Eine derartige Heizvorrichtung ist in etwa in der EP 0 562 850 A2 angegeben, wo- bei es insbesondere um eine Schaltung zum Schutz der in dem flexiblen Heizkörper integrierten elektrischen Heizleiteranordnung vor einer Übertemperatur geht. Des- weiteren weist die dabei vorgesehene Ansteuerschaltung auch eine Temperatur- regelschaltung auf, mit der für die Aufrechterhaltung einer gewünschten Tempe- ratur ein Heizstrom über ein Steuerglied in Form eines Thyristors z. B. mittels Phasenanschnittsteuerung variiert wird. Auch andere Ausführungsarten des Steuerglieds, beispielsweise ein mechanischer, thermischer oder anderer elek- tronischer Schalter sind genannt. Denkbar ist auch eine Ansteuerung mit Puls- paketen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizvorrichtung der eingangs ge- nannten Art bereit zu stellen, bei der die Temperaturüberwachung erweitert ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hiernach ist vor- gesehen, dass die Isolation eine mit der Temperatur abnehmende Widerstands- charakteristik besitzt, dass die Ansteuerschaltung des Weiteren zum Abgreifen eines von der Temperatur der Isolation abhängigen elektrischen Überwachungs- signal-Strom oder Spannung über einen Überwachungszweig an einen auf eine Wi- derstandsveränderung der Isolation ansprechenden Abschnitt des Heizkreises ge- koppelt ist und dass die Ansteuerschaltung auf eine Überschreitung einer Schwelle durch das Überwachungssignal anspricht und den Heizstrom durch Ansteuern des Steuerglieds unterbricht.

Mit diesen Maßnahmen wird bei erhöhter Temperatur die Isolation zwischen dem Innenleiter und dem Außenleiter zunehmend leitend, insbesondere wenn sich lokale Temperaturspitzen (Hot Spots) innerhalb der Heizleiteranordnung des flexiblen Heizkörpers ergeben. Damit wird eine lokal ansprechende Sensorfunktion erreicht, mit der bei einem Wärmeunterbett oder einer Heizdecke die Heizleiteranordnung im Zentimeterbereich überwacht werden kann und die neben einem durch die Heizlei- ter (z. B. mit einem positiven Temperaturgang des Widerstandes, PTC-Effekt) an sich gebildeten flächenintegrierenden Sensorsystem, wie es bei der Temperatur- regeleinrichtung ausgenutzt ist, eingesetzt werden kann.

Dabei besteht eine für die Funktionsweise günstige Ausbildung darin, dass in dem Heizkreis ein das Steuerglied aufweisender Steuerzweig und ein dazu parallel lie- gender Parallelzweig gebildet sind und dass das Überwachungssignal in dem Paral- lelzweig beispielsweise an einem Parallelzweigwiderstand abgegriffen ist.

Die Zuverlässigkeit des Temperaturüberwachungssystems wird noch mit den Maß- ; nahmen gesteigert, dass mittels der Isolation und einer Widerstandsanordnung ein durch eine Paralleizweig-Diodenanordnung nur bei einer Halbwelle einer Versor- gungsspannung ansprechender temperaturabhängiger Spannungsteiler gebildet ist, an dem das Überwachungssignal abgegriffen und über den Übernahmezweig einer Bewertungseinheit der Ansteuerschaltung zugeführt ist. Durch diese Ausbildung wird ein sicheres Ansprechen auch bei extremer mechanischer Belastung, wie et- wa scharfem Knicken oder dgl. ein sicheres Ansprechen z. B. auf einen Kurzschluss gewährleistet.

Dabei besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung darin, dass zwischen dem als Innen- leiter ausgebildeten ersten Leiter und dem als Außenleiter ausgebildeten zweiten Leiter in Reihe zu diesen eine Heiz) eiterdiode angeordnet ist, dass der Abschnitt des Heizkreises als zu einem das Steuerglied aufweisenden Steuerzweig parallel liegender Para) te) zweig ausgeführt ist, der eine in Reihe mit einer Widerstands- anordnung liegende Parallelzweig-Diodenanordnung mit mindestens einer in Gegen- richtung zu der Durchlassrichtung der Heizleiterdiode angeordneten Parallel- zweigdiode aufweist, und dass der Steuerzweig mindestens ein in Durchlassrich- tung der Heizleiterdiode geschaltetes Bauelement aufweist.

Um dabei die Sicherheit zu erhöhen, kann vorgesehen sein, dass zwei Parallel- zweigdioden zueinander parallel geschaltet sind und die Widerstandsanordnung zwei zueinander parallel geschaltete, gegen Masse geführte Parallelzweig-Wi- derstände umfasst.

Eine ergänzende Sicherheitsmaßnahme besteht darin, dass in thermischer Wirk- verbindung mit der Widerstandsanordnung eine Temperatursicherung vorgesehen ist.

Eine für die Auswertung vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, dass das Über- wachungssignal über den Überwachungszweig an einen Eingang einer digitalen Schaltungsanordnung der Ansteuerschaltung gelegt ist, die die Bewertungseinheit aufweist.

Für den Abgriff des Überwachungssignals ist vorteilhaft vorgesehen, dass das Überwachungssignal mittels eines in dem Überwachungszweig angeordneten wei- teren Spannungsteilers mit Überwachungszweig-Widerständen an den Eingang ge- legt ist.

Der Aufbau in Verbindung mit dem Temperaturüberwachungssystem wird dadurch begünstigt, dass die Ansteuerschaltung des Weiteren zum Abgreifen einer von der Temperatur der Isolation abhängigen elektrischen Messgröße-Strom oder Span- nung-über einen Koppelzweig an den Heizkreis gekoppelt ist und dass die An- steuerschaltung derart ausgebildet ist, dass die Ansteuerung des Steuerglieds zum Einregeln einer eingestellten Temperatur des Heizkörpers ausgebildet ist.

Für den Aufbau und die Auswertung sind dabei die Maßnahmen vorteilhaft, dass die Messgröße mittels eines im Heizkreis gebildeten Spannungsteilers abgegriffen ist, der einerseits mit der einen temperaturabhängigen Widerstand bildenden Heiz- leiteranordnung und andererseits mit mindestens einem Widerstandselement gebil- det ist, dass die Messgröße über den Koppelzweig einem einer Digitalstufe vor- geschalteten analogen Zeitglied mit einer Widerstands-/Kondensatorschaltung zu- geführt ist, dass die Digitalsierstufe zum Bilden eines digitalen Istwertes ein < Zeitmessglied aufweist und der digitale Istwert einem Istzeitwert bis zum Erreichen einer vogegebenen oder vorgebbaren Ladespannung des Kondensators entspricht, dass in der Digitalstufe als Sollwert ein Sollzeitwert vorgegeben oder vorgebbar ist und dass zum Heizen die Ansteuerung des Steuerglieds in Abhängigkeit von einer Abweichung des Istzeitwertes von dem Solizeitwert erfolgt.

Die sichere Funktionsweise wird weiterhin dadurch unterstützt, dass die An- steuerschaltung eine Sicherheitsschaltung mit einer Fehlersensoreinrichtung aufweist und dass in dem Heizkreis ein über die Sicherheitsschaltung ansteuer- bares zusätzliches Steuerglied in Reihe zu dem Steuerglied angeordnet ist, wobei die Sicherheitsschaltung auf einen Fehler der Ansteuerschaltung anspricht und den Heizstrom durch Ansteuerung des zusätzlichen Steuerglieds unterbricht.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, dass in dem Heizkreis auf dem Heizkörper oder außerhalb desselben eine Schmelzsicherung an- geordnet ist, darin, dass die Heizleiteranordnung nur zwei aus dem Heizkörper herausgeführte Heizleiterenden aufweist, die an Anschlusspunkten mit einer zwei- adrigen Anschlussleitung direkt über eine 2-polige Stecker/Kupplungseinheit oder eine Hot Lead-Verbindung verbunden ist, darin, dass die Anschlusspunkte innerhalb eines Schnurzwischenschaltgehäuses liegen, sowie darin, dass eine auf das Überwachungssignal ansprechende, optische und/oder akustische Anzeigeein- heit vorgesehen ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug- nahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels für eine elektrische Schaltung einer Heizvorrichtung, Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel für die elektrische Schaltung, und Fig. 3 Spannungsverläufe eines Zeitglieds der elektrischen Schaltung, auf- getragen über der Zeit zum Herleiten eines Istwertes, Sollwertes und Referenzwertes.

In Fig. 1 ist eine Heizvorrichtung mit einem flexiblen Heizkörper 1 gezeigt, z. B. in Form einer Heizdecke, eines Heizkissens oder Wärmeunterbetts, in dem eine Heiz- leiteranordnung integriert und eine Schmelzsicherung F1 untergebracht sind, und mit einer auf einen Heizkreis 3 einwirkenden Ansteuerschaltung 2, mit der ein durch den Heizkreis 3 mit der Heizleiteranordnung 1.1 fließender Heizstrom iH zum Einregeln einer gewünschten Temperatur variierbar ist. Zur elektromagnetischen Feldreduzierung können dabei die Heizleiter mit in einer Richtung bezüglich des Stroms angeordneten Innenleiter und in entgegen gesetzter Richtung angeordne- tem Außenleiter verbunden sein, wie an sich bekannt.

Der an eine Versorgungsspannung UV, beispielsweise eine Netzspannung oder eine andere transformierte Spannung oder Gleichspannung, angeschlossene und mittels Schalter S1, S2 von dieser trennbare Heizkreis 3 weist im Anschluss an die Heizleiteranordnung 1.1 und die Schmelzsicherung F1 in einem Steuerzweig 3.1 eine für eine positive Halbwelle in Durchlassrichtung angeschlossene Diode ; D01 oder alternativ einen Thyristor oder anderen Gleichrichter, ein Steuerglied THY1 in Form eines Thyristors oder Triacs oder anderen Halbleiterschalters oder elektronisch betätigbaren mechanischen Kontakts sowie einen Spannungsteiler- widerstand R21 auf, der mit seinem von dem Steuerglied THY1 abgelegenen An- schluss an Masse liegt und mit der Heizleiteranordnung 1.1 einen Spannungsteiler bildet. Die Heizleiter Rhz1, Rhz2 der Heizleiteranordnung 1.1 sind vorzugsweise mittels eines bei einer geeigneten Temperatur schmelzenden, einen negativen Tem- peraturwiderstandskoeffizienten (NTC-Effekt) besitzenden Isolators (INTC) vonein- ander isoliert und als Innenleiter und Außenleiter einer Heizkordel miteinander verbunden, wie an sich bekannt, wodurch auch eine Kompensation des elektro- magnetischen Feldes erreicht wird. Die Heizleiteranordnung 1.1 ist an z. B. zwei Anschlusspunkten A, B im Randbereich des flexiblen Heizkörpers 1 oder an einem kurzen Kabelstück mit einer Stecker-/Kupplungseinheit in dem Heizkreis 3 lösbar angekoppelt oder aber über diese mit festen Anschlusskabeln verbunden. Die Schmelzsicherung F1 kann auch außerhalb des flexiblen Heizkörpers 1 in dem Heizkreis 3, beispielsweise in der Stecker-/Kupplungseinheit oder in einem Schnurzwischenschalter angeordnet sein. Die Heizleiter Rhz1, Rhz2 besitzen einen temperaturabhängigen Widerstand, beispielsweise mit einem positiven Temperatur- koeffizienten (PTC-Effekt) oder negativen Temperaturkoeffizienten (NTC-Effekt), so dass der zusammen mit dem Spannungsteilerwiderstand R21 gebildete Spannungs- teiler temperaturabhängig ist. Mehrere Heizkreise 3 können parallel oder in Serie vorgesehen sein, wobei in dem Heizkörper 1 entsprechend mehrere Heizkordeln angeordnet sind.

Die Ansteuerschaltung 2 ist über einen Koppelzweig 5 zum Abgriff der mittels des Spannungsteilers aus dem Spannungsteilerwiderstand R21 und der Heizleiteranord- i nung 1.1 gebildeten Teilspannung sowie über einen Ansteuerzweig 9 an einen Steuereingang des Steuerglieds THY1 angeschlossen und weist eine über eine Energieversorgung 4 versorgte digitale Schaltungsanordnung 2.1, die beispiels- weise als Mikrorechner, Mikrocontroller, spezielle integrierte Schaltungsanordnung (ASIC), CMOS-Gatter oder dgl. ausgebildet ist, sowie ferner ein in einem Lade- zweig 7 und Sollwertzweig 6 eingebundenes Zeitglied aus einer Widerstand/Kon- densatorschaltung R7, C6 und einen an der Versorgungsspannung UV liegenden weiteren Spannungsteiler 8 mit festen Widerständen R12, R15 und einem ein- stellbare Widerstand P1 auf, wobei in dem positiven Poten-tialanschluss zu der Versorgungsspannung UV eine weitere Diode D2 in Durchlassrichtung eingefügt ist. Dabei ist die weitere Diode D2 so angeordnet, dass die gesamte Ansteuer- schaltung 2 über diese an die Versorgungsspannung UV angeschlossen ist.

An dem weiteren Spannungsteiler 8 ist zwischen den beiden festen Widerständen R12, R15 zum Bilden des Sollwertzweiges 6 eine mit dem einstellbaren Widerstand in Form des Potentiometers P1 einstellbare Teilspannung abgegriffen, die ent- sprechend einer gewünschten Temperatur des Heizkörpers 1 wählbar ist. Das Potentiometer P1 liegt dabei zwischen dem masseseitigen festen Widerstand R15 und Masse Gnd. Die an dem weiteren Spannungsteiler 8 abgegriffene Teilspan- nung wird über einen an die digitale Schaltungsanordnung 2.1 zum Öffnen und Schließen an einen Anschluss Switch angeschlossenen steuerbaren Schalter S3 an den Kondensator C6 angelegt. Der Kondensator C6 ist damit mit seinem einen Anschluss über den Lade-Widerstand R7 zum Aufladen an den positiven Pol der Versorgungsspannung UV und mit seinem anderen Anschluss über den steuerba- ren Schalter S3 und den festen Widerstand R15 und das Potentiometer P1 zum Bilden des Sollwertzweiges 6 an Masse angeschlossen, wobei der Sollwertzweig 6 zum Bilden eines Sollwerts zeitweilig mittels des steuerbaren Schalters S3 entsprechend einem in der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 festgelegten An- steueralgorithmus geschlossen werden kann. Der mit dem Lade-Widerstand R7 verbundene Anschluss des Kondensators C6 ist zum Erfassen einer Ladespannung zudem mit einem Eingangsanschluss der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 zum Erfassen der Ladespannung und Zuführen zu einer Digitalisierstufe 2.11 verbun- den, während der andere Anschluss des Kondensators C6 vorzugsweise an einen Entladeanschluss (Discharge) der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 angeschlos- sen ist, um eine gesteuerte vollständige Entladung des Kondensators C6 vorzu- nehmen. Zudem ist dieser andere Anschluss des Kondensators C6 über den Kop- pelzweig 5 mit einem Widerstand R14 zum Abgreifen der Teilspannung an dem Widerstand R21 des Heizkreises 3, d. h. einer aktuellen Messgröße in Abhängigkeit der Temperatur der Heizleiteranordnung 1.1 und damit des Heizkörpers 1 ange- schlossen, wobei der Anschlusspunkt in dem Heizkreis 3 zwischen dem Steuer- glied THY1 und dem Spannungsteilerwiderstand R21 liegt. Der Ansteuerzweig 9 enthält einen Widerstand R11 und ist an einen Steueranschluss Trig1 der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 angeschlossen, um eine Temperaturregelung des Heiz- körpers 1 in Abhängigkeit von einem Sollwert-/Istwertvergleich vorzunehmen, wobei mittels der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 geeignete Regelalgorithmen vorgegeben bzw. programmiert werden können.

Alternativ kann der Entladeanschluss Discharge auch entfallen. Anstelle Teil- spannungen über die Widerstände R7 und R12 zu erzeugen, können auch entspre- chende vom Lastkreis (Heizung) getrennte Gleichspannungen angelegt werden, so dass die Widerstände R7 und R12 eingespart werden. Weiterhin können verschie- dene Sollwerte auch in der digitalen Schaltungsanordnung vorgegeben und über zugeordnete Anschlüsse abgegriffen werden, die mittels Umschalter geeignet kon- taktiert werden können. Dadurch lassen sich die Widerstände R12, R15, P1 und der Schalter S3 ersetzen. Die Vorgabe des Sollwertes erfolgt dann nicht über den veränderten Widerstand P1, sondern mittels Umschalter. Beispielsweise kann dafür ein temperaturstabilsierter Zeittakt oder eine Referenzzeit in der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 vorgesehen werden.

Die digitale Schaltungsanordnung 2.1 ist andererseits über einen Anschluss Vcc an die Energieversorgung 4 und mittels eines Masseanschlusses Gnd an Massepoten- tial gelegt. Zudem bestehen über einen Synchronisieranschluss Sync, einen An- zeigeanschluss Anz sowie einen Rücksetzanschluss Reset weitere Verbindungen der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 mit der Energieversorgung 4, wobei an dem Synchronisieranschluss Sync ein Widerstand R2 und an den Anzeigeanschluss Anz eine Anzeige, beispielhaft in Form einer Leuchtdiodenanzeige LED sowie eine Wi- derstandsanordnung R3 angeschlossen sind. Die Energieversorgung 4 ihrerseits liegt einerseits an Masse und andererseits über einen Widerstand R1 und die weitere Diode D2 an der Versorgungsspannung UV.

Parallel zu dem Steuerzweig 3.1 ist in dem Heizkreis 3 zwischen der Schmelz- sicherung F1 und der Diode D01 ein Parallelzweig 3.2 mit einer Diodenanordnung aus zwei zueinander parallel liegenden Parallelzweig-Dioden D3, D4 angeschlossen, die'über eine Widerstandsanordnung aus zwei parallelen Widerständen R22, R23 gegen Masse Gnd geführt sind. An dem Masseanschlusspunkt ist eine in thermi- scher Wirkverbindung mit den beiden Widerständen R22, R23 stehende Tempera- tursicherung TSi1 angeschlossen und über den Schalter S2 an einen Pol der Ver- sorgungsspannung UV gelegt, so dass die bei starker Erwärmung der Widerstände R22, R23 bei Übertemperatur des Heizkörpers 1 ansprechende Temperatursiche- rung TSi1 den Versorgungsstrom unterbricht.

Zwischen dem Innenleiter Rhz1 und dem Außenleiter Rhz2 der Heizleiteranordnung 1. 1 liegt in Reihe mit diesen eine Heizleiterdiode D5, die nur eine Halbwelle der Versorgungsspannung UV, vorliegend die positive Halbwelle, durchlässt und ent- sprechend mit ihrer Anode dem positiven Pol und mit ihrer Kathode dem negativen Pol der Versorgungsspannung UV zugekehrt und wie die in dem Steuerzweig 3.1 liegende Steuerzweigdiode D01 gepolt ist. Die Parallelzweig-Dioden D3, D4 sind hingegen entgegen der Durchlassrichtung der Heizleiterdiode D5 angeordnet, so dass sie den im Normalfall fließenden Heizstrom nicht durchlassen, sondern nur bei einer Überbrückung der Heizleiterdiode D5 eine dann auftretende negative Halb- welle durchlassen. Die negative Halbwelle ist dabei mehr oder weniger groß, je nachdem ob es sich um einen Kurzschluss zwischen dem Innenleiter Rhz1 und dem Außenleiter Rhz2 oder um eine mehr oder weniger hohe Erwärmung der Isola- tion INTC an einer bestimmten Stelle handelt, und hängt auch davon ab, ob die Stelle der Übertemperatur oder des Kurzschlusses mehr oder weniger weit von den Anschlussstellen A und B der Heizleiteranordnung 1.1 entfernt sind.

Der bei einer negativen Halbwelle infolge der Widerstände R22 und R23 sich er- gebende Spannungsabfall wird zwischen der Diodenanordnung D3, D4 und der Wi- derstandsanordnung R22, R23 mittels eines Überwachugnszweigs 20 abgegriffen und mittels eines Überwachungszweig-Spannungsteilers mit Widerständen R9, R6 der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 über einen Eingangsanschluss ENTC zur Auswertung zugeführt, wobei der Abgriff zwischen den beiden Widerständen R9, ; R6 erfolgt und der andere Anschluss des Widerstandes R6 an eine Bezugsspan- nung, beispielsweise die Versorgungsspannung Vcc der digitalen Schaltungsanord- nung 2.1 angeschlossen ist.

Ferner ist die Ansteuerschaltung 2 mit einer Gehäusetemperaturüberwachung 30 versehen, die über weitere Anschlüsse C1, N1, N2 an die digitale Schaltungs- anordnung 2.1 angeschlossen ist, wobei die drei Anschlusszweige parallel zu- einander liegen und über einen gemeinsamen Anschlusspunkt an einen weiteren Kondensator C3 angeschlossen sind, der mit seinem anderen Anschluss an Masse liegt. Der Anschluss C1 liegt dabei direkt an dem Anschlusspunkt, während der Anschluss N1 über einen Widerstand R5 und der Anschluss N2 über einen Gehäu- se-Temperatursensor Sens1, der z. B. auf dem PTC-Effekt oder NTC-Effekt basiert, an den Anschlusspunkt gelegt sind.

Die in Fig. 2 gezeigte Schaltungsanordnung entspricht bis auf ein zusätzliches Sicherheitssystem mit einer Sicherheitsschaltung 10 der Ausführung nach Fig. 1.

Die Sicherheitsschaltung 10, z. B. in Form einer Transistorschaltung, ist mit zwei Anschlüssen an zwei Ausgangsanschlüsse der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 angeschlossen, an denen vorzugsweise zueinander komplementäre Signalzustände zur Überwachung der Ansteuerschaltung 2 vorliegen. Andererseits ist die Sicher- heitsschaltung 10 mit einem in dem Steuerzweig 3.1 des Heizkreises 3 anstelle der Diode D01 liegenden zusätzlichen Steuerglied THY2, das ebenfalls als Thyristor, Triac, anderer Halbleiterschalter oder elektromechanisch betätigter Schalter ausgeführt sein kann, angeschlossen, um den Heizkreis bei Auftreten eines Fehlers in der Ansteuerschaltung 2 abzuschalten.

Im Folgenden werden die Funktionsweise der Temperaturregelung und anschlie- ßend die Temperaturüberwachung anhand der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Heiz- vorrichtungen und von in Fig. 3 gezeigten Ladekurven des Kondensators C6 näher erläutert, aus denen ein Referenzwert, der Istwert bei verschiedenen Temperaturen der Heizleiteranordnung 1.1 und der Sollwert hergeleitet werden. Der Referenz- wert, der Sollwert und der Istwert werden jeweils aus den Ladekurven des Kon- densators C6 bei unterschiedlichen Beschaltungen bestimmt, die mittels der digi- talen Schaltungsanordnung 2.1 gesteuert werden, wobei die Ladezeiten des Kon- densators C6 auf eine bestimmte Ladespannung mittels einer in der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 vorgesehenen Digitalisierstufe 2. 11 bestimmt werden.

In der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 ist ein digitales Zeitmessglied mit einem festen Zeittakt und einem Zähler vorgesehen. Durch den Vergleich des Istwertes in Form eines Istzeitwertes und des Sollwertes in Form eines Sollzeitwertes wird über die Zuführung des Heizstromes iH mittels des Steuergliedes THY1, d. h. über Heizen oder Nichtheizen entschieden.

Für die Ermittlung des Referenzwertes wird vorliegend beispielsweise während einer negativen Halbwelle der Versorgungsspannung UV, die beispielsweise die Netzspannung ist, der Kondensator C6 über die Anschlüsse Istw/Ref und Dis- charge vollständig entladen. Während der Referenzmessung sind der steuerbare Schalter S3 und der Lastschalter in Form des Steuerglieds THY1 nicht ange- steuert, d. h. offen. Über den Synchronisieranschluss Sync wird ein Nullspannungs- durchgang jeder positiven Halbwelle erfasst und nach dem Nulldurchgang beginnt der Aufladevorgang des Kondensators C6 in Abhängigkeit von den Widerständen R7, R14, R21 und der weiteren Diode D2, bis ein digitaler Schaltpegel an dem Referenzeingang der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 erreicht ist. Bei 50 Hz Netzfrequenz beträgt die Ladezeit nach Fig. 2 z. B. 5,8 ms, die den Referenzwert bildet.

Zum Bilden des Istwertes wird der gesteuerte Schalter S3 nicht angesteuert, bleibt also offen, wogegen das Steuerglied THY1 angesteuert, d. h. der Heizkreis 3 ge- schlossen ist. Bedingt durch den Stromfluss über die von den Heizleitern ge- bildeten Heizwiderstände Rhz1 und Rhz2, die Schmelzsicherung F1, die Diode D01, das Steuerglied THY1 und den Spannungsteilerwiderstand R21 entsteht ein temperaturproportionaler Spannungsabfall U21 an dem Spannungsteilerwiderstand R21. Beispielsweise beträgt die Teilspannung in Form des Spannungsabfalls U21 bei 20° C Heizleitertemperatur ca. 1 V (Spitze der positiven Sinushalbwelle) und bei maximaler Temperatur (80° C) ca. 0,7 V. Bedingt durch den parallelen Anstieg der positiven Ladespannung an dem Ladewiderstand R7 und die Anhebung mittels der Teilspannung U21 verkürzt sich der Ladevorgang an dem Kondensator C6 bis zum Erreichen des Schaltpegels auf eine Ladezeit bzw. einen Istzeitwert von ca.

4,7 ms bei 20° C. Ändert sich durch die Erwärmung der Heizleiteranordnung 1.1 auf 70° C infolge des PTC-Effektes die Teilspannung U21 auf ca. 0,75 V im Maxi- mum der Sinushalbwelle, so erfolgt der Ladevorgang des Kondensators C6 in ca.

5, 0 ms.

Zur Bildung des Sollwertes in Form des Sollzeitwertes wird bei nicht angesteuer- tern Steuerglied, d. h. bei offenem Heizkreis 3 und eingeschaltetem, d. h. geschlos- senem steuerbaren Schalter S3 die Ladespannung des Kondensators C6 bei maxi- maler Temperatureinstellung (80° C) durch das Potentiometer P1 um ca. 0,7 V (Maximum der positiven Sinushalbwelle) angehoben. Dies entspricht der Teilspan- nung U21 bei maximaler Temperatur. Das ergibt an dem Kondensator C6 eine La- dezeit bis zum Schaltpegel von 5,1 ms (Sollzeitwert bei 80° C). Der Sollwertzweig 6 ergibt sich dabei durch die Bauteile weitere Diode D2, Widerstand R7, Konden- sator C6, steuerbarer Schalter S3, Widerstand R15 und einstellbarer Widerstand P1 in Verbindung mit dem Widerstand R12 des weiteren Spannungsteilers 8, wo- bei der steuerbare Schalter S3 mittels der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 über den Anschluss Switch angesteuert ist.

Beim Ablauf der Temperaturregelung wird zunächst der Referenzwert ermittelt, da- nach werden der Sollwert und der Istwert als Sollzeitwert und Istzeitwert be- stimmt. Durch den Vergleich der Ladezeiten an dem Kondensator C6, der aufgrund der hergeleiteten digitalen Daten des Istzeitwertes und des Sollzeitwertes durchgeführt wird, wird dann über Heizen oder Nichtheizen entschieden. Bei Erreichen der Maximaltemperatur ergeben sich gleiche Ladezeiten an dem Kon- densator C6 (wobei die Teilspannung U21 0,7 V beträgt), d. h. vorliegend 5,1 ms. Daraufhin wird die Ansteuerung des Steuergliedes THY1 unterbrochen und eine Pausenzeit von ca. 1 s eingefügt. Danach werden jeweils der Referenz-, Soll- und Istwert innerhalb von 3 Netzhalbwellen ermittelt. Durch einen weiteren Ver- gleich wird wieder über Heizen oder Nichtheizen entschieden. Bei Nichtheizen wird wiederum eine Pause von 1 s eingefügt. Dieser Ablauf wiederholt sich.

Im Einzelnen kann der Vergleich von Sollwert und Istwert in der digitalen Schal- tungsanordnung 2.1 auch anderen Regelalgorithmen zugeführt werden, um den Heizstrom iH in dem Heizkreis 3 über das Steuerglied THY1 in Abhängigkeit von einem gewünschten zeitlichen Temperaturverhalten und/oder in Abhängigkeit von der Art des flexiblen Heizkörpers 1, beispielsweise einer Wärmedecke, einem Heizkissen oder Wärmeunterbett durchzuführen. Mit einem Mikrorechner oder Mi- krocontroller kann ein geeigneter Regelalgorithmus leicht programmiert werden, wobei insbesondere auch Sicherheitsbestimmungen Rechnung getragen werden kann.

Eine Möglichkeit der Temperaturregelung besteht darin, eine Sollwertüberhöhung und eine geführte Sollwertreduzierung auf einen Nennwert zu verwirklichen. Be- dingt durch die thermische Verzögerung des Anstiegs der Oberflächentemperatur des Heizkörpers 1 auf die Heizleitertemperatur infolge schlechter Wärmeleitung der Materialien des flexiblen Heizkörpers 1 ist es z. B. wünschenswert, den Tempera- turanstieg zu verbessern. Eine Lösung hierzu bietet die Festlegung einer nach dem Einschalten der Heizvorrichtung zeitbedingten Erhöhung einer Sollwert-Temperatur.

Um bei einem bereits vorgewärmten Heizkörper eine Überhöhung der Oberflächen- temperatur zu erreichen, wird der Sollwert für die Regelung durch ein optimiertes Verfahren vorgegeben. Dies kann durch die Ermittlung der Differenz zwischen Sollwert und Istwert und einem davon abhängigen errechneten zeitweiligen Nach- heizen nach Erreichen der Sollwert-Temperatur führen. Alternativ kann auch ein errechneter höherer Sollwert für die Regelung z. B. aus einem Soll-und Istwert- Temperaturvergleich festgesetzt werden. Ist also die Sollwert-/Istwert-Differenz beim Einschalten groß, so wird eine große Sollwertüberhöhung festgelegt. Die Überhöhung wird dann z. B. solange konstant oder verändert beibehalten, bis der Istwert mit dem überhöhten Sollwert übereinstimmt. Danach beginnt dann eine aus der Sollwertüberhöhung abgeleitete Temperaturabstufung. Auf diese Weise ergibt sich der Vorteil, dass die Oberflächentemperatur keinen Einbruch zeigt. Ist hingegen die Sollwert-/lstwert-Differenz beim Einschalten gleich wie bei einem laufenden Betrieb, so werden keine Sollwertüberhöung und keine geführte Soll- wertreduzierung aufNennwert durchgeführt. Entsprechende Parameter für die Beurteilung der Sollwert-/Istwert-Differenz können in der digitalen Schaltungs- anordnung 2.1 gespeichert werden. Je nach Art des flexiblen Heizkörpers 1, z. B.

Heizkissen, Wärmeunterbetten oder Wärmedecken, kann dabei auch eine unter- schiedliche Berechnungsmethode für die Sollwertüberhöhung vorgesehen werden.

Dies kann z. B. durch Auswertung einer gespeicherten Software oder mittels pro- grammierter Digitaleingänge oder aber durch zeitgesteuerte Zuschaltung oder Um- schaltung auf eine andere Sollwertstufe realisiert werden.

Die bereits beschriebene Referenzmessung kann vorteilhaft zur Erkennung von Fehlern genutzt werden. Dazu kann der gemessene Referenzwert der Ladezeit mit dem Sollwert und/oder dem Istwert verglichen werden und anhand des Vergleichs- ergebnisses aufgrund vorbekannter bzw. gespeicherter oder eingegebener Werte ein Fehler der Elektronik, z. B. Kurzschluss in dem Steuerglied THY1 oder im Zusammenhang mit dem steuerbaren Schalter S3 erkannt werden. Aufgrund von Plausibilitätsvergleichen können die Fehler genau lokalisiert und zur Anzeige gebracht werden. Die Anzeige kann von einer einfachen Leuchtanzeige bis zu einer variablen Displayanzeige ausgelegt werden, wobei die Ansteuerung mittels der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 unterschiedlich, z. B. als blinkend Warnanzeige oder auch akustisch ausgebildet sein kann.

Die Abschaltung der Heizvorrichtung kann mittels einfacher oder mehrfacher Zeit- schaltung erfolgen, wobei Abschaltzeiten fest oder separat schaltbar integriert sein können. Bei längerem Betrieb kann eine Temperaturabsenkung durch entsprechen- de Programmierung der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 vorgesehen sein, um Hautverbrennungen durch dauernd hohe Oberflächentemperaturen des Heizkörpers ; zu vermeiden. Hierzu kann ab einer bestimmten Sollwert-Temperatur eine zeitab- hängige Sollwertabstufung oder sogar Abschaltung der Heizung vorgesehen sein.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Temperatur-Überwachungseinrichtung mit der einen negativen Widerstandstemperaturgang (NTC-Effekt) aufweisenden Isolation INTC und mit dem Parallelzweig 3.2 mit der Diodenanordnung D3, D4 und der Wi- derstandsanordnung R22, R23 sowie mit dem Überwachungszweig und der Be- wertungseinheit in der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 ist so ausgelegt, dass beispielsweise bei einer Erwärmung an einer Stelle (Hot Spot) der Isolation ab z. B.

80° C oder 90° C infolge Überbrückens der Heizleiterdiode D5 eine deutliche ne- gative Halbwelle des Stroms über den ersten Heizleiter Rhz1, die Isolation INTC, den zweiten Heizleiter Rhz2, die Schmelzsicherung F1, die Parallelzweig-Dioden D3, D4 und die Widerstandsanordnung R22, R23 nach Masse Gnd fließt. An den Widerständen R22 und R23 ergibt sich dadurch eine temperaturabhängige negative Spannung, die bei noch höheren Temperaturen noch weiter (in die negative Rich- tung) ansteigt. Der Überwachungszweig-Spannungsteiler aus den Widerständen R6, R9 ist so dimensioniert, dass erst bei einer negativen Spannung, die einer bestimmten Temperatur, etwa zwischen 80° C und 100° C, z. B. 80° C oder 90° C, an dem Heizleiter entspricht, an dem Eingangsanschluss ENTC der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 das digitale Eingangssignal von dem Eins-Pegel auf den Null-Pegel geschaltet wird. Solange dann der Null-Pegel anliegt wird der Heizstrom iH über das Steuerglied THY1 unterbrochen und die Heizung abgeschaltet. Das An- sprechen des Eingangssignals kann über eine optische oder akustische oder vi- brierende Anzeige dem Benutzer übermittelt werden, um das Vorliegen eines Feh- lers zu signalisieren.

Wird z. B. bei unsachgemäßem Gebrauch der Heizkörper 1 und damit die Heizleiter- anordnung 1.1 scharf geknickt oder mechaisch zerstört, ergibt sich ein Kurz- schluss zwischen dem ersten Heizleiter Rhz1 und dem zweiten Heizleiter Rhz2, so dass durch den überhöhten Strom in der negativen Halbwelle durch die Erwärmung der Widerstandsanordnung R22, R23 die Temperatursicherung TSi1 anspricht und den Strom von der Versorgung vollständig unterbricht. Die redundante Ausführung der Diodenanordnung mit zwei Parallelkreis-Dioden D3, D4 und der Widerstands- anordnung mit zwei Widerständen R22, R23 dient dabei der zusätzlichen Sicher- heit. Bei der positiven Halbwelle fließt der dem Heizstrom bildende Strom hingegen über den Steuerzweig 3.1 mit der Steuerzweig-Diode D01 (Fig. 1) bzw. dem zu- sätzlichen Steuerglied THY2 (Fig. 2) und dem Steuerglied THY1.

Die Gehäusetemperaturüberwachung 30 dient zum Übertemperaturschutz eines Schnurzwischenschalters, in dem die Ansteuerschaltung 2 (zumindest teilweise) angeordnet ist. In dem Gehäuse des Schnurzwischenschalters können infolge von Verlustleistung hohe Temperaturen entstehen, die zum Zerstören und Ausfall von elektrischen Baugruppen führen können. Dieses Problem erhöht sich mit zuneh- mender Miniaturisierung von Geräteschaltern. Zudem besteht gerade bei flexiblen, schmiegsamen Heizkörpern, wie Heizdecken oder Wärmeunterbetten die Gefahr, dass die Schalter abgedeckt oder unter die Heizkörper gesteckt sind. Die Gefahr einer unzulässigen Temperaturüberhöhung im Gehäuseinnern wird mittels der Ge- häusetemperaturüberwachung 30 unterbunden. Bei Überschreitung eines Grenz- werts wird der Heizstrom von der Ansteuerschaltung 2 mittels des Steuerglieds THY1 oder THY2 abgeschaltet, bei Unterschreiten des Grenzwerts wird die Tem- peraturregelung mittels der Ansteuerschaltung 2 wieder eingeschaltet.

Dabei wird mittels der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 der weitere Konden- sator C3 entladen. Daraufhin wird die Ladezeit des weiteren Kondensators C3 über den Bezugswiderstand R5, mit dem der Grenzwert der maximal zulässigen Temperatur angegeben wird, ermittelt. Anschließend wird der weitere Konden- sator C3 wieder entladen. Der Temperatursensor Sens1, der z. B. einen NTC-Wider- stand oder PTC-Widerstand aufweist und den aktuellen Temperaturwert angibt, dient dann zum Bilden einer entsprechenden Ladezeit des Kondensators C3 und zum Ermitteln derselben mittels der digitalen Spaltungsanordnung 2.1. Die Tem- peraturüberschreitung kann dann mittels der Bewertungseinheit der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 vorgenommen werden, um den Heizkreis entsprechend anzusteuern. Der Anschluss C1 der digitalen Schaltungsanordnung 2.1 dient dabei als Messeingang und Entladeausgang für den weiteren Kondensator C3, der An- schluss N1 als hochohmiger Eingang und Logikausgang für den Bezugswiderstand R5 und der Anschluss N2 als hochohmiger Eingang und Logikausgang für den Temperatursensor Sens1. Die Über-oder Unterschreitung der Gehäuseinnentempe- ratur kann optisch oder akustisch z. B. mit Warnton und/oder Blinklicht (Flashlicht) angezeigt werden.

Mittels der Anzeigevorrichtung, vorliegend beispielsweise als Anzeigeeinheit LED angegeben, können die verschiedenen Betriebszustände der Heizvorrichtungen, z. B. Sollwertreduzierung, Zeitabschaltung oder dgl. einem Benutzer auf vielfältige Weise, z. B. mittels Farbe, Ziffern, Symbolen, Texten oder dgl. angezeigt werden.

Dabei können Blinkbetrieb, wechselnde Farben, Flash-Anzeige oder ähnliches vor- gesehen sein und auch eine Ton-, Sprach-oder Vibrationsanzeige realisiert wer- den. Ein Vibrationsalarmikann beispielsweise im Heizkörper oder einem Schnur- schalter bis zum Absenken der Sollwert-Temperatur vorgesehen sein, um z. B. durch wiederkehrenden Betrieb ein Einschlafen des Benutzers während kritischer Phasen zu vermeiden. Die Anzeigevorrichtung kann dabei so ausgebildet sein, dass sie separat auf das mittels der Isolation INTC gewonnene Überwachungssignal an- spricht.