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Anordnung zur Regelung der Temperatur von elektrischen Lockenwicklern
und Frisierstäben.
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Regelung der Temperatur
von elektrischen Lockenwicklern und Frisierstäben.
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Beim Legen von Dauerwellen oder Wasserwellen wird nasses oder feuchtes
Haar auf Lockenwickler gedreht und dann mittels eines Handhaartrockners oder einer
Trockenhaube getrocknet. Zur Beschleunigung des TrockenverEahrens
werden
bisweilen auch Lockenwickler mit eigenem Wärmespeicher verwendet, die zunächst von
einer äußeren Wärmequelle aufgeheizt werAen und anschließend die aufgenommene Wärme
wieder abgeben.
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Beispielsweise ist bereits ein Verfahren zum Formen von Frisuren mit
wasserspeicherfähigen Lockenwicklern vorgeschlagen worden, bei dem die Lockenwickler
zunächst in einer wasserhaltigen Umgebungufgeheizt und dann jeweils um eine Haarsträhne
gewickelt und dann befestigt werden (DT-I,S 1 557 333). Hierbei werden die Lockenwickler
mittels Wasserdampf bis auf Siedetemperatur des Wassers erhitzt.und sofort in das
trockene Haar eingewickelt, wo sie nur 2 Minuten oder nur wenig mehr verbleiben.
Nachteilig ist bei diesem Verfahren allerdings, daß ein Dampferzeuger vorhanden
sein muß, der den zur Aufheizung notwendigen Dampf liefert.
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Es sind indessen auch DampfloCkenwickler bekanntgeworden, die nicht
mittels eines'besonderen Dampferzeugers aufgeheizt werden müssen (US-PS 3 835 292).
Diese Dampflockenwickler besitzen neben einem elektrischaufheizbaren Heizelement'einen
Wasserbehälter, aus dem ein Docht herausragt. Um das Heizelement herum ist eine
Hülse mit Löchern angeordnet, durch die das am Docht verdampfende Wasser hindurchströmen
und die Haare befeuchten kann. Damit eine gute Formung des Haars erreicht wird,
wird das Heizelement auf etwa 600C bis 1400C aufgeheizt, wobei die Temperatur
durch
einen Thermostaten geregelt wird. Als Thermostat ist dabei ein Jionventioneller
Bimetall-Schalter mit einer Schmelzverbindung vorgesehen. Derartige Thermostaten
sind indessen sehr störanfällig und arbeiten überdies nur ungenau.
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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Temperaturregler
für Lockenwickler und Frisierstäbe zu finden, der robust ist undtein'e genaue Temperatureinstellung
gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein an sich
bekannter elektronischer Temperaturregler mit Endabschaltung in den Heizstromkreis
eines Lockenwicklers oder Frisierstabs geschaltet ist.
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Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht -darin, daß der elektronische
Temperaturregler im Handgriff des Lockenwicklers oder Frisierstabs untergebracht
ist.
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Der besondere Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zur Regelung
der Temperatur eines Lockenwicklers oder eines Frisierstabs solche Schaltmittel
verwendet werden, die sich auf anderen technischen Gebieten, beispielsweise in der
Weltraumfahrt, bestens bewährt haben. Da diese Schaltmittel in integrierter Technik
hergestellt werden können und somit sehr klein sind, kommen sie dem Bedürfnis
entgegen,
platzsparende Lockenwickler herzustellen.
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Außerdem sind die bekannten elektronischen Temperaturregler für extreme
Beanspruchungen ausgelegt, so daß sie den Lnforderungen, die an Lockenwickler und
Frisierstäbe gestellt werden, ohne weiteres gewachsen sind.
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Wie Versuche gezeigt haben, arbeitet die Temperaturregelung eines
elektrischen Lockenwicklers auch dann noch einwandfrei, wenn er sehr roh behandelt
wird und seine sonstigen Teile schon stark beschädigt sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig.l einen elektronischen Temperaturregler mit einem Komparator.
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Fig.2 einen elektronischen Temperaturregler mit einer speziellen
integrierten Schaltung.
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Fig.3 eine Variante der Schaltungsanordnung nach Fig.2, In der Fig.l
sind mit 1 und 2 die ohmschen Lastwiderstände bezeichnet, die zur Aufheizung des
Lockenwicklers oder Frisierstabs dienen. In Reihe mit dem Lastwiderstand 2 liegen
eine Glimmlampe 3 und ein Widerstand 4. Sowohl der Widerstand 1 als auch die aus
den Widerständen 2 und 4 und-der Glimmlampe 3 bestehende Reihenschaltung sind an
einen Spannungsumschalter 5 angeschlossen, mit dem es möglich ist, die Lastwiderstände
1,2 an verschiedene Spannungen zu schalten, beispielsweise an 110 Volt oder an 220
Volt. Der Spannungsumschalter 5 liegt seinerseits mit zwe seincr Eingangs-Anschlüsse
direkt an dem einen Pol 6 einer Wechselspannungsquelle. Ein anderer Eingangs-
Anschluß
des Spannungsumschalters 5 ist über einen Widerstand 7 mit den Pol 6 verbunden.
Weitere Anschlüsse des Spannungsumschalters S sind entweder ebenfalls unmittelbar
oder aber über den rEliderstand 1 mit dem Pol 6 verbunden. Der dem anderen Pol 8
der Wechselspannungsquelle zugeordnete Anschluß des Umschalters 5 liegt an einem
Triac 9, dessen Steuerelektrode mit dem Ausgang eines Qerationsverstärkers 10 verbunden
ist. Dieser Operationsverstärker 10 hat mehrere Eingänge 11,12,13,14,15, von denen
die Eingänge 12,13 bzw. 14,15 miteinander verbunden sind, so daß im Grunde nur drei
elektrische Anschlüsse vorliegen.
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Zwischen die Anschlüsse 11,13 ist ein Potentiometer 16 geschaltet,
dessen Potentiometerabgriff an den Anschluß 13 gelegt ist. Dagegen befindet sich
zwischen den Anschlüssen 13 und 15 ein temperaturabhängiger Widerstand 17, beispielsweise
ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten. An die Anschlüsse 11 und 15
ist auch noch ein Elektrolytkondensator 18 angeschlossen.
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Neben den Anschlüssen 11 bis 15 hat der Operationsverstärker 10 verschiedene
andere, mit 19 bis 26 bezeichnete Anschlüsse. Von diesen sind in der Fig.l die Anschlüsse
20,21,26 nicht weitergeführt, während die Anschlüsse 23, 24,25 miteinander verbunden
sind under Anschluß 19 an einem Kondensator 27 liegt, der mit dem Anschluß 15 verbunde
ist. Eine weitere Verbindung besteht zwischen den Anschlüssen 22 und 11.
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Wird nun an die Anschlüsse 6 und 8 eine Wechselspannung angelegt,
so kann ein Strom nur dann über die Heizwiderstände 1,2 fließen, wenn der Triac
9 auf Grund eines Steuersignals aus dem OperationsveXstärker durchschaltet.
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Während dieser Durchschaltezeit fließt von dem Anschluß 6 also ein
Strom über die ;7iderstände 1,2, den Spannungsumschalter 5 und den Triac 9 zum Anschluß
8. Gleichzeitig leuchtet die Glimmlampe 3 auf" da sie zusammen mit dem Widerstand
4 an der gleichen 5spannung liegt wie der Heizwiderstand 2. Ist der Spannungsumschalter
auf 110 V eingestellt, so ist der Widerstand 7 kurzseschlossen.
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Dagegen ist der Widerstand 7 eingeschaltet, wenn der Spannungsumschalter
auf 220 V eidgestellt ist. Die Glimmlampe 3 ist so geschaltet, daß sie stets an
110 V liegt.
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Auch an den gleich großen Heizwiderständen 1,2 fallen bei jeder Stellung
des Spannungsumschalters 5 etwa 110 V ab.
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Die eigentliche Regelung des Heizstroms erfolgt über den Operationsverstärker
10, an dessen Eingang verschiedene Signale anstehen. -In diesem Eingangskreis befindet
sich ein Spannungsteiler, der sich aus dem Potentiometer 16 und dem Niderstand 17
zusammensetzt. Sind die-Spannungen an beiden Widerständen gleich, so gibt der Operationsverstärker
10, der als Differenzverstärker aufgefaßt werden kann, kein Signal ab. Erst wenn
der tiert des Widerstands 17 auf Grund der Außentemperatur von dem eingestellten
ert des Potentiometers 16 absicht, gibt der Operationsverstärker 10 ein Signal ab.
Mit Hilfe des Potentiometers ist es
also möglich, eine bestimmte
Teatur vorzugeben, bei deren Erreichen die Heizwiderstände 1,2 von der Wechselspannungsquelle
abgeschaltet werden. Die gesamte Schaltungsanordnung wirkt sonit als Temperaturregler
bzw. Endabschalter.
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Eine Besonderheit der Anordnung besteht darin, daß es sich um eine
"Nullspannungsschalter-" Regelung handelt.-Dabei ist die hier als Operationsverstärker
10 bezeichnete Einrichtung de eigentliche Nullspannungsschalter. Derartige Nullspannungsschalter,
die zudem in integrierter Form ausgelegt sind, sind bereits bekannt (vergl. RCA
Integrierte Linear-Schaltungen CA3058, CA3059, CA3079, Prospekt Alfred Neye-Enatechnik
GmbH, Blatt Nur. 490, Pr.-Nr. 5.71/1542B -7.71). Sie weisen neben einem Begrenzer-Versorgungsteil,
der den direkten Betrieb an einer NJechselspannung erlaubt, einen differentiellen
Schaltverstärker auf, der die von einem externen Fehler oder von einer äußeren Eingabe
gelieferten Signale prüft. Außerdem enthalten s£e einen NulldurChgangS-Detekto,
der die Ausgangs-.
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spannung der Schaltung mit der Nullspannungszeit der Wechselspannung
zur Vermeidung von HF-Störungen beim Betrieb mit ohmscher Widerstandslast synchronisiert.
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Kennzeichnend für diese Nullspannungsschalter ist ferner, daß sie
ein internes Netzteil besitzen, das die Leistung von einem Wechselstromnetz über
einen Vorwiderstand bezieht. Die interne Speisespannung versorgt dabei normalerweise
alle Hilfsschaltungen. -Bei höherer Ausgangsleistung kann allerdings auch eine externe
Speisespannung benutzt werden.
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In der Fig, 2 ist eine andere Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung
dargestellt, welche die gleiche technische Aufgabe noch etwas besser löst.
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Mit 29 und 30 sind dort die Pole einer Wechselspannungsquelle bezeichnet,
wobei der Pol 29 mit einem Spannungsumschalter 32, einem Lastwiderstand 33 und einem
Widerstand 34verbunden ist. An den Lastwiderstand 33 ist ein weiterer Lastwiderstand
35 angeschlossen, der aber nun nicht mehr mit einer Glimmlampe verbunden ist, sondern
auf einen anderen Anschluß des Umschalters 32 führt. Der bereits erwähnte rbiderstand
34 ist mit seinem anderen Ende sowohl an einen Widerstand 36 als auch an einen weiteren
Anschluß des Umschalters 32 angeschlossen. Von dem Widerstand 36 führt sodann eine
Verbindung auf die Kathode einer Diode 37 als auch auf einen weiteren Widerstand
38, der mit dem einen Anschluß einer integrierten Schaltung 39 verbunden ist.
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Diese integrierte Schaltung 39 hat insgesamt 8 Anschlüsse, von denen
zwei nicht belegt sind. Einer der Anschlüsse führt über einen Widerstand 40 a,u'£
die Steuerelektrode eines Triacs 41, dem eine Glimmlampe 42 und ein Widerstand 43
parallelgeschaltet ist. Ein anderer Anschluß ist mit einem Widerstand 44, einem
wärmeabhängigen Widerstand 45 und einem Kondensator 46 verbunden, wobei der Widerstand
44 mit seinem anderen Ende an einen anderen Eingang der integrierten Schaltung 39
und einen an Masse liegenden Widerstand 47 angeschlossen ist. Der wärmeabhängige
ltiderstand 45 ist über einen weiteren Widerstand 48 an einen Anschluß der integrierten
Schaltung 39 angeschlossen, an
dem auch noch ein geerdeter Widerstand
49 liegt. Dieses geerdete Ende des ;;iderstands 49 ist gleichzeitig mit dem Pol
30, dem Widerstand 47, depm Kondensator 46, den Triac 41 und der Glimmlampe 42 verbunden.
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Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung nach Fig.2 ist derjenigen
von Fig.l vergleichbar. Anders als dort wird hier jedoch nicht durch die Glimmlampe
42 angezeigt, ob strom durch die Heizwiderstände 33,35 fließt, sondern die Lampe
42 leuchtet dann auf, Menn Spannung über dem Triac 41 liegt, d.h. wenn dieses Triac
41 nicht durchgeschaltet ist. Hierdurch wird'die Betriebsbereitschaft des Lockenwicklers
oder Frisierstabs angezeigt und nicht der Aufheizvorgang.
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Anders als bei der Schaltungsanordnung nach Fig.l ist hier auch die
Temperaturregelung gelöst. Anstelle des Operationsverstärkers 10, der im Grunde
ja eine ziemlich komplexe Schaltungsanordnung darstellt, ist hier eine andere integartionsfähige
Schaltung 39 vorgesehen. Bei dieser Schaltung 39 handelt es sich ebenfalls um ein
bereits bekanntes Chip (vergl. Telefunken, Halbleiter-Apptikationsbericht, Nullspannungsschalter
U 106 B bzw. Telefunken Datenblatt Typ U 117 B, Prospekt B2/V.7. 40/0874). Dieses
Chip schaltet im Nulldurchgang des Laststroms und nimmt die Leistungsschaltung nach
dem Prinzip der Schwingungspaketsteuerung vor. Es weist z.B. eine Vollwellensteuerung,
einen frequenzkompensierten Operationsverstärker, einen Sägezahngenerator, eine
hochohmige Geberüberwachung, eine Pulssperre und einen dauerkurzschlußfesten Impuls
ausgang
au£.
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In der Fig.3 ist eine Variante der Schaltungsanordnun nach Fig.2 gezeigt.
Sie unterscheidet sich von jener dadurch, daß sie für die Regelung hoherer Temperaturen,
nämlich solcher zwischen 150 und 180 C,geeignet ist. Hierzu ist der NTC-TXiderstand
63 so angeordnet, daß er relativ niederohmig arbeitet.
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Außerdem kann durch Einfügen eines zusätzlichen Kondensators 59 eine
Dehnung der Steuerimpulse für den Triac 70 erreicht werden, wodurch es möglich ist
weniger exakt arbeitende und damit billigere Triacs zu verwenden.
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Die integrierte Schaltung 60, welcher der Schaltung 39 von Fig.2 entspricht,
ist in der Fig.3 detaillierter dargestellt. Man erkennt, daß sie eine Synchronisierstufe
Syn, einen Sägezahngenerator S, einen Impulsverstärker IV, eine Spannungsversorgung
SV, eine Spannungsüberwachung SÜ, eine Vollweilenlogik VL und einen Komparator K
enthält Da die Schaltung 60 selbst jedoch nicht den Gegenstand der vorliegenden
Erfindung bildet, erübrigt es sich, auf ihre Wirkungsweise im einzelnen einzugehen.
Hierzu wird auf die angegebene Literatur verwiesen.