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Vorrichtung zur Temperaturregelung von elektrischen Heizungen
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dest teilweise mit in Solenoiden angeordneten Tauchkernen gekuppelt sind, wobei diese Solenoide in
Stromverzweigungen des oder der Betätigungsstromkreise angeordnet sind, die durch den Temperaturwert weiterer Medien (z. B. der Aussenluft, der Heizguttemperatur, einer Raumlufttemperatur u. a.) gesteuert sind.
Für das Beispiel eines Speicherofens wünscht man beim Eintritt kälterer Witterung einen stärkeren, den Anker haltenden Relaisspulenstrom, der etwa durch das Abheben des Joches einer Drosselspule hervor- gerufen worden sein kann. Zweigt man zwischen Relaisspule und Drossel den Solenoidstrom ab, dann wird dieser schwächer, wenn der Drosselstrom stärker wird und der Zug auf den Anker wird kleiner, so dass die
Heizung länger eingeschaltet bleibt und damit eine grössere Aufladung des Ofens bewirkt wird.
Fig. 1 stellt die grundlegende Schaltung mit genormten Symbolen dar. Ziffer 1 bezeichnet eine Hei- zung die ein-oder mehrphasig und sowohl aus einem als auch aus vielen Heizkörpern bestehen kann.
2 ist die Schaltspule eines Schützes oder Relais, 3 deren Schaltanker, 4 ist der Messwiderstand mit hohem Temperaturkoeffizienten, 5 ist die Sekundärspule, welche den Kreis der Schaltelemente speist.
Sie ist der Übersichtlichkeit halber nur in Fig. 1 und Fig. 5 gezeichnet, kann aber in allen weiteren Aus- gestaltungen als vorteilhaftes Bauelement verwendet werden.
6 ist eine Zug- oder Druckfeder am Schaltanker, welche durch eine Einstellschraube 7, die auch als
Exzenter, Hebel od. dgl. ausgebildet sein kann, veränderbar gespannt werden kann. Vorteilhaft können zwei gegenläufige Schaltanker 8 und 9 bei allen Ausführungsformen der Erfindung zur Verwendung gelangen, wie das in Fig. 2 dargestellt ist. Wenn die Verlängerungen dieser Anker einseitig über den Drehpunkt 10 hinausgeführt sind, wie in Fig. 2, dann ist die Feder 6 eine Zugfeder. Würden die Verlängerungen der Ankerarme sich überkreuzend durch den Drehpunkt 10 durchlaufen, dann müsste 6 als Druckfeder ausgebildet sein. Eine Druckfeder müsste auch bei deren Anbringung an den Ankerschenkeln zwischen Drehpunkt 10 und Spule 2 verwendet werden.
Die entgegengesetzten Bedingungen wären gegeben, wenn Spule 2 und Messwiderstand 4 nicht wie gezeichnet hintereinander, sondern parallel geschaltet wären.
Da der Schalter 11 nur als genormtes Symbol dargestellt ist, wird er in der praktischen Anwendung als ein üblicher Schützschalter oder als Quecksilber-Kipp-oder Tauchschalter in bekannten Ausführungen ausgebildet.
Lässt man die linke Seite in Fig. 2 weg und stellt die gestrichelt gezeichnete Verbindung bei 12 her, dann kann man durch die Verstellung der Einstellung bei 7 die stufenlose Heizstärkenbegrenzung der Heizung 1 innerhalb gewählter Grenzen vornehmen. Hiebei können im Relaisspulenkreis bekannte, hier nicht gezeichnete Schiebe-oder Stufenwiderstände oder Abzweigungen der Sekundärspule 5 in bekannter Weise die Stromstärke in der Spule 2 verändern und damit eine ähnliche Wirkung ergeben, wie sie die Veränderung der Federspannung durch das Bauelement 7 bewirkt.
Der Messwiderstand 4braucht erfindungsgemäss nicht, wie symbolisch dargestellt, bloss aus einem Leiter bestehen. Der den Spulenstrom steuernde Messwiderstand kann in mehrere Leiter, die an verschiedenen Stellen der Heizung oder des beheizten Raumes angebracht sind in Hintereinander- oder Parallelschaltung unterteilt oder verzweigt sein und kann summarisch auf die Spule 2 oder in verschiedenen, getrennten Messstromästen auf z. B. drei verschiedene Spulen 2, z. B. bei Drehstrom-Schützen oder-Relais, mit gemeinsamer Achse 10 auf den Schalter 11 einwirken. Hiedurch wird dem zeitlichen Vorprellen oder dem zu starken Nacheilen der Temperatur an einzelnen Stellen der Heizung im Schalter 11 Rechnung getragen oder es wird die Temperatur der Umgebung der Heizung anteilig mitberücksichtigt.
Eine automatische Änderung der Heizleistung von l'erreicht man bei Weglassung der Verbindung 12 durch Zuschaltung der Bimetallspirale 13, die beispielsweise auch als Schraubenfeder ausgebildet sein kann oder durch ein abgestuftes Kontaktthermometer, welche Bauteile je nach der Temperatur eines zweiten Mediums den Widerstand 14, z. B. durch Abrollen des Endes 15 des Bimetalles 13 auf dem Widerstand 14 verändern. Die Kombination 13 - 15 kann für Parallelschaltung zur Spule 2 auch mit entgegengesetz ter Dreh-und Widerstandsänderungsrichtung verwendet werden.
In Fig. 3 stellt die symbolische Darstellung der Spule 16 eine Ausführungsform dar, wie ein zweiter magnetischer Flux auf den Anker 3, beispielsweise in Parallelschaltung zur Spule 2, einwirken kann. Es könnte mit geändertem Windungssinn die Spule 16 auch vor oder hinter der Spule 2 eingeschaltet werden.
Welche dieser Schaltungsmöglichkeiten verwendet werden soll, wird durch die Wirkungsweise einer oder mehrerer Drosseln 17 bestimmt. Eine solche ist in der beispielsweise gezeichneten Ausführungsform mit einem Stabfühler 18 bekannter Ausführung so mechanisch verbunden, dass das Joch 19 vom Kern 20 bei niederer Temperatur des zweiten Mediums abgehoben wird. Hiedurch entsteht ein geringerer Widerstand in 17 und ein stärkerer Strom in 16, welcher den Anker 3 länger in Einschaltstellung hält als es der
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Schaltfolge, die nur durch den Messwiderstand 4 allein bedingt wäre, entsprechen würde. Durch Hinter- einanderschaltung von 2 und 16 würde diese Wirkung noch erhöht werden.
Statt den beispielsweise gezeichneten beiden Spulen 17 der Drossel könnte auch ein Transformator,
2-oder 3-schenkelig mit temperaturgesteuertem Joch verwendet werden. Durch eine Stellschraube 21 im Fühler oder im Joch kann der Luftspalt des Joches 19 fein eingestellt werden. Die Wirkungsweise des Fühlers lässt sich in bezug auf den Luftspalt des Joches auch umkehren, was eine entgegengesetzt wirksam werdende Fluxbeeinflussung im Relaisanker erfordert.
Fig. 4. Die Spulen 17 der Drossel können auch über einem U-förmigen, elastischen Kern 20 angebracht werden. Dieser besteht hiebei erfindungsgemäss aus Bimetall-Lamellen aus magnetisierbaren Legierungen einer oder beider Komponenten, welche vorteilhaft mit Zwischenlagen von elastischen Stoffen zusammengesetzt werden können. Schrauben 23 am U-Scheitel ermöglichen möglichst freie Ausdehnung und Krümmung der U-Schenkel und bei steigender Temperatur das Entstehen vonLuftspalten an den Kern- enden und am Joch 19. Durch Spannschrauben 21 mit Federn 22 kann die Drosselwirkung von 17 eingestellt werden. Federnde Lamellenzwischenlagen können auch im Joch 19 vorgesehen sein.
In Fig. 5 werden die Windungen der Drossel durch 17-17 dargestellt. Sie sitzen auf den Schenkeln eines Kernes 20, dessen Joch durch Bimetall 24 gehoben oder gesenkt wird. Wenn das Joch z. B. auf einem kleinen Kugellager oder auf einer Spitze drehbar gelagert ist, kann es von einer Bimetallspirale oder Bimetallschraubenfeder 26 verdreht werden. Bei steigender Temperatur im zweiten Medium kann die An- ordnung so getroffen werden, dass die Windungen 17, welche jetzt als Sekundärspulen für die Zusatzwindungen 16 im Relais dienen, durch Herausdrehen des Joches 19 weniger Spannung erzeugen, wodurch die Feder 6 den Schalter 11 öffnet.
Diese Wirkung unterstützend, erhält bei herausgedrehtem Joch 19 aber auch die Sekundärspule 5 weniger Spannung von der Primärspule 25 und liefert dadurch aucheinenschwä- cheren Strom in der Relaisspule 2.
In Fig. 6 ist dargestellt, dass sich das Hüllrohr 18 eines Stabfühlers in höherer Temperatur des Mediums 2 so stark ausgedehnt hat, dass der sich schwach dehnende Innenstab mit seinem Zug-und Druckbü- gel 28 das Joch 19 an den einen Schenkel des dreiteiligen Kernes 20 herangezogen hat. Der Mittelschenkel des dargestellten Transformators trägt die Primärspule 25. Am gleichen Schenkel kann auch die Sekundärspule 5 sitzen, die aber wegen besserer Übersichtlichkeit nicht eingezeichnet ist.
Die Sekundärspule 17, welche mit der Relaisspule in Hintereinanderschaltung einen gleichsinnig gerichteten Flux mit der Spule 2 liefern würde, ist jedoch durch die Öffnung des Kippjoches in der gezeichneten Stellung für ein wärmeres zweites Medium fast stromlos, so dass die Feder 6 den Schalter 11 öffnet. Diese Wirkung wird dadurch sehr verstärkt, dass die Spule 17a in der mit ihr hintereinander geschalteten Relaisspule 27 einen starken, der Spule 2 entgegengerichteten Flux entwickelt, weil der Windungssinn von 27 dem der Spule 2 und 16 entgegengesetzt ist.
Statt dem Kippjoch 19 in Fig. 6 kann auch ein drehbar gelagertes Joch ähnlich wie in Fig. 5 mit Antrieb durch eine Bimetallspirale od. dgl. dann verwendet werden, wenn es in der Drehachse so abgewin- kelt ist, dass in einer Stellung der rechte und nach temperaturbedingter Drehung der linke Transformatorschenkel den stärkeren magnetischen Fluss führt. Das auftretende Kippmoment während der Drehung kann z. B. durch einen Ausgleichshebel od. dgl. am Joch mechanisch oder magnetisch kompensiert werden.
Im rechten Teil der Fig. 3 ist ein Solenoid 29 mit Tauchkern 30 schematisch dargestellt, dessen Zugwirkung die Feder 6 ganz oder teilweise ersetzen kann. Dieses Bauelement könnte auch in allen übrigen Ausführungsarten die Feder 6 ganz oder teilweise ersetzen. Wenn man die Wirkungen des Steuerkreises, der vom zweiten Medium beeinflusst wird, erhöhen will, dann schaltet man das Solenoid 29 in Nebenschluss, z. B. zwischen den Spulen 16 und 17 abzweigend, ein.
Das Wesen der Erfindung wird von andern möglichen Variationen und Kombinationenderdargestell- ten und von ähnlich wirkenden Bauteilen nicht betroffen.
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