DE2619602C2 - Steuergerät für ein Luftsprudelmassagegerät - Google Patents

Description

Verstärkers steuerbar ist, wobei dem ersten Eingang ein über die Wählvorrichtung vorgebbarer Sollwert der Führungsgröße als Steuerspannung zuführbar ist, während dem zweiten Eingang der über den ::emperaturabhängigen Widerstand erfaßte Istwert der Luftmenge als Steuerspannung zuführbar ist, daB der Ausgang des Operationsverstärkers über ein RC-Rückführglied mit seinem ersten Eingang gekoppelt ist und daß als Wahlvorrichtung ein Regelwiderstand verwendet ist, de r mit einem Vor understand einen einstellbaren Spannungsteiler, zur Veränderung der Steuerspannung des Sollwertes der Führungsgröße für den ersten Eingang des Operationsverstärkers biidet

Durch die Erfassung der Luftmenge im Gebläse-Luftstrom wird die die Sprudelwirkung bewirkende Größe direkt vorgewählt und konstant geregelt Mit dem Wahlschalter können verschieden starke Sprudelwirkungen eingestellt werden, für die jeweils ein automatischer Ausgleich des über den Wasserstand in der Badewanne ausgeübten Gegendruckes vorgenommen wird, da die Luftmenge konstant gehalten wird. Mit der Phasenanschnittsteuerung des wechselstrombetriebenen Elektromotors ergibt sich in einfachster Weise die Vorgabe von definierten Sollwerten für die Luftmenge und über den im Luftstrom angeordneten temperaturabhängigen Widerstand läßt sich der Istwert des Luftstromes leicht ableiten.

Auf diese Weise wird ein einfaches Steuergerät geschaffen, bei dem den Schaltstellungen des Wahlschalters definierte Luftmengen zugeordnet sind. Die Sprudelwirkung wird stufig verändert und stets wird der über den Wasserstand in der Badewanne ausgeübte Gegendruck ausgeglichen. Dies bringt in den Schaltstellungen des Wahlschalters stets definierte Sprudelwirkungen, unabhängig von dem gerade vorliegenden Wasserstand in der Badewanne.

Diese Art der Veränderung der Sprudelwirkung ist bei dem bekannten Steuergerät nicht möglich, da hier jeweils die Drehzahl des Elektromotors konstant gehalten wird und der über den Wasserstand in der Badewanne ausgeübte Gegendruck stets voll wirksam wird und die Sprudelwirkung mehr oder weniger schwächt.

Nach einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß als temperaturabhängiger Widerstand ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizient verwendet ist. Ferner gibt eine besondere Ausführungsart an, daß der temperaturabhängige Widerstand im Ansaugkanal des Gebläses angeordnet ist.

Der Steuerkreis läßt sich dadurch abgleichen, wie in einer weiteren einfachen Ausgestaltung angegeben ist, daß der Vorwiderstand selbst als einstellbarer Widerstand ausgelegt ist.

Die Ankopplung des Meßkreises ist nach einer Ausgestaltung so gelöst, daß der temperaturabhängige Widerstand zur Erfassung des Istwertes der Luftmenge mit einem Vorwiderstand einen Spannungsteiler bildet, an dessen Mittelabgriff die zugeordnete Steuerspannung für den zweiten Eingang des Operationsverstärkers abgegriffen wird.

Nach einer weiteren besonderen Ausführungsart ist als Vorwiderstand ein Widerstand mit fest vorgegebenem Widerstandswert verwendet. Es wird in diesem Falle auf eine Kompensation der Umgebungstemperatur verzichtet.

Eine Kompensation der Umgebungstemperatur im Meßkreis läßt sich, wie eine andere Ausgestaltung angibt, dadurch erreichen, daß als Vorwiderstand ebenfalls ein temperalurabhängiger Widerstand vorwendet ist, der außerhalb des Luftstromes des Gebläses angeordnet ist Eine besondere Ausführungsart gibt an, daß der als Vorwiderstand verwendete temperaturabhängige Widerstand dieselbe Temperatur-Widerstands-Charakteristik aufweist, wie der temperaturabhängige Widerstand zur Erfassung des Istwertes der Luftmenge des Gebläse-Luftstromes.

Die Einstellung der günstigsten Arbeitspunkte der temperaturabhängigen Widerstände wird nach einer

ίο Ausgestaltung dadurch erreicht, daß der Spannungsteiler mit dem temperaturabhängigen Widerstand zur Erfassung des Istwertes der Luftmenge des Gebläse-Luftstromes dauernd mit einem konstanten Strom beaufschlagt wird.

Zum Abgleich der Regelschaltung ist nach einer letzten Ausgestaltung zusätzlich vorgesehen, daß in den Spannungsteiler mit dem temperaturabhängigen Widerstand zur Erfassung des Istwertes der Luftmenge des Gebläse-Luftstromes feste und/oder einstellbare Abgleichwiderstände einbezogen sind.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 die Regelschaltung für den Elektromotor des Gebläses nach der Erfindung und

Fig.2 ein Ausführungsbeispiel für die Phasenanschnittsteuerschaltung des Elektromotors.

Der Elektromotor M des Gebläses wird, wie die F i g. 1 zeigt, bei dem Steuergerät eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung über die Phasenanschnittsteuerschaltung PS von der Wechselspannung U~ gespeist. Diese Phasenanschnittsteuerschaltung PS enthält einen Thyristor T, dem ein Funkenlöschglied aus dem Widerstand R 1 und dem Kondensator C1 parallelgeschaltet ist, wie die F i g. 2 zeigt. Dieser Thyristor T wird über einen Steuertransistor Tr angesteuert, dem über den Spannungsteiler aus dem Widerstand R 2 und dem Kondensator C2 eine Vergleichsspannung zugeführt wird. Über die freie Elektrode wird dem Steuertransistor Tr eine Steuerspannung Us zugeführt. Übersteigt diese Steuerspannung die Vergleichsspannung, dann wird der Thyristor Γ leitend gesteuert und bleibt bis zum nächsten Nulldurchgang der Wechselspannung U~ leitend. Bei großer Steuerspannung wird schon nach kleinem Phasenwinkel die Vergleichsspannung überschritten und der Thyristor rangesteuert, so daß die Durchschaltezeit groß ist. Der Elektromotor M wird mit hoher Drehzahl betrieben. Bei kleiner Steuerspannung übersteigt erst nach größerem Phasenwinkel die Steuerspannung die Vergleichsspannung, so daß der Elektromotor M mit kleinerer Drehzahl betrieben wird. Auf dieser Basis wird die Regelschaltung nach F i g. 1 aufgebaut.

Die Steuerspannung für die Phasenanschnittsteuerschaltung PS wird über einen Operationsverstärker OP abgeleitet, der als PJ-Regler wirkt. Dem ersten, mit dem Minuszeichen gekennzeichneten Eingang des Operationsverstärkers OP wird als Sollwert der Führungsgröße eine erste Steuerspannung zugeführt, die an dem Spannungsteiler aus den Widerständen Ro und Rv abgegriffen ist. Der Regelwiderstand Rv stellt dabei den Wahlschalter dar, über den verschiedene Sollwerte der Führungsgröße als entsprechende Steuerspannung vorgec^ben werden können. Der Vorwiderstand Ro kann ebenfalls als einstellbarer Widerstand ausgebildet sein, damit dieser Kreis abgeglichen werden kann. Dem zweiten, mit dem Pluszeichen gekennzeichneten Eingang des Operationsverstärkers wird der Istwert der Luftmenge des Gebläse-Luftstromes als weitere Steuer-

spannung zugeführt. Diese Steuerspannung wird an einem weiteren Spannungsteiler aus den Widerständen Rh 1 und Rh 2 abgegriffen. Beide Widerstände sind temperaturabhängige Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten, die in dem Spannungsteilerkreis vorzugsweise mit einem konstanten Strom /geheizt und im Arbeitspunkt ihrer Temperatur-Widerstandscharakteristik eingestellt werden. Der temperaturabhängige Widerstand Rh 1 ist im Luftstrom des Gebläses, vorzugsweise im Ansaugkanal vor der Heizung, angeordnet und wird durch den Luftstrom gekühlt, während der Widerstand Rh 2 außerhalb des Luftstromes angeordnet und von der normalen Umgebungstemperatur beaufschlagt ist Dieser Widerstand Rh 2 kann beim Verzicht auf eine Umgebungstempcraturkomper.sation auch durch einen Widerstand mit festem Widerstandswert ersetzt werden. Außerdem können in diesen Spannungsteiler feste und/oder einstellbare Abgleichwiderstände eingeschleift werden, über die eine Einstellung der Regelcharakteristik erreicht werden kann.

Die Luftmenge des Luftstromes ist der Strömungsgeschwindigkeit proportional. Nimmt die Strömungsgeschwindigkeit im Gebläse-Luftstrom ab, dann fällt der Widerstandswert des Widerstandes Rh 1 ab und damit ändert sich auch die abgegriffene Steuerspannung. Die Regelschaltung verschiebt infolge der höheren Eingangsspannung die Steuerspannung für die Phasenanschnittsteuerschaltung PS so, daß der Phasenwinkel bis zur Durchsteuerung des Thyristors verkleinert wird. Damit kommt der Elektromotor M auf höhere Drehzahlen und die Strömungsgeschwindigkeit steigt an, bis sich das Gleichgewicht im Regelkreis eingestellt hat.

Nimmt die Strömungsgeschwindigkeit im Gebläse-Luftstrom zu, dann nimmt der Widerstandswert des temperaturabhängigen Widerstandes Rh 1 ebenfalls zu. Die Regelschaltung verschiebt infolge der kleineren Eingangsspannung die Steuerspannung für die Phasenanschnittsteuerschaltung PS so, daß der Phasenwinkel bis zur Durchsteuerung des Thyristors vergrößert wird. Damit wird auch der Elektromotor M mit kleinerer Drehzahl betrieben und die Strömungsgeschwindigkeit fällt ab, bis im Regelkreis wieder Gleichgewicht herrscht.

Da der Strömungswiderstand für das Gebläse von der dem Sprudelrost belastenden Wassersäule abhängt, wird die Strömungsgeschwindigkeit stets so eingeregelt, daß eine entsprechende Luftmenge dem Sprudelrost zugeführt wird. Der Einfluß der den Sprudelrost belastenden Wassersäule wird daher selbsttätig eliminiert

Der Sollwert für die Regelschaltung kann über den

Γ* — __1 !J · I n. _l. 111.1.1. -L -I. _. sLU ...__

rvcgciwiuciManu f\v dib waniM'iiaiiei voigewarnt, weiden. Wird der Regelwiderstand Rv so eingestellt daß die dem Eingang des Operationsverstärkers OP zugeführte Steuerspannung größer wird, dann muß der Wert des temperaturabhängigen Widerstandes Rh 1 abnehmen. Dies bedeutet daß die Drehzahl des Elektromotors M ansteigen muß, um eine höhere Strömungsgeschwindigkeit und damit Luftmenge im Gebläse-Luftstrom zu erhalten. Wird der Regelwiderstand Rv jedoch so eingestellt daß die dem Eingang des Operationsverstärkers OP zugeführte Steuerspannung kleiner wird, dann muß der Widerstand Rh 1 zunehmen. Dies bedeutet daß die Drehzahl des Elektromotors M abfallen muß, um eine kleinere Strömungsgeschwindigkeit und damit Luftmenge im Gebläse-Luftstrom zu erhalten. Da die Einstellung des Regelwiderstandes Rv eine Regelung des Gebläses auf eine bestimmte zugeordnete Luftmenge zur Folge hat bleibt die unterschiedliche Wasserhöhe in der Badewanne ohne Einfluß auf die Sprudelwirkung. Unabhängig von der Wasserhöhe in der Badewanne wird bei einer Einstellung des Regelwiderstandes Rv als Wahlschalter stets die dieser Stellung zugeordnete Sprudelwirkung erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1 2 wendet ist Patentansprüche: 7. Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorwiderstand (Rh 2) ebenfalls ein

1. Steuergerät für ein Luftsprudelmassagegerät temperaturabhängiger Widerstand verwendet ist. mit einem elektromotorisch angetriebenen Gebläse 5 der außerhalb des Luftstromes des Gebläses angszur Erzeugung von Druckluft für einen in die Bade- ordnet ist

wanne einlegbaren Sprudelrost, bei dem die Spru- 8. Steuergerät nach Anspruch 7, dadurch gekenn-

delwirkung der Druckluft mittels einer Wahlvorrich- zeichnet, daß der als Vorwiderstand verwendete

tung innerhalb eines Arbeitsbereiches durch Verän- temperaturabhängige Widerstand (Rh2) dieselbe

derung der Drehzahl des mit Wechselstrom betrie- io Temperatur-Widerstands-Charakteristik aufweist,

benen Elektromotors einstellbar ist, dadurch wie der temperaturabhängige Widerstand (Rh 1) zur

gekennzeichnet, Erfassung des Istwertes der Luftmenge des Gebläse-Luftstromes.

— daß der Betriebsstrom des Elektromotors (M) 9. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 8, zusätzlich über eine Phasenanschnittsteuer- 15 dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsteiler schaltung (PS) in Abhängigkeit von einer die mit dem temperaturabhängigen Widerstand (Rh 2) Luftmenge des Gebläse-Luftstromes erfassen- zur Erfassung des Istwertes der Luftmenge des Geden Durchflußmeßeinrichtung (Rh 1, OP) ver- blase-Luftstromes dauernd mit einem konstanten änderbar ist, Strom beaufschlagt wird.

— daß als Meßelement der Durchflußmeßeinrich- 20 10. Steuergerät nach einem der Ansprüche 5 bis 9, tung zur Erfassung der Luftmenge des Gebläse- dadurch gekennzeichnet, daß in den Spannungsteiler Luftstromes ein temperaturabhängiger Wider- mit dem temperaturabhängigen Widerstand (Rh 1) stand (Rh1) vorgesehen ist, der im Luftstrom zur Erfassung des Istwertes der Luftmenge des Gedes Gebläses angeordnet ist und über den ein blase-Luftstromes feste und/oder einstellbare AbStrom fließt, der den temperaturabhängigen 25 gleichwiderstände einbezogen sind. Widerstand (Rh 1) aufheizt,

— daß die Phasenanschnittsteuerschaltung (PS)

vom Ausgangssignal eines Operationsverstärkers (OP) steuerbar ist, wobei dem ersten Eingang (—) ein über die Wahlvorrichtung vorgeb- 30 Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Luftbarer Sollwert der Führungsgröße als Steuer- sprudelmassagegerät mit einem elektromotorisch angespannung zuführbar ist, während dem zweiten triebenen Gebläse zur Erzeugung von Druckluft für ei-Eingang (+) der über den temperaturabhängi- nen in die Badewanne einlegbaren Sprudelrost, bei dem gen Widerstand (Rh 1) erfaßte Istwert der Luft- die Sprudelwirkung der Druckluft mittels einer Wahlmenge als Steuerspannung zuführbar ist, 35 vorrichtung innerhalb eines Arbeitsbereiches durch

— daß der Ausgang des Operationsverstärkers Veränderung der Drehzahl des mit Wechselstrom be-(OP) über ein RC-Rückführglied (R, C) mit sei- triebenen Elektromotors einstellbar ist.

nem ersten Eingang (—) gekoppelt ist und Ein Steuergerät dieser Art ist durch die DE-AS

— daß als Wahlvorrichtung ein Regelwiderstand 22 29 973 bekannt Bei diesem bekannten Steuergerät (Rv) verwendet ist, der mit einem Vorwider- 40 werden in Abhängigkeit von den Stellungen des Wahlstand (Ro) einen einstellbaren Spannungsteiler, schalters verschiedene Drehzahlen des Gebläse-Elekzur Veränderung der Steuerspannung des Soll- tromotors vorgegeben und konstant geregelt, um verwertes der Führungsgröße für den ersten Ein- schiedene Sprudelwirkungen einzustellen. Da die Wasgang (—) des Operationsverstärkers (OP), bil- serhöhe in der Badewanne unterschiedlich sein kann, det. 45 steht dem Luftstrom des Gebläses ein mehr oder weniger großer Gegendruck entgegen, so daß bei einer Ein-

2. Steuergerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn- stellung des Wahlschalters stark unterschiedliche Spruzeichnet, daß als temperaturabhängiger Widerstand delwirkungen auftreten können und zwar abhängig von (Rh 1) ein Widerstand mit negativem Temperatur- dem über den Wasserstand in der Badewanne ausgeübkoeffizient verwendet ist. 50 ten Gegendruck.

3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Steuergerät der gekennzeichnet, daß der temperaturabhängige Wi- eingangs erwähnten Art anzugeben, welches den vorgederstand (Rh 1) im Ansaugkanal des Gebläses ange- wählten Durchfluß der ausströmenden Luftmenge und ordnet ist. damit die Sprudelwirkung, unabhängig von dem über

4. Steuergerät nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch 55 den Wasserstand in der Badewanne ausgeübten Gegengekennzeichnet, daß der Vorwiderstand (Ro) selbst druck, weitgehend konstant hält.

als einstellbarer Widerstand ausgelegt ist. Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch ge-

5. Steuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, löst, daß der Betriebsstrom des Elektromotors zusätzdadurch gekennzeichnet, daß der temperaturabhän- lieh über eine Phasenanschnittsteuerschaltung in Abgige Widerstand (Rh 1) zur Erfassung des Istwertes 60 hängigkeit von einer die Luftmenge des Gebläse-Luftder Luftmenge mit einem Vorwiderstand (Rh 2) ei- stromes erfassenden Durchflußmeßeinrichtiing verännen Spannungsteiler bildet, an dessen Mittelabgriff derbar ist, daß als Meßelcmeni der Durchflußmcßcindie zugeordnete Steuerspannung für den zweiten richtung zur Erfassung der Luftmenge des Gebläse-Eingang (-I-) des Operationsverstärkers (OP) abge- Luftstromes ein temperaturabhängiger Widerstand vorgriffen wird. 65 gesehen ist, der im Luftstrom des Gebläses angeordnet

6. Steuergerät nach Anspruch 5, dadurch gekenn- ist und über den ein Strom fließt, der den temperaturabzeichnet, daß als Vorwiderstand (Rh 2) ein Wider- hängigen Widerstand aufheizt, daß die Phasenanschnittstand mit fest vorgegebenem Widerstandswert ver- steuerschaltung vom Ausgangssignal eines Operations-