DE8803601U1

DE8803601U1 - Bügeleisen

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Publication number: DE8803601U1
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Original assignee: JURA ELEKTROAPPARATE-FABRIKEN L HENZIROHS AG NIEDERBUCHSITEN SOLOTHURN CH
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Priority date: 1988-02-04
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1988-04-28
Also published as: CH674657A5

Description

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Bügeleisen

Die vorliegende Neuerung betrifft ein Bügeleisen ge- !Rsss dsns Oberbegriff dss Schutzanspruches I.

Bügeleisen, die insbesondere auch als Reisebügeleisen einsetzbar sind, sollen möglichst leicht und kompakt gebaut sein. Bei bekannten Konstruktionen sind durch den schwenkbar angeordneten Griff gewisse Volumenreduktionen, die zu einem handlicheren Verpackungsformat führen, möglich. Das hauptsächlichste Volumen und das Gewicht werden bei bekannten Ausführungsformen von Bügeleisen jedoch

IQ durch die relativ massige Sohlenkonstruktion mit dem darin angeordneten Panzerheizstab bestimmt. Mit den heute bekannten Bauelementen ist es nicht möglich, das oft als nachteilig empfundene Gewicht und das als nachteilig empfundene Volumen von Bügeleisen weiter zu reduzieren.

Es kommt immer wieder vor, dass eingeschaltete Bügeleisen mit der heissen Sohle infolge der normalen menschlichen Vergesslichkeit auf einer brennbaren Unterlage stehengelassen bleiben, was schon einige Male zu Bränden geführt hat. Bei Bügeleisen, die dazu geschaffen sind, vor allem in einer dem Anwender fremden Umgebung eingesetzt zu werden, ist diese Gefahr besonders gross. An bekannten Bügeleisen sind Flächen angebracht, die zum Abstellen des wartfien Bügeleisens beim Nichtbügeln dienen. Es wirkt sich bei all diesen Bügeleisen als nachteilig aus, dass eine gezielte menschliche Handlung dazu erforderlich ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Neuerung, ein Bügeleisen zu schaffen, das die vorgängig erwähnten Nachteile nicht aufweist.

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Diese Aufgabe wird gemäss den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Schutzanspruches 1 gelöst.

Heitere vorteilhafte Wirkungen der Neuerung inbezug auf den bisherigen Stand der Technik sind in den abhangigen Ansprüchen gekennzeichnet. Durch die Anwendung des neuartigen flächenförmigen Heizelementes, mit dem die Heizenergie gleichmässig über die ganze Fläche der Sohle verteilt werden kann, ist es möglich geworden, die Masse der Sohle einerseits zu reduzieren und andererseits dafür neuartige Materialien wie Kunststoff zu verwenden. Die Sohle mit dem auf der einen Seite anliegenden Heizelement und einer zum Festhalten des Heizelementes vorgesehenen Platte ist als kompakte Einheit sandwichartig aufgebaut. Durch die kleine Masse dieser Einheit ist es zudem möglieh geworden, die Heizleistung erheblich zu reduzieren. Die in bekannten Bügeleisen bisheriger Bauart üblicherweise eingesetzten Bimetallstreifen als Temperaturregler sind durch schneller und genauer regelnde elektronisch.3 Mittel ersetzt worden, was sich insbesondere in einer

Verkleinerung der Temperaturhysterese der Sohle auswirkt.

Leider sind die Spannungen der dem Anwender angebotenen elektrischen Energie immer noch nicht in allen Ländern gleich. Elektrische Geräte, die zum Anschluss an unterschiedliche Spannungen vorgesehen sind, weisen üblicherweise einen Spannungswahlschalter auf. Wird das richtige Einstellen der Spannung vergessen, so wirkt sich das insbesondere dann, wenn die angebotene Spannung hoher ist als die am Gerät eingestellte, nicht nur auf das Gerät verheerend aus, sondern die Onfall- und Brandgefahr wird erheblich erhöht. Die im neuerungsgeniassen Bügeleisen eingebauten elektronischen Mittel erkennen die angelegte Spannung automatisch und sorgen dafür, dass der

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dem Heizelement zugefUhrte Mittelwert der elektrischen Leistung in jedem Falle konstant ist.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Neuerung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Bs zeigen Tig. 1 eine Seitenansicht des neüerüngsgemässen bü— geleisens in der Bügelstellung und in der Ruhestellung, Fig. 2 eine Ansicht des Bügeleisens von vorn, zwei Endlagen des schwenkbaren Griffes darstellend» Fig. 3 eine Ansicht auf das neuerungsgemässe Bügeleisen,

Fig. t einen Schnitt durch die eine kompakte Einheit bildende Sohle mit dem anliegenden Heizelement und mit der Platte zum Festhalten des Heizelementes, Fig. 5 eine Aufsicht auf die in Fig. 4 im Schnitt dargestellte Einheit,

Fig. 6 ein Blockschaltbild der im neuerungsgemässen Bügeleisen vorhandenen elektronischen Mittel und

Fig. 7 die Wirkungsweise der konstanten Leistungszufuhr zum Heizelement beim 110 V- oder 220 V-Betrieb. In den Fig. 1 bis 3 ist eine Ausführungsform des neuerungsgemässen Bügeleisens als Ganzes dargestellt. Das Bügeleisen umfasst ein Gehäuse 1 mit einem daran schwenkbar angeordnet^.. Griff 4. Durch das schwenkbare Anordnen des Griffes 4 ist es möglich, wie in der Fig. 2 dargestellt, das Verpackungsvoluraen des Bügeleisens zu reduzieren» Schwenkbare Griffanordnungen sind bekannt und deshalb hier nicht näher beschrieben, Im Griff 4 ist ein** Vorrichtung 10 zum Steuern der Energiezufuhr zum flMeh^ftfor mi gen Heizelement 3 eingebaut. Ein am vorderen £.<»«j3 des Griffes 4 angeordnetes Einstellmittel 7 ist zum Einstellen einer gewünschten Solltemperatur an der Sohle bestimmt. Das Einstellmittel 7 steht, wie weiter hinten

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beschrieben, mit der Steuervorrichtung 10 in elektrischer Verbindung. Die elektrische Energiezufuhr des Bügeleisens erfolgt über ein zweiadriges Anschlusskabel 9, das durch eine beim hinteren Ende des Griffes 4 am Gehäuse 1 angeordnete Tülle 8 in das Gehäuse 1 des Bügeleisens eingeführt ist und mit der Steuervorrichtung 10 in elektrischer Verbindung steht.

Die Sohle 2 bildet mit dem anliegenden flächenförmigen Heizelement 3 und der Platte 20, wie weiter hinten genau umschrieben und in den Fig. 4 und 5 dargestellt, eine kompakte Einheit 5. Diese Einheit b ist über Nocken 21 und nicht näher dargestellten Befestigungsmitteln, beispielsweise Schrauben, mit dem Gehäuse 1 verbunden. Das Heizelement 3 steht in elektrischer Verbindung mit der Steuervorrichtung 10.

Ein neuerungsgemässes Merkmal des Bügeleisens besteht darin, dass sein Schwerpunkt zwischen dem hinteren Ende der kompakten Einheit 5 und dem hinteren Ende dee schwenkbaren Griffes 4 angeordnet ist, egal/ in welcher Lage sich der Griff 4 befindet. Dadurch wird die Sohle 2, sobald das Bügeleisen vom Anwender losgelassen wird, von der Unterlage abgehoben und hochgeschwenkt und die am Gehäuse 1 angeordnete Aufliegeflache 6 kommt auf die Unterlage zu liegen, wie dies in der Fig. 1 angedeutet ist.

Durch diese Maeenahme wird in jedem Falle verhindert, dass das stehengelassene Bügeleisen mit seiner warmen Sohle auf seiner Unterlage stehen bleibt. Die menschliche Vergesslichkeit ist ausgeschaltet.

Anhand der Fig. 4 und 5 ist die aus der Sohle 2 dem

anliegenden Heizelement: 3 und der Platte 20 sandwichartig aufgebaute kompakte Einheit 5 näher erklärt. Das flächenförmig«! Heizelement 3 ist nach dom Prinzip einer

gedruckten Schaltung hergestellt. Auf einem elektrisch isolierenden, folienförmigen Trägermaterial ist mindestens eine über die ganze Fläche verteilte metallische Widerstandsbahn_r die nach bekannter Art im Aet&zgr;verfahren von einer auf das Trägermaterial aufgebrachten Metallschicht erstellt worden ist, vorhanden. Das folienförmige Trägermaterial muss geeignet sein, Temperaturen von etwa 300° C zu ertragen. Vorzugsweise wird dazu Glimmer, Silikon oder ein Polyimid verwendet.

Die Sohle 2 ist in einer Ausfuhrungsform des dargestellten Beispiels ebenfalls aus Kunststoff hergestellt. Der Kunststoff muss Temperaturen bis zu 250° C ertragen und muss eine möglichst geringe Wärmeausdehnung aufweisen. Als geeignet dazu hat sich ein Flüssigkristallpolymer (Liquid Cristall Polymer) erwiesen. Die Sohle 2, die von einem Rand 26 umgeben ist und auf der einen Seite eine Vertiefung 27 aufweist, wird im Spritzgussverfahren hergestellt.

Das vorgängig beschriebene, flächenförmige Heizele-

ment 3 wird in der Vertiefung 27, an der Sohle 2 anliegend, angeordnet und mit einer Platte 20, die aus dem gleichen Material wie die Sohle 2 hergestellt ist und mit der Sohle 2, beispielsweise durch Ultraschallschweissen verbunden ist, eingeklemmt.

Der Anfang und das Ende der auf dem elektrischen Heizelement 3 vorhandenen Leiterbahn aus elektrischem Widerstandsmaterial ist je mit einem ersten Anschlussmittel 24 versehen. Ein zweite Anschlussmittel 25 aufweisendes Fühlerelement 22 ist zum Messen der Ist-Temperatur des Heizelementes 3 auf der der Sohle 2 abgewandten Oberfläche mit diesem in Berührung. Die Anschlussmittel 24

und 25 stehen, wie weiter hinten beschrieben, in elektrischer Verbindung mit der Steuervorrichtung 10.

Eine andere Ausführungsform sieht vor, anstelle des Kunststoffes für die Sohle 2 Aluminium zu verwenden. Die aus Kunststoff bestehende Platte 20 wird bei dieser anderen Ausführungsform beispielsweise mit nicht dargestellten, an der Sohle 2 angebrachten Nocken durch Verstemmen letzterer mit der Sohle 2 verbunden.

Die Sohle 2, das Heizelement 3 und die Platte 20

bilden zusammen eine kompakte Einheit 5. Drei auf der Platte 20 angebrachte Nocken 21 dienen dazu, die kompakte Einheit 5 im Gehäuse 1 des Bügeleisens einzuhängen und die Einheit mic nicht dargestellten Befestigungsmitteln, beispielsweise -».litteIs Schrauben, festzuhalten. Durch das flächenförmige Heizelement 3 ist es möglich, die Heizleistung cfleichmässig auf die gesamte Oberfläche der Sohle 2 zu verteilen. Dadurch kann die Masse der Sohle 2 klein gehalten werden. Als Vorteil resultiert durch diese Bauweise nicht nur eine Gewichtseinsparung sondern auch eine Reduktion der benötigten Heizleistung.

Hergebrachte Heizungesteuersysteme in Bügeleisen verfügen meist über relativ langsame Bimetallthermostaten. Infolge ungünstiger Masseverhältnisse seitens des beheizten Körpers und durch die Trägheit der Thermostaten resultieren relativ träge Steuerungen. Eine elektronische Steuerung weist gegenüber den bekannten Bimetallsteuersystemen entscheidende Vorteile auf. Durclti das exaktere Steuern der Sohletemperatur wird die Tempieraturhystereee der Sohle wesentlich verkleinert bei gleichzeitiger Reduzierung der dem Heizelement im Mittel zugeführten Heizleistung. Eine Steuervorrichtung 10, wie nie im neuerungsgemässen Bügeleisen beispielsweise eingesetzt ist«

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ist als Blockschaltbild in der Fig- 6 dargestellt. Die Steuervorrichtung 10 umfasst im wesentlichen einen elektronischen Schaltkreis 30 und ein Schaltmittel 31. Die über das zweiadrige Kabel 8 zugeführte Speisespannung steht über die Leitungen 35 und 36 mit dem elektronischen Stromkreis 30 in Verbindung. Das Fühlerelement 22 mit seinen zweiten Anschlussmitteln 25 ist als Istwertgeber der Sohletempeatur über die zwei Verbindungsleitungen 39 an den elektronischen Stromkreis 30 der Steuervorrichtung 10 angeschaltet. Auch das Stellmittel 7, als Sollwertgeber für die Sohletemperatur, steht mit dem elektrischen Stromkreis 30 über Leitungsmittel 38 in elektrischer Verbindung. Die die Phase P der Speisespannung führende Leitung 36 steht vor ihrem Anschluss an den elektrischen Stromkreis 30 mit einer weiteren Leitung 37 in Verbindung. Die mit dem Nullleiter N der Speisespannung verbundene Leitung 35 steht vor dem Anschluss an den elektrischen Stromkreis 30 ebenfalls mit einer weiteren Leitung 33 in Verbindung. Das SchaltmitteJ. 31 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem Triac mit einer Kathode K, einer Anode A und einem Steuergate G. Die weitere Leitung 33 ist mit der Kathode K des Triacs 31 verbunden. Die Anode A des Triacs führt über eine elektrische Verbindung 34 zu einem der Anschlussmittel 24. Di&igr; genannte weitere Leitung 37 ist mit dem anderen der Anschlussmittel 24 verbunden. Die beiden Anschlusemittel 24 führen, wie bereits vorgängig beschrieben, zum £lächenformlgen &egr; Heizelement 3. In Serie zum Heizelement 3 iet die vor-

schriftsgemässe Schmelzsicherung 23 eingebaut. Das &Idigr;30 Steuergate 6 des Triacs 31 ist über die elektrische Lai_v tung 32 mit dem elektronischen Stromkreis 30 verbunden.

\\ Der elektronische Stromkreis 30 hat die Aufgabe; den

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Triac 31 über die elektrische Leitung 32 mit dem Steuergate G so zu steuern, dass die Energiezufuhr zum Heizelement 3 einen gewünschten bestimmten Wert aufweist. Dieser Wert soll einerseits unabhängig sein von der angelegten

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ne Temperatur erzeugen, die dem mit dem Einstellmittel 7 eingestellten Sollwert entspricht. Bei der dargestellten AusfUhrungsvariante erfolgt die Steuerung der Energiezufuhr zum Heizelement 3 über den vom elektronischen Stromkreis 30 über die elektrische Leitung 32 am Steuergate G gesteuerten Triac 31 derart, dass dieser entweder eine oder mehrere ganze Halbwellen der Speisespannung zum Heizelement durchlässt oder sperrt. Dazu sind im elektronischen Stromkreis 30 die im folgenden aufgezählten, aber nicht näher dargestellten, weil bekannten Schaltstufen notwendig. Neben Mitteln zur Spannungsversorgung der elektronischen Komponenten, wie Transistoren, integrierten Schaltkreisen usw. sind Mittel zum Erkennen der Grosse der über die Leitungen 35 und 36 angeschlossenen Speisespannung vorhanden. Ein Speisespannungsnulldurchgangsdetektor sorgt dafür, dass der Triac 31 über die elektrische Leitung 32 im wesentlichen nur dann für einen kurzen Moment gezündet wird, wenn die Speisespannung einen Spannungsnulldurchgang aufweist. Durch diese Massnähme lassen sich grosse Schaltströme vermeiden. Ein Komparatormittel stellt die Abweichung zwischen den Istwert der Sohlentemperatur und dem mit dem Einstellmittel 7 vorgegebenen Sollwert der gewünschten Sohlentemperatur fest. Das Komparatormittel entscheidet, ob folgende HaIbwellen der Speisespannung dem Heizelement zugeführt werden müssen oder nicht. Die Komparatormittel des elektronischen Stromkreises 30 und der Triac als Schaltmittel

bilden im vorliegenden Beispiel die Mittel zum Konstanthalten des Mittelwertes der Energiezufuhr zum Heizelement 3.

In der Fig. 7 ist dargestellt, wie der elektronische Stromkreis 30 den Triac 31 beim Vorhandenggin einer Speisespannung von 110 V oder beim Vorhandensein einer Speisespannung von 220 V steuert. Bei einer Speisespannung von 110 V werden im Prinzip jede der Halbwellen dem Heizelement 3 zugeführt. Diese Halbwellen sind im linken Bild schraffiert dargestellt. Da bei einer Verdoppelung der Speisespannung, z.B. von 110 V auf 220 V, die einem vorgegebenen Verbraucher, beispielsweise dem Heizelement 3, zugeführte Leistung vervierfacht würde, steuert der elektronische Stromkreis 30 den Triac 31 beim Vorhandensein einer Speisespannung von 220 V derart, dass nur jede vierte Halbwelle der Speisespannung zum Heizelement 3 gelangt. Diese Situation ist auf dem rechten Bild der Fig. 7 gezeigt. Dadurch wird dem Heizelement, unabhängig ob die Speisespannung 110 V oder 220 V beträgt, im wesentlichen die gleiche Heizenergie zugeführt.

Ein anderes, nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel sieht vor, anstelle einer Nulldurchgangssteuerung des Triacs, eine Phasenanschnittsteuerung anzuwenden. Die Phasenanschnittsteuerung ist ebenfalls allgemein bekannt und braucht hier nicht im Detail beschrieben zu werden. Sie beruht darauf, dass von jeder der Halbwellen der Speisespannung nur ein ganz bestimmter Teil, ein sog. Phasenanschnitt, zum Verbraucher, in unserem Fall zum Heizelement 3, durchgelassen wird. Der Nachteil dieser zweiten Ausführungsart gegenüber der beschriebenen ersten ist darin zu sehen, dass grössere Schaltströme auftreten und entsprechende Schutzschaltungen des Triacs, vor allem

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bezüglich Radioentstörung, vorgesehen werden müssten. Im elektronischen Stromkreis 30 sind zusätzliche Mittel vorgesehen, um das Fuhlerelement 22 auf Unterbruch zu überwachen. Im Falle eines Unterbruches des Fühlermitteis 22, das vorzugsweise einen ntc- oder einen PTC-Widerstand umfasst, wird der Triac 31 gesperrt und die Energiezufuhr zum Heizelement 3 bleibt unterbunden. Durch diese Massnahme wird ein Ueberhitzen der Sohle 2 des Bügeleisens infolge eines defekten Fühlermittels 22 verhindert.

Claims

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Schtttzansprüche

1. Bügeleisen mit einem Gehäuse (1), einer Sohle (2), einem Heizelement (3) und einem schwenkbaren Griff (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (3) eine teilweise mit einem elektrischen Widerstandsmaterial beschichtete, elektrisch isolierende Folie umfasst und dass der Schwerpunkt des Bügeleisens zum Hochschwenken dei Sohle < 2) im unberührten Zustand des Bügeleisens zwischen detu hin.ceren Ende des Griffes (4) und der Sohle (2) angeordnet ist.

2. Bügeleisen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ dass die Sohle (2) aus einem hitzebeständigen Kunststoff, z.B. aus einem Flüssigkristall-Polymer oder aus Aluminium hergestellt ist.

3. Bügeleisen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Folie vorzugsweise aus Glimmer/ Silikon oder aus einem Polyimid hergestellt ist.

4. Bügeleisen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das an der Sohle (2) anliegende flächenförmige Heizelement (3) zwischen einer mit der Sohle (2) verbundenen Platte (20) und der Sohle (2) eingeklemmt ist.

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5. Bügeleisen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sohle (2), das flächenförmige Heizelement (3) und die Platte (20) eine sandwichartig aufgebaute Einheit (5> bilden, deren Höhe höchstens 12 mm ist.

6. Bügeleisen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Vorrichtung (10) zum Steuern der Energiezufuhr zum Heizelement (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (10) einen elektronischen Stromkreis (30) und Mittel (31) zum Ein- und Ausschalten der Energiezufuhr zum Heizelement (3) umfasst und dass ein auf die Steuervorrichtung (10) wirkendes Mittel (7) zum Einstellen des Sollwertes der Sohlentemperatur vorhanden ist.

7. Bügeleisen nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein au! die Steuervotrichtung (10) wirkendes elektronisches Fühlermittel (22) zum Messen des Ist-Wertes der Sohlentemperatur, beispielsweise ein NTO oder ein PTC-Widerstand vorhanden ist.

6. Bügeleisen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (10) Mittel sum Konstanthalten des Mittelwerte der Energiezufuhr zum Heizelement (3), unabhängig von der Crösse der Speisespannung, insbesondere im Bereiche von 90 V bis 250 V, enthält.

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9. Bügeleisen nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (10) Mittel zum Erkennen der Grosse der Speisespannung, insbesondere 110 &ngr; oder 220 &ngr;. aowie Mittel »itm Konstanthalten des Mittelwertes der Energiezufuhr zum Heizelement (3) aufweist und dass die Konstanthaltemittel dem Heizelement (3) bei einer Speisespannung von 110 V jede der Halbwellen und bei 220 V nur jede vierte der Halbwellen der Speisespannung zuführen.

10. Bügeleisen nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (10) eine Phasenanschnittschaltung aufweist.