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Regler für die Heizung elektrisch beheizter Fahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf einen Regler für die Heizung elektrisch beheizter Fahrzeuge, bei
dem ein über eine Wicklung vom Stromnetz aus heizbarer Impulsgeber einen Kontakt,
über den die zu regelnde Heizung an das Stromnetz anschließbar ist, in gleichen
Perioden ein- und ausschaltet. Hierbei wird das Verhältnis der Einschalt- zu den
Ausschaltperioden durch Verändern des Abstandes zwischen dem Impulsgeber und dem
Kontakt durch einen als Bimetalldrehspirale ausgebildetem Außentemperaturfühler
mit Hilfe eines von der Bimetalldrehspirale gesteuerten Motors über ein Verstellorgan
verstellt und die der Wicklung zugeführte Strommenge verändert. Außerdem ist ein
Innentemperaturfühler vorgesehen, der die Heizwicklung des Impulsgebers bei fJbertemperatur
an das Stromnetz anschließt, so daß der Impulsgeber den Kontakt ausschaltet.
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Bekannt ist eine Einrichtung zur Regelung der Heizung von Fahrzeugen,
bei der die Temperatur durch Anwendung von zwei Innentemperaturfühlern zwischen
zwei Grenzwerten geregelt wird. Des weiteren ist eine Einrichtung bekannt, bei der
der obere und untere Temperaturgrenzwert durch Kontaktthermometer festgelegt ist,
die ihrerseits auf Schaltschütze einwirken. Weil Kontaktthermometer aber nur geringe
Steuerleistungen bewältigen können, sind sie zum unmittelbaren Ab- und Zuschalten
elektrischer Heizkörper nicht brauchbar, vielmehr müssen diese über vorgeschaltete
Schütze geschaltet werden. Dieser Mehraufwand an technischen Mitteln wird aber beim
Erfindungsgegenstand vermieden.
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Bekannt ist ferner eine Heizungsregelung, bei der mehrere Innentemperaturfühler
mittelbar das Ein-und Ausschalten der Heizung eines temperaturempfindlichen Verstellorgans
für ein Ventil veranlassen. Eine solche Einrichtung ist für eine Einzelabteilheizung
deswegen nicht brauchbar, weil die Erregung des Schaltmagneten vom Summenstrom der
in den einzelnen Räumen untergebrachten Innentemperaturfühler abhängig ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Heizleistung zwischen
einem oberen und einem unteren Grenzwert derart zu regeln, daß sich nur sehr kleine
Temperaturschwankungen ergeben. Erfindungsgemäß ist deshalb der sich bei Übertemperatur
öffnende Innentemperaturfühler parallel zu einem Teil der Heizwicklung des Impulsgebers
geschaltet.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine einfache Ausführungsform gemäß der Erfindung unter
Anwendung eines einzigen Impulsgebers, Fig. 2 eine Ausführung unter Anwendung von
zwei Impulsgebern und Fig.3 einen Regler mit zwei Impulsgebern und mehreren Innentemperaturfühlern.
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Auf der Achse des nicht dargestellten Verstellmotors ist ein Verstellorgan
5 eines Impulsgebers 1 befestigt. Sein Bimetallstreifen trägt eine in Wicklungsteile
14' und 14" unterteilte Heizwicklung 14, wobei dem Wicklungsteil 14" ein Innentemperaturfühler
15 parallel geschaltet ist. Da für die Beheizung von Fahrzeugen vielfach eine Einheitsspannung
von 1000 V Verwendung findet, ist im vorliegenden Fall ein Raumheizkörper 17 über
Geberkontakte 4 mit der Heizwicklung 14 des Impulsgebers 1 in Reihe geschaltet.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist wie folgt: Die Heizleistung
wird durch einen nicht dargestellten Außentemperaturfühler auf einen Wert eingestellt,
der eine etwas über dem Sollwert liegende Innentemperatur ergeben wird. Als Außentemperaturfühler
findet hierbei eine Bimetallspirale mit einem Kontaktfinger Verwendung, der infolge
Drehung der Spirale über zugeordnete feste Kontaktstücke gleitet. Diese Kontaktstücke
sind mit Bürstenkontakten einer Schaltwalze elektrisch verbunden. Über eine gemeinsame
Achse sind die Schaltwalze sowie ein von einer Hilfsstromquelle gespeister Verstellmotor
und das als Unrundscheibe ausgebildete Verstellorgan eines Impulsgebers mechanisch
verbunden. Von dem Außentemperaturfühler wird über die vorgenannten Mittel eine
von der Außentemperatur abhängige Temperatur eingestellt. Steigt die Außentemperatur
jedoch,
dann hat dies auch einen Anstieg der Innen- oder Raumtemperatur
zur Folge, und der Innentemperaturfühler wird bei der Solltemperatur abschalten,
ohne daß eine unangenehme überhitzung eintritt. Wie erwähnt, ist der Innentemperaturfühler
15 parallel zum Teil 14" der Heizwicklung des Bimetallstreifens des Impulsgebers
geschaltet. Seine Kontakte öffnen bei steigender Temperatur. Tritt dies ein, ,dann
wird der Bimetallstreifen des Impulsgebers stärker beheizt, wodurch die durchgelassene
Leistung um einen solchen Betrag herabgesetzt wird, daß der Innentemperaturfühler
nur langsam unter den Sollwert sinkt. Die Geberkontakte 4 schließen erst wieder,
wenn sich die Kontakte des Innentemperaturfühlers 15 geschlossen haben. Anschließend
wird mit der dem Außentemperaturfühler entsprechenden Heizleistung wieder hochgeheizt.
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Die vorbezeichnete Regeleinrichtung ist durch ihren überaus einfachen
Aufbau ausgezeichnet. Sie kann billig hergestellt werden und ist wegen Fehlens empfindlicher
Teile sehr betriebssicher.
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Fig. 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Reglers nach der Erfindung
unter Verwendung von zwei Impulsgebern.
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Auf der Achse des Verstellmotors sind die Verstellorgane
5 a und 5 b der Impulsgeber 1 a und 1 b befestigt. Wie aus .der Zeichnung
ersichtlich, sind die beiden Verstellorgane 5e, und 5b um einen Winkel gegeneinander
versetzt. Der Impulsgeber 1 b möge um eine um wenige Prozent geringere Leistung
eingestellt sein als der Impulsgeber 1 a. In Reihe mit dem Raumheizkörper 17 sind
die Impulsgeberkontakte 4 a und 4 b der Impulsgeber 1 a und 1 b geschaltet. Parallel
zu ihren Heizwicklungen 14 a und 14 b liegt der Innentemperaturfühler 18 mit Umschaltkontakten.
Je nachdem, welcher der Kontakte dieses Schalters gerade schließt, wird die Heizwicklung
14a oder 14b des einen oder anderen Gebers unwirksam. Angenommen, die Temperatur
fällt, dann werden die Kontakte des Innentemperaturfühlers schließen, durch den
die Heizwicklung 14 b des auf geringe Leistung eingestellten Impulsgebers 1 b überbrückt
wird. In diesem Augenblick wird die Heizwicklung 14 a des auf höhere Leistung eingestellten
Gebers 1 a wirksam und veranlaßt eine erhöhte Zufuhr von Heizenergie. Wird der eingestellte
Sollwert überschritten, dann schließen die Gegenkontakte des Innentemperaturfühlers
18, so daß wieder der GebeT 1 b mit verminderter Leistung -in Tätigkeit tritt. Auf
diese Weise gelingt es, die Temperatur so zu regeln, daß sie nur ganz wenig um den
gewünschten Sollwert nach oben und unten schwankt.
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Die vorstehende Anordnung ist insbesondere dann mit Vorteil anwendbar,
wenn durch sie die Heizung von Großabteilen oder ganzer Wagen, wie Triebwagen od.
dgl., überwacht werden soll, bei denen die Heizung ohne jede Betätigung automatisch
arbeiten soll.
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Die Regeleinrichtung nach der Erfindung ist auch bei der Beheizung
von Kleinabteilen, z. B. von D-Zug-Wagen, verwendbar. In diesem Fall wäre es natürlich
ein unnötiger Aufwand, wenn man zur Beheizung eines jeden kleinen Abteils einen
Außentemperaturfühler, einen von diesem gesteuerten Verstellmotor sowie einen Impulsgeber
vorsehen wollte. Es genügt, diese Teile einmal je Wagen einzubauen und jedes Abteil
nur mit einem Innentemperaturiühler zu versehen der im Stromkreis der Abteilheizkörper
liegt. Eine Einrichtung dieser Art ist in Fig. 3 schematisch dargestellt, wobei
die Teile, die mit der Anordnung gemäß Fig.2 übereinstimmen, die gleichen Bezugszeichen
tragen. Bei dieser Anordnung werden zweckmäßig die Heizwicklungen der Bimetallstreifen
der Impulsgeber über je einen Gangheizkörper 17 a und 17 b mit Steuerstrom versorgt.
Die Kontakte 4 a und 4 b der Geber 1 a und 1 b überwachen zwei den Wagen durchlaufende,
Leitungen 19a und 19b. Diese Leitungen sind daher mit der von den Impulsgebern durchgelassenen
und von der Außentemperatur abhängigen mittleren Spannung beaufschlagt, und zwar
die eine mit der höheren, die andere mit der niedrigeren Durchschnittsspannung.
Zwischen diesen Leitungen 19 a und 19 b und der Masseleitung sind über die Innentemperaturfühler
18a und 18 b mit Umschaltkontakten die Abteilheizkörper 17c und 17d angeschlossen.
Die Raumtemperaturen können nur entsprechend den beiden Grenzleistungen, die von
der Außentemperatur abhängig sind; schwanken. Der Übergang von der einen zur anderen
Grenzleistung geht wegen des verhältnismäßig geringen Leistungsunterschiedes so
langsam vor sich, daß auch unempfindliche Raumtemperaturfühler ohne nennenswerte
Schwankungen die Abteile auf der eingestellten mittleren Temperatur halten.
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Da die Innentemperaturfühler nicht die Heizleistung bei 1000 V Betriebsspannung
abschalten können, sind an denselben zwei Haltemagnete 20 a und 20b angeordnet,
die ein öffnen der Kontakte nur dann zulassen, wenn der Heizstrom gerade durch einen
Impulsgeber unterbrochen ist. Die Empfindlichkeit der Innentemperaturfühler wird
durch die Haltemagnete nicht herabgesetzt, da diese im stromlosen Zustand die Schaltgenauigkeit
nicht im unerwünschten Sinne beeinflussen können.
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Durch die Regeleinrichtungen gemäß der Erfindung kann eine besonders
exakte Regelung der Heizung erreicht werden, und zwar deswegen, weil die jeweils
benötigte Heizleistung von einem bzw. zwei Reglern zwischen zwei verhältnismäßig
nahe beieinander liegenden Werten gehalten wird. Der Temperaturanstieg und ebenso
der Temperaturabfall wird daher flach verlaufen, und demgemäß werden nur geringe
Temperaturschwankungen auftreten.