DE2156530A1 - Elektrisch beheizte, mehrfach verglaste Tür für Kühlkammern - Google Patents

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland · Dn.-lng. R. König ■ Dipl.-lng. K. Bergen

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Unsere Akte: 27 046 12. November 1971

Anthony's Manufacturing Company, Inc., 12812 Arroyo Street, San Fernando, California 91342 (V.St.A.)

"Elektrisch beheizte, mehrfach verglaste Tür für |

Kühlkammern"

Die Erfindung bezieht sich auf elektrisch beheizte Türen für Kühlkammern mit Sicherheitsvorrichtungen, insbesondere zum Abschalten eines elektrischen Stromes, wie er in handelsüblichen, zur Schaustellung von Waren dienenden Kühlgefäßen in den mehrfach verglasten Türen dazu dient, elektrische Energie durch eine leitende Schicht strömen zu lassen, die an mindestens einer Verglasung angebracht ist, um das Glas erhitzen zu können.

Gekühlte Schaukästen werden in Lebensmittelhandlungen verwendet, um Lebensmittel aufzubewahren und zur Schau zu " stellen, die bei gewöhnlicher Raumtemperatur verderben würden. Um solche Schaukästen für die Schaustellung besonders wirksam zu gestalten, bestehen ihre Türen typischerweise aus Glas. Um die niedrige Temperatur innerhalb des Kastens aufrechtzuerhalten, werden die Türen aus mehrfach verglasten Einheiten hergestellt, wobei zwischen je zwei Verglasungen ein Zwischenraum vorgesehen ist. Dieser Zwischenraum stellt eine abgedichtete Wärmeisolierkammer dar.

Für den Betrieb bei extrem niedriger Temperatur ist die Fläche einer Glasscheibe auf ihrer Innenseite mit einem dünnen, durchsichtigen Film aus elektrisch leitendem Ma-

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terial überzogen. Der Film oder Überzug ist über elektrisch leitende, metallische Streifen, die auf dem Glas angebracht sind, an eine Quelle elektrischer Energie angeschlossen. Die auf diese Weise durch den elektrischen Strom erhaltene Erwärmung des Überzuges verhindert, daß das Glas Reif oder Eis ansetzt, und sorgt somit dafür, daß die zur Schau gestellten Lebensmittel jederzeit klar sichtbar bleiben.

Da also bei solchen Türen einer oder mehreren Glasscheiben elektrische Energie zugeführt wird, die durch den leitenden Überzug fließt, so besteht im Falle eines Glasbruches die Gefahr elektrischer Schläge oder ernsterer Schäden, wenn eine Person in Berührung mit der Einheit kommt. Um dieser Gefahr zu begegnen, müssen Mittel vorgesehen werden, die elektrische Energie abzuschalten, wenn irgend ein Schaden auftritt, der den einwandfreien Zustand der Glaseinheit beeinträchtigt»

Bekannte Sicherheitsvorrichtungen für diesen Zweck verlangen, daß die Glasscheibe einen Bruch von einem Ausmaß erleidet, der genügt, eine Unterbrechung in einem der metallisch leitenden Streifen herbeizuführen, bevor die Sicherheitsvorrichtung anspricht. Diese Arten von Sicherheitsvorrichtungen sind unzureichend, um auf einen erst drohenden gefährlichen Zustand anzusprechen, beispielsweise einen Haarriß in einer der Glasscheiben, der naturgemäß zur Unterbrechung der metallisch leitenden Verbindung noch keinen Anlaß gibtο

Eine bekannte Form von Sicherheitsvorrichtung macht die Unterbrechung des leitenden Streifens auf der Glasscheibe nutzbar, um ein in die Schaltung eingefügtes Relaissystem ansprechen zu lassen, wobei Relaiskontakte, die in der Speiseleitung liegen, unterbrochen werden. Ein derartiges System versagt, wie oben dargelegt, wenn ein Haarriß oder ein anderer Sprung in dem Glas den leitenden Streifen, der

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im allgemeinen durch Ankleben mit dem Glas verbunden ist, nicht unterbricht. Andere bekannte Sicherheitsvorrichtungen benutzen thermische Bimetall-Schaltelemente, deren in der Speiseleitung liegende Kontakte normalerweise offen sind. Das Bimetallelement wird durch Strom erhitzt, der durch das elektrisch leitend gemachte Glas und sodann einen Widerstand fließt. Wenn die Kontakte geschlossen werden, so tritt eine Feder in Wirksamkeit, welche die Kontakte geschlossen hält. Bei dieser mit Bimetallschaltern arbeitenden Sicherheitsvorrichtung muß die ganze Glasscheibe zerbrechen, um den Schalter zu öffnen. Zu die- ä sem Nachteil eines solchen Systems gesellt sich als weiterer Nachteil die Tatsache, daß eine untragbar lange Zeit vergeht, bevor das Bimetallelement hinreichend abgekühlt ist, um die Speiseleitung zu unterbrechen. Mithin besteht für Personen, die mit dem elektrisch leitend gemachten Glas oder den Zuführungsleitungen auf dem Glas unmittelbar nach dem Glasbruch in Berührung kommen, eine ernste Gefahr.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tür mit den wesentlichen Merkmalen der eingangs erläuterten Bauart zu schaffen, bei der die Gefährdung von Personen, die bei Glasbrüchen oder sonstigen Schaden zufolge der elektrischen % Beheizung entstehen, auf ein vernachlässigbar geringes Maß heruntergesetzt ist, ein Maß, das praktisch gleich null gesetzt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Kammer oder werden die Kammern zwischen benachbarten Glasscheiben unter einen Druck gesetzt, der vom umgebenden atmosphärischen Druck verschieden ist. Die Kammern werden also entweder gegenüber der Atmosphäre unter Überdruck oder unter Unterdruck gesetzt. In der Kammer wird ein druckempfindlicher Schalter angeordnet. Dieser Schalter spricht auf Änderungen im Druck der Kammer an, die von irgendwelchen Schäden in der normalerweise abgedichteten

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Kammer herrühren, und gibt in diesem Falle ein Ausgangssignal«, Das Signal betätigt ein zur Unterbrechung des Heizstromes dienendes System, das in Reihe mit der Quelle elektrischer Energie liegt und die Zufuhr solcher Energie augenblicklich unterbricht, wenn es auf eine Druckänderung in der Kammer anspricht.

Herrscht in der Kammer anfänglich Unterdruck, so erzeugt der Druckfühler ein Ausgangssignal, wenn der Druck in der Kammer ansteigt. Befindet sich die Kammer, wie es der anderen Möglichkeit entspricht, anfänglich unter Überdruck, so erzeugt der Druckfühler ein Ausgangssignal, wenn der Druck in der Kammer fällt₀ In beiden Fällen trennt die den Druckfühler enthaltende Steuerung die elektrische Energiezufuhr zu der Tür augenblicklich, wenn ein Bruch, und sei es auch nur ein Haarriß, in einer der Glasscheiben auftritt.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung diene die Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Doch sei hier bemerkt, daß die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Die für dieses technische Gebiet in Betracht kommende Fachwelt ist ohne weiteres in der Lage, von dem nachstehend erläuterten Ausführungsbeispiel in Einzelheiten abzuweichen, ohne dabei den Erfindungsgedanken zu verlassen.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gehaltene perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäß gestalteten Tür mit einem erfindungsgemäß gestalteten, mindestens teilweise von Glaswänden umschlossenen Gefäß mit einem Druckfühler,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen druckempfindlichen

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Schalter, wie er zur Durchführung der Erfindung geeignet ist, in seiner ersten Schaltstellung,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den druckempfindlichen Schalter nach Fig«, 2 in einer zweiten Stellung,

Fig. 4 einen Querschnitt nach Linie 4-4 in Fig. 1 und

Fig. 5 ein Blockdiagramm in Verbindung mit einer Schaltung zur Veranschaulichung einer möglichen Ausführungsform der Erfindungο g

Die in Fig. 1 als Beispiel dargestellte, erfindungsgemäß gestaltete Tür eines Kühlgefäßes ist dort allgemein mit 11 bezeichnet. Gezeichnet ist nur ein einziger Türflügel, obwohl das Gefäß natürlich mit mehreren Türflügeln versehen sein kann. Der gezeichnete Türflügel besteht aus einem Rahmen 18, der eine mehrfach verglaste Kammer 14 umschließt,, Der verglaste Türflügel besteht, wie am deutlichsten aus Fig. 1 und 4 hervorgeht, aus einzelnen Glasscheiben 10 und 12, die durch metallene Trennstäbe 16 in Abstand voneinander gehalten werden. Diese Stäbe erstrecken sich entlang den Außenkanten der Einheit, so daß eine wärmeisolierte Kammer 17 zwischen diesen Teilen gebildet wird. Eine Kleb- | stoffschicht 60, beispielsweise aus Polysulfid oder einem anderen bekannten Klebstoff, ist am Umfang der Einheit vorgesehen, um eine hermetische Abdichtung herzustellen.

In der Zeichnung handelt es sich um einen Türflügel vom sogenannten Zweischeiben-Glas-Metalltyp, also um einen Flügel, bei dem zwei Glasscheiben in Abstand voneinander durch metallene Trennleisten gehalten werden. Mit unwesentlichen Abwandlungen kann die Erfindung aber auch für andere be- ' kannte Typen von Türflügeln verwendet werden, die mit zwei oder mehr Glasscheiben ausgerüstet sind. Als Beispiel sei dafür eine gekittete Bauart angeführt, bei der die Glas-

scheiben in Abstand voneinander durch Trennleisten aus Kunststoff oder ähnlichem Material gehalten werden, wobei die Verbindung zwischen den Scheiben und den Kunststoffleisten durch ein Klebemittel hergestellt wird. Als weiteres Beispiel seien vollständig aus Glas bestehende Türflügel genannt, bei denen die Ränder der Glasscheiben so weit erhitzt werden, daß sie verformbar und miteinander in Berührung gebracht und miteinander verschmolzen werden können, um eine abgedichtete Wandung zu schaffen, die sich rings um den Türflügel erstreckt.

Ohne Rücksicht darauf, wie der mehrfach verglaste Türflügel im einzelnen gestaltet ist, wird vor dem dichten Verschließen die Warmeisolierkammer 17 entweder teilweise evakuiert, so daß in ihr ein unterhalb des atmosphärischen Druckes liegender Druck herrscht, oder sie wird unter Überdruck gesetzt, so daß der in ihr herrschende Druck den atmosphärischen Druck übersteigt,,

Ein durchsichtiger, elektrisch leitender Film oder Überzug bedeckt die innere Fläche der Glasscheibe 10 innerhalb der Kammer 17. Um diesem Film oder Überzug 15 elektrische Energie zuzuführen, sind metallische Streifenelektroden 22 und 24 an der Scheibe 10 in Kontakt mit dem Film befestigt. Die Streifenelektroden sind vorzugsweise benachbart an entgegengesetzten Seiten des Films angeordnet. Wenn die Elektroden 22 und 24 an eine Quelle elektrischer Energie angeschlossen werden, so fließt durch den Film Strom, der den Film, die Glasscheiben und die Atmosphäre innerhalb der Warmeisolierkammer 14 erhitzt.

Wenn eine der Glasscheiben, wie oben erläutert, zu Bruch geht oder irgend ein anderer Schaden entsteht, der den einwandfreien Zustand der Einheit beeinträchtigt, so besteht die Gefahr, daß jemand, der in Berührung mit der

schadhaften Einheit kommt, einen elektrischen Schlag erleidet. Bekannte Sicherheitsvorrichtungen versuchen, diesem Problem dadurch Herr zu werden, daß sie die leitenden Streifenelektroden als integrierenden Bestandteil der elektrischen Speiseschaltung gestalten, um dadurch die Energiezufuhr abzuschalten, wenn einer der Streifen bricht. Diese Lösung des Problems liefert einen wirksamen Schutz für manche Arten von Ausfällen mehrfach verglaster Einheiten der beschriebenen Art. Es gibt jedoch Arten von Ausfällen, bei denen die metallischen Kontaktstreifen keine Stromunterbrechung bewirken, die Energiezufuhr also bestehen ä bleibt.

Die Erfindung sieht demgegenüber eine Sicherheitsvorrichtung vor, die unabhängig von der dem Film 15 Energie zuführenden Schaltung ist, die die Zufuhr der elektrischen Energie jedoch gleichwohl unterbricht, wenn sich die Einheit nicht in einwandfreiem Zustand befindet.

Für diesen Zweck ist ein Druckfühler 33 in der in Fig. 1 dargestellten Weise vorgesehen, der für den Druck innerhalb der Kammer 17 empfindlich ist. Der Druckfühler 33 liefert, wie nachstehend beschrieben werden wird, ein Ausgangssignal, das seinerseits auf einen Stromunterbrecher 30 ein- I wirkt, wenn eine Änderung in den Druckbedingungen innerhalb der Kammer 17 auftritt. Der Stromunterbrecher 30 trennt hierauf die Energiequelle von den Streifenelektroden 22 und 24. Der elektrisch leitende Film wird auf diese Weise spannungslos, womit die Möglichkeit ausgeschlossen wird, daß eine Person, die mit der schadhaften Glaseinheit in Berührung kommt, einen Schlag erleidet.

In Fig. 2 ist im einzelnen ein Beispiel für einen geeigneten Druckfühler 33 dargestellt. Eine Kammer 37 des Druckfühlers 33 ragt durch eine Wand der metallischen Trennlei-

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ste 16 und steht dadurch mit dem Inneren der Wärmeisolierkammer 17 durch Öffnungen 34 und 35 in Verbindung. Eine Dichtung 60 hält den hermetischen Abschluß der Einheit aufrecht. Innerhalb des Druckfühlers 33 ist ein gewichtsbelasteter elektrischer Kontakt 40 in der Mitte einer biegsamen Membran 36 angeordnet. Ein zweiter elektrischer Kontakt 44 sitzt auf einem nichtleitenden Stützbock 47. An beide Kontakte sind elektrische Leitungen 41 und 46 angeschlossen.

Es sei angenommen, daß die Wärmeisolierkammer 17 normalerweise evakuiert ist, der in ihr herrschende Druck also unter dem atmosphärischen Druck liegt. Dann wird der Kontakt 40 in Abstand und ohne elektrische Verbindung mit dem Kontakt 44 gehalten, und zwar durch den Differenzdruck, der auf die Membran 36 einwirkt. Wird der mehrfach verglaste Türflügel schadhaft, ist also sein hermetischer Abschluß zerstört, so nimmt der Druck innerhalb der oberen Kammer 37 des Druckfühlers zu und veranlaßt den Kontakt 40, in elektrische Berührung mit dem unteren Kontakt 44 zu kommen.

In Fig. 5 ist eine Schaltung dargestellt, die geeignet ist, den elektrisch leitenden Belag der mehrfach verglasten Tür an eine Quelle elektrischer Energie unter Anwendung der Erfindung anzuschließen. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, führt eine Leitung vom einen Pol einer herkömmlichen Energiequelle 84 zu der metallischen Streifenleitung 22 über einen Hauptschalter 80 und das Kontaktsystem 81A eines zweipoligen Relais 81. Der andere Pol der Energiequelle 84 ist mit dem Kontaktstreifen 24 über das Kontaktsystem 81B des Relais 81 verbunden. An die Energiequelle 84 sind außerdem die beiden Kontakte des Druckfühlers 33 in Reihe mit einem Schalterantrieb 87 für die Kontaktsysteme des Relais 81 angeschlossen.

Der Schalterantrieb 87 kann in der dargestellten Ausfüh-

rungsform aus einem Solenoid-Antrieb für das zweipolige Relais 81 "bestehen. Normalerweise hält der Druckfühler 81 den Stromkreis offen, verhindert also, daß Strom das Solenoid 87 erregt. Wächst jedoch der Druck in der Kammer 14, so schließen sich die Kontakte des Druckfühlers und damit einen Stromkreis durch das Solenoid 87, welches nun seinerseits die normalerweise geschlossenen Kontaktsysteme des Relais 81 öffnet. Sind die Kontakte 81A und 81B offen, so wird der verglaste Türflügel unverzüglich von der elektrischen Energiequelle abgeschaltet,

In der vorstehenden Erläuterung ist angenommen worden, daß in der Wärmeisolierkammer normalerweise ein Druck unterhalb des atmosphärischen Druckes herrscht. Die Erfindung ist aber ohne weiteres auch in dem Falle anwendbar, wo die Kammer 14 unter Überdruck steht, also einem Druck oberhalb des atmosphärischen Druckes. Dazu sind lediglich geeignete Abwandlungen im Aufbau des Druckfühlers 33 notwendig. Die Erfindung ist im übrigen nicht auf die Anwendung einer bestimmten Form von Drucktransduktor beschränkt, kann vielmehr auch in Verbindung mit anderen Drucktransduktoren verwendet werden. Als Beispiele für in Verbindung mit geeigneten Schaltungen verwendbare Drucktransduktoren seien hier g solche erwähnt, die auf kapazitiver oder induktiver Grundlage oder auf Widerstandsbasis arbeiten, ferner solche, in denen die Wirkung von Halbleitern, elektronische Wirkungen, piezoelektrische und photoelektrische Wirkungen nutzbar gemacht werden.

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Claims (6)

1. Anthony's Manufacturing Company, Inc., 12812 Arroyo Street, San Fernando, California 91342 (V.St_oA.)

   Patentansprüche;

   /1. !Elektrisch beheizte, mehrfach verglaste Tür für Kühlkammern ^-^mit mindestens zwei in Abstand voneinander liegenden Glasscheiben, von denen je zwei eine nach außen dichte Kammer umschließen, sowie mit mindestens einem elektrischen Heizleiter innerhalb der Kammer, der an eine Stromquelle anschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (17) unter einem vom umgebenden atmosphärischen Druck verschiedenen Druck steht und mindestens ein mit der Kammer (17) verbundener Druckfühler (33) vorgesehen ist, der ein die Stromzufuhr unterbrechendes Signal gibt, wenn der Druck in der Kammer (17) vom vorgeschriebenen Wert abweicht„
2. 2. Tür nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Kammer (17) unter dem Druck der umgebenden Atmosphäre liegt.
3. 3. Tür nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizleiter aus einem lichtdurchlässigen Überzug (15) auf der Innenseite mindestens einer Glasscheibe (10) besteht.
4. 4. Tür nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anschluß der Stromquelle (84) an den als Heizleiter dienenden Überzug (15) zwei an diesem anliegende, in Abstand voneinander angeordnete Elektroden (22, 24) vorgesehen sind«,
5. 5. Tür nach Anspruch 4, dadurch gekenn-

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   zeichnet, daß zwischen der Stromquelle (84) und dem Druckfühler (33) ein Relais (81, 87) angeordnet ist.
6. 6. Tür nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (81) zweipolig geschaltet ist.

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