DE3884160T2

DE3884160T2 - Kontrollapparat für elektrisch geheizte Bettanlagen.

Info

Publication number: DE3884160T2
Application number: DE88311249T
Authority: DE
Inventors: Barry Ian Chuter
Original assignee: Dreamland Electrical Appliances PLC
Current assignee: Dreamland Electrical Appliances PLC
Priority date: 1987-12-07
Filing date: 1988-11-28
Publication date: 1994-01-13
Anticipated expiration: 2008-11-29
Also published as: EP0320157A1; GB2213287A; AU2805789A; EP0320157B1; GB2213287B; DE3884160D1; GB8728547D0; ATE94714T1; WO1989005560A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für Heizeinrichtungen. Die Benutzer von elektrischen Bettheizeinrichtungen, wie zum Beispiel elektrisch geheizte Unterdecken, Überdecken oder Federbetten, wünschen in der Regel, sie jeden Tag zur selben Zeit einzuschalten. Das Erfordernis, die Decke jeden Tag einzuschalten, kann beschwerlich sein oder sogar, für Gebrechliche und/oder Ältere, erhebliche Anstrengungen erfordern, indem es im allgemeinen einen Weg vom Wohnzimmer in das Schlafzimmer erfordert. Zudem ist es leicht zu vergessen, die Decke hinreichend früh anzuschalten, um das Bett vor dem Zubettgehen genügend zu wärmen.
Um die oben erwähnten Nachteile zu vermeiden, wäre es möglich, die Decke oder das Federbett mittels einer im Handel erhältlichen einsteckbaren Zeitschaltuhr, wie sie verkauft wird, um verschiedene elektrische Geräte zeitlich zu steuern, an eine Steckdose anzuschließen. Jedoch sind die existierenden Zeitschaltuhren für die überwiegende Mehrheit der Menschen, die elektrische Decken oder Federbetten gebrauchen, in der Benutzung zu kompliziert.
Das US Patent US-A-4 176 785 beschreibt eine Steuereinrichtung für eine Heizeinrichtung in Form eines gas- oder ölgeheizten Ofens, wobei die Steuereinrichtung einen 24-Stundenzeitgeberschaltkreis und Heizsteuereinrichtungen enthält, die auf den Zeitgeberschaltkreis ansprechen, um den Betrieb der Heizeinrichtung zu steuern.
Die UK Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. GB-A-2 157 514 beschreibt eine Steuereinrichtung für eine elektrische Decke, die Einrichtungen aufweist, die dahingehend wirken, den Fluß des Heizstroms für den Fall, daß eine übermäßige Temperatur erreicht wurde, zu unterbrechen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, ist eine Steuereinrichtung für eine Heizanordnung vorgesehen, wobei die Steuereinrichtung einen 24-Stunden-Zeitgeberschaltkreis und eine Heizsteuereinrichtung , die auf den Zeitgeberschaltkreis anspricht, enthält, um den Betrieb der Heizanordnung zu steuern und woDei die Steuereinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß
(i) sie angeschlossen ist, um eine elektrische Bettheizanordnung zu steuern und die Heizsteuereinrichtung eine Kontrolle des Flusses des Heizstroms durch ein elektrisches Heizelement der Bettheizanordnung bewirkt;
(ii) sie eine ein Erregungssignal erzeugende Einrichtung enthält, die bewirkt, daß ein Erregungssignal erzeugt wird, welches anzeigt ob die Steuereinrichtung durch eine elektrische Versorgung erregt wird oder nicht;
(iii) der Zeitgeberschaltkreis, wenn er angestellt wird, so wirkt, daß er einen 24-Stunden zyklus beginnt und unbegrenzt wiederhoit, weicher so ist, daß er veranlaßt, daß die Heizkontrolleinrichtung jeden Tag zu einer Zeit, die bestimmt ist durch die Tageszeit, zu der er angestellt bzw. eingeschaltet wurde, betrieben wird, um zu ermöglichen, daß Heizstrom durch das Heizelement für einen vorbestimmten Teil des 24-Stundenzyklusses fließt; und
(iv) sie eine Zeitgeberschaltkreissteuereinrichtung enthält, welche:
a) anspricht auf einen manuellen Einstellvorgang, der vorgenommen wird, während besagtes Erregungssignal anzeigt, daß die Kontrolleinrichtung erregt, bzw. aktiviert ist, um den Zeitgeberschaltkreis einzustellen; und
b) anspricht auf besagtes Erregungssignal, welches später anzeigt, daß die Kontrolleinrichtung deaktiviert wurde, um zu veranlassen, das der Zeitgeberschaltkreis in einen stand-by-Zustand, bzw. Bereitschaftszustand, bzw. Wartezustand zurückkehrt, wodurch die Heizkontrolleinrichtung abgeschaltet wird.
Solch eine Einrichtung ist sehr einfach zu benutzen. Wenn, zum Beispiel nach dem Erstkauf oder am Ende der warmen Jahreszeit, der Gebrauch der Bettheizanordnung beginnen soll, muß der Benutzer nur die Steuereinrichtung an eine elektrische Versorgung anschließen und dann den manuellen Einstell- bzw. Einschaltvorgang zu einer passenden Tageszeit vorzunehmen. Danach, vorausgesetzt die Einrichtung bleibt mit der Versorgung verbunden, wird die Heizung des Bettes jeden Tag zur selben Zeit ("An-Zeit"), wie sie bestimmt wurde durch die Zeit, zu der der Einstellvorgang durchgeführt wurde, eingeschaltet und jeden Tag zur selben Zeit ("Aus-Zeit"), nämlich am Ende eines vorher festgelegten Teils des 24-Stunden-Zyklusses, ausgeschaltet. Das Einstellen der An-Zeit (und der sich ergebenden automatischen Einstellung der Aus-Zeit) ist daher sehr einfach. Im Unterschied zu den im Handel erhältlichen einsteckbaren Zeitschaltuhren ist es nicht nötig, sowohl Ein- als auch Ausschaltzeiten durch das Bewegen von Knöpfen oder Hebeln oder ähnlichem einzustellen. Wenn der Benutzer die Tageszeit, zu der das Heizen beginnt, ändern will, muß er nur die Stromversorgung unterbrechen und die manuelle Einstellung zu der passenden Zeit durchführen.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Einrichtung ist, daß im Fall eines zeitweisen Versorgungsausfalls, der 24-Stunden-Zyklus nicht wiederbeginnt, bis der manuelle Einstellvorgang wieder durchgeführt wurde, wodurch verhindert wird, daß die An- und Aus-Zeiten versetzt werden um einen Betrag, der gteich der Dauer des Ausfalls ist, was der Fall wäre beim Gebrauch einer einsteckbaren Zeitschaltuhr bzw. eines steckbaren Zeitgebers. Dieses Merkmal vermeidet nicht nur den lästigen Betrieb zur falschen Zeit, sondern ist auch unter dem Gesichtspunkt der Feuersicherheit ein Vorteil, indem es die Wahrscheinlichkeit, daß die Anordnung zu einer Tageszeit erhitzt wird, wenn niemand sich in dem Schlafzimmer befindet, minimiert. Vorzugsweise, und um zu verhindern, daß dieses Merkmal auch in dem Fall wirksam wird, wo nur ein momentaner Stromzufuhrfehler (oder ein momentanes, kurzzeitiges Ausschalten) auftritt, weist die Zeitgeberschaltkreissteuereinrichtung eine Verzögerungseinrichtung auf, die so betreibbar ist, daß der 24-Stunden-Zeitgeber einen Bereitschattszustand annimmt, falls nicht das Erregungs- bzw. Inbetriebssetzungssignal anzeigt, daß das Steuergerät für mehr als ein vorbestimmtes Intervall von beispielsweise 30 Sekunden außer Betrieb genommen worden ist.
Vorzugsweise weist das Gerät einen Schalter auf, um den manuellen Einstell- bzw. Einschaltvorgang vorzunehmen, wodurch der Betrieb bzw. die Inbetriebnahme durch eine einfache Schalterbetätigung durchgeführt werden kann. Weiterhin weist die Zeitgeberschaltkreissteuereinrichtung vorzugsweise eine Verzögerungseinrichtung auf, die so betreibbar ist, daß sie verhindert, daß der Zeitgeberschaltkreis eingestellt bzw. eingeschaltet wird, falls der Schalter nicht für zumindest eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise 2,5 Sekunden) betätigt wurde, um eine flüchtige oder zufällige Inbetriebnahme zu verhindern.
Das Gerät kann eine Anzeigeeinrichtung aufweisen für die Anzeige, ob (i) das Gerät unter Energiezufuhr steht und auf den manuellen Einstell- bzw. Einschaltvorgang wartet, oder (ii) der manuelle Einschaltvorgang durchgeführt worden ist, während die Vorrichtung unter Energie steht, wodurch der Zeitgeberschaltkreis eingestellt bzw. in Betrieb genommen worden ist. In dem zweiten Falle (ii) kann die Anzeige einen Unterschied machen, je nachdem ob die Heizsteuereinrichtung in Betrieb oder außer Betrieb genommen worden ist
Vorzugsweise spricht die Zeitgeberschaltkreissteuereinrichtung auf einen Vorrangbefehl an, falls dieser während eines vorbestimmten Teiles des 24-Stunden-Zyklus empfangen wird, um zu bewirken, daß der Zeitgeberschaltkreis die Inbetriebnahme bzw. das Unterstromsetzen der Heizsteuereinrichtung beendet bzw. ausschaltet (wodurch die Heizung vor dem Ende des vorbestimmten Teiles des 24-Stunden-Zyklus ausgeschaltet wird, ohne den Zyklus zu stören) und, falls dieser Befehl außerhalb des vorbestimmten Teiles des 24-Stunden-Zyklus empfangen wird, zu bewirken, daß der Zeitgeberschaltkreis die Inbetriebnahme der Heizsteuereinrichtung bewirkt (wodurch die Heizung eingeschaltet wird vor dem Beginn des vorbestimmten Teiles des 24-Stunden-Zyklus, ohne daß der Zyklus gestört wird). Auf diese Weise kann der Benutzer sich über die eingestellten Ein- und Aus-Zeiten hinwegsetzen, ohne deren Einstellung zu stören bzw. zu verändern, beispielsweise falls er zu einer anderen Zeit als üblich sich hinlegt oder aufsteht. Vorzugsweise kann der Betrieb mit Vorrangbefehl durch einen einzelnen Schalterbetätigungsvorgang durchgeführt werden, der die Betätigung des oben erwähnten Schalters beinhaltet, welcher vorzugsweise verwendet wird, um den manuellen Einstell- bzw. Einschaltvorgang durchzuführen.
Die Steuereinrichtung enthält vorzugsweise Einrichtungen zur Heizstufenwahl, um die Heizungssteuereinrichtungen derartig zu steuern, daß die Heizung auf einer aus mehreren Heizstufen manuell ausgewählten Heizstufe erfolgt. In diesem Fall kann der 24-Stunden-Zeitgeberschaltkreis derartig wirken, daß er die gewählte Heizstufenwahl, falls nötig, während einer Antangsphase (z.B. 80 Minuten) des vorner bestimmten Teils (z.B. 12 Stunden) des 24-Stunden- Zyklusses, überschreibt, um Heizen auf einer Stufe (z.B. der höheren oder der höchsten Stufe) zu gewährleisten, die einen hohen Grad von Wärme bietet. Dies ermöglicht ein schnelles Aufwärmen des Bettes, wonach die Heizung auf die gewählte Stufe zurückkehrt.
Die Einrichtung kann Überhitzungsschutzeinrichtungen enthalten, die unabhängig von der Heizsteuereinrichtung wirken, um den Fluß des Heizzstromes durch das Heizelement zu unterbrechen, falls eine übermäßige Temperatur (zum Beispiel eine örtliche übermäßige Temperatur, hervorgerufen durch Knittern der Decke oder eine andere Anordnung) erreicht wird.
Die Erfindung wird nun weiter beschrieben werden durch ein veranschaulichendes und nicht einschränkendes Beispiel, mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:
Figur 1 ein schematisch es Blockschaltkreisdiagramm einer ersten Steuereinrichtung, die die Erfindung einer elektrischen Bettheizung beinhaltet, ist;
Figur 2 eine schematische Ansicht eines Gehäuses, welches die in Figur 1 gezeigte Einrichtung enthält, ist;
Figur 3 ein schematisches Blockschaltkreisdiagramm einer zweiten Steuereinrichtung, die die Erfindung einer elektrischen Bettheizung beinhaltet, ist;
Figur 4 eine schematische Ansicht eines Gehäuses, welches die in Figur 3 gezeigte Einrichtung enthält, ist.
Figur 1 ist ein schematisches Blockschaltkreisdiagramm einer ersten Steuereinrichtung, die die Erfindung einer elektrischen Bettheizung beinhaltet, zum Beispiel eine elektrische Decke, bzw. Heizdecke oder ein elektrisches Federbett. Die Einrichtung, bzw. der Apparat enthält ein Paar Eingangsanschlüsse 10, 12 für den Anschluß an den spannungsführenden Leiter (L) und den Nulleiter (N) einer Wechselspannuungsleistungsversorgung (nicht dargestellt). Die Eingangsanschlüsse 10, 12 sind über einen zweipoligen Isolier- (An-/Aus-) Schalter 14 an die Reihenanordnung bzw. Serienschaltung aus einer thermischen Sicherung 16, einem heizenden Leiter, bzw. einem Heizleiter 18, einer Schutzdiode 20 und einem Thyristor 22 angeschlossen. Der Heizleiter 18 bildet einen Teil eines Heizkabels 24, welches in Windungen in einer elektrischen Decke oder einem Federbett angebracht ist. Durch Einspeisen von Pulsen in den Thyristor 22, wie weiter unten beschrieben wird, um den Thyristor leitend zu machen, kann veranlaßt werden, daß Heizstrom von der Wechselspannungsversorgung durch den Heizleiter 18 fließt um die Decke oder das Federbett zu heizen.
Das Kabel 24 ist vom dualen Koaxialtyp, wie er Stand der Technik ist und weist einen inneren Kern (nicht gezeigt) auf, aut den der Heizleiter 18 gewickelt ist. Eine Lage, bzw. Schicht 26 aus Polyethylen umschließt den Heizleiter 18 und ein Fühlerleiter 28 ist um die Polyäthylenlage 26 gewickelt. Die Enden des Fühlerleiters 28 sind miteinander verbunden und sind über den Widerstand 30 und den An-/Aus-Schalter 14 mit dem Eingangsanschluß 12 verbunden. Wie durch eine gestrichelte Linie 31 angedeutet, ist der Widerstand 30 thermisch an die Wärmesicherung 16 (Schmelzsicherung) gekoppelt. Wie den Fachleuten bekannt ist, ist die thermische Sicherung 16 ein nicht zurücksetzbares thermisches Glied und besteht aus einem stromtragenden Teil (im allgemeinen bestehend aus einer Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt), welches auf die Einwirkung äußerer Hitze anspricnt, um unwiederbringlich den Durchgang von Strom dorthindurch zu verhindern.
Die in Figur 1 gezeigte Einrichtung weist eine Gleichspannungsleistungsversorgung 32 auf, welche, wenn der Schalter 14 geschlossen ist, aus der Wechselspannungsversorgung Gleichspannungsleistung zur Anwendung in verschiedenen Schaltkreisteilen, wie in Figur 1 gezeigt, erzeugt. Der Klarheit halber sind die Verbindungen zu den verschiedenen Schaltkreisteilen nicht gezeigt.
Die in Figur 1 gezeigte Einrichtung weist außerdem einen Verriegelungsschaltkreis 34 auf, ferner einen 24-Stundenzeitgeberschaltkreis 36 (welcher eine integrierte Schaltung ähnlich der konventionell in elektrischen Uhren verwendeten aufweisen kann und welcher eine Ausgangsstufe 38 beinhaltet), einen Anzeigesteuerschaltkreis 40, einen Heizstufenauswahl-schaltkreis 42 und einen Pulsgenerator 44 zur Abgabe von Pulsen zur Ansteuerung des Thyristors 22. Eine "Leistung"- bzw. "Ein"-Lampe 46 und eine "Bereitschaftszustand"-Lampe 48 sind jeweils an den Anzeigesteuerschaltkreis 40 angeschlossen.
Ein Rückstell-/Vorrangschalter (nicht gezeigt in Figur 1) ist mit einem Eingang des Verriegelungs-schaltkreises 34 verbunden und ein Heizstufenschalter (nicht gezeigt in Figur 1) ist mit einem Eingang des Heizstufenauswahlschaltkreises 42 verbunden.
Die in Figur 1 gezeigte Steuereinrichtung arbeitet folgendermaßen. Wenn die Einrichtung mit einer Wechselspannungsversorgung verbunden wird und der An-/Aus-Schalter 14 geschlossen ist, wird der Gleichspannungsleistungsversorgung 32 Wechselspannungsleistung zugeführt, wodurch die verschiedenen, in Figur 1 gezeigten, Schaltkreise erregtwerden. Außerdem wird ein Signal, welches die Anwesenheit von Gleichspannungsleistung ( und dadurch, implizit, die Erregung der Einrichtung) anzeigt, über die Leitung 50 von der Gleichspannungsleistungsversorgung 32 dem Verriegelungschaltkreis 34 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Spannungspegel auf der Leitung 52, welche einen Ausgang des Verriegelungsschaltkreises 34 mit einem "Einstell"-Eingang 53 des 24-Stundenzeitgeberschaltkreises 36 und mit einen Eingang des Anzeigesteuerschaltkreises 40 verbindet, derartig, daß der Zeitgeberscha1tkreis 36 nicht eingestellt wird und derartig, daß der Anzeigesteuerschaltkreis 40 veranlaßt wird, beide Lampen 46 und 48 blinken zu lassen. Die Tatsache, daß der Zeitgeberschaltkreis 36 nicht eingestellt ist, veranlaßt, daß seine Ausgangsstute 38 auf einer Leitung 54, welche mit dem Anzeigesteuerschaltkreis 40 und auch mit dem Pulsgenerator 44 verbunden ist, ein Signal erzeugt, welches einen solchen Pegel hat, daß es die Arbeit des Pulsgenerators 44 außer Kraft setzt. Folglich werden keine Pulse vom Pulsgenerator 44 zum Thyristor 22 geliefert, wodurch die Heizung der Decke oder des Federbettes nicht stattfinden kann. Es ist also in diesem Zustand die Heizung außerstand gesetzt, ein 24-Stundenarbeitszyklus des Zeitgeberschaltkreises 36 hat nicht begonnen und die Lichter 46, 48 werden veranlaßt zu blinken, um anzuzeigen, daß die Einrichtung in diesem Zustand ist.
Der Benutzer betätigt dann den Rückstell-/Vorrangschalter, um eine Eingabe in den Verriegeiungschaltkreis 34 zu geben. Der Verriegelungschaftkreis 34 enthält eine Verzögerungseinrichtung (nicht gezeigt), zum Beispiel ein resistiv-kapazitives Netzwerk, die darauf anspricht, daß der Rückstell-/Vorrangschalter mindestens 2,5 Sekunden ununterbrochen betätigt wird, um den Pegel auf der Leitung 52 zu ändern. Die Änderung des Spannungspegels auf der Leitung 52 hat zwei Effekte. Erstens veranlaßt es den 24 Stundenzeitgeberschaltkreis 36, über seinen "Einstell"-Eingang 53, seinen 24-Stundenzyklus zu beginnen. Zweitens wirkt es auf den Anzeigesteuerschaltkreis 46, um das Blinken der Lampen 46, 48 zu beenden, und zeigt dadurch an, daß der 24-Stundenzyklus begonnen hat.
Für einen vorbestimmten Teil des 24-Stundenzyklusses, wobei dieser Teil (im weiteren "der Leistungsteil" genannt) eine Dauer von 12 Stunden hat und mit dem Beginn des 24-Stundenzyklusses anfängt, wird die Ansteuerung des Thyristors 22 ermöglicht. Dies wird dadurch herbeigeführt, daß der Pegel auf Leitung 54 so geändert wird, daß der Betrieb des Pulsgenerators 44 eingeschaltet wird. Die Änderung des Pegels auf der Leitung 54 wird auch dem Anzeigesteuerschaltkreis 40 zugeführt. Während des Leistungsteils des 24-Stunden-Zyklusses, nämlich des Teils, während dessen das Heizen stattfinden kann, spricht der Anzeigesteuerschaltkreis 40 so auf den Signalpegel auf Leitung 54 an, daß die "Leistung"- Lampe 46 leuchtet. Während des übrigen (12 Stunden) Teils des 24-Stundenzyklusses (im weiteren "der Bereitschaftszustandsteil", bzw. "Wartezustandsteil" genannt) ist der Pegel auf Leitung 54 so, daß der Pulsgenerator 44 ausgeschaltet wird und der Anzeigesteuerschaltkreis 40 veranlaßt wird, die "Bereitschaftszustand"-Lampe 48 anzuschalten, dadurch anzeigend, daß die Einrichtung im Bereitschaftszustandsteil des Zyklusses ist, nämlich dem Teil, während dem das Heizen nicht stattfinden kann.
Wie oben erwähnt, ist der Heizstufenschalter mit dem Heizstufenauswahlschaltkreis 42 verbunden, eine solche Verbindung wird mittels Leitung 56 ausgeführt (welche tatsächlich aus einer Mehrzahl von Leitungen, jede verknüpft mit einer entsprechenden Heizstufe, bestehen kann). Der Heizstufenauswahlschaltkreis 42 wirkt über Leitung 58 auf den Pulsgenerator 44, um die Arbeit des Generators 44 derartig zu steuern, daß das Heizen bis zu einer vom Schaltkreis 42 gewählten Stufe geschieht. Die Einrichtung mag, zum Beispiel, zwei Heizstufeneinstellungen haben. In einer ersten der Heizstufeneinstellungen erzeugt der Pulsgenerator 44 Pulse, welche den Thyristor 22 so antriggern, daß er während im wesentlichen aller aufeinanderfolgenden positiven Halbwellen der Wechselspannungsversorgung leitet, wodurch ein maximales Maß an Heizung erreicht wird. In einer zweiten (niedrigeren) Heizstufeneinstellung arbeitet der Heizstufenauswahlschaltkreis 42 so, daß er dem Pulsgenerator 42 ermöglicht, den Thyristor 22 nur jede zweite positive Halbwelle in einen leitenden Zustand zu triggern. (Um dies zu erreichen, kann der Schaltkreis 42 eine Verzögerungseinrichtung aufweisen, oder einen Zeit/Torschaltkreis.) Andere Heizstufen können gewählt werden. indem die Anzahl der Halbwellen der Wechselspannungsversorgung, während derer der Thyristor 22 in den leitenden Zustand getriggert wird, variiert wird. Zum Beispiel können 4 Heizstufen ausgewählt werden, die Heizstufen entsprechen 100%, 75%, 50% und 25% Leistung und sie entsprechen eweils einer Aktivierung des Thyristors während aller positiven Halbwellen, drei von vier positiven Halbwellen, jeder zweiten positiven Halbwelle und jeder vierten positiven Halbweile.
Die Ausgangsstufe 38 des 24-Stundenzeitgeberschaltkreises 36 ist mit dem Heizstufenauswahl-schaltkreis 42 durch eine Leitung 60 verbunden. Während eines vorbestimmten Anfangsteils (z.B. 80 Minuten) des Leistungsteils des 24 Stundenzyklusses, nämlich des Teils, während dessen der Pulsgenerator 44 aktiviert ist, ist ein Signal auf der Leitung 60 von einem solchen Pegel, daß es die Wirkung des Heizstufenauswahlschaltkreises 42 in einer solchen Weise überschreibt, daß er veranlaßt wird, über die Leitung 58 den Pulsgenerator so operieren zu lassen, als ob die höhere oder die höchste Heizstufe ausgewählt worden wäre. Dies ermöglicht ein schnelles Aufwärmen des Bettes. Nach Ablauf der vorbestimmten Anfangsphase (z.B. 80 Minuten) ändert sich der Pegel auf der Leitung 60 und der Heizstufenauswahlschaltkreis 42 veranlaßt danach den Pulsgenerator 42, in Übereinstimmung mit der gewählten Heizstufe zu arbeiten.
Solange nicht die Wechselspannungsversorgung versagt oder die Einrichtung ausgeschaltet wird, wird sie unbegrenzt fortfahren, wie oben beschrieben zu funktionieren. Das heißt die Decke oder das Federbett wird jeden Tag zur selben Zeit (nämlich der Zeit, zu der der 24-Stundenzeitgeberschaltkreis eingestellt wurde) eingeschaltet und bei hoher Heizstufe für 80 Minuten vorgeheizt werden, wonach das Heizen (bei welcher auch immer eingestellten oder gewählten Heizstufe) bis 12 Stunden nachdem sie eingeschaltet wurde fortgeführt wird. Danach wird die Decke oder Federbett für 12 Stunden ausgeschaltet und der ganze 24-Stundenzyklus wird unbegrenzt wiederholt.
Der Verriegelungschaltkreis 34 beobachtet während des Betriebes, ob das Signal auf Leitung 50, welches die Erregung der Einrichtung anzeigt aufrechterhalten wird. Dieses Signal wird über eine Verzögerungseinrichtung (nicht gezeigt), welche ein resisuv-kapzitiver Schaltkreis sein kann und welche eine Verzögerung von, zum Beispiel, 30 Sekunden hervorruft, beobachtet. Wenn das Signal auf Leitung 50 für mehr als 30 Sekunden verschwindet, was einen Leistungsversorgungsausfall mit einer Dauer von menr als 30 Sekunden anzeigt, ändert der Verriegelungschaltkreis 34 den Pegel auf Leitung 52. die Einrichtung geht dann in ihren ursprünglichen Zustand zurück. Das heißt der 24-Stundenzeitgeberschaltkreis 36 ist nicht länger eingestellt, wobei der Pulsgenerator 44 ausgeschaltet ist, um Heizen zu vermeiden und das Heizen kann nicht wieder eingeschaltet werden bevor oer Rückstell-/Vorrangschalter wieder für mindestens 2,5 Sekunden betätigt wird; und die Lampen 46, 48 werden veranlaßt zu blinken, um anzuzeigen, daß die Einrichtung in diesem Zustand ist.
Wenn während des normalen Betriebes (d.h. ohne eine Stromunterbrechung und nachdem der 24-Stundenzeitgeberschaltkreis eingestellt wurde) der Rückstell-/Vorrangschalter wieder für mindestens 2,5 Sekunden betätigt wird. liefert der Verriegelungschaltkreis 34 über die Leitung 62 ein Vorrangsignal an die Ausgangsstufe 38 des Zeitgebers 36. Dies hebt manuell den Betrieb des Zeitgeberschaltkreises 36 auf, ohne aie An-Zeit (eingestellt, bzw. gesetzt durch die ursprüngliche Betätigung des Rückstell-/Vorrangsctialters) oder die Aus-Zeit (12 Stunden nach der An-Zeit) zu stören. Insbesondere wird, falls das Vorrangssignal während des Leistungsteils des 24 Stundenzyklusses erhalten wird, nämlich des Teils, während dem der Betrieb des Pulsgenerators 44 eingeschaltet ist, der Pulsgenerator über die Leitung 54 ausgeschaltet, wodurch die Einrichtung tatsächlich in den nächsten Teil (Bereitschaftszustand) des 24-Stundenzyklusses "springt". Wenn andererseits das Vorrangsignal auf der Leitung 62 während des Bereitschaftszustandsteils des 24-Stundenzyklusses ankommt, nämlich des Teils, während dem der Pulsgenerator 44 ausgeschaltet ist, wird der Pulsgenerator über die Leitung 54 eingeschaltet, wodurch die Einrichtung tatsächlich in den Leistungsteil des 24-Stundenzyklusses "springt". Auf diese Weise kann der Benutzer die gesetzten (eingestellten) An- und Aus-Zeiten des Zeitgeberschaltkreises 36 überschreiben, ohne deren Einstellungen zu stören, zum Beispiel wenn er sich hinlegt und/oder zu einer anderen Zeit aufsteht als üblich.
Es wird jetzt angenommen, daß während des Betriebes eine Überhitzung des Kabels 24 stattfindet. Solch eine Überhitzung kann zum Beispiel auftreten als Folge von Funkenüberschlag über einen Bruch, bzw. eine Bruchstelle in dem Heizleiter 18 oder durch hohes örtliches Überhitzen durch Knüllen bzw Falten der Decke oder des Federbettes. In diesem Fall schmilzt die Polyäthylenlage 26 am Ort der Überhitzung und ermöglicht dadurch, daß der Heizleiter 18 und der Fühlerleiter 28 in Kontakt miteinander kommen. In diesem Fall wird die Versorgungswechselspannung über die Serienschaltung aus einem Teil des Leiters 18 und dem Widerstand 30 angelegt. In diesem Fall steigt der durch den Widerstand 30 fließende Strom von einem vernachlässigbar kleinen Wert auf einen erheblichen Wert. Der Widerstand 30 wird daher erhitzt und heizt die thermische Sicherung 16. Die thermische Sicherung 16 schmilzt dann, um den Stromfluß zum Heizleiter nicht rücksetzbar (dauerhaft) zu unterbrechen. Es wird angemerkt daß der Betrieb dieser Überhitzungschutzeigenschaft unabhängig ist vom Betrieb der Steuerung der Heizung, wie sie geleistet wird durch den Heizstufenauswahlschaltkreis 42, den Pulsgenerator 44 und so weiter.
Zusätzlich kann die im obigen Fall über dem Widerstand 30 entstehende Spannung, wie gezeigt, rückgeführt werden zu dem Pulsgenerator 44, um den Betrieb des Pulsgenerators zu unterbinden und so den Heizleiter 18 leistungslos zu machen, sobald die Spannung über dem Widerstand auftritt. So wird der Stromfluß durch den Heizleiter 18 im Fall des Funkenüberschlags im Heizleiter oder intensiver örtlicher Überhitzung durch eine Falte bzw Faltelung bzw Knitterung unterbunden, während der Widerstand 30 sich genügend aufheizt, um die thermische Sicherung 16 zu aktivieren, um aen Stromfluß dauerhaft zu unterbrechen.
Eine Außenansicht des Gehäuses 70. welches die Einrichtung aus Figur 1 enthält, ist in Figur 2 gezeigt. Das Gehäuse 70 enthält alie in Figur 1 gezeigten Teile, natürlich außer des Kabels 24. Das Gehäuse 70 ist in Längsrichtung um eine Anschlußschnur für die Decke oder das Federbett angebracht, die Schnur besteht aus einem ersten Teil 72, der in einem Stecker (nicht gezeigt) zum Anschluß an eine Wechselspannungssteckdose endet und einem zweiten Teil 74, welcher drei Kabel enthält, welche die Einrichtung an die zwei Enden des Heizleiters 18 und an ein Ende des Fühlerleiters 28 anschließen.
Die Lampen 46 und 48 sind, wie in Figur 2 gezeigt, am Gehäuse 70 angebracht, um so ohne weiteres für den Benutzer sichtbar zu sein.
Figur 2 zeigt eine Schiebeschaltervorrichtung 76, welche es erlaubt, den An/Aus-Schalter 14, den Rückstell-/Vorrangschalter und den Heizstufenschalter in sich zu vereinigen. Die Schiebeschaltervorrichtung 76 weist einen Schieber 78 auf, der zwischen sechs Stellungen bewegbar ist, nämlich einer Aus-Stellung, vier Heizstufenstellungen (1, 2, 3 und 4) und einer Rückstell-/Vorrangstellung. Wenn die Einrichtung nicht in Gebrauch ist, ist der Schieber 78 in der Aus-Stellung. Sobald er in eine der anderen Stellungen bewegt wird, wird der An/Aus-Schalter 14 geschlossen. Zusätzlich beginnen, wie oben erklärt, die Lampen 46, 48 zu blinken. Um den 24-Stundenzeitgeberschaltkreis 36 einzustellen, damit er seinen Betrieb zu einer bestimmten Tageszeit aufnimmt, bewegt der Benutzer zu dieser Tageszeit den Schieber 78 von der Aus-Stellung zu der Rückstell-/Vorrangstellung. Nachdem der Schieber 78 für mindestens 2,5 Sekunden in der Rückstell-/- Vorrangstellung gehalten wurde (vorzugsweise gegen eine Federkraft, die ihn aus dieser Stellung drückt), ist der Zeitgeberschaltkreis 36 eingestellt. Außerdem hören die Lampen 46, 48 zu blinken auf, die Lampe 46 leuchtet andauernd und die Lampe 48 leuchtet nicht mehr, wodurch angezeigt wird, daß der Zeitgeber eingestellt wurde und der erste (Leistungs-) Teil (während dem die Heizung eingeschaltet ist) des 24-Stundenzyklusses begonnen hat. Der Benutzer bewegt dann den Schieber 78 zu der Stellung, die der Heizstufe entspricht, die er auszuwählen wünscht.
Figur 3 ist ein schematisches Blockschaltbild einer zweiten Steuereinrichtung, welches die Erfindung einer elektrischen Bettheizanordnung, wie zum Beispiel eine elektrische Heizdecke oder ein elektrisches Federbett, darstellt. Die Einrichtung aus Figur 3 ist konstruiert und wird betrieben in ziemlich derselben Weise wie die aus Figur 1 und wird nur insoweit beschrieben werden, als sie von dieser abweicht. Die in Figur 3 benutzten Bezugsziffern, welche dieselben wie die in Figur 1 benutzten Bezugsziffern sind, bezeichnen gleichartige Dinge.
In der in Figur 3 gezeigten Struktur ist ein zweites Koaxialkabel 80 in Windungen in der elektrischen Heizdecke oder dem Federbett angebracht, vorzugsweise in ziemlicher Nähe zu Kabel 24, um die Temperatur, auf die die Decke oder das Federbell aufgeheizt ist, zu messen. Das Kabel 80 besteht aus zwei leitenaen Fühlern 82, 84, die durch eine Lage 86 aus Polyvinylchlorid (PVC) getrennt sind, welches in einer in der Technik bekannten Art und Weise mit einem Material versehen, bzw. dotiert ist, welches seine Leitfähigkeit erhöht. Die Enden des Leiters 82 sind miteinander verbunden und sind über die thermische Sicherung 16 und den An/Aus-Schalter 14 mit dem Eingangsanschluß 10 verbunaen. Die Enden des Leiters 84 sind miteinander verbunden und sind über den Widerstand 88 und den Schalter 14 mit dem Eingangsanschluß 12 verbunden. Demnach wird im Betrieb die Versorgungswechselspannung über die Reihenschaltung aus der Lagenimpedanz 86 und dem Widerstand 88 angelegt. Die Verbindung zwischem dem Fühlerleiter 84 und dem Widerstand 88 ist mit einer Leitung 90 an einen Eingang des Heizstufenauswahlschaltkreises, welcher in Figur 3 mit 42' bezeichnet ist, angeschlossen.
Die Heizstufenauswahl 42' erzeugt (zum Beispiel mit Hilfe eines variablen Spannungsteilernetzwerks) eine Gleichspannnung, welche proportional zu der durch den Heizstufenschalter gewählten Heizstufe ist. Bei Gebrauch, wenn das Bett sich erwärmt, fällt die Impedanz der PVC-Lage 86, weil PVC eine Impedanz hat, die mit der Temperatur geringer wird. Deswegen wird eine Wechselspannung auf der Leitung 90 durch eine spannungsteilende Wirkung aufgebaut; die Höhe der Spannung variiert in Übereinstimmung mit der Temperatur des Bettes. Diese Spannung wird in dem Heizstufenauswahlschaltkreis 42' gleichgerichtet und wird in einem Komparator (nicht gezeigt) mit der zur gewählten Heizungseinstellung proportionalen Gleichspannung verglichen. Wenn die nach der Gleichrichtung durch die Leitung 90 rückgeführte Spannung so ist, daß sie anzeigt, daß die Temperatur kleiner ist als eine Temperatur, die der gewünschten Heizungseinstellung entspricht, wird das Signal, welches auf Leitung 58 gelegt wird, so gemacht, daß es den Pulsgenerator 44 einschaltet. Sobald jedoch die gewünschte Temperatur erreicht wurde, wird das Signal auf Leitung 58 geändert, um den Pulsgenerator 44 auszuschalten. Das heißt in dieser Ausführungsform wird der Pulsgenerator 44 in passender Weise an- und ausgeschaltet, in einer Art und Weise, um die gewünschte Bettemperatur aufrechtzuerhalten, wobei der Pulsgeneratorr 44 dahingehend wirkt, den Thyristor 22 während aller positiven Halbwellen in den leitenden Zustand zu triggern, wenn der Pulsgenerator eingeschaltet ist. Also wirken das Kabel 80, der Widerstand 88 und der Heizstufenauswahlschaltkreis 42' in einer einem Thermostaten analogen Weise, um die Heizung zu steuern, um zu ermöglichen, daß irgendeine aus einer Anzahl gewünschter Temperaturen erreicht wird.
Figur 4 zeigt ein Gehäuse 70' für die in Figur 3 gezeigte Einrichtung. Das Gehäuse 70' ist in vielerlei Hinsicht ähnlich dem Gehäuse 70 aus Figur 2 und wird nur insoweit beschrieben werden, als es davon abweicht. In Figur 4 bezeichnen Bezugsziffern, welche dieselben wie die in Figur 2 benutzten Bezugsziffern sind, gleichartige Dinge. Es ist einzusehen, daß genau dieselbe Schalteranordnung wie in Figur 2 benutzt, im Fall der Figur 4 angewendet werden kann. In diesem Fall sind jedoch, zur Bequemlichkeit die verschiedenen Schalter separat. Also kann der An/Aus-Schalter 14 ein Wippenschalter sein, der Heizstufenschalter kann ein getrennter, durch einen Drehknopf 92 betätigter Schalter sein und der Rückstell-/Vorrangschalter kann ein Druckknopfschalter 94 sein, weicher vorzugsweise durch eine Feder vorgespannt wird, damit er nur betätigt werden kann, wenn er gedrückt gehalten wird.
Die Erfindung dann natürlich auf andere Weise als in den obigen Beispielen beschrieben ausgeführt werden. Zum Beispiel könnte der Stromfluß durch andere Vorrichtungen als einen Thyristor gesteuert werden, zum Beispiel durch ein Triac (in welchem Fall Wechselstrom statt halbwellengleichgerichtetem Wechselstrom durch den Heizleiter fließen würde). Weiterhin könnte die Lage 26 des Kabels 24 aus einem anderen Material als Polyäthylen sein. Das Material könnte zum Beispiel aus PVC sein (vielleicht mit einer leitfähigkeitserhöhenden Substanz dotiert), in welchem Fall der Widerstand 30 in einem Maße erhitzt wird, daß die thermische Sicherung aktiviert wird, ohne daß die Leiter 18 und 28 einander berühren, dank einem Abfall der Impedanz der PVC-Schicht 26, hervorgerufen durch ihre Erwärmung, durch Funkenüberschlag oder durch örtlich große Überhitzung, hervorgerufen durch eine Falte.

Claims

1. Steuereinrichtung für eine Heizanordnung (24), bei welcher die Steuereinrichtung einen 24-Stunden-Zeitgeberschaltkreis (36) und eine Heizsteuereinrichtung (44, 22), die auf den Zeitgeberschaltkreis anspricht, enthält, um den Betrieb der Heizanordnung zu steuern und wobei die Steuereinrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß:

(i) sie angeschlossen ist, um eine elektrische Bettheizanordnung zu steuern und die Heizsteuereinrichtung (44, 22) eine Steuerung des Flusses des Heizstroms durch eine elektrisches Heizelement (18) der Bettheizanordnung bewirkt;

(ii) sie eine ein Erregungssignal erzeugende Einrichtung (32) enthält, die bewirkt daß ein Erregungssignal erzeugt wird, welches anzeigt, ob die Steuereinrichtung durch eine elektrische Versorgung erregt wird oder nicht;

(iii) der Zeitgeberschaltkreis (36), wenn er eingeschaltet ist, so betreibbar ist, daß er einen 24-Stundenzyklus beginnt und unbegrenzt wiederholt, derart, daß er bewirkt, daß die Heizkontrolleinrichtung (44, 22) jeden Tag zu einer Zeit, die bestimmt ist durch die Tageszeit, zu der sie eingestellt wurde, betrieben wird, um zu ermöglichen, daß Heizstrom durch das Heizelement (18) für einen vorbestimmten Teil des 24-Stundenzyklusses fließt und

(iv) sie eine Zeitgeberschaltkreissteuereinrichtung (34) enthält, welche:

a) anspricht auf einen manuellen Einstellvorgang, der vorgenommen wird, während besagtes Erregungssignal anzeigt, daß die Steuereinrichtung erregt, bzw. aktiviert ist, um den Zeitgeberschaltkreis (36) einzustellen; und

b) anspricht auf besagtes Erregungssignal, welches später anzeigt, daß die Steuereinrichtung deaktiviert wurde, um zu bewirken, das der Zeitgeberschaltkreis (36) in einen stand-by-Zustand, bzw. Wartezustand zurückkehrt, wodurch die Heizkontrolleinrichtung (44, 22) abgeschaltet wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, in welcher die Zeitgeberschaltkreissteuereinrichtung (34) Verzögerungseinrichtungen enthält, dahingehend wirkend, zu verhindern, daß der 24-Stunden-Zeitgeberschaltkreis (36) in den Wartezustand zurückkehrt, bevor nicht das Erregungssignal anzeigt, das die Steuereinrichtung länger als für einen vorbestimmten Zeitabschnitt deaktiviert wurde.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, welche einen Schalter (76, 94) zur Durchführung des manuellen Einstellvorgangs aufweist, wodurch der Vorgang durch eine einzige Schalterbetätigung durchgeführt werden kann.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, in welch er die Zeitgeberschaltkreissteuereinrichtung (34) Verzögerungseinrichtungen aufweist, die bewirken, daß verhindert wird, daß der Zeitgeberschaltkreis (36) eingestellt wird, wenn nicht der Schalter (76, 94) für mindestens eine vorbestimmte Zeitdauer betätigt wurde.

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche Anzeigeeinrichtungen (40, 46, 48) enthält, welche anzeigen, ob (i) die Einrichtung erregt ist und auf den manuellen Einstellvorgang wartet oder ob (ii) der manuelle Einstellvorgang durchgeführt wurde, während die Einrichtung erregt ist, wodurch der Zeitgeberschaltkreis (36) eingestellt wurde.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, bei der im Fall (ii) die Anzeige unterscheidet, ob die Heizsteuereinrichtung (44, 22) eingeschaltet oder ausgeschaltet ist.

7. Einrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Zeitgeberschaltkreis-steuereinrichtung (34) anspricht auf eine Aufhebungs- bzw. Vorranganweisung, um, wenn diese während des besagten vorbestimmten Teils des 24-Stundenzyklusses erhalten wird, zu bewirken, daß der Zeitgeberschaltkreis (36) die Erregung der Heizsteuereinrichtung (44, 22) ausschaltet, wodurch die Heizung vor dem Ende des besagten vorbestimmten Teils des 24-Stundenzyklusses ausgeschaltet wird, ohne den Zyklus zu stören und um, wenn diese Vorranganweisung außerhalb des besagten vorbestimmten Teils des 24-Stundenzyklusses erhalten wird, u bewirken, daß der Zeitgeberschaltkreis (36) die Erregung der Heizsteuereinrichtung (44 22) einschaltet, wodurch die Heizung vor dem Beginn des besagten vorbestimmten Teils des 24-Stundenzyklusses eingeschaltet wird, ohne den Zyklus zu stören.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, bei der die Ausführung der Vorranganweisung durch eine einzige Schalterbetätigung durchgeführt werden kann.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, wenn sie Anspruch 3 oder Anspruch 4 zugefügt wurde, bei der die besagte eine Schalterbetätigung in der Betätigung des besagten Schalters (76, 94), der benutzt wird, um den manuellen Einstellvorgang durchzuführen, besteht.

10. Einrichtung nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, welche Auswahleinrichtungen (42; 42', 80, 88) für die Heizstufe aufweist, um die Heizsteuereinrichtung (44, 22) in einer solchen Weise zu steuern, daß die Heizung auf einer von mehreren, manuell gewählten, Heizungsstufe arbeitet.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, bei der der 24-Stundenzeitgeberschaltkreis (36) falls nötig tätig wird, um die gewählte Heizstufe in einem Anfangsstadium des besagten vorbestimmten Teils des 24-Stundenzyklusses aufzuheben, um Heizung auf einer Stufe zu gewährleisten, die ein hohes Niveau von Wärme gewährleistet.

12. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche Überhitzungsschutzeinrichtungen (26, 28, 30), die unabhängig von der Heizsteuereinrichtung (44, 22) wirken, enthält, um den Fluß des Heizstroms durch das elektrische Heizelement (18) im Fall einer übermäßigen erreichten Temperatur zu unterbrechen.