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Thermostat
Die Erfindung betrifft einen Thermostat zur Steuerung eines Raumheizkörpers. Bei Thermostaten dieser Art schliesst ein temperaturempfindlicher Mechanismus einen elektrischen Kreis, welcher den Raumheizkörper in Tätigkeit setzt, wenn die Raumtemperatur unter einen vorbestimmten Wert sinkt. Wenn der Heizkörper den Raum über diesen Wert hinaus erhitzt hat, schaltet der temperaturempfindliche Mechanismus die Raumheizung ab. Die vorbestimmte Temperatur kann nach Wunsch von Hand aus eingestellt werden.
Ein bekannter Thermostat weist zwei nachgiebige Metallstreifen auf, deren jeder einen elektrischen Kontakt trägt und an einem Ende an einem schwenkbaren Träger elektrisch isoliert befestigt ist. An einem der genannten Metallstreifen ist ein Stössel angebracht, der von dem freien Ende eines Bimetallstreifens bei dessen Deformation mitgenommen wird, um die Schaltkontakte voneinander zu trennen. Die Verstellung des Trägers wird durch eine in den Rahmen des Thermostaten eingeschraubte Schraube begrenzt.
Bei einem andern Thermostaten ist das eine Ende eines Bimetallstreifens durch eine Nocke mit einer schraubenlinienförmigen Fläche zur Regelung der Schalttemperatur verstellbar.
Die Erfindung betrifft einen Thermostaten zur Steuerung eines Wärmeaustauschers mittels eines temperaturempfindlichen Elementes ; der erfindungsgemässe Thermostat ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Träger, einer am Träger schwenkbar befestigten, einen Schalter tragenden Klappe, einem aus dem Schalter vorspringenden mit einer am Träger angebrachten mittelbar oder unmittelbar von Hand verstellbaren Nocken zusammenwirkenden Stössel, einem temperaturempfindlichen Element, das am Träger befestigt ist und mit seinem beweglichen Teil die Klappe an einem Punkt zwischen dem Stössel und der Schwenkbefestigung berührt, und einer Feder besteht, welche den Stössel an die Nocken anzudrücken trachtet,
die gegenüber dem Stössel verstellbar ist und dadurch die jeweilige Stellung der Klappe in bezug auf den beweglichen Teil des temperaturempfindlichen Elementes bestimmt.
Die erfindungsgemässe Bauart des Thermostaten hat in erster Linie den Vorteil, dass einsogenannter Mikroschalter als Baueinheit verwendet werden kann, wodurch der Thermostat in allen seinen Bauteilen leichter gehalten werden kann und daher einfacher und billiger herstellbar ist. Ausserdem reagiert der Thermostat bei Veränderungen der Raumtemperatur beträchtlich schneller, als die bekannten Thermostaten, so dass Schwankungen der Raumtemperatur möglichst ausgeschaltet werden. Weiters wird der Schalter bereits in Abhängigkeit von kleinen Änderungen der Raumtemperatur betätigt, so dass der Raumheizkörper raschest eingeschaltet wird, wenn ein Wärmebedarf eintritt. Ferner genügt eine nur geringe Bewegung des temperaturempfindlichen Elementes zur Betätigung des Schalters.
Gemäss einer Ausführung der Erfindung weist die Nocke eine mit dem Stössel fluchtende Anlagefläche für diesen auf, die sich in der Bewegungsrichtung der Nocken erstreckt und mit der Bewegungsrichtung des Stössels einen spitzen Winkel einschliesst.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch veranschaulicht.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht des gemäss der Erfindung ausgebildeten Thermostaten, Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. l, Fig. 4 ist ein Schaltschema eines Stromkreises mit dem der in Fig. l dargestelltezthermostat zusammenwirken kann
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und Fig. 5 ist eine Vorderansicht eines Raumheizkörpers, an dem der Thermostat gemäss Fig. l angebracht ist.
Wie Fig. 2 und 3 der Zeichnung erkennen lassen, besitzt der Thermostat 1 einen Träger in Form einer vertikalen Platte 2 mit mehreren Öffnungen 3 zur Aufnahme von (nicht dargestellten) Schrauben oder andern Befestigungsmitteln, mit deren Hilfe der Thermostat an einen Raumheizkörper 4 oder an der Wand des von letzterem beheizten Raumes angebracht werden kann.
Die Platte 2 besitzt einen von ihrer Oberkante nach rückwärts verlaufenden Flansch 5, der in einem nach unten verlaufenden lotrechten Flansch 6 endet. Von den Seitenkanten des Flansches 6 ragen zwei vertikale Lappen 7 und 8 (Fig. 3) nach hinten heraus, zwischen denen eine Klappe 9 angeordnet ist, welche eine Wand 10 und zwei Lappen 11 und 12 besitzt. Durch die Lappen 7, 8, 11 und 12 ist ein Schwenkzapfen 13 durchgeführt und eine Feder 14 drückt so gegen die Wand 10, dass sie die Klappe 9 in Richtung des Pfeiles 15 zu bewegen trachtet. Die Feder 14 besitzt einen um den Lappen 7 gebogenen Teil 16, einen Teil 17, der um den Zapfen 13 gewunden ist, und einen Teil 18, der sich gegen die Wand 10 anlegt.
Die Platte 2 und der Flansch 6 besitzen in horizontaler Richtung korrespondierende Öffnungen 19, 20 zur Aufnahme eines temperaturempfindlichen Druckelementes 21, das durch eine Schraube 34 in der dargestellten Lage an der Platte 2 gehalten ist. Das Dmckelement 21 besitzt einen Behälter 32, der durch die Kappe 22 und die Büchs'e 23 gebildet wird. Die Kappe 22 ist mit einem Randflansch 24 versehen, welcher dazu dient, eine flexible Membran 25 zwischen von der Kappe 22 und der Büchse 23 gebildeten Schultern 26 und 27 einzuklemmen. In der Kappe 22 ist ein Körper oder eine Tablette 28 aus "hitze= empfindlichem, ausdehn-und zusammenziehbarem Material untergebracht, welche aus e'inerMIsehNHg von ein oder mehreren Wachsen, einem Bindemittel und feinverteiltem wärmeleitendem Material, wie z. B.
Kupfer, bestehen kann. In der Büchse 23 ist ein Kolben 29 untergebracht, welcher eine Gleitfläche 30 mit ziemlich grossem Durchmesser und eine durch eine Öffnung in der Büchse 23 hindurchtretende Kolbenstange 31 mit verhältnismässig kleinem Durchmesser besitzt. Die Kolbenstange 31 kann als bewegliche Wand des Behälters 32 angesehen werden. Eine verhältnismässig schwache Druckfeder 33 drückt den Kolben 29 gegen die Membran 25, entgegen der Ausdehnungsrichtung des Körpers 28. Das äussere Ende der Kolbenstange 31 liegt an der Wand 10 an. Bei einem Temperaturanstieg in den zu beheizenden Raum dehnt sich der Körper 28 aus und bewegt den Kolben 29 nach rechts, welche Bewegung in eine Schwenkbewegung der Klappe 9 um den Zapfen 13 in Richtung des Pfeiles 35 umgesetzt wird.
An der Wand 10 ist ein Schaltergehäuse 36 angebracht, in welchem ein Schalter 37 untergebracht ist.
Dieser Schalter besitzt eine Anschlussplatte 38, Kontakte 39 und 40, eine im Schnitt dargestellte Kontaktfeder 41 und einen Schaltstössel 42. Eine Bewegung des Stössels 42 gegenüber dem Gehäuse 36 in der Richtung des Pfeiles 43 bewirkt eine solche Biegung der Feder 41, dass der Kontakt 40 in Berührung mit dem Kontakt 39 schnappt. Die Feder 41 besitzt einen (nicht dargestellten) Anschlussteil. Wenn die Kontakte 39 und 40 einander berühren, kann ein Strom durch die Kontaktplatte 38, die Kontakte 39 und 40, die Feder 41 und den Anschlussteil fliessen.
Gegenüber dem Stössel 42 ist ein den Stössel betätigender Mechanismus 44 angeordnet, der eine um die Achse 46 drehbare Nocke 45 aufweist. Diese Nocke 45 besitzt eine Anlagefläche 47, welche schraubenflächenartig verläuft, indem sie mit der durch den Pfeil 43 angedeuteten Bewegungsrichtung des Stö- ssels 42 einen spitzen Winkel einschliesst.
An der Nocke 45 ist ein Zapfen 48 befestigt, welcher durch eine Öffnung der Platte 2 in eine Nabe 49 hineinragt. Die Nabe 49 ist mit einer Scheibe oder einem Knopf 50 einstückig ausgebildet, der auf seiner Vorderfront 51 Temperaturangaben trägt (Fig. l). Eine Stellschraube 52 geht radial durch die Nabe 49 hindurch und ermöglicht eine Feststellung der Nabe auf den Zapfen 48 in verschiedenen Winkelstellungen. Wenn die Nabe 49 eingestellt ist, kann der Knopf 50 um die Achse 46 gedreht werden, wobei verschiedene Abschnitte der Fläche 47 mit dem Stössel 42 in Berührung gebracht werden können. Die jeweilige Stellung des Nockens 45 bestimmt die Temperatur, bei welcher der Schalter 37 betätigt wird.
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Vorderfront eine Deckplatte 55, von welcher Klammern 56 (Fig. 3) nach rückwärts in die Teile 53 und 54 der Platte 2 eingreifen und die Platte 55 festhalten.
In der Platte 55 sind Öffnungen 57 vorgesehen, welche eine Zirkulation der Raumluft um die Kappe 22 gestatten. Mittels eines Halters 58 und der Schraube 59 ist ein Thermometer 60 an der Platte 55 befestigt.
Die gewünschte Raumtemperatur kann von einer im Raum befindlichen Person durch Drehen des Knopfes 50 eingestellt werden, wobei der gewünschte Temperaturwert auf der Fläche 51 mit dem Zeiger 61 koindiziert, der an der Deckplatte 55 angebracht ist. Der Thermostat ist mit Hilfe der Stellschraube 52 so eingestellt, dass, wenn die Raumtemperatur knapp über der eingestellten Thermostattemperatur ist,
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der Stössel 42 die dargestellte Lage gegenüber dem Gehäuse 36 einnimmt und der Ausdehnungszustand des Körpers 28 ein solcher ist, dass der Stössel 42 die Anlagefläche 47 gerade berührt.
Wenn die Raumtemperatur unter den auf der Scheibe 51 eingestellten Wert absinkt, zieht sich der Körper 28 zusammen, wobei die Feder 14 das Schaltergehäuse 36 in Richtung des Pfeiles 15 bewegt. Hiebei wird der Stössel 42 gegen die Fläche 47 gedrückt und die Feder 41 wird so gebogen, dass der Kontakt 40 in Berührung mit dem Kontakt 39 schnappt. Die Schnappbewegung der Feder 41 erfordert nur eine sehr geringe Bewegung des Stössels 42, um eine Berührung der Kontakte 39 und 40 zu bewirken oder die Kontakte zu trennen. Ausserdem ist der Abstand zwischen der Kolbenstange 31 und dem Schwenkzapfen 13 relativ klein gegenüber der Entfernung zwischen dem Stössel 42 und dem Zapfen 13, so dass nur eine relativ kleine Bewegung der Stange 31 erforderlich ist, um den Stössel 42 zu betätigen. Bei der dargestellt
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31.
Infolge dieser Verhältnisse genügt eine relativ kleine Temperaturschwankung, um das Volumen des Körpers 28 so zu verändern, dass dies zur Betätigung des Stössels 42 ausreicht.
Wenn der Stössel 42 den Schluss der Kontakte 39 und 40 herstellt, fliesst ein Strom durch den Stromkreis 61 (Fig. 4), welcher eine Niederspannungs-Stromquelle in Form eines Transformators 62, eine Leitung 63, einen Schalter 36, eine Leitung 64, den Steuerkreis 65 eines Ölbrenners oder einer andern Heizquelle und die Leitung 66 umfasst.
Wenn die Raumtemperatur über den auf der Scheibe 51 eingestellten Wert ansteigt, dehnt sich der Körper 28 hinreichend aus, um die Kolbenstange 29 so weit nach rechts zu bewegen, dass das Gehäuse 36 in Richtung des Pfeiles 35 gegenüber dem Stössel 42 bewegt wird. Die Elastizität der Feder 41 hält den Stössel 42 in Berührung mit der Fläche 47 und der Kontakt 40 schnappt zurück in seine dargestellte Lage, wobei der Stromfluss durch den Stromkreis 61 unterbrochen und die Heizquelle 65 abgestellt wird.
Wenn eine Veränderung der Raumtemperatur gewünscht wird, wird der Knopf 50 gedreht, so dass ein anderer Abschnitt der Anlagefläche 47 in den Bereich des Stössels 42 gelangt. Um die Temperatur zu erhöhen, wird der Knopf 50 so gedreht, dass der mit dem Stössel zusammenwirkende Abschnitt der Fläche 47 gegenüber der in Fig. 2 gezeigten Stellung nach rechts gedreht wird. Um die Temperatur zu vermindern, wird der Knopf 50 so gedreht, dass der entsprechende Abschnitt der Fläche 47 gegenüber der in Fig. 2 gezeigten Stellung nach links verschoben wird.
In manchen Fällsmist es notwendig, eine kleine Heizvorrichtung (nicht dargestellt) vorzusehen, um die Reaktionszeit des Druckelementes 21 herabzusetzen. Eine solche Heizvorrichtung ist mit dem Schalter 37 in Serie geschaltet und besteht aus einer klèinen Heizlampe oder aus einem Heizdrahtwiderstand.
Die Heizvorrichtung ist bei der Kappe 22 angebracht und der Knopf 50 ist auf dem Zapfen 48 mittels der Stellschraube 52 so eingestellt, dass bei einem Absinken der Raumtemperatur der Körper 28 den Stössel42 betätigt, bevor die Temperatur des Körpers 28 auf die auf der Scheibe 51 eingestellte Temperatur absinkt, Sobald die Kontakte 39 und 40 durch den Stössel 42 geschlossen sind, erhöht die Heizvorrichtung die Temperatur des Körpers 28. Wenn die Raumtemperatur genügend niedrig ist, kann die Heizvorrichtung die Kontakte 39 und 40 infolge der durch die Raumluft bewirkten Kontraktion des Körpers 28 nicht öffnen. Ist dagegen die Raumtemperatur hinreichend hoch, kann die Heizvorrichtung die Kontakte 39 und 40 öffnen.
Im Körper 28 treten gewisse Hysteresisverzögerungen auf und die Heizvorrichtung wird durch die Schraube 52 beeinflusst, Jjn diese Verluste so auszugleichen, dass die Schaltbetätigung durch den Körper 28 bereits eintritt, bevor die Raumtemperatur auf die auf der Scheibe 51 eingestellte Temperatur absinkt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Thermostat zur Steuerung eines Wärmeaustauschers mittels eines temperaturempfindlichen Ele- mentes, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Träger (2), einer am Träger (2) schwenkbar befestigten. einen Schalter (37) tragenden Klappe (9), einem aus dem Schalter (37) vorspringenden mit einer am
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gegenüber dem Stössel (42) verstellbar ist und dadurch die jeweilige Stellung der Klappe (9) in bezug auf den beweglichen Teil (31) des temperaturempfindlichen Elementes (21) bestimmt.