Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für Bügelgeräte nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Derartige Bügelgeräte werden meist als Bügeleisen zum Aufbügeln von Bekleidung eingesetzt. Probleme stellen sich dabei regelmäßig ein, sobald die Gefahr einer Überhitzung besteht. Diese Überhitzung kann einerseits auftreten, sobald das Bügeleisen auf der Bügelfläche stehend vom Bediener vergessen wird, oder sobald aus Unachtsamkeit ein Gegenstand wie ein gerade zu bügelndes Bekleidungsstück über die Bügelfläche geworfen wird oder zufällig darauf fällt.
Aus der JP 4-114699 A ist eine derartige Schutzvorrichtung für Bügelgeräte bekannt, bei der ein Kontaktschalter an der Basis des Bügeleisens vorgesehen ist, der die Stromzufuhr aufrecht erhält, wenn das Bügeleisen hochkant gestellt ist. Wird das Bügeleisen mit seiner Bügelfläche über einen Gegenstand geführt, so stellt ein weiterer lichtempfindlicher Sensor fest, daß das Bügeleisen an einer zu bügelnden Fläche anliegt und unterbricht grundsätzlich die Stromzufuhr zur Heizfläche. Als weitere Bedingung, die erforderlich ist, um beim Anlegen des lichtempfindlichen Sensors an einer Fläche die Stromzufuhr zur Heizfläche aufrecht zu erhalten, wird im Griff eine Vorrichtung vorgesehen, die bei Betätigung des Griffs einen Kriechstrom durch den Benutzer zulässt. Stellt die Logikeinheit dann fest, daß ein Kriechstrom fließt und parallel der lichtempfindliche Sensor an einer Fläche anliegt, wird ein weiteres Beheizen der Heizfläche zugelassen. Es wird also nicht festgestellt, ob sich das Bügeleisen bewegt oder nicht, sondern lediglich, ob das Bügeleisen von einer Person betätigt wird. Ein weiteres Problem besteht darin, daß beim Hochkant-Stellen des Bügeleisens die Heizfläche ständig beheizt wird, so daß in diesem Fall nicht sichergestellt werden kann, daß es eventuell doch zu einem Brand kommt, wenn ein Bekleidungsstück zufällig vor die Bügelfläche fällt, während der Benutzer z.B. gerade zum Telefon muß.
Aus dem DE-G 89 08 132.3 ist ein Kontaktschalter bekannt, der ein der Schwerkraft gehorchendes rollendes Element enthält, das die Stromzufuhr so lang aufrecht erhält, so lange das Bügeleisen in seiner Gebrauchsposition in waagrechter Stellung bewegt wird. Wird das Bügeleisen hochkant gestellt, z.B. um es auf die Seite zu legen, während Wäsche zusammengelegt werden soll, rollt das Kontaktelement in eine Dauerkontaktstellung. Unerwünschter Nebeneffekt ist jedoch, daß in der Hochkant-Stellung ein Gegenstand zu nahe an die Heizfläche kommen kann, da nicht überprüft wird, ob sich ein Gegenstand vor der Heizfläche befindet.
Aus der DE 692 06 207 T2 und im zugehörigen europäischen Patent 0 523 793 B1 ist ein Textilsortenfühler bekannt, der eine automatische Einstellung des Bügeleisens auf unterschiedliche Textilsorten ermöglichen soll. In einer bevorzugten Ausführungsform wird durch ein beheizbares Substrat eine Meßanordnung zur Detektion des Reflexionsverhaltens der unter dem Substrat befindlichen Textilie vorgesehen. Bei der Meßanordnung handelt es sich jedoch um eine übliche Anordnung, bestehend aus einer lichtemittierenden Leuchtdiode und einem lichtempfindlichen Fototransistor. Es ist nicht vorgesehen, die Meßstrecke mit einer Leuchtdiode auch als Empfänger auszugestalten, obwohl dies beträchtliche Kostenvorteile hat.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bügeleisen der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, daß ein günstiger, einfach zu integrierender Schutz geschaffen wird, der jederzeit feststellt, ob die Gefahr von Überhitzung von an der Bügelfläche anliegenden Gegenständen besteht und daraufhin das Bügeleisen abstellt.
Diese Aufgabe wird durch eine Schutzvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Schutzvorrichtung registriert die Stellung des Bügeleisens und auch, ob sich tatsächlich ein Gegenstand vor der Bügelfläche befindet. Über eine Logikeinheit werden dabei regelmäßig zwei Bedingungen abgefragt, nämlich:
Nur wenn sich das Bügelgerät nicht bewegt und sich gleichzeitig ein Gegenstand in der Nähe der Bügelfläche befindet, wird die Stromzufuhr unterbrochen, so daß es nicht zu Beschädigungen oder gar zu Bränden kommen kann. In allen anderen Fällen, in denen es unerwünscht ist, daß sich das Bügeleisen selbsttätig abschaltet, wird die Stromzufuhr aufrecht erhalten.
Die Erfassung von Bewegung und Gegenstandsdetektion erfolgt über dieselben Sender und Empfänger und über dieselben Meßstrecken (Detektor). Die Sender strahlen das Licht ab, das von den zu bügelnden Flächen oder einem über der Bügelfläche liegenden Gegenstand reflektiert wird. Wird dabei festgestellt, daß sich die Reflexion über einen bestimmten Zeitraum hinweg nicht ändert, wird sowohl das Vorliegen des Gegenstandes als auch die fehlende Bewegung festgestellt, was zur Unterbrechung der Stromversorgung für die Heizeinrichtung führt.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 zeigt ein Bügelgerät 10 mit einer Schutzvorrichtung zum Schutz vor Überhitzen oder vor Bränden infolge von aus Unachtsamkeit oder zufälligerweise an der Bügelfläche 10a anliegenden Gegenständen, ohne daß gleichzeitig gebügelt wird. Das Bügelgerät 10, üblicherweise ein Bügeleisen, besitzt eine thermostatgesteuerte Heizeinrichtung zur Beheizung der Bügelfläche 10a. Im Bügelgerät integriert ist eine Einrichtung 13 zur Erfassung der Ruhestellung des Bügelgeräts, genauer gesagt der Bewegung des Bügelgeräts 10, wobei der Schaltplan dieser Einrichtung in Fig. 2, oberer Teil dargestellt ist. Eine Logikeinheit unterbricht in Abhängigkeit der erfaßten Stellung des Bügelgeräts 10 die Stromzufuhr zur Heizeinrichtung 11 in dem sie auf die Heizungssteuerung 15 in Fig. 5 Einfluß nimmt.
Die Einrichtung 13 zur Erfassung der Ruhestellung des Bügelgeräts 10 kann mittels dem Schaltplan in Fig. 2 die Bewegung des Bügelgeräts 10 erfassen. Gleichzeitig ist in Fig. 2 unterer Teil eine Detektiereinrichtung 14 zur Detektion vorgesehen, ob sich an der Bügelfläche 10a ein Gegenstand befindet oder nicht. In Abhängigkeit des Ergebnisses des Signals B, ermittelt von der Einrichtung 13 zur Erfassung der Ruhestellung und Bewegung des Bügelgeräts 10, und des Signals A zur Gegenstandsdetektion durch die Detektiereinrichtung 14, wird die Stromzufuhr zur Heizeinrichtung 11 unterbrochen. Dieses Unterbrechen findet statt, wenn sowohl die Einrichtung 13 zur Erfassung der Ruhestellung des Bügelgeräts 10 feststellt, daß sich das Bügelgerät 10 nicht bewegt, und ergänzend auch die Detektiereinrichtung 14 einen Gegenstand an der Bügelfläche 10a feststellt.
Die Logikeinheit 12 erhält somit die Stromzufuhr zur Bügelfläche 10a aufrecht, wenn kein Gegenstand an der Bügelfläche 10a anliegt oder wenn etwas an der Bügelfläche 10a anliegt, was sich allerdings relativ zur Bügelfläche noch bewegt. Insofern kann hier auch die Unterbrechung zeitabhängig mit einer gewissen Zeitverzögerung erfolgen.
Sowohl die Einrichtung 13 zur Erfassung der Ruhestellung des Bügelgeräts 10 als auch die Detektiereinrichtung 14 sind optoelektronische Meßeinrichtungen mit Sender 17 und Empfänger 18. Grundsätzlich erfolgt die Erfassung der Signale A und B über dieselben Sender 17 und Empfänger, so daß diese zeitversetzt einmal gemäß der Darstellung in Fig. 2 oben und einmal gemäß der Darstellung in Fig. 2 unten betrieben werden. Der Impulsgenerator 21 erzeugt dabei über einen bestimmten Zeitraum z.B. für 50 Perioden das Signal, das über die Einrichtung 13 erfaßt wird und dann anschließend für 50 Schwingungsperioden das Signal, das über die Detektiereinrichtung 14 erfaßt wird. Gemäß Fig. 1 werden hierzu mehrere Sender 17 und mindestens ein Empfänger 18 zur bedarfsweisen Ausbildung von wenigstens zwei Meßstrecken 19,20 vorgesehen. Im konkreten Ausführungsbeispiel handelt es sich um drei Leuchtdioden, von denen zwei als Sender 17 und eine als Empfänger 18 betrieben werden.
Um die wenigstens zwei Sender 17 mit Empfänger 18 in Verbindung mit den beiden Meßstrecken 19,20 als Einrichtung 13 zur Erfassung der Stellung des Bügelgeräts 10 bei der Bewegungserfassung nutzen zu können, werden die beiden Sender 17 wechselseitig gepulst, während sie als Detektiereinrichtung 14 zur Gegenstandsdetektion gleichzeitig gepulst werden.
Dies wird im folgenden an der Fig. 2 näher erläutert.
In der Stellung der Schalter S1,S2,S3 gemäß Fig. 2 findet zunächst die Gegenstandsdetektion durch die Detektiereinrichtung 14 statt. Gemäß Leitung 22 werden hierbei beide Leuchtdioden 17 mit dem gleichen Signal beaufschlagt und somit gleichzeitig mit der Taktfrequenz des Impulsgenerators 21 getaktet. Die Strahlung der Sender 17 wird von der Leuchtdiode als Empfänger 18 erfaßt und als elektrisches Signal in einem Operationsverstärker 23 verstärkt. An der Signalleitung am Ausgang des Operationsverstärkers 23 liegt damit beim Vorliegen einer Reflexion, also bei einem Gegenstand in der Nähe der Bügelfläche 10a ein Signal entsprechend dem Takt des Impulsverstärkers 21 an der Leitung 24 an. Über den Schalter S3 wird das Signal dann einem Vergleicher 25 zugeführt. Der Vergleicher 25 hat als Gegenwert eine Referenzspannung U1,REF gemäß Fig. 4, so daß sich ein Signal A ergibt, sobald die Referenzspannung überschritten wird. Nach der Zeit t1 in Fig. 4 stellt also die Detektiereinrichtung 14 das Vorliegen eines Gegenstandes fest. Die Gegenstandsdetektion wird über eine bestimmte Anzahl von Takten betrieben, z.B. über 50 Perioden der Frequenz des Impulsgenerators 21 hinweg, also einige Millisekunden bis Sekunden.
Anschließend wird auf die Einrichtung 13 zur Erfassung der Ruhestellung bzw. Bewegung des Bügelgeräts 10 umgeschaltet, in dem die Schalter S1,S2 und S3 in die entsprechende entgegengesetzte Stellung überführt werden. Eine derartige Einrichtung ist in analoger Weise aus der WO-A 95/01561 bekannt, wenngleich sie dort zur Erfassung der Benetzung von Oberflächen eingesetzt wird. Das Prinzip funktioniert hier jedoch in ähnlicher Weise. Im oberen Teil wird nun deutlich, daß der obere Sender 17 über die Leitung 26 mit dem invertierten Signal angesteuert wird, während der untere Sender 17 immer noch über das Ausgangssignal des Impulsgenerators 21 über die Leitung 27 angesteuert wird. In beiden Leitungen ist ein regelbarer Widerstand 28,29 vorgesehen, wobei diese Schaltungsanordnung in Verbindung mit der zugehörigen Regelung dieser regelbaren Widerstände 28,29 aus der WO-A 95/01561 bekannt ist. Zunächst wird nun allerdings in der Frequenzfolge des Impulsgenerators 21 ein Lichtsignal von den Sendern 17 jedoch wechselweise an den Empfänger 18 übermittelt. Dieses Signal wird am Schalter S4 mit der gleichen Taktfrequenz über zwei Signalleitungen abgefragt und einem Vergleicher 30 zugeführt, der aus den beiden zeitversetzt gewonnenen Werten einen Differenzwert ermittelt, der auf der Leitung 31 ansteht. Dieses Signal wird an einen Fensterdiskriminator 32 weitergegeben, der hieraus das Signal B ermittelt. Bewegt sich das Bügelgerät, so ergeben sich hier Signale gemäß Fig. 3, bewegt sich das Bügelgerät nicht, so steht hier lediglich der Referenzwert U/2 an. Das Ausgangssignal wird dann zur Nachregelung der regelbaren Widerstände 28,29 einmal über die Leitung 33 und einmal invertiert über die Leitung 34 an die regelbaren Widerstände 29 und 28 weitergeleitet, so daß die anstehenden Signale mit einer Zeitkonstante bei fehlender Bewegung des Bügelgeräts 10 gegen Null geführt werden können, damit die Meßstrecken frei sind zur Erfassung neuer Signale. Dadurch können dynamische Bewegungsänderungen zuverlässig erfaßt werden. Die Bewegungserfassung wird dadurch erleichtert, daß die Fläche, die das Bügelgerät 10 üblicherweise bügelt, keine absolut homogene Fläche ist. Aufgrund der Meßanordnung ist jedoch auch auf einem weißen Tuch eine empfindliche Messung möglich.
Die Signale A und B werden gemäß Fig. 5 der Logikeinheit 12 zugeleitet, die zunächst über einen Timer 16 eine geraume Zeit zuwartet, falls beide Bedingungen für eine Stromunterbrechung vorliegen, nämlich sich das Bügeleisen oder Bügelgerät 10 nicht mehr bewegt und gleichzeitig ein Gegenstand an der Bügelfläche 10a anliegt. Verändert sich während des Timerlaufs jedoch nichts mehr, wird anschliessend die Heizungssteuerung 15 angewiesen, die Stromzufuhr zur Heizeinrichtung 11 zu unterbrechen.
Die Wirkung der Schutzvorrichtung kann dadurch verbessert werden, daß wenigstens eine weitere Detektiereinrichtung 40 zur Erfassung eines Gegenstandes im vorderen Bereich des Bügelgeräts 10, vorzugsweise an der Spitze 10b oder in der Bügelfläche 10a vorgesehen wird. Gerade bei aufrecht stehendem, eingeschalteten Bügelgerät 10 liegen dort die heißesten und damit gefährlichsten Bereiche, auf die auch am ehesten brennbare Teile oder Kleiderstücke fallen können. Die Detektiereinrichtung 40 kann entweder an der oder durch die Bügelfläche 10a schauend angeordnet sein, möglich ist aber auch eine Anordnung an der Spitze 10b z.B. nach oben ausgerichtet. Zur Auswertung der Signale ist die Detektiereinrichtung 40 vorzugsweise mit der Detektiereinrichtung 14 parallel geschaltet.