DE3644415C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Sicherheitsschaltung den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Stand der Technik

Aus der DE-AS 12 46 903 ist ein elektrisches Bügeleisen mit einer elektrischen Sicherheitsschaltung bekannt, die den Heizstromkreis dann unterbricht, wenn das Bügeleisen längere Zeit nicht bewegt wird. Die Unterbrechervorrichtung ist als Zeitglied ausgebildet, das z. B. aus einem durch ein Pendel oder dergleichen aufziehbaren, durch eine Feder belasteten Klinkenrad besteht, das auf eine Kontaktfeder eines Schalters einwirkt. Wird das Zeitglied nicht laufend durch Bewegung des Bügeleisens neu aufgezogen, läuft es irgendwann ab und schaltet den Verbraucher ab.

Diese bekannte Lösung ist zwar geeignet, Gefahrensituationen auszuschließen, wenn ein Bügeleisen einmal in eingeschaltetem Zustand von der Bedienungsperson vergessen wurde, allerdings sind mechanische Zeitwerke, wie das in der vorgenannten Druckschrift beschriebene, konstruktiv aufwendig und reagieren sehr empfindlich auf die Umgebungstemperatur, so daß ein Versagen oder zumindest Fehlverhalten dieser bekannten Sicherheitsschaltung nicht ausgeschlossen ist.

Die Aufgabenstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Sicherheitsschaltung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß im Gerät enthaltene Regelelemente als Sicherheits-Abschaltelemente mitverwendet weren können und die laufende Ein- und Ausschaltung relativ großer Ströme bei der Bewegung des Gerätes vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die Kombination der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Als Kern der Erfindung wird es angesehen, den im elektrischen Gerät zu dessen Regelung ohnehin vorhandenen Bimetalltemperaturregler durch Beiordnung eines gesonderten Heizwiderstandes in eine Unterbrecherschalter-Funktion zu überführen, wobei der zusätzliche Heizwiderstand in einem gesonderten Stromkreis prallel zum Heizstromkreis in Reihe mit dem Bewegungssensor angeordnet ist. Im Ruhezustand des Gerätes wird der Widerstand, der dem Temperaturregler beigeordnet ist, dauerbestromt, überhitzt gleichsam den Temperaturregler und sorgt für eine Abschaltung des Heizstrompfades durch dauerhafte Öffnung des Kontaktpaares des Bimetallreglers. Gleichsam kommt dem ohnehin vorhandenen Bimetallregler eine Dreifach-Funktion zu, nämlich a) die Reglerfunktion, b) die Sicherheitsabschaltfunktion in Verbindung mit dem Bewegungssensor und c) die Zeitverzögerungsfunktion, da das Bimetall des Reglers eine bestimmte Zeitspanne benötigt, um auf die zusätzliche Temperatureinwirkung des Heizelementes anzusprechen und zeitverzögernd abzuschalten.

Werden mehrere Sensorschalter in unterschiedlichen Raum­ lagen innerhalb des Gerätes angeordnet, so läßt sich erreichen, daß das Gerät selektiv zur jeweiligen Raumla­ ge, die es gerade einnimmt, mit unterschiedlichen Zeiten abgeschaltet wird. Am Beispiel eines Bügeleisens läßt sich dies mit besonderem Vorteil anwenden. Liegt bei­ spielsweise das Bügeleisen mit seiner beheizten Arbeits­ sohle flach auf einer Unterlage auf, so wird bei nicht bewegtem Gerät nach relativ kurzer Zeit eine Stromab­ schaltung erfolgen müssen. Wird hingegen das Bügeleisen in einer aufrechtstehenden Bereitschaftsstellung verges­ sen (die Sohle nimmt dabei zur horizontalen Ebene einen etwa rechten Winkel ein), kann die Heizstromabschaltung sehr viel später erfolgen, beispielsweise erst nach 10 Minuten. Dies läßt sich besonders einfach dadurch errei­ chen, daß parallel zum ersten Schalter ein weiterer Heizwiderstand geschaltet ist, in dessen Wärmestrah­ lungsbereich ein zu ihm parallel geschalteter weiterer Bimetallschalter angeordnet ist, der im kalten Zustand geöffnet und im warmen Zustand geschlossen ist.

Auf einfache Weise läßt sich in diesem "Langzeitschalt­ kreis" eine Zeitverlängerung durch eine Diode erreichen, die in Reihe mit dem weiteren Bimetallschalter liegt.

Die Erfindung ist anhand zweier Ausführungsbeispiele in den Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigt

Fig. 1 eine Prinzipschaltskizze, bei der der Bimetall- Temperaturregler TR im Strahlungsbereich des ersten Heizwiderstandes liegt;

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein gesonderter Bimetall-Unterbrecherschalter (Temperaturbegrenzer TB) im Strahlungsbereich des ersten Heizwiderstandes liegt und bei dem eine Langzeitabschaltung vorgesehen ist.

Die in den Zeichnungsfiguren 1 und 2 dargestellte, ins­ gesamt mit 1 bezeichnete elektrische Sicherheitsschal­ tung dient zur Unterbrechung des Heizstromkreises 2 eines mit einem Heizelement 3 versehenen elektrischen Gerätes, beispielsweise eines Bügeleisens. Die Schaltung weist einen Bewegungssensor auf, der als Paar von Queck­ silberschaltern, nämlich erster Quecksilberschalter 4, zweiter Quecksilberschalter 5 ausgebildet ist und den Bewegungszustand, nämlich Bewegung oder Stillstand des Gerätes analysiert. Über die elektrische Sicherheits­ schaltung 1 soll der Stromfluß im Heizstrompfad beein­ flußt werden, wozu der Bewegungssensor 4, 5 eine zeit­ verzögert bei Ruhezustand des Gerätes ansprechende Heiz­ strom-Unterbrecherschaltung aktiviert, die aus einem Bimetall-Unterbrecherschalter 6 und einem das Bimetall heizenden, über den Bewegungssensor 4, 5 bei Stillstand des Gerätes dauerbestrombaren ersten Heizwiderstand 7 besteht. Nimmt nämlich das Gerät eine Raumlage ein, in welcher beide Quecksilberschalter 4, 5 geschlossen sind, dann fließt über den Sensorstromkreis 8 und den ersten Heizwiderstand 7 ein Strom, der den Heizwiderstand 7 beheizt und den Bimetall-Unterbrecherschalter 6 öffnet.

Beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Unterbrecherschalter der im Gerät ohnehin vorhandene Temperaturregler TR, der durch Taktung das Heizelement 3 temperaturreguliert. Wird der Sensorstromkreis 8 dauer­ haft geschlossen und erwärmt sich dabei der erste Heiz­ widerstand 7, so wird durch diesen zusätzlichen thermi­ schen Einfluß der als Unterbrecherschalter 6 dienende Regler offengehalten, das Gerät schaltet ab. Heizelement 3 und Heizwiderstand 7 beeinflussen den Regler TR, was durch die Pfeile 14 und 15 verdeutlicht wird.

Die Raumlage der beiden Quecksilberschalter 4, 5 ist so gewählt, daß in der Arbeits- oder Gebrauchsstellung im Ruhezustand beide Schalter geschlossen sind. In dieser Arbeits- oder Gebrauchsstellung weist der in Fig. 2 mit 9 bezeichnete Pfeil i. w. senkrecht nach oben. Wird in dieser Stellung das Gerät bewegt, so öffnen abwechselnd die beiden Quecksilberschalter 4 und 5, so daß der durch den ersten Heizwiderstand 7 fließende Strom laufend ein- und ausgeschaltet wird, der Heizwiderstand kann sich nicht soweit erwärmen, daß der Bimetallschalter 6 öff­ net. Bleiben hingegen beide Schalter ausreichend lange geschlossen, dann reicht die Strahlungsenergie des Heiz­ widerstandes 7 auf den Bimetallschalter 6 aus, um diesen zu öffnen, der Heizstromkreis 2 wird unterbrochen, wo­ durch eine gefährliche Überhitzung und Inbrandsetzung des das Gerät, beispielsweise Bügeleisen, tragenden Untergrundes vermieden wird.

Der Pfeil 10 in Fig. 2 soll eine Bereitschaftsstellung markieren. In Bereitschaftsstellung weist Pfeil 10 nach oben, mithin ist das Gerät, beispielsweise das Bügel­ eisen gegenüber der Gebrauchsstellung in Bereitschafts­ stellung um 90° verdreht. In dieser Stellung ist sicher­ gestellt, daß der erste Quecksilberschalter 4 geöffnet ist. Eine Bestromung des ersten Heizwiderstandes 7 kann in dieser Bereitschaftsstellung über den ersten Queck­ silberschalter 4 nicht erfolgen. Jedoch ist parallel zum ersten Quecksilberschalter 4 ein zweiter Heizwiderstand 11 geschaltet, in dessen Wärmestrahlungsbereich ein zu ihm parallel geschalteter weiterer Bimetallschalter 12 angeordnet ist. Der weitere Bimetallschalter 12 ist im kalten Zustand geöffnet und im warmen Zustand geschlos­ sen. Befindet sich das Gerät nun in der Bereitschafts­ stellung, in welcher der zweite Quecksilberschalter 5 geschlossen und der erste Quecksilberschalter 4 geöffnet ist, so fließt über den ansonsten durch den Quecksilber­ schalter 4 kurzgeschlossenen zweiten Heizwiderstand 11 ein Strom, der dazu führt, daß sich der zweite Heiz­ widerstand 11 erwärmt und den weiteren Bimetallschalter 12 schließt. Dadurch wird der zweite Heizwiderstand kurzgeschlossen, wodurch der erste Heizwiderstand 7 ausreichend bestromt wird, um den ersten Bimetallschal­ ter 6 zu öffnen. Diese Abschaltung in Bereitschaftsstel­ lung dauert weit länger als die Abschaltung in Arbeits­ stellung, in der beide Quecksilberschalter 4, 5 ge­ schlossen sind.

Um die Langzeitabschaltung in Bereitschaftsstellung noch weiter zu verzögern, ist in dem zum zweiten Heizwider­ stand parallelen Kreis eine Diode 13 eingeschaltet, durch die lediglich jeweils eine Halbwelle des den ersten Heizwiderstand aufheizenden Stromes durchgelassen wird. Die Aufheizung des ersten Heizwiderstandes 7 ge­ schieht dadurch langsamer. Mit 16 und 17 sind eine Ar­ beitslampe bzw. eine Betriebslampe bezeichnet. In Fig. 2 ist ferner eine Temperatursicherung 18 dargestellt.

Bevorzugtes Einsatzgebiet der Sicherheitsschaltung sind beispielsweise Bügeleisen, Lötkolben und Lötpistolen sowie alle Geräte, die bei Gebrauch manuell bewegt wer­ den und ein so starkes Heizelement beinhalten, das bei längerfristiger Ablage auf einem Untergrund zu einer Beschädigung und Entzündung des Untergrundes führen kann.

Claims (6)

1. Elektrische Sicherheitsschaltung (1) zur Unterbrechung des Heizstromkreises (2) eines mit einem Heizelement (3) versehenen elektrischen Gerätes, insbesondere Haushaltsgerätes wie Bügeleisen, bei welcher ein Bewegungssensor den Bewegungszustand (Bewegung oder Ruhezustand) des Gerätes analysiert und eine zeitverzögert bei Ruhezustand des Gerätes ansprechende Heizstromunterbrecherschaltung (6, 7) aktiviert, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

• - Die Unterbrecherschaltung besteht aus einem als Temperaturregler ausgebildeten Bimetallschalter (6) und einem dessen Bimetall beheizenden, über dem Bewegungssensor (4, 5) bei Stillstand des Gerätes dauerbestrombaren ersten Heizwiderstand (7);
• - parallelverlaufend zum Heizstromkreis (2) des Gerätes ist ein Sensorstromkreis (8) vorgesehen, der in Reihe mindestens einen bei nichtbewegtem Gerät den Stromkreis schließenden Sensorschalter und denn ersten Heizwiderstand enthält, in dessen Wärmestrahlungsbereich der Bimetallschalter (6) angeordnet ist.

2. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorschalter ein an sich bekannter Quecksilberschalter ist.

3. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster (4) und ein zweiter (5) Sensorschalter in Reihe geschaltet sind, die bezogen auf eine Arbeitsstellung des Gerätes unterschiedliche Raumlagen einnehmen derart, daß in einer Arbeits- oder Gebrauchsstellung im Ruhezustand beide Schalter (4, 5) geschlossen sind, bei Bewegung des Gerätes mindestens ein Schalter (4 oder 5) geöffnet und in einer gegenüber der Arbeits- oder Gebrauchsstellung veränderten Bereitschaftsstellung der erste Schalter (4) geöffnet und der zweite Schalter (3) geschlossen ist.

4. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum ersten Sensorschalter (4) ein weiterer Heizwiderstand (11) geschaltet ist, in dessen Wärmestrahlungsbereich ein zu ihm parallel geschalteter weiterer Bimetallschalter (12) angeordnet ist, der im kalten Zustand geöffnet und im warmen Zustand geschlossen ist.

5. Sicherheitsschaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem weiteren Bimetallschalter (12) eine Diode (13) geschaltet ist.

6. Sicherheitsschaltung nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandswert des weiteren Heizwiderstandes (11) mindestens doppelt so groß ist wie der des ersten Heizwiderstandes (7).