DE2750546A1

DE2750546A1 - Buegeleisen mit einer regelschaltung zum gleichzeitigen betrieb von mindestens zwei regelkreisen

Info

Publication number: DE2750546A1
Application number: DE19772750546
Authority: DE
Inventors: Erich Rudolf Baumgartner; Peter Dipl Kfm Doehler
Original assignee: Braun GmbH
Current assignee: Braun GmbH
Priority date: 1977-11-11
Filing date: 1977-11-11
Publication date: 1979-05-17
Also published as: FR2408680A1; NL7811155A; GB2009971A; ES473378A1

Description

CORNER & KUFNAGEL PATENTANWÄLTE

IiANDWEHRSTR. 37 8OOO MÜNCHEN 2 TEL. O 89 / 59 67 G4

München, den 8. November 1977 Anwalteaktenz.: 156 - Pat. kj

Braun AG, Rüsselsheimerstraße 22, 6OOO Frankfurt

Bügeleisen mit einer Regelschaltung zum gleichzeitigen Betrieb von mindestens zwei Regelkreisen«

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bügeleisen mit einer Hegelschaltung zum gleichzeitigen Betrieb von mindestens zwei Regelkreisen, welche jeweils Heiz-Wechselstromkreise steuernde EIN-AUS-Schalter und die Steuersignale für diese Schalter liefernde Steuersignal-Erzeugungsmittel aufweisen.

Wird die Bügeleisensohle nicht durch eine einzige Heizung, sondern durch mehrere, unabhängig voneinander gespeiste und geregelte Heizkreise erwärmt, so lassen sich bessere Arbeitsergebnisse erzielen, doch zeigt es sich, daß bei der jeweils gesonderten Regelung der Heizstromkreise zur Aufrechterhaltung einer bestimmten Temperatur beträchtliche Störungen der Umgebung verursacht werden, welche sich teilweise in Gestalt elektromagnetischer Wellen als Funkstörungen bemerkbar machen und teilweise als Netzstörungen in das Leitungsnetz einziehen*

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, ein Bügeleisen der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß die Funk-

Störungen und die in das Leitungsnetz einziehenden Störungen so gering wie möglich gehalten werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemnß dadurch gelöst, daß für die als Nullspannungsschalter ausgebildeten EIN-AUS-Schalter eine gemeinsame, mit der Speisewecliselspannung der Heiz-Wechselstromkreise synchronisierte Steuersignalquelle vorgesehen ist, deren Ausgangsimpulse je einem Eingang den EIN-AUS-Schaltern jeweils zugeordneter UND-Gatter zuführbar ist, die an einem bzw. dem anderen Eingang ein digitales Ausgangssignal eines Vergleichers des zugehörigen Hegelkreises aufnehmen und an ihrem Ausgang das Steuersignal für den zugehörigen EIN-AUS-Schalter liefern.

Die Nullspannungsschalter ermöglichen einen bereits stark verminderten Störpegel unter Ausnützung des Vorteils des einfachen Schaltungsaufbaues einer EIN-AUS-Hegelung, wobei aber zu beachten ist, daß innerhalb der Toleranzen der verwendeten Schaltungselemente die Schaltungen der EIN-AUS-Schalter nicht immer mit höchster Präzision im Nulldurchgang der Speisewechselspannung liegen können. Erfolgt also etwa die Abschaltung an den einzelnen Schaltern innerhalb des Toleranzbereiches zu verschiedenen Zeiten, so können trotz der Verwendung der Nullspannungsschaltung doch Störungen beträchtlicher Amplitude angeregt werden. Der dem vorliegenden Vorschlag zugrunde liegende Gedanke besteht nun im wesentlichen darin, die Nullspannungsschaltung an den den einzelnen Regelkreisen zugeordneten Schaltern innerhalb des Toleranzbereiches genau zu synchronisieren, was durch Verwendung einer gemeinsamen Steuersignalquelle zur Ansteuerung der zuvor erwähnten UND-Gatter geschieht.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung weisen ebendiese UND-Gatter jeweils einen weiteren Eingang auf, welcher das Ausgangssignal eines gemeinsamen Ilaltekreises empfängt, welcher so lange ein solches Ausgangssignal abgibt, wie er Eingangeimpulse in zeitlichen Ninimalabständen von einem beschleunigungsabhängig betätigten Sicherheiteschalter des Bügeleisens empfängt.

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Hierdurch kann erreicht werden, daß die vorteilhafte Funktion einer Abschaltung der Heizstromkreise bei zu langem Stillstand des Bügeleisens auf dem Bügelbrett ebenfalls in solcher Weise verwirklicht wird, daß sämtliche Heizstromkreise wiederum genau gleichzeitig während eines Nulldurchganges der Speisewechselspannung außer Betrieb gesetzt werden und nicht durch zeitlich gestaffelte Abschaltung innerhalb des Toleranzbereiches der Nullspannungsschaltung hochfrequente Störungen angeregt werden.

Der erwähnte Haltekreis kann zweckmäßig Torschaltmittel enthalten, welche ausgangsseitig das genannte Ausgangesignal abgeben und welche eingangsseitig eine oder die in der Steuersignalquelle erzeugte Impulsfolge einerseits und ein Eingangssignal einer von den Eingangsiinpulsen des Sicherheitsschalters beaufschlagten Flipflopschaltung andererseits aufnehmen.

Die Steuersignalquelle gibt gemäß einer zweckmäßigen Ausführungs form zwei in Gegenphase liegende Impulsfolgen gleicher Wiederholungsfrequenz mit von der Pulspause verschiedener Pulsdauer ab, welche jeweils awei Eingängen jedes UND-Gatters zugeführt werden. Aufgrund der logischen Verknüpfung dieser Impulsfolgen in den UND-Gattern entstehen zur weiteren UND-Verknüpfung mit den Vergleicherausgangssignalen Impulse jeweils zum Beei»" jeder Halbwelle der Speisewechselspannung.

In einer speziellen Ausführungsform sind im übrigen die Vergleicher der Hegelkreise in an sich bekannter Weise Transistor-Differenzverstärker mit Darlingtonschaltungen in den symmetrischen Eingangszweigen und einer an die Kollektoren der ausgangsnahen Transistoren angeschlossenen Stromspiegelschaltung.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild der Hegelschaltung eines Bügeleisens der hier vorgeschlagenen Art,teilweise unter Verwen dung von Blocksymbolen gezeichnet,

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Fig. 2 eine gegenüber der Ausführungsform nach Figur 1 abgewandelte Schaltung,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der in der Schaltung noch Figur 1 verwendeten Vergleicher und

Fig. k ein Ausführungsbeispiel der in der Schaltung nach Figur 1 verwendeten, veränderbaren Widerstände.

Das hier vorgeschlagene Hügeleisen besitzt zwei Heizstromkreise 1 und 2, von denen der Heizstroinkreis 1 eine den vorderen Teil der Bügeleisensohle bnheizende Heizung 3 und von denen «ler Heizstromkreis 2 eine den hinteren Teil der Bügeleisensohle beheizende Heizung ^li enthält. In dor aus Figur 1 ersichtlichen Weise haben die Heizungen 3 und ¹I jeweils mit einer Anschlußleitung Verbindung, welche eine Wechselspannung von beispielsweise 220 Volt führt. Die Leistung dor Heizungen 3 und 't ist jeweils mittels eines Triac 6 bzw. 7 steuerbar, dessen Steiler elektrode von dem Ausgang eines zugehörigen Verstärkers fl bzw. 9 beaufschlagt wird. Die bisher beschriebenen Teile der Schaltung können als Verbrauchereinheit 10 bezeichnet werden, welche in Figur 1 durch eine strichpunktierte Linie umgrenzt ist.

Mit der Verbrauchereinheit IO steht eine Kegelkreiseinheit 11 über der Heizung 3 bzw der Heizung k zugeordnete UND-Gatter 12 bzw. 13 in Verbindung.

Jeweils ein Steuereingaug der UND-Gatter hat mit einem jeweils zugehörigen Kegelkreis l't bzw. 15 der Kegelkreiseinheit 11 Verbindung und wird vom Ausgang des betreffenden Hegelkreises über einen zugehörigen Ausgungsverstärker l6 bzw. 17 beaufschlagt.

Die Regelkreise enthalten im einzelnen einen auf die Temperatur der zugehörigen Heizung 3 bzw. 4 ansprechenden, negativen Temperaturkoeffizient aufweisenden Temperaturfühlerwideretand l8

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bzw. 19« welcher mit einem zugehörigen Bauelement 20 bzw. 21 veränderbaren Widerstandes in Reihe an einer Gleichspannungsquelle liegt, die in den Zeichnungen durch ein in einem Kreis ι befindliches Minuszeichen angedeutet ist. Der Verbindungepunkt i zwischen dem Temperaturfühlerwiderstand lü bzw. 19 einerseits und dem Bauelement 20 bzw. 21 veränderbaren Widerstandes anderer*· seits liefert eine bestimmte, von der jeweiligen Fühlertemperatur abhängige Spannung, welche über eine Leitung 22 bzw. 23 einem Vergleicher 2k bzw. 25 des betreffenden Regelkreises zugeführt wird, um dort mit der Sollwertspannung einer Vergleichsspannungs quelle 26 zur Bildung eines am Vergleicherausgang 27 bzw. 28 auftretenden Fehlersignales verglichen zu werden.

Das von den Spannungsteilern aus den Bauelementen 18 und 20 bzw. 19 und 21 erzeugte Teilerverhältnis läßt sich durch verändern der Widerstandswerte der Bauelemente 20 bzw. 21 so einstellen, daß je nach Art des zu bearbeitenden Bügelgutes jeweils unterschiedliche Temperaturen der Heizungen 3 und k durch die Regelkreise lk und 15 eingeregelt werden, wobei eine Regelung auf jeweils dieselbe Temperatur vorgesehen ist.

Die Veränderung der Widerstandswerte der Bauelemente 20 und geschieht mittels eines über Leitungen 29 bzw. 30 zugeführten Spannungssignal eines Spannungsteilers, welcher aus einem Bauelement im wesentlichen konstanten Widerstandes 31 und einem ▼eränderbaren Widerstand 32 besteht, welch letzterer gemäß einer praktischen Ausführungsform die Gestalt einer Reihe von Widerstandselementen hat, die über einen Wählerschalter wahlweise eingeschaltet werden können. Die Bauelemente 20 und 21 veränderbaren Widerstandes haben gemäß einer praktischen Ausführungsform, wie in Figur k gezeigt ist, die Gestalt von Transistoren, deren Basis über die Signalleitung 29 bzw. 30 das Spannungssignal entsprechend dem eingestellten Teilerverhältnis der Bauelemente 31 und 32 erhält.

Eime praktische Ausführungsform der Vergleicher schließlich ist in Figur 3 dargestellt. Es handelt sich hier um Transistor-Differenzverstärker mit Darlingtonschaltungen 33 und "}k in den symmetrischen Eingangszweigen und einer an die Kollektoren der ausgangsnahen Transistoren angeschlossenen Stromspiegelschaltung 35· Ein Emitterwiderstand 36, welcher in Figur 3 nur schematisch angegeben ist, kann von einem weiteren Transistor gebildet sein, welcher an einer geregelten Gleichspannung liegt, etwa an einer von der Spannungsquelle 26 gelieferten Spannung bestimmter Höhe. Entsprechendes gilt für das Widerstandselement 31 des Spannungsteilers aus den Bauelementen 31 und 32.

Man erkennt, daß die Regelkreiseinheit 11 weitgehend aus Transistoren aufgebaut ist und sich durch hohe Symmetrie auszeichnet, welche insbesondere dadurch avifrecht erhalten werden kann, daß die gesamte Schaltung als integrierter Schaltkreis aufgebaut wird, in welchem aucli in thermischer Hinsicht im wesentlichen symmetrische oder gleichförmige Verhältnisse vorausgesetzt werden können.

Von der Anschlußleitung 5 des Bügeleisens wird über einen Spannungsteiler 37 mittels eines Taktgebers 3Ö eine Folge von Impulsen abgeleitet, deren Impulsabstand einer halben Periode der Speisewechselspannung der Anschlußleitung 5 entspricht. Diese Impulsfolge gelangt über eine Signalleitung 39 zu einem weiteren Steuereingang der UND-Gatter 12 und 13· Die Ansteuerung der Triacs 6 und 7 unter Verwendung einer gemeinsamen Steuersignalquelle in Gestalt des Taktgebers 38 besitzt den Vorteil, daß die beiden Heizstromkreise 1 und 2, welche an sich regelabweichungsabhängig jeweils im Nulldurchgang der Speisewechselspannung eingeschaltet und ausgeschaltet werden, bei toleranzbedingten Abweichungen des Schaltpunktes vom Nullspannungspunkt jedenfalls gleichzeitig geschaltet werden, so daß die Funkstörungen und die Netzstörungen minimal gehalten werden.

Das Bügeleisen enthält weiter einen Sicherheitsschalter Ίθ, der abhängig von auf das Bügeleisen wirkenden Beschleunigungs-

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kräften auf einer Leitung kl Impulse abgibt. Diese Impulse gelangen zu einem Ilaltekreis 42, welcher die Taktimpulse der Leitung 39 zu einer Signalleitung Ό durchschaltet, solange über die Leitung 'ti Impulse in bestimmten zeitlichen Minimalabständen zugeführt werden. Mit den in diesem Falle auf der Signalleitung kj anstehenden Taktimpulsen wird ein jeweils dritter Steuereingang der UND-Gatter 12 und 13 beaufschlagt. Es ergibt sich also, daß auch die Einschaltung und Abschaltung in Abhängigkeit von den auf den Sicherheitsschalter kO wirkenden, mechanischen Bedingungen jeweils genau im Nulldurchgang durchgeführt wird, da die Triacs 6 und 7 stets nur Steuersignale erhalten, welche mit der Taktimpulsfolge der Signalleitung synchronisiert sind.

Der Haltekreis k2 kann gemäß einer praktischen Ausführungsform Torschaltmittel enthalten, welche ausgangsseitig die Signalleitung Ό beliefern und welche eingangsseitig eine oder die in dem Taktgeber 38 erzeugte Impulsfolge einerseits und ein Eingangssignal einer von den Impulsen des Sxcherheitsschalters beaufschlagten Flipflopschaltung andererseits aufnehmen.

Dei der in Figur 2 gezeigten, abgewandelten Ausführungsform eines Bügeleisens der hier vorgeschlagenen Art besitzen die UND-Gatter 12 und 13 noch einen vierten Steuereingang. Die Steuersignalquelle wird hier von zwei Taktgeberabschnitten 38a und 38b gebildet, welche zwei in Gegenphase liegende Impulsfolgen gleicher Wiederholungsfrequenz mit von der Pulspause verschiedener Pulsdauer abgeben. Durch logische Verknüpfung dieser Pulsfolgen in den UND-Gattern 12 und 13 wird die Taktimpulsfolge mit einem Impulsabstand entsprechend einer halben Periode in den UND-Gattern selbst gebildet, so daß diese UND-Gatter insoweit als ein Teil der Steuersignalquelle anzusehen sind.

Der Ilaltekreis k2 ist bei dieser Aus führung s form an einen der Taktgeber 38a oder 38b, im vorliegenden Beispiel an den Taktgeber 38b angeschlossen.

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Claims

275Ü5A6 Pat entansprüche.

1. Bügeleisen mit einer Kegelschaltung zum gleichzeitigen Betrieb von mindestens zwei Regelkreisen, welche jeweils Iiciz-Wechselstromkreise steuernde EIN-AUS-Schalter und die Steuersignale für diese Schalter liefernde Steuersignal-Erzeugungsmittel aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß für die als Nullspannungeschalter ausgebildeten EIN-AUS-Schalter (6,7) eine gemeinsame, mit der Speisewechselspannung (5) der Heiz-Wechselstromkreise synchronisierte Steuersignalquelle (38, bzw. 3Öa, 38b) vorgesehen ist, deren Ausgangsimpulse je einem Eingang den EIN-AUS-Schaltern Jeweils zugeordneter UND-Gatter (12,13) zuführbar ist, die an einem bzw. dem anderen Eingang ein digitales Ausgangssignal eines Vergleichers (24, 25) des zugehörigen Hegelkreises (l4, 15) aufnehmen und an ihrem Ausgang das Steuersignal für den zugehörigen EIN-AUS-Schalter liefern.

2. Bügeleisen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die UND-Gatter (12, 13) jeweils einen weiteren Eingang besitzen, welcher das Ausgangssignal eines gemeinsamen Haltekreises Cl2) empfängt, welcher so lange ein solches Ausgangssignal abgibt, wie er Eingangsimpulse (kl) in zeitlichen Minimalabständen von einem beschleunigungsabhängig betätigten Sicherheitsschalter (Ίθ) des Bügeleisens empfängt, so daß die Heiz-Wechselstromkreise des Bügeleisens nur eingeschaltet bleiben, solange das Bügeleisen sich arbeitsbedingt in Bewegung befindet.

3· Bügeleisen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltekreis (k2) Torschaltmittel enthält, welche ausgangsseitig das genannte Ausgangssignal abgeben und welche eingangsseitig eine oder die in der Steuersignalquelle (38 bzw· 38a, 38b) erzeugte Impulsfolge einerseits und ein Eingangssignal einer von den Eingangsimpulsen des Sicherheitsschalters beaufschlagten Flipflopschaltung andererseits aufnehmen.

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Ί. Bügeleisen nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Steuersignnlquelle (3Öa, 3^b) zwei in Gegenphase liegende Impulsfolgen gleicher Wiederholungsfrequenz mit von der Pulspause verschiedener Pulsdauer abgibt, welche jeweils zwei Eingängen jedes UND-Gatters (12, 13) zugeführt werden.

5· Bügeleisen nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleicher (2k, 25) der Regelkreise (14,15) in an sich bekannter Weise Transistor-Differenzverstärker mit Darlingtonschaltungen (33, 3'*) in den symmetrischen Eingangszweigen und einer an die Kollektoren der ausgangsnahen Transis toren angeschlossenen Stromspiegelschaltung (35) sind.

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