DE3437353A1 - ELECTRICAL CIRCUIT - Google Patents

Description

Dipl.-lng. Otto Flügel, Dip!.-lng. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81Dipl.-Ing. Otto wing, Dip! - lng. Manfred Säger, patent attorneys, Cosimastr. 81, D-8 Munich 81

Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität der britischen Patentanmeldung 83.27435 vom 13. Oktober 19 83 in Anspruch genommen.For the present application, priority is given to UK patent application 83.27435, dated October 13th 19 83 claimed.

Die Erfindung betrifft elektrische Schaltungen, insbesondere" solche mit Heizspiralen, sowie Verbindungen bzw. Anschlüsse an solche Heizspiralen.The invention relates to electrical circuits, in particular " those with heating coils, as well as connections or connections to such heating coils.

Elektrische Schaltungen mit Heizspirale findet man zum Beispiel in Heizdecken.Electrical circuits with heating coils can be found in electric blankets, for example.

Es ist bekannt, daß bei Heizdecken Brandgefahr besteht, wenn die Anschlüsse locker oder gebrochen sind. Eine solche Brandgefahr entsteht durch Überschlag. Die Enden eines gebrochenen Anschlusses liegen nahe beieinander und können, da sie sich in einem flexiblen Medium befinden, eine wiederholte Stromverbindung und Stromunterbrechung bewirken. Die Folge ist ein Überschlag, durch welchen das Isoliermaterial, in welchem sich die Spiralen und Anschlüsse befinden verkohlt. Dies wiederum kann einen Brand durch Elektrizität verursachen. Die Gefahr, daß Anschlüsse bzw. Verbindungen brechen, ist an der Stelle am größten, wo eine zur Heizdecke führende biegsame Schnur in die Heizdecke eintritt.It is known that there is a fire hazard with electric blankets if the connections are loose or broken. Such a fire hazard arises from rollover. The ends of a broken connector are close together and, being in a flexible medium, can repeat power connection and Cause power interruption. The result is a flashover, through which the insulating material, in which the spirals and connections are charred. This, in turn, can cause an electrical fire. The risk that connections or connections break is greatest at the point where one of the Flexible cord leading to the electric blanket enters the electric blanket.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Schaltung zur Verfügung zu stellen, bei welcher die Gefahr der Entstehung eines Brandes aufgrund einer Bruchstelle bzw. Unterbrechung in einer Heizspirale oder deren Anschluß ausgeschlossen wird.The invention is based on the object of providing an electrical circuit in which the risk of a fire occurring due to a break or interruption in a heating coil or their connection is excluded.

ng. Otto Flügel, Dipl.-Ins. Manfred Siiger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 8!ng. Otto Flügel, Dipl.-Ins. Manfred Siiger, patent attorneys, Cosimastr. 81, D-8 Munich 8!

Diese Aufgabe wird bei einer elektrischen Schaltung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention with an electrical circuit according to the preamble of claim 1 solved by its characteristic features.

Dazu wird bei einer elektrischen Schaltung, die mindestens eine Heizspirale und einen Steuerschalter aufweist, der Steuerschalter erfindungsgemäß zum Schliessen getriggert, wodurch der Schalter den Stromkreis öffnet, wenn dieser unterbrochen wird. Der Trigger des Schalters weist ein Regelelement auf, welches so ausgelegt ist, daß der Schalter geschlossen wird, wenn Strom zugeführt wird und der Stromkreis nicht unterbrochen ist, und welches bewirkt, daß der Schalter nicht schließbar ist, wenn Strom zugeführt wird und der Stromkreis unterbrochen ist.For this purpose, in the case of an electrical circuit that has at least one heating coil and a control switch, the control switch is triggered according to the invention to close, whereby the switch closes the circuit opens when this is interrupted. The trigger of the switch has a control element which is designed in this way is that the switch is closed when power is supplied and the circuit is not broken and which has the effect that the switch cannot be closed when power is supplied and the circuit is interrupted.

Der Schalter wird vorzugsweise durch einen Thyristor gebildet, und das Regelelement für den Trigger weist ein Widerstands/Kondensator-Netz auf, welches die Spannungen an dem Trigger des Thyristors steuert und entweder bewirkt, daß der Thyristor leitet (bei geschlossenem Schalter) oder verhindert, daß der Thyristor leitet (bei geöffnetem Schalter). Als Sichtalarm für den Hinweis auf Fehlfunktionen des Thyristors (zum Beispiel Leitung ohne Triggern) kann eine Anzeigelampe vorgesehen werden.The switch is preferably formed by a thyristor, and the control element for the trigger has a resistor / capacitor network, which controls the voltages at the trigger of the thyristor and either causes the thyristor to conduct (with the switch closed) or prevents the thyristor from running conducts (with the switch open). As a visual alarm to indicate malfunctions of the thyristor (for Example line without triggering) an indicator lamp can be provided.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous configurations and developments of the invention are characterized in the subclaims.

Es folgt die Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen.The description of preferred embodiments follows of the invention in connection with the drawings.

Dipl.-Inn. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, I'alentaiiwiilte, Cosimastr. 81, D-8 München 81Dipl.-Inn. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, I'alentaiiwiilte, Cosimastr. 81, D-8 Munich 81

Es zeigt:It shows:

Figur 1 bis 5 jeweils eine Steuerschaltung mit Monitoreinrichtung für elektrische Heizdecken. Figure 1 to 5 each have a control circuit with a monitor device for electric blankets.

In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugsziffern versehen. (Charakteristische Wert einzelner Elemente in den Schaltungen sind am Schluß der Beschreibung aufgelistet.)In the figures, the same elements are provided with the same reference numbers. (Characteristic value of individual Elements in the circuits are listed at the end of the description.)

In Figur 1 weist die elektrische Schaltung 10 einer Heizdecke ein elektrisches Heizspiralenelement R3 und einen Steuerschalter D auf. Die Heizdecke wird über einen Vollweggleichrichter BR mit elektrischem Strom aus einer Stromquelle AC versorgt, so daß eine ungeglättete Gleichstromquelle DC zur Verfügung gestellt wird, die durch die üblichen positiven (+) und negativen (-) Zeichen gekennzeichnet ist. Die Schaltung 10 weist außerdem einen zweipoligen An/Aus-Schalter S und eine Sicherung F auf.In Figure 1, the electrical circuit 10 of a heating blanket has an electrical heating coil element R3 and a control switch D on. The electric blanket is supplied with electricity via a full wave rectifier BR Supplied from a current source AC, so that an unsmoothed direct current source DC is available which is indicated by the usual positive (+) and negative (-) signs. The circuit 10 also has a two-pole on / off switch S and a fuse F.

Der Steuerschalter D weist einen Thyristor mit einer Gate- oder Triggerelektrode G auf, deren Spannung durch in Reihe geschaltete Kondensatoren Cl und C2 gesteuert wird. Der Kondensator Cl weist einen Parallelwiderstand R2 (relativ hoch) und der Kondensator C2 einen Parallelwiderstand Rl (relativ gering) auf. Der Steuerschalter D ist mit der Heizspirale R3 in Reihe geschaltet. Die Widerstände Rl und R2 sind mit den Kondensatoren C2 und Cl parallelgeschaltet.The control switch D has a thyristor with a gate or trigger electrode G, the voltage of which is controlled by capacitors C1 and C2 connected in series. The capacitor Cl has a parallel resistor R2 (relatively high) and the capacitor C2 have a parallel resistor Rl (relatively low). Of the Control switch D is connected in series with heating coil R3. The resistors R1 and R2 are with the Capacitors C2 and Cl connected in parallel.

Das Widerstands/Kondensator-Netz (Rl,R2/Cl,C2) verfügt über ein Regelelement, das die Spannungen an dem Trigger (G2) des Thyristors D steuert und damit entwederThe resistor / capacitor network (Rl, R2 / Cl, C2) has Via a control element that controls the voltages at the trigger (G2) of the thyristor D and thus either

Dip] -Ing. Olio Hügel, Dipl.-Iiig. Mnilrcd .S.i'ger. l'atonlanwiille, Cosimaslr. 81, D-8 München 81Dip] -Ing. Olio Huegel, Dipl.-Iiig. Mnilrcd .S.i'ger. l'atonlanwiille, Cosimaslr. 81, D-8 Munich 81

bewirkt, daß der Thyristor leitet (bei geschlossenem Schalter) oder verhindert, daß der Thyristor leitet (bei geöffnetem Schalter).causes the thyristor to conduct (when the switch is closed) or prevents the thyristor from conducting (with the switch open).

Nach Schließen des Schalters S beginnt der Kondensator Cl sich über den Widerstand Rl zu laden, und der Spannungsabfall über Rl lädt C2 auf. Durch den Spannungsabfall über dem Widerstand Rl wird eine Spannung an dem Gate G des Thyristorschalters D angelegt, so daß dieser in leitenden Zustand gebracht wird. Auf diese Weise wird die Heizspirale R3 an die Stromversorgung angeschlossen. Während der Kondensator Cl den vollen Ladungszustand erreicht, nähert sich der Strom in dem Widerstand Rl dem Wert Null. Dadurch beträgt die an das Gatt G angelegte Spannung annähernd dem Wert Null. Der Thyristorschalter D jedoch behält seinen voll leitenden Zustand bei, bis eine Unterbrechung im Stromfluß auftritt.After closing the switch S, the capacitor Cl begins to charge through the resistor Rl, and the voltage drop C2 charges via Rl. Due to the voltage drop across the resistor Rl, a voltage is applied applied to the gate G of the thyristor switch D, so that it is brought into the conductive state. To this Way, the heating coil R3 is connected to the power supply. While the capacitor Cl is full When the state of charge is reached, the current in the resistor Rl approaches the value zero. This amounts to the voltage applied to gate G is close to zero. The thyristor switch D, however, remains fully conductive State at until an interruption in the flow of current occurs.

Wenn die Heizspirale R3 oder deren Anschlüsse brechen sollten, wird, der Stromfluß unterbrochen, und der Thyristorschalter D nimmt seine nichtleitende Betriebsstellung ein, so daß der Stromkreis geöffnet wird.If the heating coil R3 or its connections should break, the current flow is interrupted, and the Thyristor switch D assumes its non-conductive operating position, so that the circuit is opened will.

Wenn die gebrochenen Enden der Heizspirale R3 oder deren Anschlüsse einander berühren und die Bruchstelle beheben sollten, bleibt der Thyristorschalter dennoch in nicht leitendem Zustand. Der Grund dafür, daß die Nichtschließbarkeit des Schalters D bewirkt wird, liegt darin, daß Cl noch voll geladen ist. Deshalb ist an dem Gatt G keine ausreichende Spannung für das Anschalten des Thyristorschalters D vorhanden. Somit kann an der Bruchstelle kein Überschlag entstehen.When the broken ends of the heating coil R3 or its connections touch each other and the break point should remedy, the thyristor switch still remains in a non-conductive state. The reason that the Non-closing of the switch D is caused by the fact that Cl is still fully charged. Therefore there is insufficient voltage at gate G for switching on the thyristor switch D. Consequently no flashover can occur at the break point.

Dipl.-Ing. Otto Fliiucl, Dipl.-ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81Dipl.-Ing. Otto Fliiucl, Dipl.-Ing. Manfred Säger, patent attorneys, Cosimastr. 81, D-8 Munich 81

Die Stromverbindung rait der Heizspirale R3 kann solange nicht wiederhergestellt werden, bis der Isolierschalter S zuerst geöffnet (zur Entladung des Kondensators Cl über den Widerstand R2) und dann wieder geschlossen wird. Nach dem erneuten Anschluß der Versorgung bewirkt der Impuls des Kondensators Cl für die Wiederaufladung des Stroms, daß eine Spannung über dem Widerstand Rl entsteht, wodurch der Kondensator C2 bis zu einer Spannung aufgeladen wird, die ausreichend hoch ist, um den Thyristorschalter D erneut in leitenden Zustand zu toren bzw. zu zünden (unter der Voraussetzung, daß weder in der Heizspirale R3, noch deren Anschlüssen Bruchstellen vorhanden sind).The power connection rait the heating coil R3 can not be restored until the isolating switch S first opened (to discharge the capacitor Cl via the resistor R2) and then closed again will. After reconnecting the supply, the pulse of the capacitor Cl causes the Recharging the current that a voltage across the resistor Rl arises, whereby the capacitor C2 bis is charged to a voltage that is high enough to make the thyristor switch D conductive again To gate or ignite state (provided that neither in the heating coil R3 nor its Connections are broken).

Wenn die Stromzufuhr erst abgeschaltet und dann wieder angeschaltet wird, beispielsweise um die Leitungsdrähte an dem Stecker zu prüfen, so hat dies den gleichen Effekt wie das Öffnen und Schließen des Thyristor-Steuerschalters S.When the power is first turned off and then turned on again, for example around the lead wires at the connector, it has the same effect as opening and closing the thyristor control switch S.

Der Thyristorschalter D kann auf sicherheitsgefährdende Fehlfunktionen hin überwacht werden, zum Beispiel in Situationen, in welchen der Schalter ohne vorherige Torung leitet. Dies bedeutet den Verlust des Schutzes gegen Überschlag. Figur 2 zeigt eine elektrische Schaltung 10a, die mit einem visuellen Warnsystem mit einem beleuchtbaren Element ausgestattet ist. Dieses Element weist eine Neonanzeige N und einen daran angeschlossenen Widerstand R4 auf. Die Position des Schalters S in Figur 2 ist anders als jene in Figur 1.The thyristor switch D can switch to safety-endangering Malfunctions to be monitored, for example in situations in which the switch without prior Torung directs. This means the loss of protection against flashover. Figure 2 shows an electrical Circuit 10a equipped with a visual warning system with an illuminable element. This Element has a neon display N and a resistor R4 connected thereto. The position of the switch S in Figure 2 is different from that in Figure 1.

Der Betrieb dieser in Figur 2 gezeigten Monitoreinrichtung wird nachstehend im Zusammenhang mit verschiedenen möglichen Situationen erläutert.The operation of this monitor device shown in FIG. 2 is described below in connection with various possible situations explained.

Uipl.-liig. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Siigcr, Palcnlanwiilte, Cosimastr. 81, D-8 München 81Uipl.-liig. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Siigcr, Palcnlanwiilte, Cosimastr. 81, D-8 Munich 81

SITUATION 1: Wechselstrom "AN"; Thyristorschalter D' nicht leitend; Schalter S offen; Neonanzeige N nicht beleuchtet.SITUATION 1: AC power "ON"; Thyristor switch D ' not conductive; Switch S open; Neon display N not illuminated.

SITUATION 2: Wechselstrom "AN"; Schalter S offen und Thyristorschalter D geschlossen (aufgrund einer Fehlersituation, in welcher zwischen Kathode und Anode des Thyristors ein Kurzschluß vorhanden ist). Die Neonanzeige N leuchtet auf in einem den Widerstand R4, die Anzeige N und den Schalter D aufweisenden Stromkreis und weist auf eine Fehlersituation hin.SITUATION 2: AC power "ON"; Switch S open and thyristor switch D closed (due to a fault situation in which there is a short circuit between the cathode and anode of the thyristor). the Neon indicator N illuminates in a circuit including resistor R4, indicator N and switch D and indicates an error situation.

Der Schalter S könnte durch einen Temperaturregler oder dergleichen Schalter für Energieregelung ersetzt werden.The switch S could be replaced by a temperature controller or a similar switch for energy control will.

In Figur 3 ist der negative Anschluß (-Vc) der umgeformten Versorgung DC einer elektrischen Schaltung 10b an den Thyristorschalter D und damit an die innere (Heiz)spirale R3 eines zweispiraligen Heizelements einer elektrischen Heizdecke angeschlossen, welches für Überwachungszwecke eine thermoplastische Isolierung I und eine äußere Spirale R30 aufweist. Schließlich erfolgt der Anschluß an ein Heizelement El eines Wärmeschalters Sl, und zwar über die Kontakte eines zweiten, im Ruhekontakt befindlichen Wärmeschalters S2 und die Kontakte des Schalters Sl. Der Schalter S2 verfügt über ein Heizelement E2. Der die innere Heizspirale R3 aufweisende Teil der Schaltung 10b kann als Hauptheizbereich der Schaltung angesehen werden. Das zyklische AN/AUS-Verhältnis des Schalters Sl läßt sich durch eine Änderung der Einstellung eines einstellbaren Widerstands VRl einstellen, und zwar mit Hilfe ei-In Figure 3, the negative terminal (-Vc) is the transformed supply DC of an electrical circuit 10b to the thyristor switch D and thus to the inner (heating) spiral R3 of a double-spiral heating element electric blanket connected, which for monitoring purposes a thermoplastic insulation I and an outer spiral R30. Finally, it is connected to a heating element E1 of a thermal switch Sl, through the contacts of a second, normally closed thermal switch S2 and the Contacts of the switch Sl. The switch S2 has a heating element E2. The inner heating coil R3 having part of the circuit 10b can be regarded as the main heating area of the circuit. The cyclical ON / OFF ratio of the switch Sl can be adjusted by changing the setting Set resistance VRl, with the help of a

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Iiig. Manfred Säger, P;ttent;inw;illc, Cosimastr. 81, D-8 München 81Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Iiig. Manfred Säger, P; ttent; inw; illc, Cosimastr. 81, D-8 Munich 81

_ Q —_ Q -

nes mechanischen Elements in dem Schalter selbst oder durch beides.nes mechanical element in the switch itself or through both.

Durch die Isolierung I und die äußere Spirale R30 wird eine Fühl- oder Monitoreinrichtung zur Verfügung gestellt, die im wesentlichen mit allen Punkten an der inneren Heizspule R3 verbunden ist, wodurch von der äußeren Spirale R30 ein auf die Temperatur der Spirale R3 bezogenen Signal gewonnen wird. Eine von. diesem Signal abhängige Steuereinrichtung Ql (auf die nachstehend näher bezug genommen wird) ist für die Steuerung des Stromflusses durch die Wärmeschalter El/Sl vorgesehen, so daß die Temperatur stabilisiert wird.The insulation I and the outer spiral R30 provide a sensor or monitor device, which is connected to substantially all points on the inner heating coil R3, whereby of the outer spiral R30 a signal related to the temperature of the spiral R3 is obtained. One of. this Signal-dependent control device Ql (to which reference is made in more detail below) is for the control the current flow through the heat switch El / Sl provided so that the temperature is stabilized.

Bei Zwischeneinstellungen können verschiedene Grade zyklischer AN/AUS-Steuerung des Heizelements der Heizdecke bewirkt werden. Charakteristisch für eine mittlere Einstellung wäre eine Schließdauer von vorzugsweise zwei Minuten und Öffnungsdauer von zwei Minuten der Kontakte des Schalters Sl.With intermediate settings, various degrees of cyclic ON / OFF control of the heating element of the electric blanket be effected. A closing time of preferably would be characteristic of a medium setting two minutes and opening time of two minutes of the contacts of the switch Sl.

Die Schaltung sorgt für einen variablen Nebenschlußweg für das Heizelement El des Wärmeschalters Sl, wobei sowohl der Nebenschlußweg als auch das Element El Strom aus der Heizspirale R3 abziehen. Dieser Weg bzw. diese Bahn besteht aus einem Transistor Ql, der mit dem Heizelement E2 des Schalters S2 in Reihe geschaltet ist. Die Leitfähigkeit dieses Nebenschlußweges wird durch ein Signal an der Basis des Transistors Ql gesteuert, und zwar durch Aufladen eines Kondensators C3, der abhängig ist von Leckströmen, die durch die Isolierung I hindurchtreten in die Spirale R30. Der einstellbare Widerstand VRl ist zusammen mit. Strombegrenzungswiderständen R5 und R7 in dem Ladungsweg desThe circuit provides a variable shunt path for the heating element El of the heat switch Sl, wherein Both the shunt path and the element El withdraw electricity from the heating coil R3. This way or this path consists of a transistor Ql, which is connected in series with the heating element E2 of the switch S2 is. The conductivity of this shunt path is determined by a signal at the base of transistor Ql controlled by charging a capacitor C3, which is dependent on leakage currents through the Insulation I pass into the spiral R30. The adjustable resistance VRl is together with. Current limiting resistors R5 and R7 in the charge path of the

Dipl.-Ing. Olio Flimel, Dipl.-Iiig. Manfred Siigor, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81Dipl.-Ing. Olio Flimel, Dipl.-Iiig. Manfred Siigor, patent attorneys, Cosimastr. 81, D-8 Munich 81

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Kondensators C3 vorgesehen. Strombegrenzungswiderstände R6 und VR2 sind mit dem einstellbaren Widerstand VRl in Reihe geschaltet.Capacitor C3 is provided. Current limiting resistors R6 and VR2 are with the adjustable resistor VRl connected in series.

Wenn der Hauptheizkreis von R3:E1:S2:S1 ohne die anderen Komponentenin der Schaltung benutzt werden würde, so würde sich El erwärmen und die Kontakte des Schalters Sl öffnen. Anschließend gäbe es eine Abkühlphase, die mit dem Schließen des Schalters Sl endet und gefolgt ist von einer erneuten Erwärmung von El. Das heißt es gäbe Heizschübe bei R3, die jeweils gefolgt sind von einer heizfreien Phase. Dies würde eine bestimmte mittlere Heizdeckentemperatur entstehen lassen. Durch Änderung des Widerstands des Heizelements El ließe sich die Differenz zwischen den AN/AUS-Perioden und die mittlere Heizdeckentemperatur ändern. Eine solche einfache Anordnung würde jedoch keine ausreichende Sicherheit gewährleisten.If the main heating circuit of R3: E1: S2: S1 were to be used without the other components in the circuit, so El would heat up and open the contacts of the switch S1. Then there would be a cooling phase, which ends with the closing of the switch Sl and is followed by renewed heating of El. That means there are heating thrusts at R3, each followed by a heating-free phase. This would be a definite one Let the mean heating ceiling temperature arise. By changing the resistance of the heating element El could change the difference between the ON / OFF periods and the mean heating ceiling temperature. One however, such a simple arrangement would not ensure sufficient security.

Das Vorhandensein des Nebenschlusses E2/Q1 erlaubt die Steuerung das Heizelement El passierenden Strommenge. Die Basis des Transistors Ql ist über den Widerstand R5 and die äußere Spiral R30 und über den Begrenzungswiderstand R7 an den einstellbaren Widerstand VRl angeschlossen. Die Basis des Transistors Ql ist auch mit dem Kondensator C3 verbunden und dient somit zur Steue-· rung der Spannung, die der Kondensator C3 erreicht, und der Menge, die der Transistor Ql leitet und das Heizelement El abzweigt. Eine charakteristische Einstellung des einstellbaren Widerstands VRl ist derart, daß der Transistor Ql im kalten Zustand der Heizdecke fast voll leitend ist. Unter diesen Bedingungen und bei geschlossenen Schaltern S, Sl und S2 erwärmt sich die durch R3 dargestellte Heizdecke, während sich das Heizelement El aufgrund der Nebenschlußwirkung von QlThe presence of the shunt E2 / Q1 allows control of the amount of current passing through the heating element El. The base of the transistor Ql is through the resistor R5 and the outer spiral R30 and through the limiting resistor R7 connected to the adjustable resistor VRl. The base of the transistor Ql is also with connected to the capacitor C3 and thus serves to control the voltage reached by the capacitor C3, and the amount that the transistor Ql conducts and branches off the heating element El. A characteristic attitude of the adjustable resistor VRl is such that the transistor Ql in the cold state of the electric blanket is almost fully conductive. Under these conditions and with switches S, Sl and S2 closed, it heats up the heating blanket represented by R3, while the heating element El due to the shunt effect of Ql

Dipl.-Ing. Otto f-lücel, Dipl.-Ing. ManlK-d Sn₁KCr₁ I'iilciHiinwiiltc, Cosimastr. 81, D-8 München 81Dipl.-Ing. Otto f-lücel, Dipl.-Ing. ManlK-d Sn ₁ KCr ₁ I'iilciHiinwiiltc, Cosimastr. 81, D-8 Munich 81

- 11 und E2 jedoch nicht rasch erwärmt.- 11 and E2, however, do not heat up quickly.

Im Zuge der Erwärmung bzw. des Aufheizens der Decke kommt es zu einer Streuung durch die Isolierung I, mit dem Ergebnis einer Verringerung der Spannung auf der Seite der äußeren Spirale R30 des Kondensators C3, wodurch der Transistor Ql weniger leitet (das heißt der Widerstand des Nebenschlusses von El effektiv höher wird) und daher mehr Strom durch das Heizelement El fließt, so daß dieses den Schalter Sl öffnet und damit einen Temperaturanstieg der Decke (R3) verhindert. Mit steigender Temperatur der Heizdecke vergrößert sich die Leitfähigkeit der Isolierung I, die Leitfähigkeit des Transistors Ql verringert sich, und das. Heizelement El erwärmt sich stärker, so daß der Schalter Sl geöffnet wird.In the course of the warming or heating of the ceiling, there is a scattering through the insulation I, with the result of a decrease in voltage on the outer spiral R30 side of the capacitor C3, whereby the transistor Ql conducts less (i.e. the resistance of the shunt of El is effectively higher is) and therefore more current flows through the heating element El, so that this opens the switch Sl and thus prevents a rise in temperature of the ceiling (R3). Increases as the temperature of the electric blanket increases the conductivity of the insulation I, the conductivity of the transistor Ql decreases, and the heating element El heats up more, so that the switch Sl is opened.

Die oben beschriebene Schaltung stellt einen einstellbaren, selbst-regelnden Hauptheizkreis (R3 und El in Reihe mit dem Schalter Sl) zur Verfügung, dem Schaltungselemente zugeordnet sind, welche die Temperatur des Heizelements (R3) fühlen und die Regelung des Hauptheizkreises derart modifizieren, daß die Stromzufuhr zu dem Heizelement mit steigender Temperatur des Heizelements verringert wird und umgekehrt. Die Zunahme der Leitfähigkeit der Isolierung I, durch welche die Modifizierung der Regelung zur Wirkung kommt, kann durch einen lokalen Temperaturanstieg des Heizelements oder einen Temperaturanstieg insgesamt hervorgerufen werden.The circuit described above provides an adjustable, self-regulating main heating circuit (R3 and El in Series with the switch Sl) are available, the circuit elements are assigned, which the temperature of the heating element (R3) feel and modify the control of the main heating circuit in such a way that the power supply to the heating element is reduced with increasing temperature of the heating element and vice versa. The increase the conductivity of the insulation I, through which the modification of the regulation comes into effect caused by a local temperature rise of the heating element or a temperature rise as a whole will.

Der Schalter S2 und sein Wärmewiderstand E2 sorgen für Schutz im Fa]Te eines Kurzschlusses des Transistors Ql. Würde dies geschehen, so würde El parallel mit E2 auftreten, so daß die selbst-regelnde Wirkung von ElThe switch S2 and its thermal resistance E2 provide protection in the event of a short circuit in the transistor Ql. If this were to happen, El would occur in parallel with E2, so that the self-regulating effect of El

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, patent attorneys, Cosimastr. 81, D-8 Munich 81

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verlorenginge, weil das Element E2 das Element El nebenschließt. Dies würde eine Übererwärmung der Heizdecke verursachen, die nunmehr durch einen stärkeren Strom geschützt ist, der durch E2 fließt (mit dem Kurzschluß von Ql) und den Schalter S2 öffnet, so daß eine Unterbrechung in dem Stromkreis bewirkt und der Thyristorschalter D nichtleitend wird. Wenn S2 erneut schließt, fließt kein Strom in dem Stromkreis Tl,T2, E2,R3 und D, da D bis zu dem Zeitpunkt nichtleitend bleibt, wo der Schalter S geöffnet und geschlossen wird.would be lost because element E2 shunted element El. This would overheat the electric blanket cause, which is now protected by a stronger current flowing through E2 (with the Short circuit of Ql) and the switch S2 opens, causing an interruption in the circuit and the Thyristor switch D is non-conductive. When S2 closes again, no current flows in the circuit Tl, T2, E2, R3 and D, since D remains non-conductive until the point in time when switch S is opened and closed will.

Eine Unterbrechung in dem R5, R3 0, R7 und VRl einschließenden Stromkreis bringt Ql in den Zustand hoher Impedanz. Dies bewirkt, daß El mehr Strom aufnimmt, wodurch sich der der Schalter Sl öffnet.An interruption in the circuit including R5, R3 0, R7 and VR1 brings Q1 high Impedance. This causes El to draw more current, which opens the switch Sl.

Der Transistor Ql könnte durch eine Thyristorschalteinrichtung ersetzt werden.The transistor Ql could be replaced by a thyristor switching device.

Die Schaltung ist so angeordnet bzw. ausgelegt, daß sich mit angeschlossener Versorgung bei geschlossenem Schalter S (wobei sich die Wärmeschalter Sl und S2 im kalten Ruhezustand befinden) der Kondensator Cl auflädt. Dies bewirkt über Rl eine Spannung, die ausreichend hoch dafür ist, daß die Ladung an C2 erreicht, daß das Gatt die Spannung des Thyristors D anstellt. Der größte Teil der Ladung an C2 geht über Rl verloren, wenn Cl einen Dauerzustand erreicht. Wenn S2 öffnet oder eine Unterbrechung in dem El, R3 und deren Anschlüsse umfassenden Stromkreis vorhanden ist, leitet der Thyristorschalter D nicht mehr und bleibt auch dann in dem nichtleitenden Zustand, wenn S2 erneut schließt oder die Unterbrechung behoben wird. Wenn der Schalter S jedoch geschlossen und keine UnterbrechungThe circuit is arranged or designed in such a way that with the supply connected when the Switch S (where the heat switches Sl and S2 are in the cold idle state) charges the capacitor Cl. This causes a voltage across Rl that is sufficiently high for the charge to reach C2 that the gate turns on the voltage of the thyristor D. Most of the charge at C2 is lost via Rl, when Cl reaches a steady state. If S2 opens or an interruption in the El, R3 and their Connections comprehensive circuit is present, the thyristor switch D no longer conducts and remains then in the non-conductive state when S2 closes again or the interruption is eliminated. If the However, switch S closed and no interruption

Dipl.-lng. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Sliger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Sliger, patent attorneys, Cosimastr. 81, D-8 Munich 81

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in dem Stromkreis El, R3 und deren Anschlüsse vorhanden ist, wird der Thyristor D in seinen leitenden Zustand gebracht, wenn der Schalter S geschlossen wird. Dadurch kann Strom durch den Wärme- bzw. Heizwiderstand R3 fließen.is present in the circuit El, R3 and their connections, the thyristor D is in its conductive state brought when the switch S is closed. This allows electricity to flow through the thermal or heating resistor R3 flow.

Wenn Sl öffnet, entlädt sich Cl über R2, und bei erneutem Schließen von S2 wird der Thyristorschalter D wieder angestellt (vorausgesetzt, daß S2 geschlossen ist und keine Unterbrechungen in El, R3 und deren Anschlüsse vorhanden sind).When Sl opens, Cl discharges through R2, and when S2 closes again, the thyristor switch D turned on again (provided that S2 is closed and no interruptions in El, R3 and their connections available).

Wenn der Thyristorschalter D zwischen seiner Anode und Kathode einen Kurzschluß erleidet, ist der Schutz gegen Überschlag unwirksam. Der Indikatorstromkreis ist so ausgelegt, daß in einer solchen Situation eine Warnung erfolgt.If the thyristor switch D suffers a short circuit between its anode and cathode, the protection is against Rollover ineffective. The indicator circuit is designed so that in such a situation a warning he follows.

(1) Bei geöffnetem Schalter S und dem Thyristor D in seinem korrekten, das heißt nichtleitenden Zustand fließt Strom durch den Widerstand R4, die Neonanzeige bzw. den Neonlichtindikator N und die Diode D2. Die Neonanzeige N wird beleuchtet bzw. leuchtet auf.(1) With the switch S open and the thyristor D in its correct, i.e. non-conductive, state Current flows through the resistor R4, the neon display or the neon light indicator N and the diode D2. the Neon indicator N is illuminated or lights up.

(2) Bei geöffnetem Schalter S und einem Kurzschluß zwischen der Anode und Kathode des Thyristors D wird der normalerweise durch die Neonanzeige N fließende Strom durch die Diode Dl umgeleitet, wodurch die Neonanzeige N nicht beleuchtet wird bzw. aufleuchtet.(2) With the switch S open and a short circuit between the anode and cathode of the thyristor D becomes the current normally flowing through the neon display N is diverted through the diode Dl, thereby creating the neon display N is not illuminated or lights up.

In den Figuren 4 und 5 sind jeweils elektrische Schaltungen 10c, 1Od gezeigt. Jede dieser Schaltungen weist eine Zweifach-Heizspirale R3, R30 (wie in Figur 3) und einfache Heizspiralen R8 und R9 auf. Ein Schalter SlOIn FIGS. 4 and 5, electrical circuits 10c, 10d are shown in each case. Each of these circuits has a double heating coil R3, R30 (as in Figure 3) and simple heating coils R8 and R9. A switch SlO

g OUo Hügel, Dipl.-Ing. Manfred Sauer. PatcnlanwMlle, Cosimastr. 81, D-8 München 81g OUo Hügel, Dipl.-Ing. Manfred Sauer. PatcnlanwMlle, Cosimastr. 81, D-8 Munich 81

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ermöglicht drei Heizstellungen (1,2 und 3) sowie eine Nullstellung (O). Der Unterschied zwischen Figur 4 und 5 liegt in den Anschlüssen an die Heizspiralen R8 und R9. Die Anordnung gemäß Figur 5 sorgt für Schutz in allen drei Heizstellungen bzw. Heizstufen. Bei der Anordnung gemäß Figur 4 ist dies nicht der Fall.enables three heating positions (1, 2 and 3) as well as a zero position (O). The difference between Figure 4 and 5 is in the connections to the heating elements R8 and R9. The arrangement according to FIG. 5 provides protection in all three heating positions or heating levels. In the case of the arrangement according to FIG. 4, this is not the case.

Die erfindungsgemäße Schaltung ist in zwei Teile bzw. Bereiche unterteilt, nämlich in einen Schutzbereich und einen Steuerbereich. Jeglicher Bruch in einer Heizspirale (oder deren Anschluß) .in dem Schutzbereich führt dazu, daß der Steuerschalter den Stromkreis öffnet. Ein Bruch im Steuerbereich der Schaltung bewirkt keine Öffnung des Steuerschalters.The circuit according to the invention is in two parts or Areas divided, namely into a protection area and a control area. Any break in one Heating coil (or its connection) in the protected area causes the control switch to open the circuit. A break in the control area of the circuit does not cause the control switch to open.

Der Steuerbereich der Schaltung erlaubt die Verwendung von Elementen in der Art von Stufenschaltern (zur Erreichung verschiedener Wärmeabgaben) und Temperaturschaltern. Für adäquaten Schutz bei einer Heizdecke mit Einfachwärme bzw. Einstufenwärme zu sorgen, ist verhältnismäßig einfach. Einen vergleichbaren Schutz bei einer Heizdecke mit Mehrfachwärme bzw. Mehrstufenwärme zur Verfügung zu stellen, gestaltet sich schwieriger .The control range of the circuit allows the use of elements such as tap changers (to achieve various heat emissions) and temperature switches. For adequate protection with an electric blanket Providing single heat or single-stage heat is relatively easy. A comparable protection in the case of an electric blanket with multiple heating or multi-stage heating Providing them is more difficult.

Der Schutzbereich der Schaltung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn elektrische Heizdecken mit einfachen außenseitigen Steckanschlüssen in Reihe versehen sind. Häufig kommt es zur Lockerung von Teilen solcher Anschlüsse, mit dem Ergebnis eines Überschlags, der zu einem Brand durch Elektrizität führt.The protection area of the circuit is particularly advantageous when electric blankets with simple external plug connections are provided in series. Often parts of such connections are loosened, resulting in a flashover resulting in a fire from electricity.

Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81Dipl.-Ing. Otto Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, patent attorneys, Cosimastr. 81, D-8 Munich 81

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Wenn sich bei vorliegender Erfindung einer der Bestandteile des Anschlusses lockern sollte, wird der Stromkreis durch den Steuerschalter geöffnet. Der Fehler in dem Leiter bzw. Anschluß kann dann behoben werden, wobei der Stromkreis solange geöffnet bleibt, bis die Stromzufuhr erst ab- und dann wieder angestellt wird. Der Schaltungsbetrieb ist dann wieder normal.In the present invention, if any of the components of the connector should become loose, the Circuit opened by the control switch. The fault in the conductor or connection can then be rectified whereby the circuit remains open until the power supply is first switched off and then switched on again will. The circuit operation is then normal again.

Ungefähre Werte der in den einzelnen Figuren gezeigten Schaltungselemente sind wie folgt:Approximate values of the circuit elements shown in each figure are as follows:

RlRl (Figur(Figure 11 bisuntil 5)5) 1010 --- 1,01.0 bis .200. Ohmup to .200. ohm R2R2 (Figur(Figure 11 bisuntil 5)5) 1010 -- - 500- 500 MegohmMegohm R3R3 (Figur(Figure 1,1, 2,32.3 )) - 480- 480 - 400- 400 Ohmohm R3R3 (Figur(Figure 44th undand 5)5) - 300- 300 Ohmohm R4R4 (Figur(Figure 22 undand 3)3) 2727 KiloohmKilo ohms R5R5 (Figur(Figure 33 )) 1,01.0 MegohmMegohm R6R6 (Figur(Figure 33 )) 1010 KiloohmKilo ohms R7R7 (Figur(Figure 33 )) - 700- 700 KiloohmKilo ohms R8R8 (Figur(Figure 44th undand 5)5) - 400- 400 Ohmohm R9R9 (Figur(Figure 44th undand 5)5) - 400- 400 Ohmohm R30R30 (Figur(Figure 33 )) - 500- 500 Ohmohm R30R30 (Figur(Figure 44th undand 5)5) - 300- 300 Ohmohm ClCl (Figur(Figure 11 bisuntil 5)5) 0,10.1 μΈμΈ C2C2 (Figur(Figure 11 bisuntil 5)5) 0,10.1 μ¥μ ¥ C3C3 (Figur(Figure 33 )) 2,22.2 μ¥μ ¥ ElEl (Figur(Figure 33 )) 3030th Ohmohm E2E2 (Figur(Figure 33 )) 1010 Ohmohm VRlVRl (Figur(Figure 33 )) 1010 KiloohraKiloohra VR2VR2 (Figur(Figure 33 )) 1,01.0 MegohmMegohm QlQl (Figur(Figure 33 )) Typ BFY-51Type BFY-51 DD. (Figur(Figure 11 bisuntil 5)5) Typ 106.DType 106.D BRBR (Figur(Figure 11 bisuntil 5)5) Ampere BrückengleichrAmpere bridge rect FF. (Figur(Figure 11 ,2,3, 2.3 )) MegaampereMega amps FF. (Figur(Figure 44th undand 5)5) MegaampereMega amps

Claims (6)

Dipl.-Ing. Otto Rüpel, Dipl.-Ing. Manfred S;if.T. Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81 Thermonette Appliances Limited 68 Compstall Road, Romiley Cheshire England 12.598/sä/wa ELEKTRISCHE SCHALTUNG PatentansprücheDipl.-Ing. Otto Rüpel, Dipl.-Ing. Manfred S; if.T. Patent attorneys, Cosimastr. 81, D-8 Munich 81 Thermonette Appliances Limited 68 Compstall Road, Romiley Cheshire England 12,598 / sä / wa ELECTRICAL CIRCUIT patent claims 1. Elektrische Schaltung mit mindestens einer Heizspirale und einem Steuerschalter, dadurch ge-, kennzeichnet, daß ein Schalter (D) zum Öffnen des Stromkreises (10) getriggert wird, wenn der Stromkreis eine Bruchstelle bzw. Unterbrechung aufweist, wobei der Trigger (G) des Schalters eine Regeleinrichtung (Rl,R2,Cl,C2) aufweist, die so ausgelegt ist, daß der Schalter (D) bei Stromzufuhr und nicht unterbrochenem Stromkreis geschlossen wird und nicht schließbar ist, wenn Stromzufuhr erfolgt und der Stromkreis unterbrochen ist.1. Electrical circuit with at least one heating coil and a control switch, thereby indicates that a switch (D) to open the circuit (10) is triggered when the Circuit has a break point or interruption, the trigger (G) of the switch being a control device (Rl, R2, Cl, C2), which is designed so that the switch (D) when power is supplied and not interrupted circuit is closed and cannot be closed when power is supplied and the circuit is interrupted. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch g e ke nn ζ e ichnet, daß der Schalter in Form eines Thyristors (D) und die Regeleinrichtung in Form eines Widerstands/Kondensatornetzes (R1,R2,C1,C2) vorgesehen ist, welches die Spannungen an dem Triggereingang bzw. Gate (G) des Thyristors (D) steuert und entweder bewirkt, daß der Thyristor leitet (Schalter geschlossen) oder verhindert, daß der Thyristor leitend wird (Schalter geöffnet) .2. A circuit according to claim 1, characterized in that the switch in the form of a thyristor (D) and the control device in the form a resistor / capacitor network (R1, R2, C1, C2) is provided, which the voltages at the trigger input or Gate (G) of the thyristor (D) controls and either causes the thyristor to conduct (switch closed) or prevents the thyristor from becoming conductive (switch open). 3. Schaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dnß das NoI κ in Rri.hr· qcschaltete Kondensatoren (Cl,C2) mit Parallelwider-3. Circuit according to claim 3, characterized in that that the NoI κ switched in Rri.hr · qc Capacitors (Cl, C2) with parallel resistor Dipl.-Iiig. OUo Flügel, Dipl.-Ing. Manfred Säger, Patentanwälte, Cosimastr. 81, D-8 München 81Dipl.-Iiig. OUo wing, Dipl.-Ing. Manfred Säger, patent attorneys, Cosimastr. 81, D-8 Munich 81 ständen (R2,Rl) aufweist, deren einer (R2) einen relativ höheren Widerstand als der andere aufweist, die so angeordnet sind, daß der mit dem höheren Widerstand (R2) parallelgeschaltete Kondensator (C2) seine Ladung beibehalten kann und verhindert, daß der Thyristor (D) leitet, wenn der Stromkreis unterbrochen ist, und sich durch diesen höheren Widerstand (R2) entladen kann, wenn dem Stromkreis keine Energie mehr zugeführt wird.stands (R2, Rl), one of which (R2) has a relative higher resistance than the other, which are arranged so that that with the higher resistance (R2) parallel connected capacitor (C2) can maintain its charge and prevents the thyristor (D) conducts when the circuit is broken and discharges through this higher resistance (R2) can when no more energy is supplied to the circuit. 4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a durch gekennzeichnet, daß diese eine visuelle Alarmeinrichtung (N,R4) für den Hinweis auf eine Fehlfunktion des Schalters (D) aufweist.4. Circuit according to one of claims 1 to 3, d a characterized in that this one visual alarm device (N, R4) to indicate a malfunction of the switch (D). 5. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a durch gekennzeichnet, daß Heizspiralen (R3,R5) für eine Mehrfach-Wärmeabgabe vorgesehen sind und daß der Steuerschalter (D) nur bei Einstellung auf eine höhere Wärmestufe der Spiralen getriggert wird, wo Überschlag an einer Bruchstelle bzw. Unterbrechung in dem Stromkreis eine Gefahr bedeuten kann.5. Circuit according to one of claims 1 to 4, d a characterized in that heating coils (R3, R5) are provided for a multiple heat emission and that the control switch (D) only when setting Triggered on a higher heat level of the spirals, where flashover at a break or interruption can represent a hazard in the circuit. 6. Elektrische Heizdecke, gekennzeichnet durch eine elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5.6. Electric heating blanket, characterized by an electrical circuit according to a of claims 1 to 5.