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Die
Erfindung bezieht sich auf ein schmiegsames elektrisches Wärmegerät mit einer
einen schmiegsamen Träger
und eine darin eingelegte Heizkordel aufweisenden Wärmevorrichtung,
mindestens einem in zumindest einem Heizkreis angeordneten Steuerglied
für einen
Heizstrom und einer auf dieses wirkenden Ansteuerschaltung.
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Ein
derartiges schmiegsames elektrisches Wärmegerät, das beispielsweise als Heizkissen
ausgebildet ist, ist in der
DE
44 80 580 C2 gezeigt. Die Heizleiter einer Heizkordel werden
von einem mittels mindestens eines Steuerglieds in Form eines Triacs gesteuerten
Heizstrom durchflossen. Die Ansteuerschaltung für das Steuerglied weist einen
Mikroprozessor sowie auch eine Timerschaltung auf, die dazu dient,
die Taktfrequenz, mit der ein Programm des Mikrocontrollers arbeitet,
zu steuern, und die als Watchdog-Timer aufgebaut ist, um den Betrieb
des Mikroprozessors wiederholt für
eine zwischen 0,01 und 3 sec. einstellbare Zeitspanne zu stoppen
und erneut zu initialisieren. Ferner weist dieses bekannte Wärmegerät eine Sicherheits-Steuerschaltung
sowie Anzeigelampen auf. In einem Steuerprogramm ist auch eine Fehler sicherheitsroutine
mit Fehlerzählern
implementiert. Die Fehlerüberwachung
ist dabei relativ aufwändig
gestaltet.
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In
der (nicht vorveröffentlichten)
DE 102 11 142 A1 ist
ein weiteres schmiegsames elektrisches Wärmegerät der vorstehend genannten
Art angegeben, bei dem ebenfalls verschiedene Sicherheitsvorkehrungen
getroffen sind und auch eine Zeitsteuerschaltung zum Abschalten
der Wärmevorrichtung vorgesehen
ist, wobei Abschaltzeiten fest oder separat schaltbar integriert
sein können.
Bei längerem
Betrieb kann auch eine Temperaturabsenkung durch entsprechende Programmierung
einer digitalen Schaltungsanordnung erfolgen, um Hautverbrennungen
durch dauernd hohe Oberflächentemperaturen der
Wärmevorrichtung
zu vermeiden. Hierzu kann ab einer bestimmten Sollwert-Temperatur
eine zeitabhängige
Sollwertabstufung oder auch Abschaltung der Heizung vorgesehen sein.
Nähere
Angaben, in welchen Betriebsphasen entsprechende Steuerungen der
Heizleistung vorgenommen werden, sind dabei nicht gemacht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein schmiegsames elektrisches
Wärmegerät der eingangs
genannten Art bereit zu stellen, mit dem für einen Benutzer auf einfache
Weise Wärmeverläufe mit höherem Komfort
einstellbar sind, wobei die Zeitsteuerschaltung gleichzeitig zum
Einhalten von Sicherheitskriterien genutzt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hiernach
ist vorgesehen, dass die Ansteuerschaltung eine Zeitsteuerschaltung
aufweist, mittels deren während
einer vorgegebenen oder vorgebbaren Anfangszeitdauer eine gegenüber einer
nachfolgenden Dauerbetriebsphase erhöhte Heizleistung steuerbar
und regelbar ist, während
in der Dauerbetriebsphase höchstens
eine auch für
einen unbeaufsichtigten Betrieb zugelassene Heizleistung eingeregelt
wird oder eine Abschaltung erfolgt.
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Wird
von einem Benutzer beispielsweise eine relativ hohe Wärmestufe
gewünscht,
wird dies von der Steuerschaltung erkannt und mittels der Zeitsteuerschaltung
wird anfänglich
eine relativ hohe Heizleistung freigegeben, jedoch nur für ein hinsichtlich
Sicherheitsanforderungen für
das Wärmegerät und die
Temperaturverträglichkeit
eines Benutzers akzeptables Niveau, um z.B. Gesundheitsgefährdungen
zu vermeiden. Ist das anfängliche
Wärmebedürfnis des
Benutzers im Wesentlichen gedeckt, wird die Heizleistung auf ein
für einen
andauernden Wärmebetrieb
zulässiges
Maß gedrosselt.
Alternativ kann auch eine vollständige
Abschaltung der Heizleistung erfolgen, falls ein Benutzer dies von
vornherein wünscht
und ein gegebenenfalls vorgesehenes entsprechendes Programm wählt.
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Dabei
ergibt sich eine vorteilhafte Steuerungs- oder Regelungsmöglichkeit
der Heizleistung dadurch, dass die Höhe und/oder Dauer der erhöhten Heizleistung
in der Anfangsphase in Abhängigkeit von
einer manuell für
die Dauerbetriebsphase gewählten
Heizleistung gesteuert wird, wobei sich dann die gewünschte Temperaturstufe
auf den Dauerbetrieb bezieht und der Verlauf der Heizleistung in
der Anfangsphase in Abhängigkeit
davon auf ein angemessenes Maß eingeregelt
wird. Beispielsweise ist es günstig,
relativ schnell ein angemessenes Temperaturniveau durch entsprechend
hohen, zulässigen Heizstrom
in einer anfänglichen
Phase der Anfangszeitdauer zu erreichen, dann während der weiteren Anfangszeitdauer
auf gleichem Niveau zu halten oder langsam kontinuierlich oder in
Stufen abfallen zu lassen, um gegen Ende der Anfangszeitdauer von z.B.
60 oder 90 Minuten auf das Heizleistungsniveau der Dauerbetriebsphase überzugehen
oder eine vollständige
Abschaltung vorzunehmen.
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Ein
vorteilhafter Aufbau besteht darin, dass die Zeitsteuerschaltung
mit einem Ausgangssignal auf eine in der Ansteuerschaltung angeordnete
Leistungsstellerschaltung einwirkt, mit der das Steuerglied ansteuerbar
ist.
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Um
insbesondere auch in der Anfangsphase einen von einem Dauerbetrieb
abweichenden Temperaturverlauf zu erzielen, ist vorteilhaft vorgesehen, dass
das Aus gangssignal der Zeitsteuerschaltung über eine Sollwertbeaufschlagung
einem Sollwert überlagerbar
ist.
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Eine
für den
Aufbau und die Funktion weitere günstige Ausgestaltung besteht
darin, dass die Ansteuerschaltung eine Isolationsüberwachungsstufe für eine zwischen
in der Heizkordel befindlichen Heizdrähten liegende Isolation, eine
Gehäuseinnentemperaturüberwachungsstufe
oder eine Begrenzerstufe oder eine Kombination mindestens zweier
dieser Stufen aufweist und dass die unter Einfluss der Zeitsteuerschaltung
bewirkte Höhe
und/oder Dauer der erzeugten Heizleistung bei einem durch mindestens eine
der Stufen festgestellten fehlerhaften Zustand begrenzt oder die
Heizleistung vollständig
abgeschaltet wird.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich durch die Maßnahmen,
dass in dem Heizkreis ein weiteres von der Ansteuerschaltung ansteuerbares
Steuerglied angeordnet ist, das bei einem fehlerhaften Zustand zum
Begrenzen, Herabsetzen oder Unterbinden des Heizstromes angesteuert
wird, wobei eine zweckmäßige Ausbildung
darin besteht, dass zumindest ein Ausgangssignal der Stufen zum Ansteuern
des weiteren Steuergliedes herangezogen ist.
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Der
Aufbau und die Funktion werden weiterhin dadurch begünstigt,
dass das oder ein weiteres Ausgangssignal der Zeitsteuerschaltung
mindestens einer Stufe zugeführt
wird und dass die mindestens eine Stufe in der Weise ausgebildet
ist, dass sie wie bei einem anormalen Zustand auf das Steuerglied und/oder
das weitere Steuerglied zum Begrenzen, Herabsetzen oder Unterbrechen
des Heizstromes wirkt, oder dass das oder das weitere Ausgangssignal
unmittelbar an das weitere Steuerglied zum Begrenzen, Herabsetzen
oder Unterbrechen des Heizstromes angelegt wird.
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Für einen
vereinfachten Aufbau sind umgekehrt auch die Maßnahmen vorteilhaft, dass mindestens
eine Stufe mit einem Ausgang an einen Eingang der Zeitsteuer schaltung
angeschlossen ist und dass die Zeitsteuerschaltung auf einen Empfang
eines Ausgangssignals der Stufe ihrerseits ein Ausgangssignal zum
Begrenzen, Herabsetzen oder Unterbrechen des Heizstroms abgibt.
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Eine
zuverlässige
Funktion kann des Weiteren dadurch erreicht werden, dass die Zeitsteuerschaltung
in elektrische Wirkverbindung mit einem Schalter der Energieversorgung
des Wärmegerätes, der
Ansteuerschaltung oder einer Komponente derselben oder unmittelbar
mit dem weiteren Steuerglied zum Abschalten der elektrischen Versorgungsspannung
gebracht ist.
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Günstige Einstell-
und Steuerungsmöglichkeiten
werden ferner dadurch erreicht, dass Verläufe der Heizleistung hinsichtlich
Höhe und/oder
Dauer in Abhängigkeit
von einer manuell gewählten
Leistungsstufe oder Anwendungsbetriebsart in einem Speicher abgelegt
und zum Steuern und Einregeln der Heizleistung aufrufbar sind. Die
verschiedenen, für
eine gewünschte
Wärmestufe
oder eine gewünschte
Wärmebetriebsart
zweckmäßigen Verläufe der
Heizleistung können
dabei insbesondere in einem Mikroprozessor oder Mikrocomputer programmiert
und auch umprogrammiert bzw. angepasst werden. Hierbei kann auch
verschiedenen Ausführungen des
Wärmegerätes, wie
z.B. Wärmekissen,
Wärmedecke
oder Wärmeunterbett
relativ einfach Rechnung getragen werden.
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Eine
weitere verfeinerte Steuerungsmöglichkeit
ergibt sich dabei dadurch, dass in dem Speicher in Verbindung mit
einer Leistungsstufenumschaltung während einer Betriebsphase weitere
Verläufe
gespeichert und auf die Umschaltung hin aufrufbar sind.
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Um
einen Benutzer genauer über
Gerätezustände zu informieren,
sind des Weiteren die Maßnahmen
vorteilhaft, dass die Zeitsteuerschaltung mit einer Anzeigevorrich tung
für Zustände der
Zeitsteuerschaltung und/oder Gerätefunktionen
in Verbindung steht.
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Eine
zusätzliche
Sicherheit für
den Betrieb des Wärmegerätes wird
dadurch erhalten, dass in einem zu einem das mindestens eine Steuerglied
aufweisenden Steuerzweig des Heizkreises parallel liegenden Parallelzweig
eine übergeordnete
Sicherheitsabschaltung zum Abschalten des Wärmegerätes bei einem Gefährdungszustand
vorgesehen ist.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Blockdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Wärmegerätes, und
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2 bis 4 weitere
Ausführungsbeispiele
des Wärmegerätes in Blockdarstellung.
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Ein
in 1 dargestelltes elektrisches Wärmegerät weist eine in einem Heizkreis 17 angeordnete
schmiegsame Wärmevorrichtung 10 mit
einem schmiegsamen Träger
mit einer darin angeordneten Heizkordel und eine Ansteuerschaltung 20 zum
Steuern oder Regeln eines in dem Heizkreis 17 fließenden Heizstroms
iH auf. Über
einen Netzschalter 30 ist das Wärmegerät an eine Hauptversorgung 33,
beispielsweise das Stromnetz anschließbar, wobei der Versorgungsstrom
mittels einer Strombegrenzung 31 begrenzt wird und mittels
eines Spannungsversorgungsteils 32 eine geeignete Kleinspannung
für die Ansteuerschaltung 20 und
gegebenenfalls weitere Einrichtungen bereitgestellt wird.
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Die
Heizkordel der Heizvorrichtung 10 ist in an sich üblicher
Weise aufgebaut und weist vorzugsweise zwei koaxial oder nebeneinander
verlaufende Heizleiter auf, die den Heizstrom zur Reduzierung eines
elektromagnetischen Feldes in entgegengesetzter Richtung führen und
mittels einer Isolation voneinander getrennt sind, die z.B. einen
negativen Widerstandstemperaturgang (NTC-Widerstand) besitzt. Um
den Isolationswiderstand zu erfassen, ist eine Isolationssensorvorrichtung 11 zumindest
teilweise in dem Heizkreis 17 angeordnet. Der Heizkreis 17 teilt sich
im Anschluss an die Heizvorrichtung 10 in einen das Steuerglied 12 aufweisenden
Steuerzweig 17.1 und einen dazu parallel verlaufenden Parallelzweig 17.2 auf,
in dem eine Sicherheitsschaltung 14 zum Abschalten des
Heizgerätes
angeordnet ist, wenn ein gefährlicher
Zustand in der Heizvorrichtung 10, wie z.B. ein Kurzschluss,
auftritt.
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In
dem Steuerzweig
17.1 ist ein weiteres Steuerglied
13 angeordnet,
mit dem der Heizstrom iH in einem Fehlerfall begrenzt oder auch
vollständig abgeschaltet
werden kann, wobei dessen Ansteuerung ebenfalls über die Ansteuerschaltung
20 erfolgt. Die
beiden Steuerglieder
12,
13 sind vorzugsweise als
Halbleiter-Schaltglieder, beispielsweise Thyristoren oder Triacs
oder Schalttransistoren ausgebildet. Wegen der näheren Ausbildung der Isolationssensorvorrichtung
11,
der Steuerglieder
12,
13 mit Ansteuerung sowie
der Sicherheitsabschaltung
14 wird auf die eingangs erwähnte Druckschrift
DE 102 11 142 A1 verwiesen,
in der eine geeignete Ausgestaltung im Einzelnen angegeben ist.
Demgemäß ist zwischen
den von dem Anschlusskabel abgelegenen Enden der Heizdrähte eine
Diode angeordnet, mit der im Normalbetrieb eine Halbwelle des Heizstromes
iH gesperrt wird. Fließt
nun auch Strom einer negativen Halbwelle, bedeutet dies, dass die
Diode über
die Isolation überbrückt wird.
Wegen des negativen Temperaturganges der Isolation hängt diese
Stromkomponente von der Temperatur der Heizkordel ab, so dass über die
Isolationssensorvorrichtung
11 auf die Temperatur der Heizkordel
geschlossen werden kann, wobei insbesondere punktuelle Temperaturerhöhungen (Hotspot)
z.B. durch einen scharfen Knick eine wesentliche Stromerhöhung in
Sperrrichtung der Diode ergeben, die bei Kurzschluss der Heizleiter ein
Maximum erreicht.
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Bei
einem Kurzschluss der Heizleiter spricht insbesondere auch die Sicherheitsabschaltung 14 an,
die über
eine den Kurzschlussstrom durchlassende weitere Diodenanordnung
gespeist wird. Der Kurzschlussstrom führt zu einem starken Temperaturanstieg
von in der Sicherheitsschaltung 14 vorhandenen Widerstandelementen,
die in thermischem Kontakt mit einer Temperatursicherung stehen
und diese auslösen
und dadurch den Versorgungsstrom des Wärmegerätes unterbrechen.
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Die
Ansteuerschaltung 20 weist als wesentliche Komponenten
eine Zeitsteuerschaltung 21 mit einer Anzeigevorrichtung 21.1 sowie
eine mit dieser in Verbindung stehenden Leistungsstellerschaltung 25 auf, über den
das Steuerglied 12 angesteuert wird. Weiterhin weist die
Ansteuerschaltung 20 als wesentliche Komponente einen Leistungsstufenschalter 22 auf, über den
ein Benutzer eine gewünschte
Temperatur wählen
kann. Ferner kann die Ansteuerschaltung 20 eine Gehäuseinnentemperaturüberwachung 23 für ein Schaltergehäuse und/oder
eine Überwachungsschaltung
in Form eines Watchdog oder einer redundanten Ansteuerschaltung
für das
weitere Steuerglied 13 umfassen. Die Ansteuerschaltung 20 kann
teilweise durch einen Mikrocontroller oder Mikrorechner oder eine
spezielle integrierte Schaltungsanordnung (ASIC-Lösungen) verwirklicht
sein.
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Die
Zeitsteuerschaltung 21 hat mehrere Funktionen, die durch
ein oder mehrere Programme in ihr ausgebildet sein können. Eine
vorteilhafte Ausgestaltung besteht dabei darin, dass während einer vorgegebenen
oder vorgebbaren Anfangszeitdauer von vorzugsweise zwischen 30 und
120 Minuten, z.B. 60 oder 90 Minuten zunächst eine gegenüber einer gewählten Temperaturstufe
deutlich erhöhte
Heizleistung über
den an die Zeitsteuerschaltung 21 angeschlossenen Leistungssteller
und das Steuerglied 12 erzeugt wird, wobei in einer Anfangsphase
der Anfangszeitdauer ein steiler Anstieg bis auf ein gewisses Niveau
erfolgt, bei dem Sicherheitsbestimmungen jedenfalls noch zuverlässig eingehalten
sind. Sodann bleibt die Heizleistung durch entsprechende Steuerung
oder Einregelung des Heizstroms iH für eine vorgegebene Zeitdauer
auf diesem Niveau oder wird langsam abgesenkt. Gegen Ende der An fangszeitdauer
wird dann die Heizleistung bzw. der Heizstrom iH so gesteuert oder
geregelt, dass eine über eine
längere
nachfolgende Dauerbetriebsphase zugelassene Temperatur von z.B.
50°C oder
60°C nicht überschritten
wird, um den sicheren Betrieb der Heizvorrichtung 10 auch
unter unbeaufsichtigten Bedingungen zu gewährleisten und gesundheitliche
Gefährdungen
auch eines empfindlichen Benutzers sicher auszuschließen.
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Alternativ
kann die Steuerung der Heizleistung über den Heizstrom iH auch so
erfolgen, dass nach dem gewünschten
Verlauf während
der Anfangszeitdauer eine vollständige
Abschaltung erfolgt. Eine solche Wahlmöglichkeit kann beispielsweise
in dem Leistungsstufenschalter 22 oder einer entsprechenden
Bedieneinheit vorgesehen sein.
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Ferner
kann auch eine Intervall-Leistungssteuerung bzw. -regelung für vorgegebene
Wärmeprogramme
z.B. für
eine therapeutische Behandlung mit Beachtung eines maximalen Temperaturgrenzwertes
nach z.B. 60 oder 90 Minuten vorgesehen sein.
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Der
Verlauf der Leistungssteuerung bzw. -regelung richtet sich dabei
nach einer gewählten
Temperaturstufe und ist vorzugsweise auch in Abhängigkeit von einer Umstellung
einer Temperaturstufe, beispielsweise in Abhängigkeit von der Zeitdauer
seit dem Einschalten und/oder der gewählten neuen Temperaturstufe
relativ zu der vorhergehenden geeignet steuerbar. Auch kann in der
Bedieneinheit bzw. dem Leistungsstufenschalter 22 eine
Betriebsartvorgabemöglichkeit
vorgesehen sein, wie z.B. eine intervallartige Wärmebehandlung für die therapeutische
Behandlung oder ein Schlafmodus.
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Die
Leistungsstufenabsenkung kann kontinuierlich oder in Stufen nach
einem vorgegebenen Programmablauf erfolgen.
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Um
eine Abschaltung nach z.B. 60 oder 90 Minuten zu bewirken, ist es
denkbar, ein Ausgangssignal der Zeitsteuerschaltung 21 auf
die Leistungsstellerschaltung 25, die Überwachungsschaltung 24, den
Netzschalter 30, die Gehäuseinnentemperaturüberwachung 23 oder
die Isolationssensorvorrichtung 11 gegebenenfalls mit einer
in der Ansteuerschaltung 20 vorgesehenen Isolationsüberwachungsstufe 11.1 oder
auf Kombinationen dieser Komponenten wirken zu lassen. Dabei kann
das Steuerglied 12 und/oder das weitere Steuerglied 13 angesprochen
werden. Auch ist es möglich, über eine
oder mehrere dieser Komponenten eine Begrenzung oder Herabsetzung
der Heizleistung vorzunehmen.
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Die
verschiedenen Verläufe
können
beispielsweise in Form von Verlaufskurven bzw. Tabellen in einem
Speicher abgelegt sein, wobei sie entsprechend der Temperaturwahl über den
Leistungsstufenumschalter 22 bzw. die Bedieneinheit automatisch
ausgewählt
werden. Insbesondere ist auf diese Weise auch sicher gewährleistet,
dass vorgegebene oder vorgebbare Grenzwerte entsprechend anerkannten
Sicherheitskriterien eingehalten werden. Die Betriebszustände der
Zeitsteuerschaltung 21 oder auch weitere Betriebszustände des
Wärmegerätes können auf
der Anzeigevorrichtung 21.1 für den Benutzer nachvollziehbar
dargestellt werden. Auch die Wahl der Temperaturstufen oder einer
Betriebsart ist auf diese Weise für den Benutzer darstellbar.
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Wie
aus 1 weiter ersichtlich, steht die Zeitsteuerschaltung 21 mit
dem Versorgungsteil 32 in bidirektionaler Verbindung, um
gegebenenfalls auch eine Abschaltung derselben vornehmen zu können. Die
Zeitsteuerschaltung 21 ist ferner mit dem Leistungsstufenumschalter 22 bidirektional
verbunden, so dass sie die Temperaturwahl feststellen und andererseits
z.B. auch eine Abschaltung des Leistungsstufenumschalters bewirken
kann. Ferner können Ausgangssignale
der Zeitsteuerschaltung 21 auch über die Gehäuseinnentemperaturüberwachung 23 und
die Überwachungsschaltung 24 auf
das weitere Steuerglied 13 zum Begrenzen, Herabsetzen oder Abschalten
der Heizleistung wirken. Umgekehrt ist es auch denkbar, dass die
Gehäu seinnentemperaturüberwachung 23 und
die Überwachungsschaltung 24 mit
zugehörigen
Steuersignalen auf die Zeitsteuerschaltung 21 wirken, die
dann ihrerseits mit einem entsprechenden Ausgangssignal auf das
Steuerglied 12 oder das weitere Steuerglied 13 zum
Begrenzen, Herabsetzen oder Abschalten der Heizleistung einwirkt.
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Ein
weiteres Ausführungsbeispiel
des elektrischen Wärmegerätes ist
in 2 dargestellt. Die mit entsprechenden Bezugszeichen
wie in 1 gezeigten Komponenten besitzen entsprechende
Wirkungsweisen, so dass insoweit auf die vorstehenden Ausführungen
verwiesen wird. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach 2 sind in dem schmiegsamen Träger beispielsweise zwei getrennt
ansteuerbare Heizkordeln eingebracht, so dass sich eine erste und
eine weitere Heizvorrichtung 10A, 10B ergeben.
Die beiden Heizvorrichtungen sind vorzugsweise über jeweilige Heizkreise 17 entsprechend
dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
steuerbar, wobei Teile des Heizkreises 17 den beiden Heizvorrichtungen 10A, 10B auch
gemeinsam zugehören
können.
Die Ansteuerschaltung 20 weist entsprechend einen Leistungsstufenschalter 22 bzw.
eine Bedieneinheit auf, mit der beide Heizvorrichtungen 10A, 10B hinsichtlich
der Temperaturwahl getrennt anwählbar sind.
Entsprechend können
mittels der Zeitsteuerschaltung 21 auch verschiedene Verläufe für die beiden
Heizvorrichtungen 10A, 10B getrennt vorgegeben
werden. Auch diese Ansteuerschaltung 20 weist z.B. eine Überwachungsschaltung
mit einer Watchdog-Schaltung oder einer redundanten Steuerschaltung
für das
weitere Steuerglied 13 sowie auch eine Gehäuseinnentemperaturüberwachung 23 auf,
die mit der Zeitsteuerschaltung 21 in entsprechender Weise
verbunden sein können,
wie zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel
ausgeführt.
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Die
Zeitsteuerschaltung 21 beinhaltet eine Taktfrequenzumschaltung 21.1,
eine umschaltbare Frequenzteilung 21.2 sowie eine Ausgangslogik,
die verschiedenartige Ausgangssignale zum Ansteuern des Lastschalters 12 ermöglicht,
so dass hierbei eine separate Leistungsstellerschaltung 25 nicht
erforderlich ist.
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Über die
Taktfrequenzumschaltung 21.1 oder Umschaltung der Frequenzteilung 21.2 kann
bei Umstellung der Leistungsstufen über den Leistungsstufenschalter 22 auf
einfache Weise eine Änderung der
Zeitsteuerung durch die Zeitsteuerschaltung 21 vorgegeben
werden, wobei auch eine kombinierte Ausnutzung der Taktfrequenzumschaltung 21.1 und der
Frequenzteilung 21.2 vorgesehen sein kann. Die Leistungsumschaltung
kann hierbei durch eine mechanische Leistungsumschaltung realisiert
sein, die direkt auf die Zeitsteuerschaltung 21 einwirkt.
Der Benutzer stellt über
den Leistungsstufenschalter 22 in Verbindung mit der Heizvorrichtung 10A, 10B die Temperaturstufe
ein. Gleichzeitig wird z.B. die Taktfrequenzumschaltung 21.1 und/oder
die Frequenzteilung 21.2 aktiviert, um auf die Zeitsteuerung
Einfluss zu nehmen.
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Da
der Zeitsteuerschaltung 21 Signale von der Gehäuseinnentemperaturüberwachung 23,
der Überwachungsschaltung 24 und/oder
der Isolationssensorvorrichtung 11, und zwar über die
Ausgangslogik 21.4 zugeführt werden, kann diese beim Überschreiten
z.B. der Gehäuseinnentemperatur
oder der Heizkordeltemperatur den unzulässigen Zustand erkennen und
unterbricht mittels des Steuergliedes 12 den Heizstrom
iH oder setzt diesen auf ein wirksames Maß herab. Auch hierbei kann
mittels der Anzeigevorrichtung 21.1 der Zeitsteuerschaltung 21 dem Benutzer
eine entsprechende Zustandsinformation vermittelt werden.
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Denkbar
ist dabei auch, wie auch bei dem vorherigen Ausführungsbeispiel, eine akustische Ausgabe,
um z.B. ein Warnsignal abzugeben.
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Auch
bei dem Ausführungsbeispiel
nach 3 sind die dem Ausführungsbeispiel nach 1 entsprechenden
Komponenten mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Zu ihrer Funktion
und Wirkungsweise wird wiederum auf das Ausführungsbeispiel nach 1 und
auch das Ausführungsbeispiel
nach 2 verwiesen. Bei dem Aus führungsbeispiel nach 3 wird
eine Temperaturregelung dadurch vorgenommen, dass in dem Heizkreis 17,
und zwar dem Steuerzweig 17.1 über eine Messschaltung, beispielsweise
einen Messwiderstand 15 ein Ist-Wert abgegriffen und über eine
Istwertschaltung 27 einem Eingang eines Komparators, der
in einer Steuerstufe 29 ausgebildet ist, zugeführt wird.
Einem weiteren Eingang des Komparators wird ein insbesondere von dem
Leistungsstufenumschalter 22 bereitgestellter primärer Sollwert
zugeführt,
um über
einen Soll-/Istwertvergleich und entsprechende Ansteuerschaltung mit
Leistungssteller das Steuerglied 12 zum Regeln der Temperatur
durch Beeinflussen des Heizstromes iH anzusteuern. Weiterhin werden
der Steuerstufe 29, die beispielsweise als Mikrocontroller
ausgebildet ist, Signale der Isolationssensorvorrichtung 11 über die
Isolationsüberwachungsstufe 11.1,
der Gehäuseinnentemperaturüberwachung 23 und/oder
der Überwachungsschaltung 24 zugeführt, wobei
vorliegend die Überwachungsschaltung 24 jedoch
unmittelbar mit einem Ausgang an das weitere Steuerglied 13 angeschlossen
ist.
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Die
Zeitsteuerschaltung 21 kann nun über entsprechende Ausgangssignale
insbesondere den Sollwert über
die Sollwertschaltung 26 und über eine Sollwertbeaufschlagung 26.1 beeinflussen,
um in Abhängigkeit
von der Zeitdauer die Heizleistung bzw. den Heizstrom iH über die
Steuerstufe 29 insbesondere in der im Zusammenhang mit
dem ersten Ausführungsbeispiel
erläuterten
Weise zu beeinflussen. Ferner werden von der Zeitsteuerschaltung 21 auch die
Isolationsüberwachungsstufe 11.1,
die Gehäuseinnentemperaturüberwachung 23,
eine Nullspannungstriggerung 28 zum Gewährleisten definierter Ansteuerungszeitpunkte
sowie die Überwachungsschaltung 24 und
auch der Netzschalter 30 angesteuert, wobei diese Ansteuermöglichkeiten
auch nur zum Teil ausgebildet sein können. Mit diesen Maßnahmen
werden vielfältige
Eingriffsmöglichkeiten
in die Regelung der Temperatur ermöglicht. Der Benutzer stellt
auch hierbei über
den Leistungsstufenschalter 22 bzw. eine entsprechende
Bedieneinheit die gewünschte
Temperatur oder aber Betriebsart ein, womit er die Solltemperatur
oder einen Soll-Temperaturverlauf vorgibt. Mit der Zeitsteuerschal tung 21 kann durch
Einwirken auf den Netzschalter 30 erforderlichenfalls die
Spannungsversorgung abgeschaltet werden. Auch über zumindest teilweises Ansteuern der übrigen Komponenten
können
die in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Verläufe gesteuert
bzw. eingeregelt werden und es kann eine Begrenzung, Herabsetzung
oder Abschaltung des Heizstromes iH bewirkt werden.
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Bei
dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem entsprechende
Komponenten wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wiederum mit
gleichen Bezugszeichen versehen sind, sind in dem Heizkreis 17 im
Anschluss an die Heizvorrichtung 10 zwei zueinander parallel
geschaltete Bimetallregler 16.1, 16.2 angeordnet,
denen wiederum eine Isolationssensorvorrichtung 11 oder
stattdessen ein weiterer Bimetallregler oder Begrenzer oder eine Temperatursicherung
nachgeschaltet ist. Anschließend
zweigt der Heizkreis 17 wiederum in den Steuerzweig mit
dem Steuerglied 12 und den Parallelzweig 17.2 mit
der Sicherheitsabschaltung 14 auf. Die Zeitsteuerschaltung 21 ist
eingangsseitig an den Versorgungsteil 32, den Leistungsstufenschalter 22,
die Gehäuseinnentemperaturüberwachung 23 sowie
die Isolationssensorvorrichtung 11 bzw. die diesen ersetzende
Komponente angeschlossen. Ausgangsseitig wirkt die Zeitsteuerschaltung 21 auf
die Leistungsstellerschaltung 25, den Versorgungsteil 32,
den Netzschalter 30, das Steuerglied 12 und/oder
den Leistungsstufenschalter 22 ein. Von dem Versorgungsteil 32 werden
außerdem
noch die Leistungsstellerschaltung 25 und die Gehäuseinnentemperaturüberwachung 23 versorgt.
Mit der Zeitsteuerschaltung 21 sind entsprechende Verläufe, wie
in Verbindung mit den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beschrieben,
zumindest teilweise steuerbar, wobei diese ebenfalls vorzugsweise
in Programmen vorgegeben sind.
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Die
Regelung des Heizstromes iH über
die beiden Bimetallregler 16.1, 16.2 geschieht
in der Weise, dass anfänglich
der Heizstrom iH durch beide Bimetallregler 16.1, 16.2 fließt, bis
der erste Bimetallregler bei Überschreiten
einer unteren Tempe raturschwelle von z.B. 50°C abschaltet. Anschließend fließt der Heizstrom
nur noch über
den anderen Bimetallregler 16.2, bis eine durch diesen
vorgegebene obere Temperaturschwelle von z.B. 75°C erreicht ist. Dann wird der
Heizstrom iH vollständig
unterbrochen. Da der andere Bimetallregler 16.2 mit Selbsthaltung
ausgebildet ist und demnach in dem geöffneten Zustand verbleibt,
beginnt der Heizstrom iH erst dann wieder zu fließen, wenn
die untere Temperaturschwelle wieder unterschritten wird, so dass
auf diese Temperatur nach der Anfangszeitdauer eingeregelt wird.
Mittels des weiteren Bimetallreglers 11 oder des Steuerglieds 12 kann
dann bis zu der unteren Temperaturgrenze die Temperatur weiter begrenzt, herabgesetzt
oder auch abgeschaltet werden. Dabei wird die von dem Benutzer gewünschte Temperatur über den
Leistungsstufenschalter 22 sowie über den mit der Zeitsteuerschaltung 21 bestimmten
Verlauf eingestellt, wie in Verbindung mit den vorhergehenden Ausführungsbeispielen
beschrieben. Auch hierbei kann beispielsweise eine Abschaltung des
Heizstromes iH durch Ansteuern des Netzschalters 30 über ein
Ausgangssignal der Zeitsteuerschaltung 21 erfolgen. Auch
das Wärmegerät nach diesem
Ausführungsbeispiel
ergibt eine angepasste Temperaturnachführung entsprechend dem Wunsch
eines Benutzers, wobei verschiedenartige Sicherheitskriterien sicher
eingehalten werden.