DE1180469B - Einrichtung zur Steuerung der Temperatur in einem elektrisch beheizten Gefaess - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: H 05 b

Deutsche KL: 21h-13/Ql

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B 50907 VIILd/21h
30. Oktober 1958
29. Oktober 1964

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung der Temperatur in einem elektrisch beheizten Gefäß.

Einrichtungen zur Steuerung der Temperatur in einem elektrisch beheizten Gefäß, das teilweise mit einem flüssigen Medium, vorzugsweise Wasser, gefüllt und dessen über dem Medium befindlicher Hohlraum von Luft evakuiert ist, sind bekannt. Es ist auch schon bekanntgeworden, eine Einrichtung vorgenannter Art mit einer Steuervorrichtung für die elektrische Heizung zu versehen, die ein auf den im Gefäß herrschenden Druck ansprechendes, über eine Rohrleitung mit dem Gefäß verbundenes Element, wie Faltenbalgkapsel od. dgl., enthält, das bei Erreichen eines wählbaren Druckes im Gefäß einen den Heizstrom unterbrechenden Schalter, bei Versagen dieses Schalters als zusätzlichen Sicherheitsschalter einen die Netzzuleitung kurzschließenden Schalter betätigt. Im Zusammenhang mit vorstehendem ist weiter auszuführen, daß zum Stande der Technik gehört, bei Anordnungen von elektrischen Schaltanlagen oder beim Betrieb von Heizgeräten im Falle des Auftretens von Störungen mittels geeigneter Schalt vorrichtungen Leitungen oder Leitungsteile zu unterbrechen bzw. Zwangsabschaltungen durch Herbeiführen eines satten Kurzschlusses zu erwirken.

Schließlich ist es auch schon auf dem Gebiet der Regeltechnik bekannt, bei Abschaltvorrichtungen den einen, festen Kontakt einstellbar zu gestalten und den anderen Kontakt an dem freien Ende eines Hebels federnd anzubringen und dem federnden Hebel eine Feder zuzuordnen. Aufgabe der Erfindung ist, eine Einrichtung zur Steuerung der Temperatur in einem elektrisch beheizten Gerät, wie sie eingangs der Beschreibung im Absatz 2 der Spalte 1 angegeben wird, vorteilhaft weiter auszubilden.

Die Erfindung ist demzufolge dadurch gekennzeichnet, daß das auf den im Gefäß herrschenden Druck ansprechende Element, wie Faltenbalgkapsel, mit einer einseitig eingespannten Arbeitsfeder fest, jedoch einstellbar, verbunden ist, deren freies Ende den den Heizstrom unterbrechenden Schalter steuert und bei Ausfall desselben durch den damit verbundenen Druckanstieg infolge Weiterheizens des Heizelementes auftretenden Überhub auch den als Sicherheitsschalter vorgesehenen Kurzschließer in Kurzschlußstellung bringt, und daß der Arbeitsfeder eine Gegenfeder derart zugeordnet ist, daß beim Entlasten der Arbeitsfeder durch Zurückdrehen der Temperatureinstellschraube das freie Ende dieser Gegenfeder der von der Faltenbalg-Einrichtung zur Steuerung der Temperatur in
einem elektrisch beheizten Gefäß

Anmelder:

Willi Brandl, Zürich (Schweiz)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Lesser, Patentanwalt,

München 61, Cosimastr. 81

Als Erfinder benannt:

Willi Brandl, Zürich (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 4. November 1957 (52251)

kapsel auf die Arbeitsfeder ausgeübten Druckkraft um so stärker entgegenwirkt, je geringer die Vorspannung der Arbeitsfeder durch Zurückdrehen der Temperatureinstellschraube ist.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung trägt die Arbeitsfeder an ihrem freien Ende das eine Ende eines Bolzens, auf dessen anderem freiem, mit dem Druckknopf des Schalters zusammenwirkendem Ende ein Kontakt angebracht ist, der mit einem festen, jedoch längsverstellbaren Kontakt den Kurzschließer bildet.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert und der durch diese erzielbare, technische Fortschritt aufgezeigt werden: Die .Steuereinrichtung 1 weist eine Tragplatte 2 auf, an welcher ein druckempfindliches Element angebracht ist, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer Faltenbalgkapsel 3 besteht, deren Boden an einer Lasche 4 an einer Tragplatte 2 befestigt ist. Das bewegbare Ende der Faltenbalgkapsel 3 ist mittels einer Stange 5 und Muttern 6 mit einer Arbeitsfeder 7 verbunden. Diese Arbeitsfeder 7 erstreckt sich durch einen Schlitz an der Tragplatte 2 befestigten Teils 8. Senkrecht zu diesem Lagerteile verlaufend ist ein zweiter Lagerteil 9 angebracht, in dem eine Temperatureinstellschraube 10 schraubbar angeordnet ist. Die Temperatureinstellschraube 10 trägt einen Kopf 11, dessen Spitze 12 vor einer Skala 13 durch Drehen des Kopfes 11 bewegt werden kann. Am freien Ende des Lagerteils 9 ist eine Muttern 15 tragende Schraube 14 vorgesehen, mittels welcher die Vorspannung der Arbeitsfeder 7 änderbar ist.

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Zwischen der Arbeitsfeder 7 und der Spitze der peratur von 60° C geöffnet wird. Dadurch, daß

Temperatureinstellschraube 10 liegt eine zusätzlich Strom durch den Heizwiderstand 30 fließt, wird das

mittels der Schraube 14 und einer von deren Muttern im Innenraum 27 des Gefäßes 28 befindliche Heiz-

15 abgestützte Gegenfeder 16. Arbeitsfeder 7 und medium, wie Wasser, erwärmt und infolge des über Gegenfeder 16 verlaufen von ihren unteren Enden 5 dem Wasserspiegel befindlichen Vakuums schon bei bis zur Spitze der Temperatureinstellschraube par- geringen Temperaturen Dampf gebildet, der steine allel zueinander, oberhalb derer sich die Gegenfeder Wärme an den zu beheizenden Körper 29 abgibt.

16 nach außen leicht abgewinkelt bis zu der Stelle Gleichzeitig steigt der Dampfdruck im Innenraum hin erstreckt, an der sie, einen in entgegengesetzter 27 und damit der Druck in der Faltenbalgkapsel 3, Richtung offenen Winkel bildend, durch einen io die sich dementsprechend ausdehnt, wodurch die Schlitz 17 des nach innen abgebogenen Endes des Arbeitsfeder 7 nach links gedrückt wird, bis schließ-Lagerteils 9 hindurchgeführt ist, wobei der abgerun- lieh der Kopf 19 des Bolzens 20 am freien Ende 18 dete Scheitel dieses letztgenannten Winkels in dem der Gegenfeder 17 zur Anlage kommt. Der im GeSchlitz 17 in Stellrichtung der Temperatureinsteil- faß 28 und in der Faltenbalgkapsel 3 ansteigende schraube 10 bewegbar ist. Schließlich befindet sich 15 Druck wirkt dann auch auf die Gegenfeder 17 ein, das freie Ende 18 der Gegenfeder 16 gegenüber dem bis bei dem der eingestellten Temperatur entKopf 19 eines am freien Ende der Arbeitsfeder 7 sprechenden Dampfdruck der Bolzen 20 so weit befestigten Bolzens 20. Das freie Ende dieses nach links bewegt ist, daß der Knopf 21 eine Lage Bolzens 20 dient der Betätigung des Druckknopfes einnimmt, bei der der Stromkreis des Heizwider-21 eines mittels Schrauben 23 an der Tragplatte 2 20 Standes 30 unterbrochen wird.

befestigten Schalters 22 und trägt einen Kontakt 25, Versagt der Schalter 22 und bleibt er, obwohl der mit einem einstellbaren, an der Tragplatte 2 an- sich Bolzen 20 und Druckknopf 21 nicht mehr begebrachten Kontakt 24 zusammenwirkt. rühren, eingeschaltet, so werden infolge weiterer Er-

Das Innere der Faltenbalgkapsel 3 ist über ein wärmung des Heizmediums bzw. weiteren Anstieges Rohr, Schlauch 26 od. dgl. mit dem Innenraum 27 25 des Dampfdruckes Arbeitsfeder 7 und Gegenfeder eines Gefäßes 28 verbunden, das dem Beheizen eines 16 weiter nach links bewegt, bis der Kontakt 25 den Körpers 29, z. B. eines Kochtopfes oder eines Kontakt 24 berührt und dadurch der Stromkreis, in Waschmaschinenhafens dient und ein Heizmedium, dem der Heizwiderstand 30 liegt, kurzgeschlossen, wie Wasser, enthält, welches mittels eines Heiz- Da die Möglichkeit besteht, daß der Kopf 11 auf Widerstandes 30 beheizbar ist. Der Heizwiderstand 30 die Temperatur 0° C zurückgedreht wird, wenn der 30 ist über eine Leitung 31 mit der einen Klemme Schalter 22 den Stromkreis, in dem der Heizwiderdes Schalters 22 und über eine Leitung 32 mit der stand 30 liegt, geöffnet hat, obwohl in der Falteneinen Klemme einer Stromquelle 33 verbunden, balgkapsel 3 noch der der eingestellten Temperatur deren andere Klemme mit der anderen Klemme des entsprechende Dampfdruck herrscht, kann wegen Schalters 22 verbunden ist. Die bei etwaigem Ver- 35 der dann entlasteten Arbeitsfeder heben, der Konsagen des Schalters 22 den Kurzschließer 24,25 takt 25 den Kontakt 24 berühren und damit die bildenden Kontakte 24 und 25 sind über Leitungen Steuereinrichtung kurzschließen. Um ein solches 36 und 35 mit der Leitung 32 bzw. 31 verbunden. Kurzschließen zu verhindern, müßte man bei einer

Die Wirkungsweise der beschriebenen Steuer- eingestellten Temperatur von 0° C, d. h. bei ab-

einrichtung ist folgende: 40 geschalteter Steuereinrichtung, den Abstand zwi-

Die gewünschte Heiztemperatur wird mittels des sehen den Kontakten 24 und 25 verhältnismäßig

Knopfes 11 eingestellt, der mit steigender Tempera- groß bemessen, um einen ungewollten Kurzschluß

tür im Uhrzeigersinn, mit fallender Temperatur ent- zu verhindern. Dies hätte aber zur Folge, daß dann,

gegengesetzt dem Uhrzeigersinn gedreht wird. wenn der Schalter 22 wegen Klebenbleibens des

In der Nullstellung des Knopfes 11 ist die 45 Druckknopfes 21 den Heizwiderstandstromkreis

Temperatureinstellschraube 12 so weit (in der nicht unterbricht, im Gefäß 28 und auch in der

Zeichnung nach links) herausgedreht, daß diese über Faltenbalgkapsel 3 erhebliche Dampfdrücke auf-

ihre Spitze keine Druckspannung auf die beiden treten, bis sich die Kontakte 25 und 24 berühren,

Federn 7 und 16 ausübt. Bei dieser nahezu völligen d. h., das Gefäß, die Verbindungsleitung 26 und

Entlastung liegt das freie Ende 18 der im Schlitz 17 50 die Faltenbalgkapsel 3 müßten überdimensioniert

abgestützten Gegenfeder 16 am Kopf 19 des werden.

Bolzens 20 an. Der Balg der Faltenbalgkapsel 3 ist Ordnet man dagegen der Arbeitsfeder 7 eine bei ausgeschalteter Steuereinrichtung zum größten Gegenfeder 16 derart zu, daß beim Entlasten der Teil zusammengezogen. Die Arbeitsfeder 7 ist hier- Arbeitsfeder 7 durch Zurückdrehen der Temperaturbei leicht nach rechts gekrümmt. Der Druckknopf 55 einstellschrabe 10 das freie Ende 18 dieser Gegenfeder-21 des Schalters 22 ragt nach links heraus, der der von der Faltenbalgkapsel 3 auf die Arbeitsfeder Stromkreis, in dem der Heizwiderstand 30 liegt, ist ausgeübten Druckkraft um so stärker entgegenwirkt, offen. Durch Rechtsdrehen des Kopfes 11 und damit je geringer die Vorspannung der Arbeitsfeder 7 der Temperatureinstellschraube 10 wird eine Druck- durch Zurückdrehen der Temperatureinstellschraube kraft auf die Gegenfeder 16 ausgeübt, ihr Ende 18 60 10 ist, dann kann der Abstand zwischen den Konbewegt sich nach links, und gleichzeitig wird auf die takten 25 und 24 verhältnismäßig gering bemessen Arbeitsfeder 7 eine Druckkraft ausgeübt, wodurch werden, ohne daß beim Zurückdrehen der Temder Bolzen 20 den Druckknopf 21 des Schalters 22 peratureinstellschraube 10, beispielsweise auf die eindrückt, der Stromkreis des Heizwiderstandes 30 Temperatur 0° C, ein Kurzschluß zu befürchten ist, ist geschlossen. 65 trotzdem der Schalter 22 den Heizwiderstandstrom-

Es sei angenommen, daß die Temperatureinsteil- kreis schon geöffnet hatte.

schraube so verdreht worden ist, daß der Stromkreis, Ist die Gegenfeder 16 angeordnet und öffnet der

in dem der Heizwiderstand 30 liegt, bei einer Tem- Schalter 22 den Heizwiderstandstromkreis nicht, weil

der Druckknopf 21 kleben blieb, dann drückt der Dampfdruck in der Faltenbalgkapsel 3 im vorerwähnten Fall gegen die entlastete Arbeitsfeder 7 und gegen die Gegenfeder 16, die dann nachgibt und das In-Berührung-Kommen des Kontaktes 25 mit dem Kontakt 24 ermöglicht, d. h., nur dann wird ein Kurzschluß bewirkt, wenn der Schalter 22 ausfiel. Durch die besondere Art der Zuordnung einer Gegenfeder 16 zur Arbeitsfeder 7 wird also erreicht, daß, gleichgültig welche Temperatur eingestellt wird, nach dem Zurückdrehen der Temperatureinstellschraube immer ein gleichbleibender Überdruck erforderlich ist, um die Arbeitsfeder 7 so weit abzudrücken, daß sie den Kurzschließer 24, 25 betätigt und außerdem verhindert, daß sich bei ihrer Entlastung der Balg der Faltenbalgkapsel 3 mehr als notwendig ausdehnt. Ferner wird erreicht, daß bei einer bestimmten Einstellung des Abstandes zwischen den Kontakten 24 und 25 der Kurzschließer 24, 25 nicht bei einem konstanten Überdruck, sondern bei einer angenähert konstanten Übertemperatur anspricht. Hierdurch wird der wesentliche technische Fortschritt erzielt, daß bei der Fertigung des Gefäßes 27 keine Rücksicht auf etwaige Überdrücke genommen zu werden braucht, die Wandstärke des Gefäßes demzufolge verhältnismäßig gering gehalten und damit Material gespart werden kann.

Wird die Temperatureinstellschraube 10 beispielsweise auf die Temperatur von 100° C eingestellt, dann werden die Gegenfeder 16 und die Arbeitsfeder 7 stärker vorgespannt als im Falle des vorerwähnten Beispieles, bei dem eine Temperatur von 60° C eingestellt wurde. Der Abstand zwischen dem freien Ende 18 der Gegenfeder 16 und dem Kopf 19 des Bolzens 20 ist größer als im Falle des vorerwähnten Beispiels. Mit zunehmender Erwärmung des im Gefäß 28 befindlichen Heizmediums steigt der Dampfdruck, bis er den der Temperatur von 100⁰C entsprechenden Wert erreicht hat. öffnet der Schalter 22 den Heizwiderstandstromkreis und wird die Temperatureinstellschraube 10 auf die Temperatur 0° C zurückgestellt, dann drückt das freie Ende 18 der Gegenfeder 16 die entlastete Arbeitsfeder 7 zurück und verhindert dadurch, daß der Kontakt 25 mit dem Kontakt 24 in Berührung kommt. Wurde die eingestellte Temperatur von 100° C erreicht und hat der Schalter 22 den Heizwiderstandstromkreis nicht geöffnet und wurde die Arbeitsfeder 7 durch Zurückdrehen der Temperatureinstellschraube entlastet, dann wirkt der Dampfdruck, der der Temperatur von 100° C entspricht, praktisch im wesentlichen nur auf die Gegenfeder 16 ein, die dann beim Weiterheizen nachgibt, so daß dann der Kontakt 25 den Kontakt 24 berührt. Auch in diesem Fall spricht dann der Kurzschließer 24, 25 nicht bei einem konstanten Überdruck, sondern bei einer angenähert konstanten Übertemperatur an.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Steuerung der Temperatur in einem elektrisch beheizten Gefäß, das teilweise mit einem flüssigen Medium, vorzugsweise Wasser, gefüllt und dessen über dem Medium befindlicher Hohlraum von Luft evakuiert ist, mit einer Steuervorrichtung für die elektrische Heizung, die ein auf den im Gefäß herrschenden Druck ansprechendes, über eine Rohrleitung mit dem Gefäß verbundenes Element, wie Faltenbalgkapsel od. dgl. enthält, das bei Erreichen eines wählbaren Druckes im Gefäß einen den Heizstrom unterbrechenden Schalter, bei Versagen dieses Schalters als zusätzlichen Sicherheitsschalter einen die Netzzuleitung kurzschließenden Schalter betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß das auf den im Gefäß (28) herrschenden Druck ansprechende Element, wie Faltenbalgkapsel, mit einer einseitig eingespannten Arbeitsfeder (7) fest, jedoch einstellbar, verbunden ist, deren freies Ende den den Heizstrom unterbrechenden Schalter (22) steuert und bei Ausfall desselben durch den damit verbundenen Druckanstieg infolge Weiterheizens des Heizelementes (30) auftretenden Überhub auch den als Sicherheitsschalter vorgesehenen Kurzschließer (24, 25) in Kurzschlußstellung bringt, und daß der Arbeitsfeder (7) eine Gegenfeder (16) derart zugeordnet ist, daß beim Entlasten der Arbeistfeder (7) durch Zurückdrehen der Temperatureinstellschraube (10) das freie Ende (18) dieser Gegenfeder der von der Faltenbalgkapsel (3) auf die Arbeitsfeder ausgeübten Druckkraft um so stärker entgegenwirkt, je geringer die Vorspannung der Arbeitsfeder (7) durch Zurückdrehen der Temperatureinstellschraube (10) ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfeder (7) an ihrem freien Ende (18) das eine Ende eines Bolzens (20) trägt, auf dessen anderem freiem, mit dem Druckknopf (21) des Schalters (22) zusammenwirkendem Ende ein Kontakt (25) angebracht ist, der mit einem festen, jedoch längsverstellbaren Kontakt (24) den Kurzschließer (24, 25) bildet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 266 836, 283 077, 688;

deutsche Auslegeschrift Nr. 1 006 543;
schweizerische Patentschrift Nr. 315 829.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 709/246 10.64 © Bundesdruckerei Berlin