DE1540765A1

DE1540765A1 - Elektrische Heizdecke oder Heizkissen

Info

Publication number: DE1540765A1
Application number: DE19641540765
Authority: DE
Inventors: Gordon Jun Walter Hampton
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1963-04-30
Filing date: 1964-04-28
Publication date: 1970-01-22
Also published as: NL143401B; DE1540765C3; AT263163B; US3222497A; GB1020119A; NL6404732A; ES298769A1; DE1540765B2; CH424015A

Description

Patentanwalt , —-—1 λ r α π 7 C C

h?]

Frankiuri/Main-l L

Parksiraße 13 L— ■ ' " 3877

General Electric Company, dchenectady N.Y./ USA

Elektrische Heizdecke oder Heizkissen

Die Erfindung bezieht sich auf biegsame elektrisch beheizte Einrichtungen, z. B. Bettdecken, insbesondere auf die Heiz- und 'femperaturregeleinrichtung für eine solche Anordnung.

Elektrische Bettdecken und Heizkissen enthalten elektrieche Heiz'einrichtungen, die über die Heizzone der Decke verteilt sind, wobei der betrieb der Heizeinrichtung über eine bettseitige Einstelleinrichtung durch einen .Thermostat regelbar ist, die die "Einschaltzeit" in AbhängigKeit von der Zimmertemperatur und der durch den Benutzer ausgewählten einstellung verändert. Eine solche Betriebsart ist vollkommen zufriedenstellend, solange die beheizte Zone gleichmäßig über das Bett verteilt ist und kein .-Jereich der Bettdecke zugedec :t oder eingeschlossen ist und die Abgabe der Wärme, die von der Heizeinrichtung erzeugt wird, eindämmt. Wenn ein Abschnitt der beheizten Zone verdeckt ist, z. B. durch ein Kopfkissen oder durch eine andere Bettdecke, so kann in diesem begrenzten Abschnitt ein beträchtlicher i'emperaturanstieg auftreten, dessen Ursache darin liegt, daß die von der elektrischen Heizeinrichtung ausgehende Wärme nicht wie üblich in die umgebende Luft des Üaumes abgeleitet werden kann. In der Iraxis kann dieser 'i'emperaturanstieg gefährliche Ausmaße erreichen, so daß die ffe-

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fahr besteht, daß das Deckenmaterial versengt und sicn schließlich entzündet. Sin solches üisi::o icann aber bei elektrischen eizdecken nicht in i.auf renoiamen werden.

u-emäö einem Merkmal der j,rfindun._:!; weist eine zweilagige Bettdecke eine iteihe von j-renns seilen auf, entlang denen die Lagen miteinander verbunden sind, um ländliche Iiohlräume zu bilden, wobei die ^nclen von eini; .n -rennstellen gegenüber den anderen verkürzt sind. Der eizdraht ist durch die .iohlräume η ch hingen und vorne sowie um die _nden der kürzeren ..rennstellen, z. b. in der -i.rt einer Serpentine herumgeführt, wodurch der .ieizbereich der Decke geschaffen wird. -ine fortlaufende .emperacurabfühldrahtanordnung ist in ähnlich .r ',/eise durch die ausgevänlten ländlichen .lohlräume hindurch geführt und rund um die; ^nden der längeren -.re'.ns cellen gelegt, wodurcr eine größere Prüf zone geschaffen .vird, die die beheizte Zone einsciiließt und 3chützt. Diese getrennte .L'emperaturabfühldrahtanordniiri;-- int a-ts zv/ei eng nebeneinander angeordneten Leitungen hergestellt, die durch eine i.unststoffisolierverbindung voneinander getrennt sind, welche einen Ionenzusatz enthält, Dadurch wird eine fortlaufende biegsame Scnic? t; zwiaehen den Leitungen geschaffen, die bei normaler Betriebstemperatur einen echten Isolator darstellt und bei erhöhten Temperaturen elektrioche Ströme in der Größenordnung von Hegelströmen leitet. Hierdurch kann eine Hegeleinrichtung geschaltet werden, die beim Auftreten einer i.bertemperatur in irgendeinen Abschnitt der Bettdecke die elektrische Heizung abschaltet.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispiels nähtr erläutert. i.s zeigen:

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Figur 1 eine schematische Ansicht einer elektrischen Heizdecke, von der ein ieil aufgeschnitten dargestellt ist, um die inneren Einzelheiten zu zeigen, einschließlich einer elektrischen He^elscialtung für die Heizdecke.

Figur 2 eine vergrößerte Ansicht eines ieils der 'elektrischen ieizdecke neben der elektrischen Lit eckverbindung mit Konstruktionseinzelheiten.

in der Figur 1 ist eine elektrische Bettdecke dargestellt, bei der die Deckenhülle aus zwei Lagen 1 und 2 hergestellt ist. In der Praxis ist es erwünscht, die elektrische Verdrahtung der Bettdecke in länglichen Johlräumen zwischen den zwei Lagen zu befestigen, wodurch ein begrenzter BewegungsSpielraum der elektrischen Drähte in Bezug auf den Stoff geschaffen ist. Zu diesem Zweck sind die zwei Lagen z. B. längs In einem bestimmten Abstand voneinander angeordneten Linien aneinandergeheftet oder miteinander verwebt, wodurch eine Anzahl von 'i'rermstellen 3 und 4 geschaffen werden. Die irennstellen 3 sind in üezug auf die Snden der Trennstellen 4 am Kopfende der Decke verlängert, Am Fußende der Decke sind die iirennstellen 3 kürzer als die Trennst eil en 4. Am Fußende ist ferner die mechanische Zugentlastungs- und Anschlußeinrichtung 5 angeordnet. Bei elektrischen Heizdecken, die aus gewebtem Material hergestellt sind, sind Verfahren bekannt, durch die die zwei Lagen während des \7ebvorganges entlang den Trennlinien miteinander verwebt werden können. Bei Bettdecken, die aus einem anderen Material bestehen, können die zwei Stoffschichten durch Verheftung oder andere Befestigungsmittel miteinander verbunden werden. lieben dem Fußende der Decke sind

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die Lagen durch, eine Heine von in einem bestimmten Abstand voneinander angeordneten und auf einer Linie liegenden Punkten 6 miteinander verbunden. Die Verbindungspunkte 6 sind jedoch von den Haupttrennstellen abgetrennt. An der rechten und linken Seite der beheizten Zone wird bevorzugt je eine Unterbrechung 7a und 8a in den 'i'renns teilen 7 und 8 vorgesehen.

Durch die oben beschriebenen I'rennstellen werden längliche Hohlräume zwischen den zwei La ;en der Stoffdecke geschaffen, die zur Aufnahme der elektrischen Heizeinrichtung und der Kontroll'irähte gemäß der Erfindung dienen. In der Figur 1 ist der elektrische Heizdraht 9 in voll ausgezogenen Linien dargestellt und durch längliche Hohlräume nach hinten und vorne, z. B. in der Art einer Serpentine geführt. Es wird besonders hervorgehoben, daß, gemäß der Erfindung, der Heizdraht stets um die kurzen Enden der verschiedenen I'rennstellen herumgelegt ist. Aus der Figur 1 ist weiter ersichtlich, daß der durch die länglichen Hohlräume nach rückwärts und vorne sowie rund um die kurzen Enden der Trennstellen geführte Heizdraht 9 einen Heizbereich für die Bettdecke bildet. Ein Abschnitt der Bettdecke am Kopf- und Fußende ist, wie üblich, nicht verdrahtet und ebenso sind an den Seitenrändern der Decke drahtlose Abschnitte vorgesehen. Um eine ziemlich gleichmäßige Wärmeabgabe über die gesamte Heizzone der Bettdecke zu erzielen, wird der Heizdraht 9 durch jeden länglichen Hohlraum in der Art einer Serpentine hindurchgeführt. Auf diese Weise erstreckt sich ein fortlaufender Heizdraht von der einen Deckenseite mit der

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Einrichtung zur mechanischen Zugentlastung und dein Klemmenblock 5 über die Decke zurück zur anderen Seite des Klemmenblockesβ

Gemäß der Erfindung ist der Ubertemperaturschutz für . die Decke durch eine fortlaufende llbertemperatur-Drahtanordnung 1o, die in Figur 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist, gebildet. Es wird betont, daß sich diese Übertemperaturdrahtanordnung durch die ausgewählten länglichen Hohlräume der Decke nach hinten und vorne erstreckt und stets um die längeren Enden der Hohlraumtrennstellen herumgeführt ist. Auf diese Weise erstreckt sich dieser getrennte Abfühl- oder Kontrolldraht über einen größeren Bereich der Decke und umfaßt und überlappt die beheizte Zone so, daß sich ein Abschnitt der Abfühldrahtanordnung in einem sehr kurzen Abstand von dem Heizdraht vorhanden ist. Y/enn ferner ein Abschnitt des ileizdrahtes vom Ende einer x'rennst·He etwas verrückt wird, so besteht nicht die geringste Gefahr, daß dieser .leizdrahtteil in einer unüberv/achten Lone der Decke zu liegen kommt. Bei, dem praktischen Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 erstreckt sich der Abfühldraht 1o nur durch jeden zweiten länglichen Hohlraum der Bettdecke. Auf diese V/eise enthalten bestimmte Hohlräume lediglich einen Heizdraht, während andere Hohlräume sowohl den heizdraht, als auch den Abfühl- oder Kontrolldraht einschließen. In der Praxis hat sich diese Anordnung zum tfbertemperaturschutz als völlig ausreichend erwiesen, selbst entlang dem Drahtabschnitt, der durch diejenigen Hohlräume verläuft, die nur einen Heizdraht enthalten. Bei einer Konstruktion, die sich

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in der Praxis bewährt hat, sind die i'renns teilen, z. B. etwa 3/4 Zoll (19»o5 mm) breit, wobei der Abstand zwischen benachbarten Trennstellen 1 und 1/4 Zoll (31»7 mm) beträgt. Bei einer solchen Konstruktion kann ein Heizdraht mit der einen oder anderen Seite niemals weiter als etwa 2 Zoll (5o,8 mm ) von einem benachbarten Abfühldraht entfernt sein. Sofern also eine örtliche Übertemperatur eine ziemlich große Fläche umfaßt, stellt eine solche Konstruktion sicher, daß in den überheiztem Bereich ein Abfühldraht vorhanden ist.

Am Süßende der Bettdecke ist es erforderlich, die äußeren verdrahteten Hohlräume mit dem zentral angeordneten Anschlußblock 5 zu verbinden. V'ie in der Figur 1 gezeigt ist, wird es bevorzugt, sowohl den ^leiz- als auch den Signal- oder Kontrolldrant duren den Spalt 7a in der Hohlraumtrennstelle 7 hindurchzuführen. Auf der rechten Seice der Decke ist es erwünscht, sowohl den Heizdraht, als auch den Xontrolldr-üit entlang dem Fußteil der Bettdecke nebeneinander zu führen. Su diesem Zweck sind die beiden Drähte durcli den kl=iriex: .iaur. zwischen dem _nde mindestens ein.τ ;.ohlraun:.:'er.n3^ell& und der entsprechenden pun. tförni en Verbir.dun^ 6 hindurchgezogen. Ähnlich ist, wie in IPijur 1 gezeigt ias, auf der linken Sei 3e der Decke der Heizdraht 9 durch den Spalt 8a am Dnde der Hohlraum^reaau"eile 8 hindurchgeführt. Der ieiz- und der I[on:rolldrant verlaufen da~:n gleichfalls durch den kleinen .-.aum zwischen einer Hohlraunisrenns seile 4 und einer punktförmig en Verbindungsstelle 6. 3a ist ferner erv/ünocht, daß benachbarte Windungen oder Durchlässe des Heizdrahtes unter sämtlicüen Bedingungen in einem bestiinaicen Abstand voneinander liegen, da andernfalls eine unerwünschte Aufheizung stattfinden kann. Die x'rermsteilen

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11 und 12 neben den Schlitzen 7a und 8a sind daher besonders kurz, um den gewünschten Abstand zwischen den benachbarten leizdrahten festzulegen. Es ist ersichtlich, daß der über eine Zone der Decke verteilte Heizdraht einen leizbereich bildet, der vollständig von einer Kontrollzone umschlossen und überlappt ist, die von dem Kontrolldraht 1o eingenommen wird. Dies wird durch die Anordnung der kurzen und langen Trennstellen erreicht, wobei der Heizdraht in jedem Pail um die kurzen Enden herumgeführt ist, während der Kontrolldraht stets um die längeren Enden gelegt ist. Die gleiche Anordnung kann auch dann angewendet werden, wenn der kontrolldraht durch jeden dritten oder vierten Hohlraum oder auch durch jeden Hohlraum hindurchgeführt wird, anstatt, wie in Figur 1 gezeigt ist, durch jeden zweiten Hohlraum.

Die genaue Ausführung der Heiz- und kontrolldrähte geht deutlich aus der ]?igur 2 hervor. Das Heizelement enthält einen Lern 13 aus Isoliermaterial, um den spiralförmig ein elektrischer Widerstandsdraht 14 gewickelt ist, über den wiederum eine äußere Isolierhülle 15 aufgespritzt ist. Der Isolierkern 13 ist aus Glasfasern, .vunstseidefasern oder ähnlichen Material hergestellt. Dieser r^ern gibt der Anordnung die gewünschte Pestigkeit und bildet ferner eine Unterlage, auf der der Heizdraht spiralförmig aufgewickelt werden kann. Diese Ausführung weist eine Biegsamkeit auf, die mit derjenigen des Deckenstoffes verglichen werden kann. Pur eine einzige Bettdecke wird die Drahtstärke und die Legierung so gewählt, daß der Heizdraht einen Gesamtwiderssand in der irößeSördnung von 1oo Ohm hat, so daß beim Anlegen der Decke an eine elektrische

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Spannung von 115 Volt die Decke eine Heizleistung von etwa 12o - 13o Watt erreicht. Die äußere Isolierhülle kann aus ein.-r Isoli.^verbindung bestehen, ζ. Β. aus Polyvinylchlorid (PYC), die einen Weichmacher für hohe Temperaturen enthält, der bei normalen Betriebstemperaturen des ueizdrahtes sich nicht zersetzt. Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt ist, verlaufen die entgegengesetzten j£nden des Widerstandsdrahtes 14, der die Heizdrahtanordnung 9 bildet, zu einem IQemmenblock 16 (Figur 2) und sind hiermit äußeren Anschlußstiften 17 und 18, die in-dem ilemr.enblock 16 befestigt sind, verbunden. Diese Einrichtung stellt den elektrischen Netzanschlußteil dar, über den der Heizdraht, wie anschlielBend ausführlich beschrieben wird, an Spannung gelegt wird.

Die Einzelheiten der i.ontrolldrahtkonstruktion sind ebenfalls in Figur 2 gezeigt. Auch hier bildet ein Isolierkern 19 aus Jlas, Kunstseide oder äquivalenten Isolierfäden eine Unterlage, auf der ein erster Draht 2o aufgewickelt werden kann. In der Praxis werden als erste Laje 2o, 4o - 45 Windungen pro Zoll (25,4 mm) eines abgeflachten Drahtes mit ausreichend guter elektrischer Leitfähigkeit aufgebracht. Nachdem die erste Lage Draht angeordnet ist, wird eine Schicht aus besonderem temperaturempfindlichem Material 21 über den Lern und die erste Lage 2o aufgesp'ritzt.

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Der Werkstoff für die atranggespritzte Schicht 21 besteht aus einer Lunststoff-Isolierverbindung, der eine Ionenverbindung beigemischt ist, so daß die Schicht 21 normalerweise einen elektrischen Isolator darstellt, ' bei erhöhten Temperaturen jedoch ein elektrischer leiter für Ströme wird, die in der Größenordnung von Regelströmen liegen. Pur die Schicht 21 sind eine Anzahl geeigneter Ausgangsmaterialien bekannt, wie z.B. ein unter der Bezeichung Nylon bekannter Stoff Acrylnitril und ähnliche thermoplastische Verbindungen, die das gewünschte Ausmaß an Elastizität besitzen und normalerweise elektrische Isolatoren sind. In der Praxis hat sich gezeigt, daß Polyvinylchlorid ein gutes Betriebsv rhalten und im Vergleich zu andeⁱ.-en Verbindungen den Vorteil aufweist, daß es verhältnismäßig billig ist. Wie üblich, muß das Polyvinylchlorid einen Weichmacher enthalten. Hierfür werden bevorzugt Pentaerythrit- oder Dipentaerythrit-Estern mit einem Gewichtsanteil von 2o bis 4o f> des Polyvinylchlorids verwendet. Damit das Isoliermaterial 21 die entsprechenden Temperaturabfühleigenschaften erhält, wird ein entsprechendes Ionenzusatzmaterial mit der Isolierverbindung vermischt. So enthält eine betriebsfähige Ausführung gemäß der Erfindung einen Zusatz von 3 # Gewichtsanteilen an Ionenmaterial, insbesondere Stearyldimethylbenzylamoniumchlorid. Dieses Material kann 75,1· Wasser und 25 % festes Stearyldimethylbenzylamoniumchlorid enthalten.

Beim Abfühlelement wird ein zweiter elektrischer Leiter auf die Außenseite der temperaturempfindlichen Schicht 21 aufgewickelt. Beim Ausführungsbeiepiel sind

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22 bis 24 Windungen pro Zoll (25,4 mm) des flachen Drahtes um die temperaturempfindliche Schicht gewickelt; vorzugsweise verläuft die Spirale der Wicklung 22 in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen des Leiters 2o. Zwischen dem Leiter 22 und dem Leiter 2o ist daher stets eine verhältnismäßig dünne Schicht eines temperaturempfindlichen Materials 21 vorhanden. Wenn gleich konzentrische Wicklungen von entgegengesetzt gewickelten Drähten mit einer zwischengeschalteten femperaturempfindlichen Schicht dargestellt sind, können auch andere Ausführungen verwendet werden. So können z.B. der eine oder beide Leiter in der temperaturempfindlichen Verbindung eingeschlossen und parallel auf dem Kern aufgewickelt sein. Die wesentlichen 3rfardernis8e bestehen in der Biegsamkeit sowie in einer solchen Anordnung der beiden Leiter, daß sie mit einer verhältnismäßig dünnen Schicht (z. B. o,o1o Zoll, das sind o,254 mm) des temperaturempfindlichen Materials in Berührung stehen und durch diese getrennt sind.

Die gesamte Anordnung ist schließlich mit ein-r anderen Iaolierhülle 23 überzogen. In der Praxis wird für die Hülle 23 die gleiche Isolierverbindung vri.e für die Schicht 21 verwendet, mit der Ausnahme, daß in der äußeren Isolierhülle der Ionenzusatz fehlt. Bei einem bevorzugten Ausftihrungsbeispiel wird Polyvinylchlorid verwendet, welches einen Weichmacher enthält, der aus der Gruppe der Pentaerythrit- und Dipentaer?/-thrit-Estern ausgewählt ist und einen Gewichtsanteil von 2o bis 4o Ji des Polyvinylchlorids hat. In der Praxis hat sich gezeigt, daß wenn für das Isolierma-

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terial der äußeren Hülle 23 und der Schicht 21 verschiedene Verbindungen benutzt werden, im Laufe der Zeit eine Änderung der Eigenschaften auftritt. Wenngleich die genauen Gründe für diese Änderungen nicht vollständig geklärt sind, kann jedoch angenommen werden, daß sich die Weichmacher verflüchtigen. Dies wird jedoch verhindert, wenn die Grundverbindungen oder Ausgangsverbindungen für die äußere Hülle 23 und die Schicht 21 gleich sind, mit der Ausnahme, daß in die temperaturempfindliche Schicht 21 der Ionenzusatz, wie oben beschrieben, eingebracht ist.

Wie am besten in Figur 2 dargestellt ist, ist die innere und äußere "Wicklung des Abfühldrahtes am ixlemmen-

block 16 mit elektrischen Anschlüssen versehen. Das eine Ende der inneren Wicklung 2o i.'t mit einem Klemmenstift 24 verbunden, während das entgegengesetzte Ende der inneren '-iicülung an einem Klemmenstift 26 angeschlossen ist. Ähnlich ist die äußere Wicklung mit ihrem einen Ende mit einem Llemmenstift 25 und mit ihrem entgegengesetzten Ende mit dem XlemiEensti*'-'- 18 verbunden und zwar zusammen mit dem Anschluß des Heizdraht es 14. Auf diese "Jeise Kann eine lösbare elektri~ sehe Verbinde_ über die Steckbuchse 27 mit einem mehradrigen Labei (vergleiche Figur 2) hergestellt sein, das zu einer bettseitigen Regeleinrichtung geführt ist.

Gremäß der in Figur 1 schematisch dargestellten Regeleinrichtung wird der elektrische Anschluß an eine Vechselstromquelle von ζ - 115 Volt durch einen Stecker

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mit zwei Steckatiften 29 und 3o hergestellt. Der Strompfad der Heizschaltung beginnt am Steckerstift 3o und verläuft über eine Verbindungsleitung 31 zum Klemmenstift 18, an dem das rechte Ende des elektrischen .eizdrahtes 9 angeschlossen ist. Das entgegengesetzte Ende des elektrischen Heizdrahtes ist mit dem i.lemmenstift 17 der Bettdecke verbunden, der seinerseits über den Leiter 32 mit einer bettseitigen ixegeleinrichtung verbunden ist, die auf die Umgebungstemperatur anspricht. Die auf die Umgebungstemperatur ansprechende Regeleinrichtung enthält, wie üblich, einen Bimetallstreifen 33, der an einem Ende den Kontakt 34 trägt, der wiederum mit einem Kontakt 35 zusammenarbeitet, der an dem einen Ende des Heizdrahtes 36 befestigt ist. Letzterer ist eng neben dem Bimetallstreifen 33 angeordnet. Wenn sich der Bimetallstreifen aufgrund einer verhältnismäßig niedrigen -.emperatur nach rechts ausbiegt, wird der Stromkreis durch die Kontakte 34 und 35 geschlossen. Der Stromkreis verläuft dann über den Leiter 37, einen normalerweise geschlossenen Schutzschalter 38, den Leiter 39, einen Heiaissehalter 4o und- den Leiter 41 zum anderen Pol der Spannungsquelle. Es fließt somit ein elektrischer Strom über den Heizdraht 9» den Bimetallstreifen 33 der Umgebungstemperaturabfühleinrichtung, der Heizung 36, den Schutz- und Relaiskontakten. Da dieser elektrische Strom eine Wärmeübertragung von dem Heizdraht auf die Decke bewirkt und die Heizung 36 auch den Bimetallstreifen 33 erwärmt, biegt sich dieser nach links aus und öffnet den Stromkreis. Danach kühlt sich der Bimetallstreifen ab und die Schaltung wird wieder geschlos en, wobei der Arbeitszyklus die gewünschte temperatur der Bettdecke aufrechterhält. Die auf die Umgebungstemperatur an-

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sprecnenden Iiegel einrichtung kann mit einer Binstelleinrichüung 42 verbunden sein, wodurch der Benutzer die Temperatur auswählen >.a n, uei der ein bestimmter ArbeicszviClus stattfindet. Dadurch .:ann wiederum die Durchschnittstemperatur, f.'.e die elektrische Bettdecke hat, ausgewählt werden.

Unter normalen Umständen arbeitet die elektrische Beetdecke in der eben beschriebenen Art und V/eise, wobei die auf die Umgebungstemperatur ansprechende Regeleinrichtung die "Einscnaltzeit" der elektrischen Heizung innerhalt der Bettdecke reguliert und zwar in abhängigkeit von der von .iand vorgenommenen Einstellung und der Zimmer temperatur, der die L'ecke ausgesetzt ist_e Der ^elaisscualüer 4o wird gewöhnlich geschlossen gehalten, so da^ das leizelement an Spannung liegt, wenn die Schaltkontakte 34/35 der auf die Umgebungstemperatur ansprechenden iiegel einrichtung geschlossen sind. Unter bestimmten Umständen kann jedoch in einem kleinen oder begrenzten Bereich der Bettdecke eine gefährliche Übertemperatur vorhanden sein, während der übrige ieil der Decke normal arbeitet und die auf die Umgebungstemperatur ansprechende Hegeleinrichtung geschlossen ist und so zusätzliche Wärme "verlangt". Unter diesen Umständen kommt der getrennt en Abfühlanordnung Io und der zugeordneten regelschaltung eine große Bedeutung zu. Bei normalen Betrieb ist der He*- laisschalter 4o von dem Kern 43 des Heiais geschlossen gehalten, auf dem sich zwei Spulen 44 und 45 befinden. In der Praxis bestehen die zwei Spulen einfach, aus einer einzigen Hohlspule,die zwei Abschnitte 44 und 45 aufweist, die eine gemeinsame Klemme und Leitung 46 besitzen. Die Relaisspule 45 wird durch

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einen Stromkreis erregt, der wie folgt verläuft:

Von dem 3teckeransehlu3stift 3o, dem leiter 31 über den Steckerstift 18 zum rechten -^nde des Abfühldrahtes, wobei an dieser Stelle wie deutlich in Figur 2 gezeigt ist, zu der äußeren Wicklung 22 eine Verbindung hergestellt ist. Der elektrische Stromkreis verläuft dann weiter durch die Dec.-re über die äußere Wicklung 22 des Abfühlelementes 1o zum linken Ende des Zugentlastun^sblociies 5· Iu-r erfol;t dann der A^scnluß an den Illemmenstift 25, wie ebenfalls in J¹IgUr 2 gezeigt ist. Der i-lemmenstift 25 dient zur verstellung einer Verbindung über einen Leiter 47 zu einem v/idarstand 48, der nachstehend a.ls "Start "-Wider st and bezeichnet ist. Das andere oder entgegengesetzte Ende des Startwiderstandes 48 ist über den gemeinsamen Leiter 46 mit den itelaisspulen 44 und 45 verbunden. Wenn man nur die itelaisspule 45 betrachtet, so ist der Stromkreis über den Leiter 49, einen Anpassungswiderstand 5o zum Klemmenstift 26 Mn geschlossen, der mit der inneren Wicklung 2o des Kontrolldrahtes 1o verbunden ist. Das entgegengesetzte Ende der inneren Wicklung des Kontrolldrahtes ist an dem i.lemmenstift 24 der elektrischen Steckverbindung angeschlossen, von dem der Strompfad weiter über den Leiter 51, einem Widerstand 52 zum Leiter 39 und von hier über den relaisschalter und der Leitung 41 zur anderen Seite des Netzanschlusses verläuft· Die andere Relaisspule 44 ist in einem geschlossenen Stromkreis eingeschaltet, in dem ein Halbleiter bzw. eine Diode 53 vorgesehen ist, durch die daa Heiais ohne Weehselstrombrumm arbeitet. Auf diese Weise wird in dem anderen Abschnitt 44 der Relaiswicklung eine Spannung induziert.

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In Zusammenhang mit dieser Schaltung zur Erregung der Relaiawicklung 45 wird besonders bemerkt, daß diese sowohl die innere Wicklung 2o als auch die äußere Wicklung 22 der getrennten Abführanordnung 1o enthält. Dadurch ist im ?alle einer Unterbrechung oder Störung an irgend einer Stelle entlang der getrennten Abfühlanordnuhg 1o der Stromkreis für das Relais geöffnet, und der ^elaisscnalter 4-0 öffnet sich und schaltet den Strom für die Bettdecke ab. Dies stellt ein wichtiges bicherheitsmerkmal der vorliegenden Schaltung ♦ dar.

Wenngleich es verschiedene './ege gibt, um das Heiais zum Schließen des Sehalters 4o zu erregen, wird es bevorzugt cLurcn einen Einschalter 54 erregt, der kurzzeitig niedergedrückt werden kann und den Erregers-rom kreis zum ielais schließt. Dies ^r -lelaiserregerstremkreis kann folgendarmaßen verlaufen:

Von dem bteekerauift 3o des Netzanschlusses, de?n Leiter 51, dem Steckerstift 18, der äußeren Wicliiuug 22 der getrennten I-ontrolldrahtanordnung zum Klemmenstift 25, dem Leiter 47, dein Startwiderstand 48, zum Leiter 46, der das eine rllemmenanschlußende der „telaisspule 44 bildet; dann von dem entgegengesetzten Ende der telaisspule 44, über dem Starterschalter 54 zur entgegengesetzten Seite des Netzanschlusses. In diesem Fall schützt der Startwiderstand 48, dessen Widerstand 45oo bis 5ooo Chm beträgt, die Scjialtung gegen einen überstrom, während gleichzeitig ein ausreichend starker Strom über die iielaiswicklung 44 fließen kann, um die Erregung des Kelais zu bewirken.

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Der Druckknopfschalter 54 ist mechanisch mit einem Schutzschalter .38 derart verbunden, daß letzterer stets geöffnet ist, wenn der Druckknopfschalter betätigt wird. Der Schutzschalter 38 liegt, wie bereits vorstehend beschrieben wurde, in der elektrischen Hauptheizschaltung, so daß die Heizschaltung immer dann ausgeschaltet ist, wenn der Druckknopfschalter gedruckt ist und seine geschlossene Lage einnimmt. Dies ist wiederum ein wichtiges Sicherheitsmerkmal der Schaltung, denn ein Benutzer kann die Sich^rheitsschaltung durch Geschlossenhalten des Einscnalters nicht außer Betrieb setzen oder ausschalten. Hit anderen Worten, der Einschalter muß freigegeben sein, um den Schutzschalter 38 zu schließen, bevor eine elektrische Spannung an das Hauptheizelement angelegt werden kann. Wenn das Heiais einmal über seine Wicklung 44 erregt i3t, so wird es in dem erregtem Zustand durch die kombination der Wicklungen 45 und 44, die vorstehend beschrieben sind, gehalten. Der telaisschalter 4o ist dadurch geschlossen und der elektrische Strom kann über deia auf die Umgebungstemperatur ansprechenden Schalter zum Heizelement in der' Bettdecke fließen.

Wie bereits oben beschrieben wurde, enthält der Stromkreis, der das Itelais geschlossen hält, den Widerstand 52, die innere Wicklung der getrennten Kontrolldrahtanordnung, den Widerstand 5o, die Relaisspule 45» den Startwiderstand 48, und die äußere Wicklung des getrennten Kontroll- oder Signaldrahtes .

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Unter normalen Betriebsbedingungen fließt in eier temperaturempfindlichen iJcriicnt zwischen der inneren Wicklung und der äußeren Wicklung der kontrolldrahtanordnung praktisch kein Strom. Unter diesen umständen sind die Verte der Widerstände in Verbindung mit der Relaisausführung derart ausgewählt, daß noch eine ausreichende Spannung an der Heiaisspule 45 vorhanden ist, um den Relaisschalter 4o in seiner geschlossenen La-^e zu halten. Tritt an irgendeiner Stelle oder Strecke entlang der Kontrolldrahtanordnung eine abnormale x'emr-eratur auf, so fließt durch die Schicht 21 zwischen der inneren und der äußeren Wicklung ein elektrischer Strom. Unter diesen Umständen tritt eine größere ^esiuntspannung an dem Widerstand 52 auf und die Spannung an der Relaisspulenwicklung 45 wird kleiner. Der Spannungsabfall an der rtelaisspule hat die Freigabe des Relaisankers 43 zur Folge, worauf sich der Helaisschalter 4o öffnet und den weiteren Betrieb der Bettdecke einstellt sowie den Strom zur Heizeinheit der Bettdecke abschaltet. Die Bettdecke arbeitet auch dann nicht, wenn der Benutzer den Schalter 54 von Hand schließt.

Es gibt verschiedene Lösungen, durch die das Heiais von Hand abgeschaltet werden kann, wenn es erwünscht ist, die elektrische Bettdecke abzuschalten. So kann ζ. B. der Relaisschalter 4o von Hand geöffnet werden. Für die elektrische Ausschaltung wird jedoch ein Druckknopfausschalter 55 bevorzugt» Vie in der Schaltung "gemäß der Figur 1 gezeigt isü, werden bei I.'iederdrücken des Ausschalters 55 von iand zur Schließung des Stromkreises die Spule 45 zusammen mit dem Anpassungswiders tand 5o und der inneren Wicklung der Komroll-

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drahtanordnun,; kurz geschlossen. Die iiesamtregelschaltung iac jedoch noch geschlitzt, da der '.'iders t.r«rKl 52 zusammen mit dem Startwiderstand 48 in d^r Schaltung wirksam i3t. V/enn jedoch der Ausschalter 55 gedruckt wird, isc keine Spannung mehr an der ^elai3wicklung 45 vornanden, das Kelais gibt den Anker 43 frei und der Relaisschalter 4o öffnet sicn.

Wenn eine zufriedenstellende Arbeitsweise dieser übertemperaturregelscialtung erreicnt weraen »oll, so ist ein sorgfältig geeichtes Relais erforderlich. Die Relaislebensdauer kann verlängert werden, wenn der Relaisschalter 4o nicht häufig dazu benutzt wird, den Stromkreis zu schalten, während der ileizdrant an Spannung liegt. Bevorzugt wird die Anordnung verwendet, bei der der Ausschalter 55 mecrianiscn mi ο dem Schutzschalter 3ö gekoppelt ist, um den Schutzachalter kurz vor der Schließung des Ausschalters zu öffnen. Dadurch wird d r Strom durch den Jchutzachalter vor der öffnung des .ielaisschal sers 4o unterbrochen.

Der Senutzor wünscht aäufig eine sichtbare Ilontrollanzeige, daß die eizscnaltung arbeitet. Zu diesem Zweck ist es allgemein üblich, eine .mzeigelaraoe, zum Beispiel eine jlimnlanipe 56, vorzusenen. hin Vorschaltwiderstand 57 ist in üblicher '.'eise mit der Lampe 56 in zteihe gesor-altet. Der Ljtronkreis zur Schaltung der Lampe kann von dem üteckerstift 29 des Netzanschlusses über dem Leiter 41, dem -.elaiaschalter 4o, dem Leiter 39» den Schutzscnalter 36, der Lampe 56, den Vorschaltwiderstand 57, αen Leiter 47 den Jtii't 25» der äußeren :;iol\:nr d-jr -ericer^iturkontroll-

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anordnung und über den ütift 18 und den Leiter 31 zu dem anderen bteckerstift 3o des iletzansehlusaes verlaufen, „enn daher der Helaisscnalfcer 4o ,reschlossen wird und ebenso der üchutzschalter 38, so wird die Lampe 56 eingeschaltet, wodurch dem benutzer angeseilt wird, da' die 3ettdeci:e in Betrieb ist.

Einer der Vorteile der oben beschriebenen Anordnung besteht darin, da i die ".'urine nicht unmittelbar der teraperaturenpfindlichen Schicht 21 zugeführt wird. *Bei dieser Anor^nun^¹ i^t die Ternperaturabfüiildraht-.anordnung von der elektrischen eizung getrennt aber trotsdem über die beheizte !!one der Bettdecke so verteilt, daß sie jede abnormal hohe Temperatur anzeigt und erforderlichenfalls die Bettdecke abschaltet, xjine solche Ausführung erhöht die Zuverlässigkeit der Schaltung. Ein anderes wichtiges Iierkmal in Bezug auf die Luverlässigiieit besteht in dem Aufbau der getrennten AbfUhlanorelining, die gleiche Ausgangs- oder 'Irundverbindungen für die temperaturempfindliche isehicht und die -äußere Isolierhülle verwendet, wobei durch eine kleine 1-ien.re eines Ionenzusatzes in der temperaturempfindlichen Schicht 21 die xemperatureiapfindlichkeit erreicht wird.

BAD OWG»N^AL

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Claims

.1R.4O.765 do Patentansprüche

1. ,ilektrioche .ieizdecke oder Heizkissen mit einer Hülle, die zwei La,:"en aufv/eist und eine Reihe von linearen brennsteilen besitzt, entlang denen die Lagen miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet , daß die -.rennstellen aus einer Anzahl von Gruppen bestehen, und daß jede irujjpe in einem ν rscaiedenen Abstand vom kopf- und U¹UOende der Decke angeordnet ist.

2. Heizdecke nach Anspruch 1, dadurch g e -

k e n:i ζ e i c h η e t , daß die i'rennstellen parallel verlaufen und parallele ländliche lohlräume einschließen.

3. 'leizdeciie nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichne.t , da3 die elektriscne heizeinrichtung zwischen den Lagen derart angeordnet ist, daß der Bereich, der von den linden der -rennstellen, die vcn Iiand der Deere am weitesten entfernt r.ind, umfa.i't i.rt, den .leizbereic:: der Decke darstellt.

4. Heizdecke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , d'a,i sine l'emperaturabfühleinrichtung zv/i:-chen den Larven der Decke derart eingeschlossen ist, daß der Bereich, der durch die Enden der Jrennstellen begrenzt ist, die näher am Hand der Decke liegen, den Jemperaturabfühlbereich der Decke bildet, und daß der -emperaturabfühlbereich der Decke größer ist als der "ieizbereich der Decke.

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5. Heizdecke nach Anspruch. 4, dadurch r s kennzeichnet , äa'J die -ieizeinrieritung einen elektrischen Heizdraht aufweist, der in einer» serpentinenännlichen Verlauf un die *rennsteilen herumgeführt ist, deren .uinden am weitesten Yom ^aiid der Decke entfernt sind, und daß die jemperatürabfühleinrichtung einen Stromkreis aufweist, der in einer serpentinenförmigen Bahn rund um die Lnden der frennsGellen verläuft, die näher am kand der Decke liegen.

6. Heizdecke nach Anspruch 5,dadurch gekennzeichnet , daU die 2emperaturafefühleinrichtung zwei Leitungen aufweist, die eng nQt>eiieinander angeordnet und durch eine i.unststoffisolierver bindung voneinander getrennt sind, die einen Ionenzusatz enthält, und daß die Isolierverbindung eine fortlaufende biegsame Schicht bildet, die bei Normal temperaturen einen elektrischen Isolator und bei Ubertemperaturen einen elektrischen Leiter darstellt, der ritröme in der Größenordnung von Hegelströmen leiten kann,

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