DE3729901A1

DE3729901A1 - Schaltungsanordnung fuer thermostatisch geregelte, mit wechselstrom betriebene heizgeraete

Info

Publication number: DE3729901A1
Application number: DE19873729901
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Limitor AG
Current assignee: Limitor AG
Priority date: 1986-09-24
Filing date: 1987-09-07
Publication date: 1988-03-31

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schaltungsanordnung mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. In einer bekannten Schaltungsanordnung mit diesen Merkmalen sind ein einstellbarer Tem peraturregler und ein durch ein Bimetallelement betätigter Sicherheitsausschalter mit dem Heiz widerstand des Heizgerätes (Verbraucher) in Reihe geschaltet. In der Nachbarschaft des Temperatur reglers ist ein erster Widerstand mit einem Widerstands wert von 20 kΩ und in der Nachbarschaft des Sicherheitsausschalters ein zweiter Widerstand von 10 kΩ angeordnet. Der erste Widerstand ist parallel zum Temperaturregler geschaltet, während der zweite Widerstand parallel zum Sicherheitsausschalter geschaltet ist; dadurch sind die beiden Widerstände außerdem in Reihe miteinander verbunden.

Wenn im normalen Heizbetrieb sowohl der Temperaturregler als auch der Sicherheitsausschalter geschlossen sind und Strom führen, fließt durch die beiden Widerstände lediglich ein vernachlässigbarer Strom. Haben nach einer Überhitzung des Heizgerätes sowohl der Temperatur regler als auch der Sicherheitsausschalter angesprochen und jeder für sich den Stromkreis unterbrochen, dann fällt nahezu die gesamte Wechselspannung an den beiden hinter einander liegenden Widerständen ab. Es wird dann in dem Widerstand, welcher dem Temperaturregler benachbart ist, eine Verlustleistung von ca. 1 W und in dem Widerstand, welcher dem Sicherheitsausschalter benachbart ist, eine Verlustleistung von ungefähr 0,5 W in Form von Wärme freigesetzt, welche den Sicherheitsausschalter beheizt und ihn offen hält, bis das Heizgerät vom Netz getrennt wird.

Spricht jedoch im Falle einer Überhitzung zunächst nur der Sicherheitsausschalter an, dann fällt praktisch die gesamte Netzspannung an dem Widerstand ab, welcher dem Sicherheitsausschalter benachbart angeordnet ist und es wird in diesem eine Verlustleistung (unter Zu grundelegung einer Wechselspannung von 220 V) von nahezu 5 W erzeugt, die zu einer Beschädigung oder Zerstörung des Sicherheitsausschalters führen kann, wenn nicht binnen kurzem auch der Temperaturrregler anspricht und die thermische Belastung des Sicherheits ausschalters veringert, weil die volle Netzspannung nicht mehr an dem Widerstand, der dem Sicherheitsaus schalter benachbart ist, allein, sondern an den beiden in Reihe liegenden Widerständen abfällt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungs anordnung anzugeben, welche eine solche Überlastung des Sicherheitsausschalters verhindert.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltungsanord nung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegen stand der Unteransprüche.

Wenn bei der neuen Schaltungsanordnung infolge einer Überhitzung des Heizgerätes sowohl der Sicherheits ausschalter als auch der Temperaturregler angesprochen haben, dann liegen die Verhältnisse wie bei der be kannten Schaltungsanordnung: es fällt praktisch die gesamte Wechselspannung an den beiden in Reihe lie genden Parallelwiderständen des Temperaturreglers und des Sicherheitsausschalters ab, so daß der Sicher heitsausschalter nur mit einer mäßigen Heizleistung beheizt wird, die zwar ausreicht, ihn offen zu halten, jedoch nicht ausreicht, ihn zu schädigen. Wenn jedoch im Falle einer Überhitzung des Heizgerätes zunächst nur der Sicherheitsausschalter anspricht, nicht aber der Temperaturregler, dann fällt die Netzspannung nicht allein an dem einen Parallelwiderstand des Sicherheitsausschalters ab, sondern zusätzlich an dem dritten Widerstand, welcher mit dem Parallelwiderstand des Sicherheitsausschalters in Reihe liegt. Es wird also nur ein Teil der Verlustwärme in dem Widerstand er zeugt, welcher in der Nachbarschaft des Sicherheits ausschalters liegt. Die übrige Verlustwärme wird in dem hinzugekommenen dritten Widerstand erzeugt, welcher in größerer Entfernung vom Sicherheitsausschalter und vorzugsweise auch in größerer Entfernung vom Temperatur regler angeordnet werden soll, damit er diesen nicht beheizt. Eine Verringerung der Wärmebelastung sowohl des Sicherheitsausschalters als auch des Temperaturreglers in Fällen, wo nur einer von beiden angesprochen hat, erreicht man mit Vorteil dadurch, daß man in Reihe mit dem dritten Widerstand eine Diode vorsieht, die für den Fall, daß nur der Sicherheitsausschalter oder nur der Temperaturregler angesprochen hat, nur die positive oder die negative Halbwelle des Wechselstromes zu den die Verlustwärme erzeugenden Widerständen durchläßt.

Die Widerstandswerte der drei Widerstände wählt man zweckmäßigerweise jeweils zwischen 5 kΩ und 20 kΩ, vorzugsweise zu ungefähr 10 kΩ.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungs anordnung ist in der beigefügten Zeichnung dargestellt.

Das Schaltungsbeispiel zeigt einen durch eine Wechsel spannung gespeisten Heizwiderstand RL und in Reihe mit diesem Heizwiderstand R _L einen Temperaturregler 1 und einen Sicherheitsausschalter 2. In der Nachbarschaft und parallel zum Temperaturregler 1 liegt ein erster Widerstand R ₁. In der Nachbarschaft und parallel zum Sicherheitsausschalter 2 liegt ein zweiter Widerstand R ₂. Die beiden Widerstände R ₁ und R ₂ sind in Reihe mit einander verbunden. Im Leitungszweig 3 zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Widerstände R ₁ und R ₂ und dem Verbindungspunkt des Temperaturreglers 1 und des Sicherheitsausschalters 2 liegen hintereinander ein dritter Widerstand R ₃ und eine Diode D.

Die Widerstände R ₁ und R ₂ können jeweils einen Wider standswert von 10 kΩ haben. Der Widerstand R ₃ beispiels weise einen Widerstandswert von 5 kΩ. Der Widerstand R _L ist demgegenüber um zwei bis drei Größenordnungen kleiner.

Wenn infolge einer Überhitzung des Gerätes sowohl der Temperaturregler 1 als auch der Sicherheitsausschalter 2 angesprochen haben, fällt praktisch die gesamte Wechsel spannung an den beiden Widerständen R ₁ und R ₂ ab. Unter Zugrundelegung einer Wechselspannung von 220 V wird dann in den beiden Widerständen R ₁ und R ₂ eine Verlustleistung von rund 1,2 W in Form von Wärme freigesetzt; der Sicherheitsausschalter wird beheizt und offen gehalten, bis das Gerät vom Netz getrennt wird; der Sicherheitsausschalter 2 wird jedoch durch die Beheizung nicht überlastet.

Wenn jedoch im Falle einer Überhitzung des Gerätes zunächst der Sicherheitsausschalter 2 anspricht, nicht aber der Temperaturregler 1, dann fällt die Netzspannung nicht allein an dem einen Parallelwiderstand R ₂ des Sicherheitsausschalters 2 ab, sondern zusätzlich an dem dritten Widerstand R ₃, welcher mit dem Parallelwiderstand R ₂ des Sicherheitsausschalters 2 in Reihe liegt. Es wird also nur ein Teil der Verlustwärme in dem Widerstand R ₂ erzeugt, die übrige Verlustwärme wird in dem Wider stand R ₃ erzeugt, welcher in größerer Entfernung vom Sicherheitsausschalter 2 liegt und vorzugsweise auch in größerer Entfernung vom Temperaturregler 1 liegen soll, damit er diesen nicht beheizt. Unter Zugrundelegung einer Wechselspannung von 220 V und unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Diode D nur jede zweite Halbwelle des Wechselstromes durchläßt, wird in diesem Fall im Widerstand R ₂ eine Verlustwärme von nur 1 W erzeugt, welches wiederum ausreicht, den Sicherheitsausschalter 2 offen zu halten, ihn jedoch nicht überlastet. Im dritten Widerstand R ₃ entsteht dabei nur eine Verlust leistung von etwa 0,5 W, welche selbst dann noch nicht zu einer Überlastung des Sicherheitsausschalters 2 führen würde, wenn man den dritten Widerstand R ₃ eben falls in der Nachbarschaft des Sicherheitsausschalters 2 anordnen würde, was man aber vorzugsweise nicht tut.

Läßt man die Diode D ersatzlos wegfallen, wird die Wärme belastung des Sicherheitsausschalters 2 auf rund 2 W verdoppelt, liegt aber immer noch nicht so hoch, wie beim Stand der Technik. Will man ohne eine Diode D auskommen, die Wärmebelastung des Sicherheitsausschalters 2 aber gleichwohl weiter reduzieren, kann man den Wider standswert des dritten Widerstandes R ₃ erhöhen, bei spielsweise auf einen Wert von 10 kΩ. Das führt dann zu einer Wärmeerzeugung in den Widerständen R ₂ und R ₃ von je 1,2 W. Die im Widerstand R ₂ erzeugten 1,2 W reichen wieder aus, den Sicherheitsausschalter 2 offen zu halten, ohne ihn zu schädigen.

Als Sicherheitsausschalter kann ein Bimetalltemperatur schalter verwendet werden, wie er in der DE-OS 32 31 136 oder in der DE-OS 35 39 425 beschrieben ist: In den dort beschriebenen Fällen befindet sich auf dem elektrisch isolierenden Träger des Bimetallschutzschalters ein Dickschichtwiderstand, welcher den Bimetallschutz schalter überbrückt. Es ist aber möglich, andere Sicherheitsausschalter zu verwenden, zum Beispiel einen PTC-Widerstand.

Claims

1. Schaltungsanordnung für thermostatisch geregelte, mit Wechselstrom betriebene Heizgeräte mit einem einstellbaren Temperaturregler und mit einem bei Über schreiten einer Temperaturschwelle ansprechenden Sicherheitsausschalter, und mit zwei in Reihe ge schalteten Widerständen, von denen der erste parallel zu dem Temperaturregler geschaltet ist, während der zweite Widerstand dem Sicherheitsausschalter benach bart angeordnet und zu ihm parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Leitungszweig (3) zwi schen dem Verbindungspunkt der beiden Wider stände (R ₁, R ₂) und dem Verbindungspunkt des Temperaturreglers (1) und des Sicherheitsausschalters (2) ein dritter Widerstand (R ₃) und/oder eine Diode (D) liegen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Wider stand (R ₃) in größerer Entfernung von dem Sicher heitsausschalter (2) angeordnet ist als der in seiner Nachbarschaft liegende zweite Widerstand (R ₂).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der drei Wider stände (R ₁,R ₂, R ₃) einen Widerstandswert zwischen 5k Ω und 20 kΩ hat.