DE2850859C2 - Sicherheitsschaltung für temperaturgeregelte, mit Wechselspannung betriebene elektrische Heiz- oder Wärmegeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung für temperaturgeregelte, mit Wechselspannung betriebene elektrische Heiz- oder Wärmegeräte, mit einer an der Betriebswechselspannung liegenden Seriensrhaltung aus dem Heizleiter des Gerätes, einem den Strom in der Serienschaltung steuernden und dazu seinerseits durch Zündsignale steuerbaren bidirektionalen Steuerschalter, insbesondere Triac, und einem zusätzlichen, im Falle eines Gefahrenzustandes den Strom in der Serienschaltung unterbrechenden steuerbaren bidirektionalen Sicherheitsschalter, ferner mit einem so vom Temperaturregler geführten Zündsignalgenerator, daß die den Stromfluß im Steuerschalter auslösenden Zündsignale nur bei unter der Sollwerttemperatur des Temperaturreglers liegender Istwerttemperatur entstehen, und mit einem für die Steuerung des Sicherheitsschalters vorgesehenen Komrollkomparator, der die der Istwerttemperatur entsprechende Istwertspannung des Temperaturreglers mit einer Kontrollspannung vergleicht, die im Sinne höherer Temperatur über der der Sollwerttemperatur entsprechenden Sollwertspannung des Temperaturreglers liegt.

Derartige Sicherheitsschaltungen dienen dazu, im Falle irgend einer Störung oder eines Fehlers eine unerwünschte oder gar gefährliche Überhitzung des Heiz- oder Wärmegerätes, insbesondeie bei schmiegsamen Wärmegeräten, zu verhindern, indein durch selbsttätiges Auslösen des .Sicherheitsschalters eine weitere Stromführung im Heizleiter unterbrochen wird. Diese Stromunterbrechung kann durch eine geeignete Anzeige optischer oder akustischer Art kenntlich gemacht werden. Im übrigen muß die Stromunterbrechung durch den Sicherheitsschalter auf jeden Fall so erfolgen, daß sie nicht durch erneutes Einschalten des Gerätes oder durc',1 irgend .indere Eingriffe oder Manipulationen am Gerät unwirksam gemacht werden kann, so lange die Störung oder der Fehler nicht tatsächlich behoben worden ist.

Bei einer aus der DEOS 25 46 573 bekannten Sicherheitsschaltung dieser Art ist der Sicherheitsschal ter von den mechanischen Kontakten eines Relais gebildet, dessen Relaisspule durch ein Triac gesteuert wird, das durchzündet und den Sicherheitsschalter öffnet, wenn die Istwertspannung über einen mittels eines Potentiometers fest einstellbaren Wert der Kontrollspannung steigt. Die Kontrollspannung muß daher größer als der größte einstellbare Wert der Sollwertspannung sein, damit die Istwertspannung unter normalen Betriebsverhältnissen, d. h. außer im Fehleroder Störungsfall, niemals die Kontrollspannung errei- chen kann. Die Stromunterbrechung durch den Sicherheitsschalter erfolgt daher bei den bekannten Geräten immer erst bei sehr hohen Temperaturen, die oberhalb des Temperaturbereiches des Temperaturreglers liegen.

Das ist besonders dann nachteilig, wenn die Sollwerttemperatur des Temperaturreglers bis zu vergleichsweise niedrigen Werten einstellbar ist, und die Stromunterbrechung durch den Sicherheitsschalter auch schon bei nur geringfügig über der jeweils eingestellten Sollwerttemperatur liegender Kontrolltemperatur erwünscht wäre. Die dieser Kontrolltemperatur entsprechende Kontrollspannung der der verstellbaren Sollwerttemperatur entsprechenden Sollwertspannung einfach nachzuführen, würde diese Schwierigkeiten nicht beheben, da dann bei niedrig eingestellter Kontroll- und ,Sollwerttemperatur der Fall eintreten könnte, daß schon beim Einschalten des an sich fehlerfreien Gerätes der Sicherheitsschalter im Sinne einer Stromunterbrechung ausgelöst wird, weil die Umgebungstemperatur vergleichsweise hoch ist, jedenfalls über der der Kontrollspannung entsprechenden Temperatur und daher die Istwertspannung an sich bereits über der Kontrollspannung liegt. Die Auslösung des Sicherheitsschalters im Sinne einer Stromunterbrechung würde also stattfinden, obwohl der Steuerschalter wegen der über der Sollwerttemperatur liegenden Istwert'. ;mpeiatur keine Zündimpulse erhält, in der Serienschaltung aus dem Heizleiter, dem Steuerschalter und dem Sicherheitsschalter also überhaupt kein Strom fließt und keine Überhitzungsgefahr für das Gerät besteht Dieses Auslösen des Sicherheitsschalters könnte jedoch bei technischen Laien irrtümlich den Eindruck erwecken, es handele sich um einen Fehler oder eine Störung irr. Gerät.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsschaltung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein Auslösen des Sicherheitsschalters in Sinne einer Stromunterbrechung jedenfalls nur deswegen, weil die Umgebungstemperatur über der der Kontrollspannung entsprechenden Temperatur liegt, vermieden wird. Jedoch soll die Auslösung des Sicherheitsschalters bereits bei Temperaturen erfolgen, die bei verstellbarem Temperatursollwert nur geringfügig größer al' der jeweils eingestellte Sollwert sind.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß eine in ihrem Ausgangssignal durch den Stromfluß in der Senenschaltung aus dein Heizleiter, dem Steuerschalter und dem Sicherheitsschalter bestimmte Stromüberwachungsschaltung vorgesehen ist, und daß das Ausgargssignal dieser Stromüt :rwachungsschaltung und das Ausgangssignal des Kontrollkomparator^ üher eine UND-Verknüpfung den Sicherheitsschalter nur dann in einen den Strom in der Serienschaltung unterbrechenden Schaltzustand steuern. we>m sowohl die Istwertspannung über der Kontrollspannung liegt als auch in d°r Serienschaltung Strom fließt

Die A'islösung des Sicherheitsschalter im Sinne einer Unterbrechung des durch den Heizleiter fließenden Stromes erfolgt jedenfalls nur dann, wenn dieser Strom auch tatsächlich fließt, die Tatsache, daß die Istwertspannung über der Kontrollspannung liegt, also wirklich nur durch einen Fehler oder eine Störung im Gerät bedingt sein kann. Liegt dagegen die Istwertspannung nur deswegen über der Kontrollspannung, weil die eo Umgebungstemperatur, also die Istwerttemperatur über dem der Kontrollspannung entsprechenden Temperaturwert liegt, so unterbleibt die Auslösung des Sicherheitsschalters, weil mangels Zündimpulsen für den Steuerschalter in der Serierischäitüng aus Heizleiter, Steuerschalter und Sicherheitsschalter ohnehin kein Strom fließt und also die Stromüberwachungsschaltung nicht das zweite Kriterium für die Stromunterbrechung durch den Sicherheitsschalter liefert.

Bei einer in dieser Weise ausgebildeten Sicherheimschaltung Kann die zweite Teilaufgabe in einfacher Weise dadurch gelöst werden, daß bei verstellbarer Sollwertspannung des Temperaturreglers die Kontrollspannung von der Sollwertspannung so geführt ist, daß sie um eine immer feste oder in einem festen Verhältnis zur Sollwertspannung stehende Differenzspannung größer als die Sollwertspannung ist. Die Stromunterbrechung durch den Sicherheitsschalter erfolgt dann stets bei einem Temperaturwert, der um die der Differenzspannung entsprechende Temperaturdifferenz größer als die am Regler eingestellte Sollwerttemperatur ist. Die Stromunterbrechung durch den Sicherheitsschalter kann bei entsprechend eingestellter Sollwerttemperatur durchaus schon bei einer Temperatur erfolgen, die nur geringfügig über der gerade eingestellten, jedoch erheblich unter der maximal einstellbaren Sollwerttemperatur liegt. Immer ist aber ausgeschlossen, daß der Sicherheitsschalter nur deswegen ?>islöst, weil die Sollwerttemperatur am Temperatunegier unter den Wert der Umgebungstemperatur eingestellt sein könnte, so niedrig die Sollwerttemperatur unter Umständen auch eingestellt sein mag.

Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeiennet, daß die Stromüberwachungsschaltung aus einem mit dem Heizleiter, dem Steuerschalter und dem Sicherheitsschalter in Reihe liegenden Widerstand und einem oder mehreren Transistoren besteht, die bei Stromfluß in der Serienschaltung durch den am Widerstand entstehenden Spannungsabfall durchgesteuert werden, und die mit ihrem durchgesteuerten Strompfad über einen Vorwiderstand und eine die UND-Verknüpfung bildende Diode mit dem Ausgang des Kontrollkomparators verbunden sind, so daß die Spannung zwischen dem Vorwiderstand und der Diode zur Bildung der Sieuerspannung für dtn Sicherheitsschalter verarbeitbar ist.

Wie diese Verarbeitung im einzelnen erfolgt, hängt selbstverständlich von der Steuerung, Ausbildung und Ano^rdnung des Sicherheitsschalters selbst ab. So kann der Sicherheitsschalter ein mechanischer Schalter sein, der durch einen von einem Triac gesteuerten Auslösem;igneten geöffnet wird, so daß die Steue: spannung lediglich das Triac /··, steuern braucht. Es besteht aber auch die im Rahmen der Erfindung wegen des Fortfalls jeglicher mechanischer Schaltkontakte sehr vorteilhafte Möglichkeit, nicht nur den Steuerschalter, sondern auch den Sicherheitsschalter als elektronischen Schalter, also als Triac, auszubilden. Eine in dieser Hinsicht bevorzugte Schaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschalter und der Sicherheitsschalter über parallc Ie Zündkreise vom Zündsignalgenerator gesteuerte T. iacs sind, deren Ziindimpulse im Falle sowohl über der Kontrollspannung liegender Istwertspannung als avich in der Serienschaltung aus den Triacs und dem Heizleiter fließenden Stromes gemeinsam unterdrückt werden, und daß zu dieser gemeinsamen Zündimpulsunterdrückung etr im durchgesteuerten Zustand die Zündimpulse kur/sd ließender Transistor vorgesehen ist, der im durchgesteuerten Zustand durch einen vom Kontrollkomparator und der Stromüberv.'achungsschaltung setzbaren Speicher gehalten wird. Dabei gewährleistet der Speicher, daß bei einmal gesperrtem, den Sicherheitsschalter leidendem Triac der Stromfluß in der Serienschaltung aus dem Heizleiter und beiden Triacs auch tatsächlich unterbrochen bleibt, obwohl durGh die Stromunterbrechung die Stromüberwa-

chungsschaltung das für die Stromunterbrechung durch den Sicherheitsschalter benötigte zweite Kriterium des in der Serienschaltung noch immer fließenden Stromes tatsächlich nicht mehr liefert

Im folgenden wird die Erfindung an zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Die Fig, I und 2 zeigen Schaltbilder praktischer Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung unter Verwendung eines käuflichen Nullspannungsschalters in integrierter Bauweise.

In den Fig. 1 und 2 ist der Nulleiter der Betriebswechselspannung mit 0, der die Phasenspannung führende Leiter mit U bezeichnet. An beiden Leitern 0, U liegt eine Serienschaltung, die aus dem Heizleiter RH des Gerätes, beispielsweise eines schmiegsamen Wärmegerätes, ferner aus einem durch Zündsignale steuerbaren bidirektionalen Schalter Tr I₁ im Ausführungsbeispiel einem Triac, und einem im Falle eines Gefahrenzustandes den Sirorn in der Serienscnaitüng unterbrechenden, ebenfalls steuerbaren bidirektional wirkenden Sicherheitsschalter S besteht. Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 besteht dieser Sicherheitsschalter 5 aus zwei das Gerät in beiden Leitern 0, LJ von der Betriebswechselspannung, also zweipolig trennenden mechanischen Schaltkontakten, die durch einen Auslösemagneten Mgeöffnet werden können. Im Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 ist dagegen der Sicherheitsschalter Sebenso wie der Steuerschalter Tr 1 als Triac ausgebildet Die in Fig. 2 dargestellten, das Gerät in beiden Leitern 0, U von der Betriebswechselspannung trennenden mechanischen Schalter 5'können die Schaltkontakte eines von Hand betätigten Ein- und Ausschalters sein. Lediglich schematisch als Block B ist . in beiden Figuren ein integrierter Nullspannungsschalter angedeutet, wie er bekannt und beispielsweise in der Literaturstelle »Haustechnischer Anzeiger«, 6. ]g„ Nr. 2 vom 9. Z 1976, S. 44, beschrieben ist. Ohne daher hier auf Einzelheiten seines Aufbaues eingehen zu müssen, sei lediglich folgende Eigenschaft erwähnt: Der Anschluß des Nullspannungsschalters an die Betriebswechselspannung erfolgt über die Anschlußpunkte 4 und 5, wobei der Anschlußnunkt 4 an der Schaltunesmasse liegt, der über 5 bzw. 5'mit dem Nulleiter 0 verbunden ist, während der Phasenleiter i/über eine Widerstands-Diodenkombination /?24, K 25, R 26. DS am Anschlußpunkt 5 liegt Da diese Widerstands-Diodenkombination für das Verständnis der Erfindung ohne Bedeutung ist kann auf die Beschreibung ihrer Funktion verzichtet werden. Am Anschlußpunkt 7 kann eine negative Gleichspannung von — 15VoIt abgenommen werden, die über einen Kondensator C6 geglättet ist und zum Betrieb noch zu beschreibender externer Schaltkreise Verwendung findet Am Anschlußpunkt 6 werden die Zündimpulse für die Steuerung des den Steuerschalter bildenden Triacs Tr 1 in F i g. 1, bzw. in F i g. 2 auch für die Steuerung des den Sicherheitsschalter 5 bildenden Triacs abgenommen. Diese Zündimpulse sind intern durch die Phasenspannung der Betriebswechselspannung am Anschlußpunkt 5 so synchronisiert, daß sie jeweils im Nulldurchgang der Betriebswechselspannung entstehen, jedoch nur dann, wenn die dem Anschlußpunkt 1 angelegte Spannung ihrer Größe nach zwischen den beiden Anschlußpunkten 2 und 8 angelegten Spannungen üegt Oberschreitet die Spannung am Anschlußpunkt 1 diejenige am Anschlußpunkt 8 oder unterschreitet sie die Spannung am Anschlußpunkt 2, so werden die Zündimpulse am Anschlußpunkt 6 unterdrückt Am Anschlußpunkt 3 schließlich steht eine geregelte Brückenspannung von —7,7 Volt zur Verfügung. Im Ergebnis enthält der integrierte Nullspannungsschalter B nicht nur einen Zündimpulsgenerator mit Ausgang am Anschlußpunkl 6, sondern auch einen Temperaturregler, wenn die Spannung am Anschlußpunkt 1 die der Istwerttemperatur entsprechende Islwertspannting und die dem Anschlußpunkt 8 anliegende Spannung die der Sollwerttemperatur entsprechende Sollwertspannung darstellen. Dement-

ίο sprechend wird die arii Anschlüßpunkt 1 anliegende Spannung als istwertspannung an einem als Temperaturfühler F dienenden temperaturabhängigen Widerstand abgenommen, wobei die Widerstands-Kondensator-Kombinationen All, C2 und R2. Cl lediglich eine Glättungs- und Dämpfungswirkung erfüllen. Der Temperaturfühler F bildet mit den Widerständen R I₁ R Γ. die mit ihm in Serie liegen, einen zwischen der Schaltungsmasse und der Brückenspannung am AnschiuBpuriki 3 hegenden, der Bildung tier

nung dienenden Brückenzweig. Ein zweiter, der Bildung der Sollwertspannung dienender Brückenzweig wird durch die Serienschaltung der Widerstände R 6, R 7 und des Potentiometers P gebildet, wobei die Größe der Sollwertspannung am Potentiometer P eingestellt werden kann. Schließlich ist ein durch die Serienschaltung der Widerstände R 3, R 4 und R 5 gebildeler dritter Brijckenzweig vorgesehen, der zur Erzeugung zweier Grenr.pannungen dient, von welchen die eine am Anschlußpunkt 2 des integrierten Nullspannungsschalters B liegt, während die zweite einen der beiden Eingänge eines Komparator K 2 speist, dessen Aufgabe noch erläutert werden v/ird.

Die Funktionsweise der bisher beschriebenen Schaltungsteile läßt sich kurz folgendermaßen zusammenfassen: Erreicht durch den im Heizleiter RH fließenden Strom das Heiz- oder Wärmegerät eine so hohe Temperatur, daß die vom Temperaturfühler Fermittelte Istwertspannung am Anschlußpunkt 1 des integrierten Nullspannungsschalters B die an seinem Anschlußpunkt 8 anliegende Sollwertspannung erreicht oder überschreitet, so werden die zuvor vom Anschlußpunkt 6 laufend ausgegangenen und den als Steuerschalter dienenden Triac fr 1 in jeder Halbwelle durchsteuernden Zündimpulse unterdrückt, so daß das Triac TrI sperrt und der Strom durch den Heizleiter RH unterbrochen wird. Das Heiz- oder Wärmegerät kann sich somit wieder abkühlen, bis die Istwertspannung am Anschlußpunkt 1 unter die Sollwertspannung am Anschlußpunkt 8 des Nullspannungsschalters B absinkt, so daß am Anschlußpunkt 6 erneut die Zündimpulse für das Triac Tr \ entstehen und eine neue He.^phase einsetzt Tritt im Brückenkreis des Temperaturfühlers F ein Defekt auf, der zur Folge hat, daß die Istwertspannung am Anschlußpunkt 1 unter die Grenzspannung am Anschlußpunkt 2 sinkt so werden ebenfalls die Zündimpulse für das Triac Tr 1 am Anschlußpunkt 6 unterdrückt und dadurch der Strom durch den Heizleiter RH unterbrochen. Derartige Fehler im Temperaturfühlerkreis führen somit automatisch zur Abschaltung des Gerätes.

Um das Gerät auch in allen anderen Fehlerfällen, die nicht zu einer Unterdrückung der Zündimpulse am Anschlußpunkt 6 des Nullspannungsschalters B führen, oder bei denen zwar die Zündimpulse ordnungsgemäß unterdrückt werden, das Triac Tr 1 aber durchlegiert ist vor Überhitzung zu bewahren, ist der Sicherheitsschalter S vorgesehen. Seine Aufgabe ist es, den durch den Heizleiter RH fließenden Strom dann zu unterbrechen,

wenn die am Anschlußpunkt 1 des Nullspannungsschalters B anliegende Istwertspannung die Sollwertspannung am ArtscMußpünkt 8 überschreitet, dennoch aber weiterhin durch den Heizleiter RH Strom fließt, sei es, weil am Anschlußpunkt 6 weiterhin die Zündimpulse für das den Steuerschalter bildende Triac Tr 1 auftreten und sot)»:', dieses Triac Tf 1 zünden, oder weil das Triac Tr 1 selbst durchlegiert ist, also nicht mehr sperren kann. Dazu wird die lstweftspannung in einem Kontrollkomparator K1 mit einer Kontrollspannunp verglichen, die an einer Serienschaltung von Widerständen /?9 und R 10 abgenommen wird, welche zwischen dem Sollspannungsleiter, also dem Schleifer des Potentiometers P. und der Schaltungsmasse liegen. Das hat zur Folge, daß die Kontrollspannung durch die Sollwertspannung geführt ist, immer aber um eine durch das Verhältnis der Widerstände Λ 9, RiQ bestimmte Differenzspannung größer als die Sollwertspannung ist. Die Kontrollspannung wird dem Komparator K 1 mit invertierendem Eingang zugeführt. Der Ausgang des Komparators K 1 ist. solange sich die Istwertspannung im Sinne niedrigerer Temperatur unter der Kontrollspannung befindet, im Zustand low, jedoch kippt er in den Zustand high, sobald die Istwertspannung die Kontrollspannung im Sinne höherer Temperaturen überschreitet. Außerdem ist eine in ihrem Ausgangssignal durch den Stromfluß in der Serienschaltung aus dem Heizleiter RH, dem Steuerschalter Tr i und dem Sicherheitsschalter Sbestimmte Stromüberwachungsschaltung vorgesehen Sie besteht in beiden Ausführungsbeispielen aus einem mit dem Heizleiter RH, dem Steuerschalter Tr1 und dem Sicherheitsschalter S in Reihe liegenden Widerstand R 17 und zwei Transistoren Ti, T2, die bei Stromfluß durch den Widerstand R 17 infolge des an ihm entstehenden Spannungsabfalles durchgesteuert werden. Mit ihrem jeweils durchgesteuerten Strompfad sind diese Transistoren Ti, T2 über einen gemeinsamen Kollektor-Vorwiderstand R 12 und eine Diode D 1 mit dem Ausgang des Kontrollkomparators K 1 verbunden. Diese Diode Di stellt eine UND-Verknüpfung zwischen dem Ausgang des Kontrollkomparators K 1

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schaltung am Kollektor-Vorwiderstand R 12 andererseits dar mit dem Ergebnis, daß die zwischen diesem Vorwiderstand R 12 und der Diode D1 bestehende oder sich bildende Spannung zur Steuerung des Sicherheitsschalters S verwendet bzw. verarbeitet werden kann. Das Verhalten dieser Spannung zwischen dem Kollektor-Vorwiderstand R 12 der Spannungsüberwachungsschaltung und der Diode D1 läßt sich folgendermaßen beschreiben: Fließt in der Serienschaltung aus dem Widerstand R17, dem Sicherheitsschalter 5, dem Steuerschalter TrI und dem Heizleiter RH ein Wechselstrom, so werden durch den Spannungsabfall am Widerstand R17 in beiden Betriebshalbwellen wechselweise die beiden Transistoren 7Ί und T2 durchgesteuert, so daß ihr Kollektorpotential auf dem der Schaltungsmasse gehalten wird. Bezüglich des Transistors T2 ist dies für negative Stromhalbwellen aus den Schaltbildern ohne weiteres ersichtlich. Der Transistor Ti für die jeweils positive Stromhalbwelle wird dagegen so betrieben, daß sein Emitter durch die positive Stromhalbwelle, über das Massepotential hinaus positiv hochgelegt wird, wodurch seine Kollektor-Emitterstreeke leitend wird. Daß hierbei auch der Kollektor über die Masse leicht in den positiven Bereich erhöht wird, stört nicht Befindet sich dann der Ausgang des Kontrollkomparators K1 im Zustand low, weil die Istwertspannung unter der Kontrollspannung liegt, so wird bei auf Massepotential liegendem Kollektorpotential der Transistoren Ti und T2 die Spannung zwischen dern Vorwiderstand Λ12 und der Diode Di über letztere in den Zustand low gezogen. Überschreitet dagegen die Istwertspannung die Kontrollspannung, springt also der Ausgang des Kontrollkomparators K1 in den Zustand high, so sperrt die Diode D1 und die Spannung zwischen ihr und dem Köllektor-Vofwider* stand R 12 wird im wesentlichen nur noch durch die Stromüberwachungsschaltung bestimmt. Solange daher im Widerstand R 17 noch Strom fließt, obwohl die Istwerlspannung schon höher als die Kontrollspannung geworden ist, befindet sich die Spannung zwischen der Diode D1 und dem Kollektor-Vorwiderstand R 12 im Zustand high. Das hat bei der Schaltung nach F i g. I zur Folge, daß ein Transistor TZ, der mit seiner Emitter-Kollektorstrecke die Zündelektrode des Triacs Tr2 mit der am Anschlußpunkt 7 des Nuüspannungsschalters B anliegenden konstanten Gleichspannung von -15VoIt verbindet, durchgesteuert wird, da die Basis des Transistors Γ3 über die Zenerdiode D 4 mit der im Zustand high befindlichen Spannung zwischen dem Kollektor-Vorwiderstand R 12 und der Diode D1 verbunden ist. Der durchgesteuerte Transistor T3 zündet das Triac Tr 2, das seinerseits den Auslösemagneten M magnetisiert, was zur Öffnung des mechanischen Schalters Sund damit zur Stromunterbrechung im Heizleiterkreis führt. Die Diode D2 liefert im übrigen noch eine ODER-Verknüpfung mit dem Ausgang des Komparators K 2, dessen Eingängen einerseits die zwischen den Widerständen R 3 und R 4 abgenommene Grenzspannung, andererseits invertierend eine am Sollwertbrückenzweig zwischen dem Potentiometer P und dem Widerstand R 6 abgenommene Überwachungsspannung zugeführt wird. Der Ausgang des Komparators K 2 befindet sich normalerweise im Zustand high, schaltet jedoch bei fehlerhaftem Sollwert-Brückenzweig auf low, wodurch wiederum über die Diode D 2 als ODER-Verknüpfung das Durchsteuer'; des Transistors Γ3 und damit die Zündung des Triacs

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Verbindung mit der Diode D 2 eine Überwachung des Sollwert-Brückenzweiges.

Im Schaltungsbeispiel nach F i g. 2, bei dem der Sicherheitsschalter S ebenfalls als Triac ausgebildet ist, erfolgt dagegen die Verarbeitung der Spannung zwischen dem Kollektor-Vorwiderstand R12 der Stromüberwachungsschaltung und der Diode Dl in anderer Weise. Zwar dient die auch hier letzten Endes zum Durchsteuern eines die Zündimpulse unterdrückenden Transistors T4, dessen Emitter-Kollektorstrecke parallel zu den Zündkreisen beider Triacs Tr i und S geschaltet ist, nämlich zwischen dem Anschlußpunkt 6 des Nullspannungsschalters B und der Schaltungsmasse, wobei im übrigen noch die Zündelektroden beider Triacs über Basiswiderstände Ä19, /?20 an der Schaltungsmasse liegen. Jedoch muß nun zusätzlich die Aufgabe gelöst werden, daß der durch die Unterdrükkung der Zündimpulse endende Stromfluß in der Serienschaltung aus beiden Triacs TrI, 5, dem Heizleiter i?Hund dem Widerstand R 17 nicht über die dann nicht mehr ansprechende Stromüberwachungsschaltung wieder zu einem Sperren des Transistors Γ4 und damit zu einem erneuten Einsetzen der Zündimpulse führt, worauf der Heizstrom durch den Heizleiter RH wieder auftreten und das beschriebene Spiel sich wiederholen würde. Behoben wird diese Schwierigkeit

irli Ausführungsbeispiel im wesentlichen durch die Speicheranordnung G 3 und G 4. Zunächst bildet der Speicher G1 eine ODER-Verknüpfung für die durch den Komparator K 2 erfaßten Fehler im Sollwert-Brükkenkreis und den durch die Stromüberwachungsschaltung erfaßten Stromflußzustand im Widerstand R 17.1st einer der beiden Eingänge von G 1 high, so wird auch der Ausgang von G-2 high und die Speicheranordnung G 3, G 4 gesetzt: Der Zustand low am Ausgang von G 3

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führt zum Durchsteuem des Transistors TA und damit zur Unterdrückung der Zündimpulse für beide Triacs TrI und S. Die Widerstands-Kondensatorkombination R 14 und C4 bilden ein Verzögerungsglied, das dafür sorgt, daß der Speicher G3, G4 nicht von vorübergehenden Störungen gesetzt werden kann. Die Widerstands-Kondensatorkombination R15 und C5 bildet eine automatische Reset-Schaltung, die beim Einschalten des Gerätes für einen klaren Speicher G 3, G 4 sorgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Sicherheitsschaltung für temperaturgeregelte, mit Wechselspannung betriebene elektrische Heizoder Wärmegeräte, mit einer an der Betriebswertselspannung liegenden Serienschaltung aus dem Heizleiter des Gerätes, einem den Strom in der Serienschaltung steuernden und dazu seinerseits durch Zündsignale steuerbaren bidirektionalen Steuerschalter, insbesondere Triac, und einem zusätzlichen, im Falle eines Gefahrenzustandes den Strom in der Serienschaltung unterbrechenden steuerbaren bidirektionalen Sicherheitsschalter, ferner mit einem so vom Temperaturregler geführten Zündsignalgenerator, daß die den Stromfluß im Steuerschalter auslösenden Zündsignale nur bei unter der Sollwerttemperatur des Temperaturreglers liegender Istwerttemperatur entstehen, und mit einem für die Steuerung des Sicherheitsschaliers vorgesehenen Kontrollkomparator, der die der Istwerttempcfatur entsprechende Istwertspannung des Temperaturreglers mit einer Kontrollspannung vergleicht, die im Sinne höherer Temperatur über der der Sollwerttemperatur entsprechenden Sollwertspannung des Temperaturreglers liegt, dadurch gekennzeichnet, daß eine in ihrem Ausgangssignal durch den Strornfluß in der Serienschaltung aus dem Heizleiter (RH), dem Steuerschalter (Tr 1) und dem Sicherheitsschalter (S) bestimmte Stroniüberwachungsschaltung (R 17, 7"1, 72, Λ 12) vorgesehen ist, und daß das Ausgangssignal dieser Stromüberwachungsschaltung und das Ausgangssignal des KontrollkoniOarato s (K 1) über eine UND-Verknüpfung (DksJe D1) den Sicherheitsschalter (S) nur dann in einen jen Strom in der Serienschaltung unterbrechenden Schaltzustand steuern, wenn sowohl die Istwertspannung über der Kontrollspannung liegt als auch in der Serienschaltung Strom fließt.

2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß bei verstellbarer Sollwertspannung des Temperaturreglers die Kontrollspannung von der Sollwertspannung so geführt ist, daß sie um eine immer feste oder in einem festen Verhältnis zur Sollwertspannung stehende Differen/spannung größer als die Sollwertspannung ist.

3. Sicherheitsschaltung nach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Stromüberwachungsschaltung aus einem mit dem Heizleiter (RH), dem Steuerschalter (Tr 1) und dem Sicherheitsschal ter (S) in Reihe liegenden Widerstand (RM) und einem oder mehreren Transistoren (T 1, T2) besteht, die bei Stromfluß in der Serienschaltung durch den am Widerstand (RV) entstehenden Spannungsabfall durchgesteuert werden, und die mit ihrem durchgesteuerten Strompfad über einen Vorwiderstand (7? 12) und eine die UND-Verknüpfung bildende Diode (Dl) mit dem Ausgang des Kontrollkomparators (K 1) verbunden sind, so daß die Spannung zwischen dem Vorwiderstand (R 12) und der Diode (D 1) zur Bildung der Steuerspannung für den Sicherheitsschalter ß^verarbeitbar ist.

4. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschalter (Tr 1) und der Sicherheitsschalter (S) über parallele Zündkreise vom Zündsignalgeneraloi' gesteuerte Triacs sind, deren Zündimpulse im Falle sowohl über der Kontrollspannung liegender Isl·

wertspannung als auch in der Serienschaltung aus den Triacs (TrI, 5) und dem Heizleiter (RH) fließenden Stromes gemeinsam unterdrückt werden, und daß zu dieser gemeinsamen Zündimpulsunterdrückung ein im durchgesteuerten Zustand die Zündimpulse kurzschließender Transistor (T4) vorgesehen ist, der im durchgesteuerten Zustand durch einen vom Kontrollkomparator (K 1) und der Stromüberwachungsschaltung setzbaren Speicher (G 3, G 4) gehalten wird.