DE3434915A1 - Schutzschaltung fuer waermegeraete - Google Patents

Description

Anmelderin: Firma

Leopold Kostal GmbH & Co. KG Wiesenstraße 47
5880 Lüdenscheid

Schutzschaltung für Wärmeqeräte Beschreibung

Die Erfindung geht von einer gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten Schutzschaltung für Wärmegeräte aus.

Derartige Schutzschaltungen werden insbesondere bei elektrisch beheizten Decken oder Kissen eingesetzt und bewirken, daß eine durch einen Defekt bewirkte ortliche Überhitzung nicht zu einem Gefahrensfall werden kann.

Eine dem Oberbegriff des Hauptanspruches nachkommende Schutzschaltung ist durch die DE-OS 31 37 754 bekanntgeworden. Dabei erfolgt die Abschaltung des Wärmegerätes dadurch, daß der im SensorStromkreis bei einem Defekt fließende Strom, z.B. die Wicklung eines elektromagnetischen Relais beaufschlagt, das mit seinen Schaltkontakten im Versorgungsstromkreis des Wärmegerätes liegt.

Eine solche Ausführungsform ist einerseits relativ träge und andererseits mit einem relativ großen Aufwand behaftet. Außerdem kann das Wärmegerät auch nach einer Abschaltung wieder eingeschaltet werden, womit Gefahren nicht vollkommen ausgeschlossen sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzschaltung für Wärmegeräte zu schaffen, die sich gegenüber den bekannten Ausführungsformen durch ein schnelles, Gefahren ausschließendes Ansprechen im Störfall bei relativ einfachem Aufbau auszeichnet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Bei einer solchen Ausführungsform ist vorteilhaft, daß die für den Betrieb des Wärmegerätes vorgesehene, das Heizelement ein- und ausschaltende Schaltvorrichtung im Störfall durch die zugeordneten elektrischen Bauelemente direkt beeinflußt wird.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sei die Erfindung näher erläutert, und zwar zeigen

Fig. 1 eine Schutzschaltung für ein mit Gleichspannung betriebenes Wärmegerät

Fig. 2 eine Schutzschaltung für ein mit Wechselspannung betriebenes Wärmegerät.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist das Heizelement R₁ eines schmiegsamen elektrischen Wärmegerätes G über ein als Thyristor Th ausgebildetes Leistungsschaltelement an einer aus Dioden Dl - D4 bestehenden Gleichrichter-Brückenschaltung angeschlossen, die über einen Haupt-Schalter Schi

und eine Sicherung Si an Wechselspannung liegt. Die Brückenschaltung ist dabei mit einem Schalter Sch2 derart versehen, daß sie entweder als Halb- oder als Vollwellenglexchrichter betreibbar ist.

Dem Heizelement R. des als Heizdecke, Heizkissen oder dergleichen ausgebildeten Wärmegerätes G ist auf seiner gesamten Länge ein Sensorelement S, und zwar unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht I zugeordnet. Das Sensorelement S ist dabei so mit dem Heizelement R₁.

zusammengewickelt, daß bei einem Überhitzungszustand des Wärmegerätes G die darauf entsprechend abgestimmte Isolierschicht I schmilzt und eine elektrische Verbindung zwischen dem Heizelement R_L und dem Sensorelement S zustandekommt.

Auf diesen Störfall wird nun mit Hilfe eines irreversiblen Sicherungswiderstandes Rg. reagiert, der in Reihe mit dem außerdem an der Steuerelektrode des Thyristors Th angeschlossenen Sensorelement S an dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle liegt. Bei einer elektrischen Verbindung zwischen Heiz- und Sensorelement fließt, somit ein wesentlich höherer Strom über den Sicherungswiderstand R . als der für die Zündung des Thyristors Th erforderliche Steuerstrom, wodurch der Sicherungswiderstand R_. ausgelöst wird. Damit wird der Thyristor Th dauernd abgeschaltet und eine erneute Inbetriebnahme des defekten Wärmegerätes verhindert.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist das Heizelement R_T über das ebenfalls als Thyristor Th ausgebildete Leistungsschaltelement direkt an Wechselspannung gelegt, und zwar ebenfalls unter Verwendung eines Haupt-Schalters Schi und einer Sicherung Si. Dem Heizelement R_L ist wiederum in gleicher Weise unter Zwischenschaltung einer Isolierschicht I ein Sensorelement S zugeordnet. Das

Sensorelement S ist über eine mit seinen Anschlußpunkten verbundene Leitung kurzgeschlossen und auf der einen Seite mit einer Schutzschaltung verbunden. Diese besteht aus einer parallel zum Thyristor Th liegenden Diodenstrecke mit zwei entgegengerichtet angeordneten, in ihrer Verbindung einen Sicherungswiderstand R . aufweisenden Dioden D',D··. Dabei ist auf der einen Seite des Sicherungswiderstandes R„. die Steuerelektrode des Thyristors Th und auf der anderen Seite des Sicherungs-Widerstandes R_c. das Sensorelement S angeschlossen. Im Normalfall wird dabei das Heizelement R_T über den Thyristor Th an Viech sei spannung gelegt. Der für die Zündung des Thyristors Th erforderliche Strom wird über die Diode D¹ und den Sicherungswiderstand R_c- von der Versorgungsspannung abgeleitet (Über-Kopfzündung).

Bei einer im Störfall vorhandenen Verbindung zwischen dem Heizelement R₁. und dem Sensorelement S wird der Sicherungswiderstand R„, mit der negativen Halbwelle der Versorgungsspannung ausgelöst, und zwar aufgrund des sich einstellenden (erhöhten), über das Heizelement R,, das Sensorelement S, den Sicherungswiderstand R„. und die DiodeD'' fließenden Stromes. Damit fließt auch kein Zündstrom am Thyristor Th mehr, so daß derselbe dauernd gesperrt bleibt und das Heizelement von der Versorgungsspannung trennt. Die Diode D¹ ist dafür vorgesehen, um die an dem ihr zugeordneten Anschluß des Heizelementes R-anstehende negative Halbwelle abzublocken.

Claims (4)

1. Lüdenscheid, den 18.9.1984 P 687

   ANR: 1 535 978

   Anmelderin: Firma

   Leopold Kostal GmbH & Co. KG Wiesenstraße 47
   5880 Lüdenscheid

   Schutzschaltung für Wärmeqeräte

   Patentansprüche

   (l.J Schutzschaltung für schmiegsame, mit einem Heizelement versehene elektrische Wärmegeräte, wobei dem Heizelement über seine gesamte Länge ein Sensorelement zugeordnet ist, welches von demselben durch eine Isolierschicht getrennt ist, die eine einem Überhitzungszustand des Wärmegerätes entsprechende Schmelztemperatur aufweist, so daß beim Schmelzen mindestens eines Teiles der Isolierschicht eine elektrische Verbindung zwischen Heiz- und Sensorelement zustandekommt und wobei in Reihe zu dem Heizelement eine Schaltvorrichtung angeordnet ist, die in Abhängigkeit einer auftretenden elektrischen Verbindung zwischen Heiz- und Sensorelement anspricht und das Wärmegerät abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung ein Thyristor (Th) ist und daß in dem die Steuerelektrode des Thyristors (Th) beeinflussenden Steuer-Stromkreis neben dem Sensorelement (S) noch ein irreversibler Sicherungswiderstand (R_.) vorhanden ist.
2. 2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei an Gleichspannung liegendem Wärmegerät die Steuerelektrode des Thyristors (Th) über das Sensorelement (S) und den in Reihe dazu liegenden Sicherungswiderstand(R-.)

   an den positiven Pol der Gleichspannungsversorgung angeschlossen ist.
3. 3. Schutzschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Gleichspannungsversorgung eine entweder als Halb- oder als Vollwellengleichrichter arbeitende, mit einem Schalter (Sch2) versehene Diodenbrückenschaltung (Dl - D4) vorgesehen ist.
4. 4. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei an Wechselspannung liegendem Wärmegerät parallel zu dem Thyristor (Th) eine Diodenstrecke mit zwei entgegengerichtet angeordneten Dioden (D',D^fl) gelegt ist, in deren Verbindung der Sicherungswiderstand (R .) liegt, der außerdem einerseits an der Steuerelektrode des Thyristors (Th) und andererseits an das über eine Verbindungsleitung kurzgeschlossene Sensorelement (S) angeschlossen ist.