DE1060166B - Temperaturregler mit beheizter Bimetallkalotte - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

INTERNATIONALE KL.

G05d; H 05b

S 45470 IX/42 q

ANMELDETAG: 7. SEPTEMBER 1955

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 25. JUNI 1959

Temperaturschalter, die nach dem Prinzip einer sphärisch gekrümmten Bimetallscheibe (auch Spencerscheibe oder Klixon genannt) arbeiten, zeichnen sich durch große Schaltsicherheit aus, welche in den großen Kontaktdrücken im geschlossenen Zustand und .in-dem großen und mit großer Schnelligkeit durchlaufenen Schaltweg begründet ist. Nachteilig ist bei solchen Schaltern, daß normalerweise eine verhältnismäßig große Schalttemperaturdifferenz zwischen Ein- und Ausschaltung besteht.

Es ist bekannt, das Temperaturniveau solcher Bimetallschalter durch eine elektrische Hilfsheizung stetig zu verändern. Diese Hilfsheizung wird bei geschlossenem Kontakt, also bei sinkender Temperatur des Mediums, und bei eingeschalteter Heizvorrichtung für das Medium eingeschaltet. Das Ausschalten der Hilfsheizung erfolgt ebenfalls gleichzeitig mit dem Ausschalten der Hauptheizung für das zu regelnde Medium. Eine solche Hilfsheizung hat zur Folge, daß die Regeltemperatur verglichen mit der des unbe- ao heizten Klixonschalfcers in Richtung einer niedrigeren Temperatur verschoben wird und daß die Schaltbreite, d. h. die Temperaturdifferenz zwischen dem Ausschalt- und dem Einschaltpunkt, geringer wird.

Um diese Schalter für die Regelung der Tempe- »5 ratur von Flüssigkeiten in Behältern, z. B. von Lauge in einer Waschmaschine, besonders geeignet zu machen, werden sie an der Außenwand des Behälters gemäß der Erfindung so angebracht, daß die Hilfsheizung zwischen Behälterwand und der Bimetallkalotte liegt. Dabei ist die Hilfsheizung mit der Behälterwand wärmeleitend so verbunden, daß sich eine Erweiterung des Regelbereichs in Richtung niedrigerer Temperaturen ergibt, indem ein Teil der Hilfsheizleistung an den Behälter abgegeben wird.

Bei einer bekannten Ausführung liegt die Hilfsheizung auf der Seite des Klixonschalters, welche der Wand des zu regelnden Mediums abgewandt ist. Die Schaltbreite des Klixonschalters ist in diesem Fall zu klein, so daß die Gesamtanordnung beim Aufheizvorgang von sehr niederer Temperatur aus nicht erst beim Erreichen der Nenntemperatur schaltet und dann die Temperatur in Form der bekannten Säge- < zahnkurve konstant hält, sondern schon vor Erreichen der Nenntemperatur die Heizung in gewissen Abständen aus- und wieder einschaltet. Dadurch wird das Aufheizen unerwünscht verlangsamt. Es wird leicht der Punkt erreicht, wo eine weitere Herabsetzung der Regeltemperatur nicht mehr möglich ist, weil die Hilfsheizung den Klixonschalter so weit aufheizt, daß er überhaupt nicht mehr einschaltet.

Bei dem bekannten mit Hilfsheizung ausgerüsteten Klixonschalter waren ferner Schalter und Hilfsheizung in einem aus schlecht wärmeleitendem Temperaturregler mit beheizter Bimetallkalotte

Anmelder: Siemens-Electrogeräte Aktiengesellschaft,

Berlin und München, München 2, Oskar-von-Miller-Ring 18

Dipl.-Ing. Karl Wendt, Berlin-Siemensstadt, ist als Erfinder genannt worden

Material bestehenden Gehäuse eingekapselt, so daß also im wesentlichen kein Wärmefluß unmittelbar von der Hilfsheizung zu dem zu regelnden Medium möglich war. Nach der Erfindung wird durch die wärmeleitenden Brücken gerade dafür gesorgt, daß die Energie von der Hilfsheizung zu einem Teil auch unmittelbar an das zu regelnde Medium überfließen kann. Mit diesen beiden Mitteln gelingt es, den Regelbereich in Richtung auf niedrigere Temperatur in dem gewünschten Ausmaß zu erweitern.

Die Erfindung wird vorzugsweise so verwirklicht, daß man den Regler und seine Hilfsheizung in einem Gehäuse mit gut wärmeleitenden Wandungen anordnet, wobei man die Hilfsheizungsanschlüsse mit isolierten Durchführungen von außen einführen kann. Das Gehäuse wird mit seinem Rand an der Wand des zu regelnden Mediums beispielsweise durch Lötung fest verbunden. Die Bimetallscheibe des Reglers selbst kann dabei an einem lösbaren Deckel dieses Gehäuses befestigt sein. Um äußere Temperatureinflüsse von einer solchen ganz oder teilweise mit .metallischen Wandungen gekapselten Regelanordnung fernzuhalten, wird man dieses Reglergehäusc nach außen hin durch eine schlecht wärmeleitende Kappe abschirmen.

Um die Schaltbreite im gesamten Regelbereich auf den jeweils günstigs.ten Wert bringen zu können, kann man einen einstellbaren Betrag der Zusatzheizung auch dann eingeschaltet lassen, wenn die Hauptheizung des zu regelnden Mediums durch den Regler selbst abgeschaltet ist. Zu diesem Zweck kann parallel zu dem vom Regler abhängigen, die Hilfsheizung steuernden Schaltkontakt ein einstellbarer Widerstand vorgesehen sein.

Die Zeichnungen zeigen ein Ausführungsbeispie!. Tn Fig. 1 ist ein Schaltbild des neuen Reglers in Vcr-

909 558'2?S

Claims (1)

1 060.1156

3 4

bindung mit einer elektrisch beheizten Waschmaschine sprechende mechanische Anpressung auch mit der dargestellt; Kesselwandung 22 andererseits stehen, kann erreicht Fig. 2 und 3 zeigen zwei Schnittbilder durch das werden, daß die gewünschte, im konkreten Einzelfall Gehäuse des Schaltwerks, und zwar Fig. 3 einen durch Versuch zu ermittelnde Aufteilung des Wärme-Schnitt längs der Linie A-B in Fig. 2. 5 flusses der Hilfsheizwicklung einmal zur Bimetall-Mit 1 ist die gemeinsame Stromquelle für die An- scheibe und zum anderen zur Kesselwandung hin erläge bezeichnet. Im Behälter 2 befindet sich das auf reicht wird. Werden nämlich die Stützfüße 42 langer konstanter Temperatur zu* haltende Wasser. Dem Be- und dünner gemacht, so wird der Wärmekontakt zwihälter2 ist die elektrische Heizeinrichtung 4 züge- sehen Hilfsheizwicklung und Kesselwandung kleiner ordnet. Mit 5 ist ein in Fig. 1 nur schematisch dar- io und umgekehrt. Der Wärmekontakt zwischen Hilfsgestellter Klixonschalter bezeichnet, dessen Hilfs- heizwicklung und Bimetallscheibe kann durch mehr heizung 6 zwischen dem Behälter und dem Schalter oder weniger weites Herausstehen des frei tragenden liegend zu denken ist. Der Schalter 5 öffnet seine Kon- Teils der Hilfsheizwicklung sowie durch größeren takte bei steigender Temperatur und schließt sie bei oder kleineren Abstand der Hilfsheizwicklung von sinkender Temperatur. Bei geschlossenem Schalter 5 15 der Bimetallscheibe variiert weiden. Ebenso kann wird das Schütz 7 erregt und schließt seine Kon- durch mehr oder weniger innigen Wärmekontakt zwitakte 8 und 9. Am Kontakt 8 wird die Hauptheizung 4, sehen dem gut wärmeleitenden Teil des Schalteram Kontakt 9 die Hilfsheizung 6 eingeschaltet. Mit gehäuses 31 und der Kesselwandung 22 die thermische ,»Hilfe des einstellbaren Widerstandes 10 kann die Kopplung zwischen Kesselwandtemperatur und BiLeistung der Hilfsheizung 6 stetig verändert werden, ao metallscheibe mehr oder weniger gut ausgebildet

Parallel zum Kontaktpaar 9 liegt ein einstellbarer werden.

Widerstand 11, der eine thermische Dämpfung des An Stelle der in den Figuren dargestellten beson-Reglers darstellt, dergestalt, daß er im Gegensatz zu deren Stützkörper kann man einen unmittelbaren gut der thermischen Rückführung, die in dem gleichzeiti- wärmeleitenden Kontakt der Hilfsheizung mit der gen Einschalten beider Heizungen 4 und 6 besteht, die as Kesselwandung auch beispielsweise dadurch erzielen, Schaltbreite wieder größer macht. Durch den Wider- daß die Hilfsheizwicklung 29 direkt auf die Kesselstand 11 wird die Schaltbreite des Schalters 5 um so wandung mit definiertem Wärmekontakt (isoliert) größer, je größer die Hilfsheizung 6 im ausgeschal- aufgeklebt wird. Die Anordnung wird dabei stets so teten Zustand der Hauptheizung 4 Telativ zur Heiz- gewählt, daß durch das Aufbringen der Hilfsheizleistung der Hilfsheizung 6 bei eingeschalteter Hei- 30 wicklung der Wärmefluß von der Kesselwandung zur zung 4 ist. Bei entsprechender Ausbildung der beiden Bimetallscheibe hin nicht zu sehr verkleinert wird.
Reglerwiderstände 10 und 11 kann man beide Wider- Die vorteilhafte Wirkung der beschriebenen Anstände auf eine gemeinsame Achse .12 setzen und dabei Ordnung ergibt sich deshalb, weil z.B. während des im gesamten Einstellbereich stets eine optimale Regel- Aufheizvorganges der gesamten Anordnung vom kalbreite erreichen. Mit 13 ist der Hauptschalter der An- 35 ten Zustande her die für eine große Regelbereichlage bezeichnet. erweiterung in Richtung niedrigerer Temperaturen In den Fig. 2 und 3 ist der Regler schematisch dar- verhältnismäßig stark eingestellte Hilfsheizung bei gestellt. Mit 22 ist die Wandung des Behälters be- kaltem Medium und damit bei kalter Kesselwandung zeichnet, in dem sich das hinsichtlich der Temperatur automatisch zunächst einen großen Teil ihrer Heizzu regelnde Medium 23 befindet. 25 ist die Bimetall- 40 leistung an Kesselwandung bzw. Medium abgibt. Erst scheibe des Schaltwerks, die mit einem Bolzen 24 am wenn bei Annäherung der Mediumtemperatur an die Schaltergehäuse befestigt ist. Mit 27 sind die elektri- gewünschte Regeltemperatur die gesamte Kesselwanscheiv Anschlüsse für die Kontakte der Bimetall- dung mithilft, den Temperaturschalter in die Nähe der scheibe 25 bezeichnet. Diese Anschlüsse 27 und der Schalttemperatur zu bringen, bewirkt die durch die Befestigungsbolzen 24 sind an einem Deckel 33 fest- 45 Hilfsheizung erzeugte örtliche Temperaturerhöhung gemacht, der seinerseits auf das Schaltergehäuse 31 die oben geschilderte thermische Rückführung und aufgesetzt ist. Das Gehäuse 31 besteht aus einem gut thermische Dämpfung in der gewünschten Weise. Wie wärmeleitenden Material, durch das die Anschlüsse 28 in der Fig. 2 gestrichelt angedeutet ist, kann die Hilfsfür die Hilfsheizung 29 mit Hilfe von isolierten Durch- heizung 29. 30 auch beiderseits der Reglerscheibe führungen 32 hindurchgeführt sind. Der gut wärme- 50 liegen,
leitende Teil des Schaltergehäuses 31 ist bei 34 mit

der Kesselwand 22 verlötet. Er kann aber auch Patentansprüche:
mechanisch angepreßt sein, so daß eine gut wärmeleitende Verbindung mit der Kesselwand besteht. Mit 1. Temperaturregler mit Bimetallkalotte (Spen-35 ist eine aus schlecht wärmeleitendem Material be- 55 cerscheibe) als Fühler zur Temperaturregelung stehende Abdeckkappe bezeichnet, die einen Wärme- einer Flüssigkeit in einem Behälter, an dessen austausch des Reglers mit der Umgehung verhindern Außenwandung die mit einer einstellbaren Hilfssoll. Der Zwischenraum 36 zwischen dem Gehäuse 31, heizung versehene Kalotte angeordnet ist, dadurch 33 und der Kappe 35 kann auch durch eine Füllung gekennzeichnet, daß die Hilfsheizung zwischen der aus wärmeisolierendem Material ausgefüllt sein. βο Behälterwand und der Bimetallkalotte angeordnet Um die Hilfsheizung in einen wohl definierten und mit der Behälterwand wärmeleitend so ver-Wärmekontakt mit der Kesselwandung 22 und mit bunden ist, daß ein Teil der Hilfsheizleistung der Bimetallscheibe 25 zu bringen, sind die Hilfsheiz- durch.die Wärmeleitbrücke an den Behälter und wicklungen 29 in zur Hälfte aufgeschnittene Kupfer- ein anderer Teil durch Strahlung und Konvektion rohre 40 unter Verwendung einer geeigneten Masse 65 auf die Bimetallkalotte übertragen wird.
41 so eingebettet, daß die Heizwicklung noch zur 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch geHälfte frei tragend der Scheibe 25 dicht gegenüber- kennzeichnet, daß der Regler und die Hilfsheizung steht. Durch entsprechend geformte Stützkörper 42, in einem Gehäuse mit gut wärmeleitenden Wandie in sehr gut wärmeleitendem Kontakt mit den düngen angeordnet sind, in das die Hilfsheiz-Halbrohren 40 einerseits und gleichzeitig durch ent- 7° anschlüsse von außen eingeführt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit seinem Rand an dem Behälter durch Lötung befestigt ist und einen den Regler tragenden Deckel besitzt.

4. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reglergehäuse "nach außen durch eine schlecht wärmeleitende Kappe abgeschirmt ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu

dem vom Regler abhängigen, die Hilfsheizung steuernden Schaltkontakt ein Regelwiderstand liegt, mit dem die Schaltbreite vergrößert werden kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 910 483, 908 540,
706,809 088;

schweizerische Patentschriften Nr. 267 146, 219187; USA.-Patentschrift Nr. 1 997 559.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

909 558/228 6.