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Thermostat
Die Erfindung betrifft einen Thermostaten zur Steuerung des Betriebes einer Raumheizvorrichtung.
Wie aus den USA - Patentschriften Nr.
2, 613. 105 und Nr. 2, 526. 992 ersichtlich ist, weisen einige Thermostaten eine an der Mauer eines Raumes montierbare Grundplatte aus isolierendem Material, einen auf dieser Grundplatte schwenkbar gelagerten Bimetallstreifen, einen von diesem Bimetallstreifen gesteuerten Schalter und ein von Hand geradlinig verschiebbares Kurvenstück zur Verschwenkung des Bimetallsteifens auf, damit der Schalter durch den Bimetallstreifen je nach dessen Einstellung bei verschiedenen Temperaturen betätigt wird.
Da der Bimetallstreifen in manchen Fällen auf Änderungen der Raumtemperatur nicht sofort anspricht und der Schalter infolgedessen dann erst später betätigt würde, ist bei den erwähnten Thermostaten ein zusätzliches Heizelement zur Aufheizung des Bimetallstreifens angeordnet. Beim Schliessen des Schalters, welcher die Heizvorrichtung einschaltet, wird auch der Stromkreis des zusätzlichen Heizelementes geschlossen.
Die Erfindung zielt darauf ab, einen Thermostaten mit vereinfachtem Aufbau zur vorteilhafteren Montierung der wesentlichen Bestandteile, insbesondere des verschiebbaren Kurvenstückes zu schaffen. Die Erfindung bezweckt ferner, eine einfache Montierung der Führungsstange für das verschiebbare Kurvenstück derart vorzusehen, dass sie vor (vom Beschauer gesehen) dem Bimetallstreifen und dem die Heizvorrichtung steuernden Schalter liegt. Ausserdem bezweckt die Erfindung, ein einstellbares und leicht anbringbares Heizelement zum Aufheizen des Bimetallstreifens zu schaffen.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Thermostaten zur Steuerung einer Heizvorrichtung, der eine an der Mauer eines Raumes montierbare Grundplatte aus elektrisch isolierendem Material, einen auf dieser Grund- platte schwenkbar gelagerten Bimetallstreifen, einen von diesem Bimetallstreifen gesteuer- ten Schalter und ein von Hand geradlinig verschiebbares Kurvenstück zur Verschwenkung des Bimetallstreifens aufweist und der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Grund- platte zwei rechtwinkelig zu ihrem Steg an- geordnete Endplatten aufweist, zwischen denen eine von einer an der Grundplatte befestigten Skalenscheibe überdeckte, parallel zum Steg verlaufende Führungsstange vorgesehen ist, welche dem mit einer über de ! 1 Rand der Grundplatte hinausragenden Handhabe versehenen Führungsstück als Schlittenführung dient und vor bzw.
oberhalb des Bimetallstreifens und des von diesem gesteuerten Schalters angeordnet ist, der mit einer an der Grundplatte befestigten Platte elektrisch leitend verbunden ist, die auf einer von der Grundplatte abstehenden Achse sitzt und eine Heizwicklung trägt, über die ein auf der genannten Achse schwenkbar gelagerter Schleifkontaktarm im Bogen bewegbar ist, wobei diese Achse auch den Dreh-' zapfen für den Bimetallstreifen bildet.
Die erfindungsgemässe Ausbildung der Grundplatte mit den rechtwinkelig zu ihrem Steg angeordneten Endplatten hat den Vorteil, dass die Führungsstange für das Kurvenstück in einfachster Weise an den beiden Endplatten zu befestigen und vor (vom Beschauer gesehen) dem Bimetallstreifen und dem von diesem gesteuerten Schalter anzubringen ist.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Thermostaten liegt darin, dass die Einstell. barkeit des zusätzlichen Heizelementes dessen Heizwert entsprechend der jeweiligen Stromstärke der Heizanlage zu ändern gestattet, so dass das Heizelement unabhängig von mög- lichen Unterschieden der Stromstärke der Heizanlage die gleiche Heizleistung hat ; über- dies kann durch die Einstellbarkeit des zusätzlichen Heizelementes dessen Heizleistung nötigenfalls erhöht werden, um eine Verzögerung der Bewegung des Bimetallstreifens
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gegenüber der Veränderung der Raumtem- peratur vollends auszugleichen.
Weitere vorteilhafte Wirkungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus der folgen- den Erläuterung desselben an Hand der Zeichnungen hervor.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der Erfindung, Fig. 2 ebenfalls eine Vorderansicht, jedoch mit abgebrochen bzw. im Schnitt gezeigten Teilen. Fig. 3 ist eine Stirnansicht der Ausführungsform nach Fig. 1 in der Richtung des Pfeiles 3 der Fig. 1, teilweise geschnitten, Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2, Fig. 5 ist eine vergrösserte Vorderansicht eines Teiles der Fig.
2, Fig. 6 ist eine Draufsicht in - der Richtung des Pfeiles 6'der Fig. 1 mit abgenommenem Deckel ' und Skalenblatt.- Fig. 7 zeigt einen Schnitt nach der Linie 7-7 der Fig.-5 und Fig. 8 eine Rückansicht nach dem Pfeil 8 in Fig. 6. Fig.-9 zeigt die'Führung des freien Endes des Bimetallstreifens.
Die Zeichnung zeigt einen Raumthermostaten mit einer aus dielektrischem Material bestehenden Grundplatte'1, die einen Steg 2 und zwei rechtwinkelig dazu angeordnete Endplatten 3,4 aufweist. Von dem Steg 2 weg erstreckt sich ein damit einstückiger Boden 5, der eine Führungsfläche zur Erleichterung der manuellen Verstellung der Handhabe 6 in Richtung der Pfeile 7 (Fig. 2) bildet.
Von den vorderen Enden der Endplatten 3 und 4 weg erstrecken sich zwei mit diesen einstückig ausgebildete Lappen 8 und 9 (Fig.
6). An diesen Lappen ist eine Führungsstange
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Ein vorzugsweise aus Nylon bestehender Schieber 14 ist auf der Stange 10 in der Richtung des Pfeiles 7 verschiebbar angeordnet.
Der Schieber 14 ist aus einem Stück gepresst und weist einen Schieberteil 11, ein Kurvenstück 12, einen Zeigerteil 13 zur Anzeige der Einstelltemperatur an der Zahlenscheibe 69 und die bereits erwähnte Handhabe 6 auf. Der Schieberteil 11 weist eine abwärtsgerichtete Wand 16 und eine aufwärtsgerichtete dreieckige Wand 17 auf. Die Wände 16 und 17 verhindern ein unbeabsichtigtes Lösen des Schiebers 14 - von der Stange ZCL Die'Handhabe 6 steht über eine) Wand 18 mit dem Schieberteil 11 in Verbindung. Von der Wand - 18 weg erstreckt sich eine mit einem Innengewinde versehene Buchse 19 (Fig. 4), in die eine Kopfschraube 20 eingeschraubt ist.
In der Wand 17 ist eine halbkreisförmige Ausnehmung 21 (Fig. 2) derart ausgebildet, dass der Kopf der Schraube 20 mit der Stange 10 in übereinstimmung ge- langt.
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zapfen für einen Arm 23 bildet. Der Arm 23 ist mit Lappen 24 und 25 zur Lagerung des
Armes auf dem Zapfen 22 versehen. Das freie Ende des Armes 23 trägt einen mit
Innengewinde versehenen Fortsatz 26, der eine Schraube 27 aufnimmt. Diese liegt der
Kurve 12 gegenüber. Eine Bewegung des , Schiebers 14 in. Richtung des Pfeiles 7 be- wirkt infolge der Wechselwirkung zwischen
Schraube 27 und Kurve 12 eine Verschwen- kung des Armes 23 um den Zapfen 22.
Der Arm 23 trägt einen temperaturabhängi- gen Bimetallstreifen 28, der so ausgebildet ist, dass er bei einer Erwärmung der um- gebenden Luft bestrebt ist, sich in Richtung des Pfeiles 29 (Fig. 2 und 5) um seine Verbindung mit dem Arm 23 zu verdrehen.
In dem Steg 2 ist mit Hilfe von Nieten 31 eine Konsole 30 befestigt, die vorzugsweise aus Messing oder einem andern elektrisch leitenden Material besteht und einen nach vorne ragenden Lappen 32 aufweist, der ei- nen Kupferstreifen 33 trägt, der seinerseits einen längeren, aber dünneren Kupferstreifen
34 und einen Ankerstreifen 35 trägt. Der
Streifen 35 besteht aus einer Eisenlegierung, so dass er von einem Dauermagneten 36 an- gezogen werden kann. Durch die Mitte des
Magneten 36 erstreckt sich ein Niet 37 in eine
Messingkonsole 38, die mit Nieten 39 (von denen in Fig. 2 nur eine sichtbar ist) an der
Grundplatte 1 befestigt ist.
Der Streifen 33 trägt ein Kontaktelement
40, das eine Öffnung in dem Anker 35 durch- setzt und einem Kontaktelement 41 gegen- überliegt, das von einer durch die Konsole
38 geschraubten Schraube 42 getragen wird.
An dem nach unten abgebogenen Ende des Ankers 35 ist eine Leiste 43 befestigt, die einen Schlitz 44 (Fig. 9) besitzt, der das freie Ende des Bimetallstreifens 2 frei beweglich aufnimmt. Bei einer Erwärmung der das Organ 28 umgebenden Luft bewegt sich dieses in der Richtung des Pfeils 29, so dass die Leiste 43 und der- Kontakt 40 von dem Kontakt 41 abgehoben und der Stromkreis im Thermostaten unterbrochen wird.
Um starke Schwankungen der Raumtemperatur zu verhindern, ist eine Heizung für den Bimetallstreifen 28 vorgesehen. Diese Heizung und ihr Einstellmechanismus sind auf dem Drehzapfen 22 montiert, der auch den Arm 23 und den Bimetallstreifen 28 trägt. Der Zapfen 22 ist von einer Messingbüchse 45 umgeben. Um die Büchse 45 herum ist eine Messingplatte 46 und ein an der Platte 46 anliegender Abstandhalter 47 aus Messing angeordnet. Die Platte 46" weist einen nach hinten ragenden Fortsatz 48 (Fig.
7) und einen seitwärts'gerichteten Lappen 49 auf, der hinter dem in Fig. 5 gezeigten Lappen 50 angeordnet ist. Eine die Lappen 49
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und 50 durchsetzende Schraube 51 befestigt zusammen mit dem Zapfen 22 die Platte 46 an dem Träger 1. Auf der Platte 46 ist ein dünnes Blatt aus dielektrischem Material 52 befestigt, auf dem ein dickerer Streifen aus dielektrischem Material 53 angeordnet ist. Um den Streifen 53 ist ein Heizwiderstands- draht 54 herumgewickelt. Die die Elemente 53, 52 und 46 durchsetzenden Nieten 55 und 56 dienen zur Befestigung des von dem Draht 54 gebildeten Heizwiderstandes. Die Stromzuleitung für den Heizwiderstand weist eine Schraubklemme 57 (Fig. 8), einen von der Klemme 57 durch eine öffnung 59 des Steges
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ten Ende den Streifens 53 befestigt ist.
Das rechte Ende des Drahtes 54 ist an dem Knopf 60 befestigt, während das linke Ende 54 an dem Streifen 53 verankert ist.
Der Heizwiderstand soll unabhängig von möglichen Unterschieden der Stromstärke der Heizanlage die gleiche Heiz- bzw. Wattleistung haben. Daher muss der Widerstandswert des Heizwiderstandes entsprechend der jeweiligen Stromstärke verändert werden. In dem vorliegenden Thermostaten wird der Widerstandswert des Heizwiderstandes dadurch verändert, dass je nach Bedarf Windungen des Heizwiderstandes kurz geschlossen werden.
Dieses Kurzschliessen erfolgt mittels eines auf der Büchse 45 drehbar gelagerten Kupferarmes 61, der an einem von Hand betätigbaren Arm 62 befestigt ist. Wenn dieser aus seiner in Fig. 5 gezeigten Stellung in Rich- tung des Pfeiles 63 bewegt wird, gleitet das untere Ende des Armes 61 über die Windungen 54 und schaltet eine grössere Zahl von Windungen an die Klemme 57 an. Eine Bewegung des Armes 62 in Richtung des Pfeiles 63'verringert den Widerstandswert des Heizwiderstandes. Am äusseren Ende der Büchse 45 ist eine Skalenplatte 64 angeordnet, die mittels einer ihren Lappen 50 durchsetzenden Schraube 51 befestigt ist. Der Arm 62 hat einen aufgebogenen Endteil 65, der zur Fingerbetätigung des Armes und gleichzeitig als Zeiger für die Skalenplatte 64 dient, die in Amperewerten des den Heizwiderstand durchfliessenden Stromes geeicht ist.
Der Arm 61 ist mit dem Abstandhalter 47 und der Platte 46 elektrisch leitend verbunden. Von der Wicklung 54 fliesst der Strom durch den Arm 61, den Abstandhalter 47, die Platte 46, den Lappen 49 und den Leiter. streifen 66. Die Schraube 51 hält ein Ende des Streifens 66 an der Grundplatte 1 fest, während das andere Ende des Streifens 66 mit dem Niet 31 befestigt ist. An dem unteren Ende 67 des Streifens 66 ist das untere Ende einer schraubenförmigen Zugfeder 68 befestigt, deren oberes Ende an dem Arm 23 angebracht ist. Die Feder 68 hat den Zweck, die Schraube 27 gegen das Kurvenstück 12 zu drücken.
Mit Hilfe von Schrauben 70 ist an dem
Steg 2 eine Skalenscheibe 69 befestigt, die einen oberen Teil 71, einen nach rückwärts schräg aufwärtsgehenden Vorderteil 72 und einen nach rückwärts schräg abwärtsgehenden Teil 73 aufweist. In dem Teil 72 ist eine längliche Öffnung 99 vorgesehen. Auf der Rückseite des Teiles 72 ist mit Hilfe von Schellen 75 ein Thermometer 74 befestigt, das durch die Öffnung 99 betrachtet werden kann.
Der Teil 71 ist mit einer Mittelöffnung 76 versehen, durch die ein (nicht gezeigter) Schraubenzieher eingeführt werden kann, mit dem ein Verdrehen der Schraube 27 ohne Abnahme der Skalenscheibe 69 möglich ist. idb-er der Skalenscheibe 69 ist ein Deckel 77 aus durchsichtigem Kunststoff angeordnet, der einen Oberteil 78, einen nach rückwärts schräg aufwärts führenden oberen Vorderteil 79, einen nach rückwärts schräg abwärts führenden unteren Vorderteil 80 und einen Unterteil 81 aufweist. Die Endflächen der Teile 78 und 79 sind gegenüber den Mittelflächen dieser Teile abgesetzt, so dass erhabene Teile 82 und 83 geschaffen werden. Die Endfläche des Vorderteiles 80 ist ebenfalls abgesetzt, so dass ein erhabener Teil 84 entsteht.
Alle Wandflächen des Deckels sind lackiert, mit Ausnahme der erhabenen Teile 82, 83 und 84, die durchsichtig belassen werden, um eine Betrachtung zu ermöglichen.
Der Deckel 77 hat keine Seitenwände. Bei eingesetztem Deckel liegen der obere, untere bzw. vordere Rand 85, 86 bzw. 87 der Endplatten 3 und 4 (Fig. 3) im Abstand von den entsprechenden Flächen des Deckels. Die hier gebildeten Zwischenräume ermöglichen das Vorbeistreichen der Raumluft an dem Bimetall streifen 28.
Der Deckel 77 ist auf dem Träger 1 mit Hilfe von Knöpfen 85'befestigt, die an der Oberwand 78 und der Unterwand 81 im Bereich der Seitenränder derselben ausgebildet sind. Durch das Anliegen dieser Knöpfe an Absätzen 86'an dien vier Ecken des Steges 2 wird der Deckel lösbar festgehalten. Zum Einbau wird der Deckel 77 in Richtung des Pfeiles 87" (Fig. 3) auf den Träger 1 aufgeschoben. Die Knöpfe 85'ragen aus den Vertiefungen 87'vor, die Absätze 88 bilden, die an der Vorderseite des Steges 2 angreifen, um die Bewegung des Deckels 77 in Richtung des Pfeils 87" zu begrenzen. Der Steg 2 wird dadurch zwischen den Absätzen 88 und den Knöpfen 85'so verriegelt, dass er den Deckel festhält.
Der Deckel 77 kann jedoch mit der Hand abgenommen werden,
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wenn man ihn in Richtung des Pfeiles 89 geradlinig abzieht.
Zur Befestigung des Thermostaten an der Raumwand ist eine Konsole 90 vorgesehen, die einen rahmenartigen Steg 91, einen hakenförmigen oberen Endteil 92 und einen hakenförmigen unteren Endteil 93 aufweist. Der Steg 91 ist mit länglichen Öffnungen 94 zur Aufnahme von nicht gezeigten Wandschrauben versehen. Zur Aufnahme der Konsole 90 ist die Grundplatte 1 bei 95 und 96 geschlitzt. Der hakenförmige Teil 92 durchsetzt den Schlitz 95 und greift klemmend an den einander gegenüberliegenden Seiten des Steges 2 an. Der ähnlich wie 92 ausgebildete hakenförmige Teil 93 durchsetzt den Schlitz 96 und greift ebenfalls klemmend an den einander gegenüberliegenden Seiten des Steges 2 an.
Die Schlitze 95 und 96 sind länger als die entsprechenden Abmessungen der Haken 92 und 93, so dass die Haken in der Richtung des Pfeils 97 (Fig. 7) eingesetzt und dann in Richtung des Pfeils 98 (Fig. 5) verschoben werden können.
Bei Bewegung der Handhabe 6 nach rechts wird auch das Kurvenstück 12 nach rechts bewegt und, da diese von rechts nach links abfällt, wird die Schraube 27 durch die Feder 68 nach unten gedrückt, wodurch eine in Richtung des Pfeils 100 (Fig. 5) erfolgende Schwenkbewegung des Arms 23 um den Zapfen 22 bewirkt wird. Der von dem Arm 23 getragene Bimetallstreifen 28 wird ebenfalls in Richtung des Pfeils 100 bewegt. Wenn die Einstelltemperatur des Zeigers 13 höher ist als die von dem Thermometer 74 ange; zeigte Raumtemperatur, wird der Bimetallstreifen 28 so weit gesenkt, dass die Kontakte 40 und 41 geschlossen werden, wodurch an den Kontakten 40, 41 ein durch den Ther, mostaten gehender Stromkreis geschlossen wird.
Dieser Stromkreis geht über die Klemme 57, den Draht 58, den Knopf 60, die Wicklung 54, den Arm 61, den Abstandhalter 47, die Platte 46, den Lappen 49, den Streifen 66, die Konsole 30, die Streifen 33 und 34, die Kontakte 40 und 41, die Schraube 42, die Konsole 38, den Niet 39 und die Klemme 101 (Fig. 8). Der Kontakt 40 ist in dem Arm 35 und in dem Streifen 34 verankert. Wenn der Arm 35 von dem Magneten 36 angezogen wird, springt der Kontakt 40 in Berührungstellung mit dem Kontakt 41.
Beim Schliessen der Kontakte 40, 41 geben die Heizwindungen 54 an den Bimetallstreifen 28 eine Wärmemenge ab, die durch die Stellung des Armes 61 bestimmt wird. Die von den Windungen 54 abgegebene Wärme kompensiert die Verzögerung der Bewegung des Bimetallstreifens gegenüber der Veränderung der Raumtemperatur und bewirkt dadurch, dass der Bimetallstreifen 28 mit der Veränderung der Raumtemperatur Schritt hält.
Da der Bimetallstreifen 28 auf ein Sinken der Raumtemperatur nicht sofort anspricht, ist es notwendig, dass der Bimetallstreifen 28 die Kontakte 40 und 41 schon schliesst, wenn seine tatsächliche Temperatur noch höher ist als die Raumtemperatur und die am Zeiger 13 eingestellte Temperatur. Die mittels der Schraube 27 durchführbare Justierung gestattet, den Bimetallstreifen so einzustellen, dass er die Kontakte bei der gewünschten Temperatur schliesst. Beim Abwärtsschrauben der Schraube 27 in dem Arm 23 wird der Bimetallstreifen angehoben und dadurch von dem Kontakt 41 wegbewegt.
Durch Verstellung der Schraube 42 wird die Stellung des Kontaktes 41 und damit auch die Stellung des Armes 35 bei geschlossenen Kontakten 40 und 41 gegenüber dem Magneten 36 verändert.