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Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung für die
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Stromversorgung von zwei zwischen den beiden Polen einer Wechselspannungsquelle
angeordneten und über Schalter schaltbaren Heizwiderständen und von einem über eine
Gleichrichterschaltung zwischen zwei Spannungsabgriffen an die beiden Heizwiderstände
angeschlossenen Gebläsemotor, insbesondere für Haartrockner, Heizlüfter oder andere
Warmluftstrom erzeugende Geräte, - Der als Gleichstrommotor ausgebildete Gebläsemotor
dient zur Erzeugung eines Luftstromes, der durch einen oder beide Heizwiderstände
erwärmt wird. Die beiden Heizwiderstände sind erforderlich, um zwei unterschiedliche
Heizstufen für den zu erwärmenden Luftstrom verwirklichen zu können, indem nämlich
ein Heizwiderstand allein oder beide Heizwiderstände gemeinsam betrieben werden.
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Es sind Schaltunien von elektrischen Verbrauchern bekannt, bei s
denen die Nennleistung durch die Serienschaltung einer Diode halbiert wird. Durch
diese Maßnahme wird das Stromversorgungsnetz unsZmRetrisch belastet (siehe VDE 0838).
In Fällen, in denen der Nulleiter über Rohrleitungen, z. B. der Wasserinstallation,
geführt wird, treten durch diese Gleichstromanteile teile (galvanische) Korrosionsschäden
auf.
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Es ist jedoch eine elektrische Schaltung der eingangs beschriebenen
Art bekannt, welche nachteilige Rückwirkungen auf das Verbrauchernetz durch einen
Gleichstromanteil unterbindet. Bei dieser bekannten Schaltung sind allerdings die
Heizwiderstände parllel geschaltet. Bei Parallelschaltungen mehrerer Heizwiderstände
verhalten sich die Teilströme in den Widerständen
umgekehrt wie
diese Widerstände, so daß zur Ermittlung des Gesamtwiderstandes die Reziprokwerte
der einzelnen Widerstände addiert werden müssen. Folglich müssen beide Heizwiderstände
verhältnismäßig hochohmig sein, damit in einer ersten Betriebsstufe mit nur einem
Heizwiderstand ein Gerät mit kleiner Leistung und in einer zweiten Heizstufe mit
zwei Heizwiderständen mit großer Leistung arbeiten kann. Denn bei gleich großen
Heizwiderständen für die erste und zweite Betriebs stufe halbiert sich infolge der
Parallelschaltung der Gesamtwiderstand in der zweiten Betriebsstufe, was wiederum
zur Verdoppelung der Leistung führt, Eine derartige Parallelschaltung verlangt folglich
den Einsatz verhältnismäßig hochohmiger Heizwiderstände. Daraus resultiert wiederum
eine vçrhältaismäßig große bzw. raumaufwendige Bauweise fur die gesamte elektrische
Schaltung. Das ist insofern nachteilig, als beispielsweise in einem Haartrockner,
Heizlüfter od. dgl. nur wenig Raum für die Unterbringung der elektrischen Schaltung
einschließlich des Gebläsemotors und der Heizwiderstände zur Verfügung steht.
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Die zum Betrieb des Gebläsemotors erforderliche Spannung, die in der
Regel nur im Bereich von 12 bis 20 Volt liegt, wird an einem Teil eines Heizwiderstandes
abgegriffen. Werden die Leistungsstufen durch die wahlweise Serienschaltung einer
Diode erzeugt, so verändert sich auch die Motorspannung, jedoch nur auf den0,7-fachen
Wert der Spannung, die bei überbrückter Diode entsteht. Wird hingegen die Motorspannung
durch Abgriff an einem der beiden parallelen Teil-Widerstände erzeugt so ändert
sich die Motor spannung durch die Hinzuschaltung des zweiten Teil-Widerstandes nicht.
Es besteht aber der Wunsch und
die Notwendigkeit, zu den unterschiedlichen
Leistungsstufen auch unterschiedliche Lüfterstufen zu erzeugen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schaltung
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, welche sich ohne einen auf das Verbrauchernetz
rückwirkenden Gleichstromnteil durch eine besonders kompakte und funktionstüchtige
Bauweise auszeichnet; und bei der es konstruktiv möglich ist, den Leistungsstufen
eine im weiten Rahmen wählbare Lüfter leistung zuzuordnen, Diese Aufgabe löst die
Erfindung bei einer gattungsgemäßen Schaltung dadurch, daß zwei Heizwiderstände
in Rehe geschaltet sind und einer der beiden Heizwiderstände über einen Schalter
kurzschließbar ist, wozu von dem einen dem ersten Heizwiderstand zugeordneten Pol
der Wechselstromquelle eine Ab zwei leitung mit eigenem Schalter zwischen den ersten
und zweiten Heizwiderstand führt. Weiter sieht die Erfindung vor, daß der eine Heizwiderstand
mit dünnem Heizdraht und der andere Heizwiderstand mit dickem Heizdraht verwirklicht
sind, wobei beide Heizwiderstände den gleichen Widerstandswert aufweisen.
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Erfindungsgem&ß sind an beiden Heizwiderständen im Bereich ihres
gemeinsamen Verknüpfungspunktes Spannungsabgriffe zur Erzeugung einer Motorspannung
vorgesehen. Die durch die Spannungsabgr$ffe abgeteilten Widerstände können wahlweise
unsymmetrisch zum gemeinsamen Verknüpfungspunkt der Heizwiderstände angebracht werden.
Einer der beiden Heizwiderstände erhält vorzugsweise eine Mittelanzapfung und kann
dadurch zu zwei parallelen Teil-Widerständen geschaltet werden. - Endlich
kann
eine Parallelschaltung wahlweise und für niedrigere Betriebsspannung über einen
Schalter vorgesehen sein.
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Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, daß aufgrund der Reihenschaltung
der Gesamtwiderstand gleich der Summe der beiden einzelnen Heizwiderstände ist.
Soll also der Gebläsemotor in seiner ersten Betriebsstufe mit einer kleinen Leistung
bzw. kleinen Drehzahl gefahren werden, dann werden beide Heizwiderstände und beide
Spannungsabgriffe in die Schaltung einbezogen. Soll dagegen der Gebläsemotor in
seiner zweiten Betriebs stufe mit großer Leistung bzw. großer Drehzahl gefahren
werden, dann kommt die erfindungsgemäße Schaltung mit lediglich einem einzigen Heizwiderstand,
nämlich mit dem zweiten Heizwiderstand aus, während der erste Heizwiderstand kurzgeschlossen
wird. Pas bedeutet im Vergleich zu der bekannten elektrischen Schaltung mit parallel
geschalteten Heizwiderständen, daß die erfindungsgemäße Schaltung bei gleicher Leistung
für beide Betriebs stufen mit auf die Hälfte reduzierten Widerständen auskommt.
Durch diese Niederohmigkeit ergeben sich erhebliche Vorteile in der konstruktiven
Ausführung der Heizwiderstände, Dabei ergibt sich die-Möglichkeit, einen, den ersten
Heizwiderstand, der nur in Serienschaltung mit dem zweiten Heizwiderstand oder kurzgeschlossen
benutzt wird, mit einem Heizdraht geringeren Querschnittes auszustatten, wobei der
Heizdraht der geringen Strombelastung entsprechend gewählt wird. Der zweite Heizwiderstand
mit der hohen Strombelastung wird mit einem relativ dicken Heizdraht ausgestattet.
Beide Heizwiderstände sind dann zu einer relativ kleinen und sehr stabilen Konstruktion
verarbeitet.
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Nun könnte man bei Parallelschaltung daran denken, gie Heizwiderstände
bzw. ihre Wicklung zur Reduzierung ihrer Baugröße mit entsprechend dünnerem Heizdraht
auszuführen. Das verbietet sich jedoch, weil einerseits die Verwendung eines dünneren
Drahtes ohnehin schon eine stärkere Belastung der Heizwiderstände bedeuten würde,
sich andererseits die Heizwiderstände sehr viel schneller erwärmen würden, weil
sie ohnehin durch die geringere Oberfläche eine schwächere Kühlung durch den von
dem Gebläsemotor erzeugten und zu erwärmenden Luftstrom erfahren.
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Während sich bei der erfindungsgemäßen Versorgungsschaltung die Leistung
des Gebläsemotors für die erste Betriebs stufe (bzw. geringere Leistung) im Vergleich
zu der zweiten Betriebsstufe (bzw, größere Leistung) infolge der Reihenschaltung
der HeiiWidexstände um einen wählbaren Wert, der durchaus auch gleich dem Wert für
die hohe Leistungsstufe sein kann, verändert, reduziert sich die Gebläseleistung
durch die Einfügung einer Diode auf die Hälfte.
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Im Ergebnis zeichnet sich die erfindungsgemäße elektrische Schaltung
unter Verzicht auf den Einsatz einer Diode bzw. der Rückwirkung eines Gleichstromanteiles
auf das Verbrauchernetz durch eine besonders kompakte und funktionsgerechte Bauweise
aus, die insbesondere bei der Fertigung von Haartrocknern, Heizlüftern od. dgl,
zum Tragen kommt.
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Für den Fall, daß eine geringere Spannungsversorgung zur Verfügung
steht, beispielsweise von lediglich 110 bis 120 Volt, sieht die Erfindung vor, daß
von dem Ausgang des zweiten Heizwiderstandes
eine Leitung mit Schalter
an die Abzweigleitung zwischen den beiden Teil-Widerständen anschließbar ist und
von dem dem zweiten Heizwiderstand zugeordneten Pol eine Leitung mit Schalter zur
Widerstandshalbierung im Bereich der Mitte an den zweiten Heizwiderstand anschließbar
ist. Dadurch läßt sich im Wege einer Parallelschaltung der zweite Heizwiderstand
praktisch vierteln, so daß auch bei einer Netzspannung von 110 bis 120 Volt unverändert
die für die zweite Betriebsstufe vorgegebene Leistung und folglich Drehzahl des
Gebläsemotors für die Luftstromerzeugung zur Verfügung steht.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen; Fig. 1 eine erfindungsgemäße
elektrische Schaltung, und Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform des Gegenstandes
nach Fig. 1.
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In den Figuren ist eine elektrische Schaltung für die Stromversorgung
von zwei zwischen den beiden Polen 1, 2 einer Wechselspannungsquelle angeordneten
und über Schalter I, II schaltbaren Heizwiderstände R1, R2 und von einem über eine
Gleichrichterschaltung 3 zwischen zwei Spannungsabgriffen 4, 5 an die beiden Heizwiderstände
R1, R2 angeschlossenen Gebläsemotors 6, insbesondere für Haartrockner, Heizlüfter
od. dgl.
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dargestellt. Die beiden Heizwiderstände R1, R2 sind in Reihe geschaltet.
Von dem einen dem ersten Heizwiderstand R1 zugeordneten
Pol 1
der Wechselstromquelle führt eine Abzweigleitung 7 mit eigenem Schalter II zwischen
den ersten und zweiten Heizwiderstand R1, R2. Die Schalter I, II in der von dem
betreffenden Pol 1 zu dem ersten Heizwiderstand R1 führenden Leitung 8 und in der
Abzweigleitung 7 können zu einem Zweistufenschalter zu$ammengefaßt sein. Die beiden
Heizwiderstände R1, R2 sind im Ausführungsbeispiel gleich groß, beispielsweisenv50
Ohm. Wird zunächst der Schalter 1 geschlossen, dann beträgt der Gesamtwiderstand
der beiden Heizwiderstände--100 Ohm, so daß der Gebläsemotor 6 bei einer angenommenen
Leistung YonruSOO Watt und entsprechend kleiner Drehzahl arbeitet. Die Betriebsspannung
für den Gebläsemotor 6 fällt dabei an den beiden Spannungsabgriffen 4 und 5 ab und
entspricht der Summe der abgegriffenen Widerstände mal dem Strom durch beide Heizwiderstände.
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Wird darüber hinaus auch der Schalter II geschlossen, dann wird der
erste Heizwiderstand R1 praktisch kurzgeschlossen, so daß nur noch der zweite Heizwiderstand
R2 wirksam ist, der wirksame Heizwiderstand also lediglich noch,50 Ohm beträgt und
daher der Gebläsemotor 6 bei der doppelten Heizleistung von 1.000 Watt und entsprechend
größerer Drehzahl arbeitet. Die Betriebsspannung für den Gebläsemotor 6 fällt jetzt
an dem Spannungsabgriff 5 des Widerstandes R2 ab und entspricht - wenn beide Teilabgriffe
4 und 5 symmetrisch sind - bei dem nunmehr fließenL den doppelten Strom der Motorspannung,
die auch bei halber Heizleistung zur Verfügung stand, oder kann, wenn die Abgriffe
unsyametrisch zum gemeinsamen Verknüpfungspunkt der beiden Heizwiderstände angebracht
worden sind, wenn z. B. der Spannungsabgriff 4 im Extrem gleich Null gewählt worden
ist, doppelt so hoch sein wie bei dem Betrieb mit halber Heizleistung.
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Unter Berücksichtigung dieser beispielhaften Annahmen müssen dagegen
bei einer Parallelschaltung Heizwiderstände von jeweilsrv 100 Ohm verwendet werden,
um in der ersten Betriebsstufe eine Leistung von h/500 Watt und in der zweiten Betriebsstufe
eine Leistung von1.000 Watt zu erzeugen. Denn infolge der Parallelschaltung steht
für die erste Betriebs stufe lediglich der erste Heizwiderstand von ru 100 Ohm zur
Verfügung, da gegen für die zweite Betriebsstufe beide Heizwiderstände, deren Gesamtwiderstand
jedoch der Summe ihrer Reziprokwerte entspricht und folglich ru 50 Ohm beträgt,
um die doppelte Leistung von h, 1.000 Watt zur Verfügung zu stellen. Finden also
bei der Reihenschaltung und bei der Parallelschaltung Heizwiderstände mit einer
Heizwicklung von gleicher Drahtstärke Verwendung, dann bauen die Heizwiderstände
für die Parallelschaltung größer als die für die erfindungsgemäße Schaltung erforderlichen
Heizwiderstände.
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Nach Fig. 2 ist von dem Ausgang des zweiten Heizwiderstandes R2 eine
Leitung 9 mit Schalter 10 an die Abzweigleitung 7 anschließbar und von dem dem zweiten
Heizwiderstand R2 zugeordneten Pol 2 der Wechselstromquelle eine Leitung 11 mit
Schalter 12 zur Widerstandshalbierung im Bereich der Mitte an den zweiten Heizwiderstand
R2 anschließbar, wobei die beiden Schalter 10, 12 als WechseNchalter ausgebildet
sein können. Auf diese Weise läßt sich die erfindungsgemäße Schaltung auch dann
verwenden, wenn die Netzspannung lediglich 110 oder 120 Volt beträgt, weil dann
der zweite Heizwiderstand R2 durch eine Parallelschaltung gleichsam geviertelt wird.
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Bei beiden Schaltungen sind weitere übliche Bauelemente wie Thermostat
13 und Sicherung 14 lediglich angedeutet.
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- L e e r s e i t e -