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Heizungsregelung
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Die Erfindung betrifft eine Heizungsregelung für Haarbehandlungsgerste
mit einem elektrisch aufheizbaren Heizelement und einem Fühlerrohr mit einem relativ
großen Wärmeausdehnungskoeffizienten in der Nähe des Heizelements, wobei das Fühlerrohr
in seinem Inneren einen Stab mit relativ kleinem Wärmeausdehnungskoeffizienten
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. Zusammenziehung des Fühlerrohrs bei Wärmeänderungen bewegt
wird und diese Bewegungen über einen voreinstellbaren Mechanismus auf einen Schalter
überträgt, der den Stromkreis zum Heizelement öffnet oder schließt.
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Heizungsregelungen werden bei zahlreichen technischen Geräten benötigt,
beispielsweise bei Wärmepfannen, Kaffeemaschinen oder Heizplatten. 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. 1000C bis 1500C relativ genau zu
regeln. Die untere Grenztemperatur von 100°C ergibt sich dabei aus der Verdampfungstemperatur
von Wasser, während die obere Temperatur von 1500 deshalb nicht überschritten werden
darf, weil sonst die Haare beschädigt werden.
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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 Uberhitzung des Widerstandes verhindert.
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Als Thermostat dient dabei ein Bimetall-Relais, welches bei Uber-oder
Unterschreiten einer 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.
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er schaltet lediglich bei einer ganz bestimmten Temperatur ein bzw.
aus, ohne daß diese Temperatur vom Benutzer des Frisierstabs geändert werden könnte.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Heizungsregler zu
schaffen, mit dem es möglich ist, von außen her die jeweils gewiinschte Endtemperatur
des Haarbehandlungsgeräts einzustellen, wobei dieser Regler sicherstellen soll,
daß bei kaltem Gerät und bei Defekten am Aggregat, die während des Betriebs auftreten,
wie Federbruch oder Korrosionsschäden an Lagern, der Stromdurchgang unterbrochen
wird (fail save).
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stab mit
geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten auf das freie Ende eines am Aggregatgehäuse
abgestützten auf Biegung beanspruchten Glieder, vorzugsweise eine Blattfeder, einwirkt
und dieses bei Temperaturverringerung durchbiegt, wobei dieses Glied mit zunehmender
Durchbiegung das Schaltglied eines elektrischen Schalters bewegt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß des
auf Biegung beanspruchte Glied eine Halb-, oder Doppel-Elliptik-Feder ist, die mit
ihrem einen Ende am Aggregatgehause abgestützt ist, während das gegenüberliegende
Ende vom Stab beaufschlagt ist.
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Vorzugsweise ist der elektrische Schalter in seiner Anordnung relativ
zum auf Biegung beanspruchten Glied justierbar.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Blattfeder, vorzugsweise
eine Doppel-Elliptik-Feder, von mehreren am Aggregatgehäuse angeordneten Zapfen
oder Lappen gehalten, die zusammen einen Kafig für die Feder bilden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
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Es zeigen: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Frisierstab; Fig. 2 die
vergrößerte Darstellung einer Verstellscheibe des Frisierstabs und Fig. 3 das Prinzip
eines Temperaturreglers mit Fühlerrohr und innerem Stab und Fig. 4 den erfindungsgemäßen
Temperaturregeler in der Seitenansicht.
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In der Fig. 1 ist ein Frisierstab 1 gezeigt, der im wesentlichen aus
einem Griff 2, einem Lockenstab 3, einem Verdampferteil 4 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.
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Sollen die Haare mit Locken versehen werden, so werden sie bei angehobener
Klemme 5 über den Lockenstab 3 gewickelt und anschließend durch Loslassen der Klemmen-Betätigung
6 an den Lockenstab gepreßt. Uber das 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 hierdurch aufgeheizt. Gleichzeitig
wird auch noch eine nicht dargestellte Platte aufgeheizt, die sich in dem Lockenstab
3 befindet. Gegen diese Platte kann nun das Verdampferteil 4 gedrückt werden, das
im wesentlichen aus einem Wasserbehälter
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.
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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.
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In der Fig. 2 ist die bereits in der Fig. 1 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 Kreisrings, der Symbole
für mittlere, höhere und niedrige Temperaturen aufweist. Statt dieser Symbole könnten
natürlich auch die Celsiusgrade direkt angezeigt werden. Durch Drehen der Verstellscheibe
ist es somit möglich, praktisch jede gewünschte Endtemperatur einzustellen.
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Zweckmäßigerweise ist an dem Griff 1 eine feste Markierung vorgesehen,
die in Richtung auf die Temperaturbereichsanzeige zeigt und somit ein leichtes Ablesen
der eingestellten Temperatur gestattet.
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Die Figur 3 gibt eine Prinzipdarstellung für das Auslösen einer Schalthandlung
mittles eines Fühlerrohrs 12 mit innerem Stab 13.
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Das Fühlerrohr 12 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 verbundenen Nase 14
eingreift. Während sich
Einkerbungen 15 und Nase 14 am unteren Ende von Stab 13 bzw. Fühlerrohr 12 befinden,
liegt der Stab 13 mit seinem oberen Ende auf dem kürzeren Arm eines Hebels 17 auf.
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Der längere Arm des Hebels 17 berührt einen Schaltstößel 20 eines
Mikroschalters 19, 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 es sich nur in eine Richtung
ausdehnen, nämlich in der Fig. 3 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 20 des Mikroschalters
19 nachläßt und eine Schaltung 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 Schalthandlung 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. 3 ein Zweipunktregler ist, 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 1000C bis 1500C überstreichen. Eine Regelabweichung von
+- 50C sollte aber auf keinen Fall überschritten werden.
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Um eine möglichst exakte Regelung zu erreichen, müssen selbstverständlich
auch die Wärmeübergänge zwischen Heizspirale oder -patrone einerseits und dem Fühlerrohr
andererseits hinreichend gut sein. Dies wird durch eine entsprechende Anordnung
des Fühlerrohrs am oder im Heizelement erreicht.
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Eine Voreinstellung der zu erreichenden Endtemperatur ist mit der
Prinzipanordnung gemäß Fig. 3 indessen noch nicht möglich. Diese wird erst durch
eine Anordnung gemäß Fig. 4 bewirkt.
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In der Fig. 4 ist das Fühlerrohr 21 so angeordnet, daß der Stab 22
bei absinkender Temperatur in Pfeilrichtung A auf eine Blattfeder 23 einwirkt (die
hier etwa die Form einer Doppel-Elliptik-Feder hat), die am Aggregatgehäuse 24 bei
25 abgestützt ist und von insgesamt vier Lappen 26 bis 29 gehalten wird. Bei zunehmender
Ausdehnung des Stabs 22 (bei kaltem Stab) wölbt sich die Blattfeder 23 auf, wobei
der Schenkel 23 a den Schaltstift 30 des elektrischen Schalters 31 in Pfeilrichtung
B bewegt und einen Schaltvorgang auslöst. Der Schalter 31 ist um einen Bolzen 32
in Pfeilrichtung C kippbar gelagert, wozu am Aggregatgehäuse 24 die Verstellscheibe
8 mit ihrem Gewindebolzen 8 a bei 33 gelagert ist. Wird die Verstellscheibe 8 gedreht,
so wird der Schalter 31 um den Bolzen 32 verschwenkt, wobei sich der Abstand "b"
zwischen dem Schaltstift 30 und der Blattfeder 23 bzw. ihrem Schenkel 23 a verändert.
Eine Veränderung des Abstands "b" bewirkt nun, daß der erwartete Schaltschritt früher
bzw. später erfolgt.
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Der besondere Vorteil der beschriebenen Reglerausbildung besteht nun
darin, daß bei einem Versagen des Fühlerrohrs mit Stab 21, 22 oder einem Bruch der
Feder 23 der Schalter 31 das Gerät abschaltet.
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Das Fuhlerrohr mit Stab 21, 22 weist in kaltem Zustand seine größte
Länge auf und wirkt dann auf den Schaltstift 30 ein. Bei Erwärmung oder Bruch der
Feder 23 tritt der Schaltstift 30 dagegen aus dem Schalter 31 entgegen der Pfeilrichtung
B aus und schaltet den Stromdurchgang ab.
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L e e r s e i t e