wiederum während der positiven und negativen Halbwelien der Eingangswechselspannung in den leitfähigen Zustand gesteuert wird, derart, daB wiederum Strom durch die Heizwicklung 7 fließen kann. Der Arbeitszyklus des Triacs 16 wird sich somit je nach der Abweichung der jeweiligen Ist-Temperatur des Schlafbereiches von der vorgegehenen Soll-Temperatur, wie sie durch die Einstellung des Pott @tiometers 17 bestitmnt ist, verändern, d.1i. der Arbeitszykus wird umso länger sein, Je yoBer diese Abweichung ist.The electronic control device shown in FIG. 4 operates in in the following way. By applying the AC input voltage to terminals 15 and 15 'the control circuit is switched on. The temperature selector 10 and in particular the potentiometer 11 are used to select the temperature desired for the sleeping area adjusted accordingly. all the actual value of the temperature in the sleeping area is lower when the selected SsII value is the temperature, the thermistor 17 has one such resistance value that the triac 16 at a corresponding point in time within of the positive and negative half-waves of the input alternating current5 in the conductivity state is controlled. This will make the Excitation circuit for the Heating coil 7 closed during the working cycle of the triac 16 and the sleeping area heated to the desired target temperature. As soon as the desired target temperature is reached, the thermistor resistance will now have such a value that the triac 16 is biased towards the non-conductive state. if then the temperature in the sleeping area decreases, the resistance of the thermistor increases 17 at. As a result, the triac 16 is now in turn during the positive and negative half waves of the AC input voltage in the conductive state is controlled in such a way that current can in turn flow through the heating winding 7. The duty cycle of the triac 16 will thus depend on the deviation of the respective Actual temperature of the sleeping area from the previous target temperature, as it is is determined by the setting of the Pott @tiometer 17, d.1i. the The working cycle will be longer, the higher this deviation is.

Wenn die Temperatur des Thermistors 17 infolge eines Temperaturanstieges in dem überwachten Bereich wieder ansteigt, und sich hier"rch der Widerstandswert des Thermistors 17 verringert, so verkleinert si auch entsprechend auch der Arbeitszyklus des Triacs 16 und sinkt auf Null ab, sobald der Ist-Wert der Temperatur des Schlafbereiches den vorgegebenen Sollwert erreicht. Der vorstehend beschriebene Zyklus wiederholt sich in dieser Weise und die Temperatur des Schlafbereiches wird auf einer Am wesentlichen konstanten Temperatur gleich der vorgegebenen Soll-Temperatur gehalten.When the temperature of the thermistor 17 due to a temperature rise in the monitored area rises again, and here the resistance value of the thermistor 17 is reduced, the duty cycle is also reduced accordingly of the triac 16 and drops to zero as soon as the actual value of the temperature of the sleeping area reached the specified setpoint. The cycle described above is repeated yourself in this way and the temperature of the sleeping area will be at an essential level kept constant temperature equal to the specified target temperature.

Der Thermistor hält daher die Temperatur des Schlafbereiches verhältnismäßig konstant auf der vorgegebenen Soll-Temperatur, besonders da das Triac auf Änderungen seiner Gate-Eingangsgröße rasch anspricht. Außerdem ist dieses Bauteil für die beschriebene Anwendung wegen seines geringen Leistungsverbrauches und weil es in Verbindung mit der Gleichrichvorrichtung eine Spannungsregelung gewährleistet, besonders vorteilhaft.The thermistor therefore keeps the temperature of the sleeping area proportionate constant at the specified target temperature, especially as the triac changes responds quickly to its gate input variable. In addition, this component is for the described use because of its low power consumption and because it is used in conjunction with the rectifying device ensures a voltage regulation, particularly advantageous.

Selbstverständlich können in Verbindung mit der beschriebenen Steuer- bzw. Regelschaltung ein Ein-Aus-Schalter, ein Uberlastschutz sowie eine Anzeigeleuchte vorgesehen sein.Of course, in connection with the described control or control circuit an on-off switch, an overload protection and an indicator light be provided.

Diese Teile sind nicht eigens gezeigt, da sie in der Fachwelt geläufig sind. Jedoch kann in der Temperaturwählvorrichtung 10 eine Anzeigeleuchte vorgesehen sein und als Potentiometer L1 kann ein im Handel befindliches Bauteil verwendet werden, daneben seiner Funktion als Potentiometer zur Temperaturwahl gleichzeitig in seiner Extremstellung als Ein-Aus-Schalter und als Anzeigeleuchte dient.These parts are not specifically shown because they are familiar to the specialist world are. However, an indicator lamp may be provided in the temperature selection device 10 A commercially available component can be used as the potentiometer L1 in addition to its function as a potentiometer for temperature selection at the same time in its extreme position serves as an on-off switch and as an indicator light.

Des weiteren können gegebenenfalls der Temperaturwähler 10» der Widerstand Rl, der Widerstand R2, der Kondensator Cl, die Gleichrichvorrichtung 18 mit ihrem integrierten Triac 16 in dem elektronischen Bauteilmodul 12 gekapselt sein. Falls dies vorgesehen ist, kann der elektronische Bauteilmodul vorzugsweise zur möglichsten Herabsetzung des Raumbedarfs eine gedruckte Schaltung aufweisen. Die Verbindungsleitungen 21-21', 22-22' und 25-23' sind Jeweils in den Schichten 1,2 bzw. 3 vorgesehen, um die in diesen Schichten enthaltenen Schaltungselemente mit dem elektronischen Bauteilmodul 12 Uber ein Steckerteil 20, welches mit einer entsprechenden Buchse des Moduls 12 zusammenwirkt, zu verbinden. Vorzugsweise ist das Steckerteil 20 an der elektrischen Heizdecke zwischen dessen erster und zweiter Schicht befestigt, derart, daß es nicht sichtbar ist, wenn die elektrische Heizdecke nicht in Verwendung steht und gleichzeitig in leicht zugänglicher Weise den Anschluß des elektronischen Bauteilmoduls 12 gestattet, wenn die elektrische Heizdecke in Gebrauch ist (vgl. Fig. 1 und 2).Furthermore, the temperature selector 10 can optionally be used as the resistor Rl, the resistor R2, the capacitor Cl, the rectifying device 18 with their integrated triac 16 be encapsulated in the electronic component module 12. If this is provided, the electronic component module can preferably as much as possible Have a printed circuit board to reduce space requirements. The connecting lines 21-21 ', 22-22' and 25-23 'are provided in layers 1, 2 and 3, respectively, to the circuit elements contained in these layers with the electronic component module 12 via a plug part 20 which is connected to a corresponding socket of the module 12 works together to connect. Preferably, the plug part 20 is on the electrical Electric blanket attached between its first and second layers so that it is not is visible when the electric blanket is not in use and at the same time in an easily accessible manner Connection of the electronic component module 12 permitted when the electric blanket is in use (see. Fig. 1 and 2).

Das Steckerteil 20 kann in beliebiger herkömmlicher Weise an der elektrischen Heizdecke angebracht sein v beispielsweise kann es an sie angenäht sein.The plug part 20 can be connected in any conventional manner to the electrical An electric blanket may be attached - for example, it may be sewn to it.

Die drei Schichten der Heizdecke können für Reinigungszwecke voneinander getrennt werden Im Hinblick darauf können ferner verschiedene Teile wie beispielsweise der Temperaturwähler 10 und der Thermistor 6 mit den betreffenden Schichten der elektrischen Heizdecke über Buchsen verbunden sein, derart, daß sie bei der Reinigung der Schichten 1 bzw 2 genoznnien werden können.The three layers of the electric blanket can be separated for cleaning purposes In view of this, various parts such as the temperature selector 10 and the thermistor 6 with the relevant layers of the electric blanket be connected via sockets so that they can be used when cleaning of layers 1 or 2 can be genociated.

Die Erfindung wurde vorstehend an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben, das selbstverständlich in manigfachen Einzelheiten abgewandelt werden kann, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird Patentansprüche:The invention has been described above on the basis of a preferred exemplary embodiment described, which of course can be modified in manifold details can without thereby departing from the scope of the invention.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e: 1) Electric heater in Form of a one-piece structure for heating a predetermined area, in particular electric blanket, marked by a harvest (1) and a second (2) outer layer made of electrically non-conductive material, preferably made of Fabric material, the second layer (2) normally attached to the one to be heated Area (5) is arranged adjacent; duraL one between the two outer fabric layers (1,2) arranged electrical heating element (3,7) with dielectric outer surface; by connecting to the electrical heating element 67) (at 23, 23 ') electrical Switching means for applying current to the electrical heating element; through a in the overall structure (4) arranged reflector (8, Figure 3) of essentially the same Surface extension like the heating element (3, 7) for the reflection of the heating element generated heat in the direction of the area to be heated (5); as well as by a Temperature regulating or control device for the electrical heating element, which has the following parts: a triac (thyristor) (16, Fig. 4 and 5), which with his Main connections are in series with the heating element (7), as well as one in the second Outer layer (2) arranged temperature-sensitive element (6, Fig. 2; 17, Fig. 4 and 5), which is electrically between the supply current connection terminals (15,15 ') and the Gate electrode (19) of the triac (16) connected Y and the conductivity of the triac controls in such a way that the area to be heated (5) on a predetermined Target temperature is obtained.

2) Heating device according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h ne t that the reflector (8, Fig. 3) between the first outer layer (1) and the Heating element (7) is arranged and the heating element is electrically isolated and that of heat generated by the heating element and reflected through the second outer layer (2) steers in the direction of the area to be heated (5).

3) Hierz device according to claim l or 2, characterized in that g e k e n n -z e 1 c h n e that between the first (13 and the second g2) outer layer a third fabric layer (3) is provided, in which the heating element (7) is arranged is.

4) Heating device according to claim 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the heating element (7) consists of an electrically insulated, flexible printed Circuit exists.

5) heating device according to one or more of the preceding claims, in that the temperature regulating or control device has at least one thermal shutter (6, 17) as a temperature-sensitive element.

6) heating device according to one or more of the preceding claims, in that the temperature regulating or control device a variably adjustable temperature selector arranged in the first outer layer (1) (10) for the optional setting of the desired target temperature.

7) Heating device according to one or more of the preceding Expectations, being trained as an electric blanket for use in a bed, wobel the The area to be heated is the sleeping area of the bed, thus g e k e n n -2 e i c h n e t that the third layer containing the electrical heating element (7) (3) has essentially the same area as the sleeping area (5), that the second outer layer (2) facing the Schlat area is larger than that electric heating element containing third layer (3) is wrapped around the bed to be able to be and that the first, facing upward outer layer LP) also larger than the third layer containing the electrical heating element (7) (3) is and from a Sehmuck or. Ornaments of sufficient size exist that they the third layer containing the heating element and the second layer wrapped in Condition covered.

8) heating device according to one or more of the preceding claims, in that the device for applying current of the heating element has a power source with terminals (15, 15 ') with which the series connection element consisting of the electrical heating element (7) and the triac (thyristor) (16, Fig. 4) is connected, and that between one (15 ') of the connecting terminals of the Supply current source and the gate electrode (19) of the triac (16) a parallel circuit element from the temperature-sensitive element (6,17) and a capacitor (C1).

9) Heating device according to claim 8, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that between the trigger circuit and the gate electrode (19) of the triac (16) a full wave rectifier (18) is located.

10) Heating device according to claim 8 or 9, 'thereby g e k e n n -z e i n e t that the trigger so-keeping is a series circuit element from a variable Resistance (ll, R2) and the temperature-sensitive element (6,17) and a paralell to this series connection element lying capacitor (C1) exists.

11) Heating device according to claim 10, characterized in that g e k e n n -z e i c n e t that the variable resistor has a potentiometer (11).

12) Heating device according to one or more of claims 8-11, characterized it is noted that between the trigger circuit (11, 6,17, R2, Cl, 18) and the other (15) connection terminal of the supply current source (15, 15 ') a resistor (R1) is provided.

13) heating device according to one or more of the preceding claims, in that at least as a temperature-sensitive element a thermistor (6,17, Figs. 4 and 5) is provided.