DE2603280A1

DE2603280A1 - Heizungsregelung

Info

Publication number: DE2603280A1
Application number: DE19762603280
Authority: DE
Inventors: Herbert Kaiser; Rolf Stuehler
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 1976-01-29
Filing date: 1976-01-29
Publication date: 1977-08-11
Also published as: ES455442A1; NO763977L; SE415139B; NO145067B; JPS5295341A; NL7613366A; DK588576A; CA1071279A; BE850708A; CH614362A5; BR7608837A; IT1143631B; SE7611866L; FR2340015A1; FI763470A; GB1517600A; NO145067C

Description

DlPL-ING.

WILLI SCHICKEDANZ

PATENTANWALT

605 Offenbach/Main Langener Strasse 70

Braun Aktiengesellschaft Rüsselsheimer Straße 6000 Frankfurt am Main

He i zung s re gelung

Die Erfindung betrifft eine Heizungsregelung insbesondere für Haarbehandlungsgeräte mit einem elektrisch aufheizbaren Heizelement.

Heizungsregelungen werden bei zahlreichen technischen Geräten benötigt, beispielsweise bei Wärmepfarmen, Kaffeemaschinen oder Heizplatten.

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Auch bei Haarbehandlungsgeräten, z. B. Lockenstäben, ist es erwünscht, die Temperatur der Heizung zu regeln. Derartige Lockenstäbe weisen in der Regel eine Heizung auf, mit der Wärme für

die Formung der Haare erzeugt wird, die zuvor angefeuchtet und mit dem Haarbehandlungsgerät bearbeitet wurden. Die Heiztemperatur ist dabei jedoch nicht einstellbar, so daß sie für den einen Fall zu hoch und für den anderen Fall zu niedrig ist. Ein besonderes Problem bei der Temperaturregelung von Dampf-Lockenstäben besteht darin, innerhalb eines relativ begrenzten Regelbereichs von ca. 100 C bis 150 C relativ genau zu regeln. Die untere Grenztemperatur von 100 C ergibt sich dabei aus der Verdampfungstemperatur von ¥asser, während die obere Temperatur von 150^OC deshalb nicht überschritten werden darf, weil sonst die Haare beschädigt werden.

* Es ist bereits ein Frisierstab bekannt, der einen als Heizung funktionierenden Widerstand in Form einer Heizspirale aufweist (US-PS 3 534 392). Diesem elektrischen Widerstand ist ein Thermostat zugeordnet, der die Überhitzung des Widerstandes verhindert. Als Thermostat dient dabei ein Bimetall-Relais, welches bei Über- oder Unterschreiten einer

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bestimmten Temperatur aus- bzw, einschaltet. Bimetall-Relais haben indessen den Nachteil, daß sie störanfällig sind und ungenau arbeiten. Außerdem ist ein Thermostat der vorstehend beschriebenen Art nicht stetig einstellbar, d.h.

* a

er schaltet lediglich bei einer ganz bestimmten Temperatur ein bzw. aus, ohne daß diese Temperatur vom Benutzer des Frisierstabs geändert werden könnte.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Heizungsregelung zu schaffen, mit der es möglich ist, von außen her die jeweils gewünschte Endtemperatur des Haarbehandlungsgeräts einzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Fühlerrohr mit einem relativ großen Värmeausdehnungs-Koeffizienten in der Nähe des Heizelements vorgesehen ist, wobei dieses Fühlerrohr in seinem Innern einen Stab mit relativ kleinem Wärmeausdehnungs-Koeffizienten enthält, mit dem es wenigstens an einer Stelle im Eingriff steht und wobei das Fühlerrohr an einer anderen Stelle fest eingespannt ist, so daß der Stab innerhalb des Fühlerrohrs durch die Ausdehnung bzw. Zusammen-Ziehung des Fühlerrohrs bei Wärmeänderungen bewegt wird und diese Bewegungen über einen voreinstellbaren Mechanismus auf einen Schalter überträgt;,

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der den Stromkreis zum Heizelement öffnet oder schließt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der voreinstellbare Mechanismus einen Hebel aufweist, der im wesentliehen aus zwei Hebelarmen besteht, von denen der kürzere Hebelarm von dem Stab betätigt werden kann und der längere Hebelarm mit einer Feder verbunden ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der längere Hebelarm des Hebels einen Gewindebolzen aufweist, der durch den längeren Hebelarm geschraubt werden kann und unterhalb des Schaltstößels des Schalters angeordnet ist, wobei zwischen dem Gewindebolzen und einem anderen Bolzen, der Teil einer Verstellscheibe ist, eine Verbindung besteht. Um die gewünschte • Endtemperatur des Haarbehandlungsgeräts einzustellen, braucht der Benutzer lediglich die Verstellscheibe auf eine bestimmte Temperatur einzustellen. Hat sich die Soll-Temperatur eingestellt, so kann dies mit Hilfe einer Lampe angezeigt werden. Praktisch alle Vorgänge spielen sich somit automatisch ab, ohne daß der Benutzer noch weitere Eingriffe vornehmen müßte.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie in verschiedene technische Geräte mit Heizungsregelung, z. B. Kaffeemaschinen

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oder Heizplatten, ohne Schwierigkeiten eingesetzt werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Frisierstab; Fig. 2 die vergrößerte Darstellung einer Verstellscheibe des Frisierstabs}

Fig. 3 den Frisierstab gemäß Fig. 1 um 90 Grad um die Längsachse gedreht;

Fig. h das Prinzip eines Temperaturreglers mit

Fühlerrohr und innerem Stab;

Fig. 5 die Realisierung der erfindungsgemäßen Heizungsregelung in einem Frisierstab.

In der Fig. 1 ist ein Frisierstab 1 gezeigt, der im wesentlichen aus einem Griff 2, einem Lockenstab 3» einem Verdampferteil h und einer Klemme 5 besteht. In dem Griff 2 befinden sich eine Klemmen-Betätigung 6, eine den Betriebszustand anzeigende Lampe 7 sowie eine Verstellscheibe 8. Die Zuführung elektrischer Energie erfolgt bei dem dargestellten Frisierstab 1 über das Kabel 9· Sollen die Haare mit Locken versehen werden, so werden sie bei angehobener Klemme 5 über den Lockenstab 3 ge— wickelt und anschließend durch Loslassen der Klemmen-Betätigung 6 an den Lockenstab gepreßt. Über das

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Kabel 9 wird sodann ein in dem Lockenstab 3 befindliches Heizelement,das beispielsweise die Form einer zylindrischen Heizspirale haben kann, mit elektrischer Energie versorgt und hier-• · ..durch aufgeheiz.t.. Gleichzeitig .wir.d auch noch. ß±ne nicht dargestellte Platte aufgeheizt, die sich in dem Lockenstab 3 befindet. Gegen diese Platte kann nun das Verdampferteil h gedrückt werden, das im wesentlichen aus einem ¥asserbehälter besteht, aus dem ein Docht herausschaut. Gerät der Docht an die aufgeheizte Platte, so verdampft das Wasser und tritt durch den Lockenstab auf die Haare. Nach Beendigung des Verdampfungsvorgangs werden die angefeuchteten Haare mit Hilfe des in dem Lockenstab 3 befindlichen Heizelements wieder getrocknet.

Ist die Behandlung der Haare beendet, so

wird durch einen Druck auf die Klemmen-Betätigung 6 die Klemme 5 abgehoben, und die nunmehr gewellten Haare können von dem Lockenstab 3 abgenommen werden. In der Fig. 2 ist die bereits in der Fig.

gezeigte Verstellscheibe 8 näher dargestellt. Man erkennt hierbei, daß sie einen äußeren gerändelten Ring 10 aufweist, der eine manuelle Verstellung erleichtert. Außerdem enthält die Verstellscheibe 8 eine Temperaturbereichsanzeige 11 in Form eines offenen Kreiβrings, der Symbole für mittlere, höhere 'and niedrige Temperaturen aufweist. Statt

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dieser Symbole könnten natürlich auch die Celsiusgrade direkt angezeigt werden. Durch Drehen der . Verstellscheibe ist es somit möglich, praktisch jede gewünschte Endtemperatur einzustellen.

'5 Zweckmäßigerwe'ise i'st an dem 'Griff 1 eine ""· *

feste Markierung vorgesehen, die in Richtung auf die Temperaturbereichsanzeige zeigt und somit ein leichtes Ablesen der eingestellten Temperatur gestattet.

In der Fig. 3 ist der gleiche Frisierstab 1 wie in Fig. 1 gezeigt, jedoch um 90 Grad um seine Längsachse gedreht, In dieser Position erkennt man sehr deutlich die in dem Lockenstab befindlichen Löcher für den Austritt des Wasser-

.13 dampfes.

Die Figur 4 gibt eine Prinzipdarstellung . für das Auslösen einer Schalthandlung mittels eines Fühlerrohrs 12 mit innerem Stab 13. "Das Fühlerrohr ist hierbei an einer Einspannung 16 arretiert und trägt in seinem Innern den Stab 13, der eine Einkerbung 15 aufweist, in die eine mit dem Fühlerrohr 12 verbundene Nase lA eingreift. Väh.r#.nd ex«α 3i.*iii.*x:Acui.& 15 und Nase 14 am unteren Ende von Stab 13 bzw. Fühlerrohr 12 befinden, liegt der Stab ■it seine« oberen Ende auf dem kürzeren Arm eines Hebel· 17 auf. Der längere Arm d··'Hebels 17 be rührt einen Sohaltstößel 20 eines Mikrοschalters

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dessen Leitungen zu einem nicht dargestellten Heizelement führen. Erhöht sich die das Fühlerrohr umgebende Temperatur, so dehnt sich dieses Fühlerrohr 12 aus. Da es aber einseitig fest eingespannt ist, kann

•5" ' ".*' 'es. sich.· nu-r in eine Richtung ausdehrfenj nämlich in ;· der Fig. h nach links. Durch diese Linksbewegung wird der Stab 13 in dem Fühlerrohr 12 ebenfalls nach • links gezogen, weil er über die Kerbe 15 mit dem Fühlerrohr 12 verbunden ist. Da der Stab 13 jedoch im Gegensatz zum Fühlerrohr 12 nicht einseitig fest eingespannt ist, bewegt sich auch sein auf dem Hebel 17 aufliegendes Ende nach links, wodurch die Kraft auf den Schaltstößel 2o des Mikroschalters 19 nachläßt und eine Abschaltung bewirkt. Bei einer Abkühlung des Fühlerrohrs 12 bewegt sich der Hebel 17 im umgekehrten Sinn um den Drehpunkt 18. Die Anordnung des Fühlerrohrs 12 mit großem Ausdehnungskoeffizienten um den Stab 13 mit kleinerem Ausdehnungskoeffizienten hat gegenüber der umgekehrten Anordnung besondere Vorteile. Hätte der innere Stab 13 den größeren Ausdehnungskoeffizienten und würde er ein Rohr mitnehmen, damit dieses eine Schalthandlung bewirkte, so würde eine Zeitverzögerung bis zur Ausführung der S cha It hand lung auftreten.. Diese Zeitverzögerung ergibt sich dadurch, daß die äußere Temperatur -nicht sofort in den inneren Stab eindringt, sondern, erst das äußere Rohr durchdringen muß. Da der Regler gemäß Fig. k ein Zweipunktregler ist,

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d.h. nur ein- oder ausschaltet, würden hierdurch die Temperaturdifferenzen zwischen der Ein- und Ausschaltung zu groß werden und im Extremfall den bei Dampf-Lockenwicklern wichtigen Regelbereich von 1OO°C bis 150 C überstreichen. Eine Regelabweichung von - 5 C sollte aber auf keinen Fall überschritten werden.

Um eine möglichst exakte Regelung zu erreichen, müssen selbstverständlxch auch die Wärmeübergänge(einerseTts und)ζwischen Heizspirale oder -patrone'dem Fühlerrohr andererseits hinreichend gut sein. Dies wird durch eine entsprechende Anordnung des Fühlerrohrs am oder im Heizelement erreicht.

Eine Voreinstellung der zu erreichenden Endtemperatur ist mit der Prinzipanordnung gemäß Fig. K indessen noch nicht möglich. Diese wird erst durch eine Anordnung gemäß Fig. 5 bewirkt.

In der Fig. 5 ist der Griff 2 des Frisierstabs 1 angedeutet, der ein Fühlerrohr 12 mit einem Stab 13 enthält. Während das eine Ende des Fühlerrohrs in ein Heizungselement des nicht dargestellten Lockenstabs 3 eingreift und auf diese Weise von der Wärme dieses Heizungselements beaufschlagt wird, ist das andere Ende des Fühlerrohrs 12 in einer Einspannung 16 fest eingespannt. Der kürzere Arm des Hebels 17 wird dabei von.dem aus dem Fühlerrohr 12 herausragenden Stab 13 berührt. Von dem Drehpunkt Ic des Hebels 17 führt der längere Arm des Hebels zu-

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nächst schräg nach unten, um sodann ganz eine horizontale Lage einzunehmen. Damit stehen der kurze und der lange Hebelarm praktisch senkrecht aufeinander, was jedoch nicht erfindungswesentlich, sondern lediglich im Beispiel des Lockenstabs besonders vorteilhaft ist.

In den waagrechten Teil des langen Hebelarms ist ein Gewindebolzen 25 eingeschraubt, der den Schaltstößel 20 eines Mikroschalters 19 berührt. Dieser Mikroschalter 19 besitzt mehrere Anschlüsse 27» 28, 29, auf die unterschiedliche Leitungen 3o, 31, führen. Durch eine Betätigung des Schaltstößels 20 kann die Leitung, die zu dem Heizelement führt, an Spannung gelegt bzw. von dieser getrennt werden.

Die für die Betätigung des Schaltstößels 20 notwendige Kraft wird in der Hauptsache durch eine Feder 23 aufgebracht, die mit ihrem einen Ende in einem festen Punkt des Griffs 2 liegt und mit ihrem anderen Ende in den langen Arm des Hebels 17 eingreift. Burch eine genaue Dimensionierung von Feder 23, Hebel 17, Fühlerrohr 12/Stab 13 und Justage des Fühlerrohrs 12 zum Hebel 13 kann eine Eichung in der Weise erreicht werden, daß eine genaue definierte Endtemperatur des Lockenstabs 3 erreicht wird.

Eine willkürliche Veränderung der eingeeichten Endtemperatur kann nun mit Hilfe der Ver-•tellscheibe 8 erreicht werden« Vird diese nämlich verdreht, so dreht sich auch der mit ihr verbundene

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Bolzen 24 und nimmt seinerseits die Feder 22 mit. Diese wiederum verdreht den Gewindebolzen 25 und schraubt ihn in den längeren Arm des Hebels 17 entweder hinein oder heraus. Hierdurch wird erreicht, daß der ¥eg zwischen dem längeren Hebelarm und dem Schaltstößel verändert wird, der je nach Wunsch ein schnelleres oder späteres Schalten des Mikroschalters 19 bewirkt.

Bei der Anordnung gemäß Fig.5 kommt es nicht auf die Eigenschaften der Feder 22 an, in vertikaler Richtung zu federn; vielmehr wurde eine Feder nur deshalb gewählt, weil bei ihr die durch das Hinein- od~-r Herausschrauben des Gewindebolzens 25 in den Hebelarm entstehende Achsenverschiebung des Gewindebolzens 25 ini Verhältnis zum Bolzen 24 unschädlich ist. Statt einer Feder könnte man deshalb auch jedes andere Element verwenden, das die gleichen Funktionen erfüllt, z.B. einen Hartgummibalg. Auch die Verwendung eines Mikroschalters 19 der gezeigten Art ist nicht unbedingt erforderlich, sondern es genügt jeder Schalter mit nicht allzu großem Schaltweg, der sich an einem Teil befestigen läßt, welches über die Schraube 26 mit dem Griff 2 fest verbunden ist.

Als besonders zweckmäßige Materialien für da· Fühlerrohr haben eich Messing oder Aluminium erwiesen, während der Stab 13 aus einer herköomlichen Nickel-Eisen-Legierung bestehen sollte.

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Aber auch hier sind durchaus andere Materialien denkbar, wenn sie sich nur hinsichtlich ihrer Ausdehnungskoeffizienten hinreichend unterscheiden.

Obwohl die Erfindung anhand eines Lokkenstabs beschrieben wurde, ist sie keineswegs auf einen solchen beschränkt, sondern-kann überall dort vorteilhaft eingesetzt werden, wo es darauf ankommt, die Soll-Temperatur variabel zu gestalten.

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Claims

Patentansprüche

Iy Heizungsregelung, insbesondere für Haarbehandlungsgeräte mit einem elektrisch aufheizbaren Heizelement» dadurch gekennzeichnet, daß ein Pühlerrohr (12) mit einem relativ großen Wärmeausdehnungskoeffizienten in der Nähe des Heizelements vorgesehen ist, wobei dieses Fühlerrohr in seinem Inneren einen Stab (13) mit relativ kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten enthält, mit dem es wenigstens an einer Stelle im Eingriff steht und wobei das Fühlerrohr (12) an einer anderen Stelle fest eingespannt ist, so daß der Stab (13) innerhalb des Fühlerrohrs (12) durch die Ausdehnung bzw. Zusammenziehung des Fühlerrohrs (12) bei Wärmeänderungen bewegt wird und diese Bewegungen über einen voreinstellbaren Mechanismus (8,24,22,25, 17) auf einen Schalter (19) überträgt, der den Stromkreis zum Heizelement öffnet oder schließt.

2.·Heizungsregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement eine zylinderförmige Patrone ^st, in die das Fühlerrohr (i2) zusammen mit dem Stab (13) hineingeschoben wird.

3· Heizungsregelung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlerrohr (12) aus Messing, Aluminium oder einem sonstigen Metall bzw. einer sonstigen Metallegierung mit einem relativ großen Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht.

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U. Heizungsregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet» daß der Stab (13) aus einer Eisen-Nickel-Legierung mit relativ kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht.

5· Heizungsregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Schalter eine Anordnung mit kleinem Schaltweg vorgesehen ist.

6. Heizungsregelung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter ein Mikroschalter (19) vorgesehen ist, der einen Schalstößel aufweist, welcher in den Schalter hineingedrückt werden kann und dabei eine Schalthandlung auslöst.

7. keizungsregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der voreinstellbare Mechanismus einen Hebel (17) aufweist, der im wesentlichen aus zwei Hebelarmen besteht, von denen der kürzere Hebelarm von dem Stab (13) betätigt werden kann und der längere Hebelarm mit einer Feder (23) verbunden ist.

8. Heizungsregelung nach den Ansprüchen 1 und 7 dadurch gekennzeichnet. daß die Feder (23) die für die Schaltung des Mikroschalters (19) notwendige Schaltkraft erzeugt.

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9· Heizungsregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der längere Hebelarm des Hebels (17) einen Gewindebolzen (25) aufweist, der durch Qen längeren Hebelarm geschraubt werden kann und unterhalb des Schaltstößeis (20) des Mikroschalters (19) angeordnet ist, wobei zwischen dem Gewindebolzen (25) und einem anderen Bolzen (2k) der Teil* einer Verstellscheibe (8) ist, eine Verbindung besteht.

10. Heizungsregelung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet» daß die Verbindung zwischen dem Gewindebolzen (25) und dem anderen Bolzen (24) eine mäanderförmig geschlungene Feder (22) ist.

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