DE2655315B2

DE2655315B2 - Abtauvorrichtung für einen Kühlschrank

Info

Publication number: DE2655315B2
Application number: DE2655315A
Authority: DE
Inventors: Per Andersen; Hans Joergen Bebe; Boerge Meltzer Hansen; Uwe Hoppmann
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1976-12-07
Filing date: 1976-12-07
Publication date: 1979-03-22
Also published as: ES464779A1; DE2655315C3; BR7708122A; DD134672A5; JPS5371361A; FR2373760A1; JPS5341386B2; DE2655315A1; US4169358A; DK528077A; GB1592584A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abtauvorrichtung für einen Kühlschrank, dessen Verdampferthermostat einen Kontakt zum Ausschalten des Verdichters bei einer Ausschalttemperalur und /.um Einschalten bei einer höheren EinschalttemperatUir aufweist, mit einem Abtau-Zeitgeber, der beim Ansprechen eine Schaltvorrichtung wirksam macht, die das Einschalten des Verdichters bis zum Erreichen einer von der Einschalttemperatur unabhängigen Abtautemperatur unterbindet und gegebenenfalls eine Abiau-Heizvorrichtung einschaltet.

Bei einer bekannten Abtauvorrichtung dieser Art sind zwei von der Verdampfertemperatur abhängige Thermostaten vorgesehen, nämlich der normale Kühlschrank-Thermostat und ein Abtau-Thermostat. Der Zeitgeber betätigt einen Umschaltkonlakt, der in der Arbeitsstellung mit dem Kontakt des Kühlschrankthermostatcn und dem Verdichier in Reihe liegt. In der Arbeitsstellung wird die Verbindung zum Umschal¹, kontakt des Abtau-Thermostaten hergestellt, der unterhalb einer vorgegebenen Abtautemperatur eine elektrische Abtau-Heizvorrichtung einschaltet und bei Erreichen der Abtautemperatur die Verbindung zum Kontakt des Kühlschrankthermostatcn herstellt. Eine solche AbtauvorrJchtung ist insbesondere wegen der Verwendung zweier Thermostaten aufwendig.

Es ist auch schon eine Abtauvorrichtung bekannt, bei der nur ein einziger Thermostat verwendet wird. Dieser weist ein Arbeitselement in der Form einer dem Verdampfer benachbarten Bimetallspirale auf, deren freies Ende als Radialarm ausgebildet ist, der bei Auslenkung in einer Richtung einen ersten Kontakt zum Einschalten des Verdichters und beim Auslenken in der anderen Richtung einen zweiten Kontakt zum Einschalten eines elektrischen Abtau-Heizwiderstandes betätigt. Der Radialarm ist mit einem Anschlag versehen, der normalerweise eine Betätigung des zweiten Kontakts verhindert. Nur wenn der Anschlag in eine Aussparung eines als Klinkenrad ausgebildeten Abtau-Zeitgcbers

eingreift, kann sich der Radialarm unter Überwindung der Kraft einer Schnappfeder zum zweiten Kontakt hin bewegen. Hierbei ist jedoch die Abtautemperatur nicht unabhängig von der eingestellten Einschalt- und Ausschalttemperatur. Abtautemperatur und Einschalttempera tür sind gleich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abtauvorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der unter Verwendung nur eines Thermostaten die Abtautemperatur von der normalen Einschalltemperatur und Ausschalttemperatur unabhängig ist und insbesondere einen höheren Wert als die Einschalitemperatur haben kann.

Diese Aufgabe wird erHndungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kontakt des Verdampferthermostaten ein Kontakt-Betätigungselement aufweist, das von einem eine temperaturabhängige Kraft ausübenden Arbeitselement, einer gleichsinnig wirkenden, zur Änderung der Ausschalttemperatur einstellbaren Differenzfeder und einer entgegengesetzt wirkenden Hauptfeder belastet ist, daß die wirksam »emachte Schaltvorrichtung den Kraftschluß zwischen DifferenzCeder und Betätigungselement aufhebt und daß die Hauptfeder so bemessen ist, daß bei ihrer alleinigen Wirkung das Einschalten des Kontakts des Verdampferthermostaten bei Abtautemperatur erfolgt.

Bei dieser Konstruktion erfüllt der eine Verdampferthermostat zwei Funktionen. Wenn Hauptfeder und Differenzfeder gemeinsam wirken, ergibt sich ein normaler Kühlschrank-Thermostat dessen Ausschaltlemperatur und damit auch dessen Einschalttemperatur durch Änderung der Spannung der Differenzfeder einstellbar ist. Wenn jedoch die Differenzfeder unwirksam gemacht worden ist und die Hauptfeder allein wirkt, ergibt sich ein Abtauthermostat, der seinen den Verdichter steuernden Kontakt solange offenhält, bis die Abtautemperatur erreicht ist. Da die Hauptfeder bereits in der Fabrik auf eine feste Abtautemperatur eingestellt werden kann und im Betrieb lediglich Eingriffe an der Differenzfeder vorgenommen werden, die am Ende der Abtauperiode unwirksam ist, ergibt sich die gewünschte Unabhängigkeit zwischen Abtautemperatur und der normalen Ein- und Ausschalttemperatur. Infolge der Verwendung eines einzigen Verdampferlhermostaten wird der Konstruktionsaufwand erheblich herabgesetzt.

Günstig ist es, wenn die Differenzfeder auf ein Übertragungselement wirkt, das kraftschlüssig auf das Betätigungselement wirkt, und wenn die Schaltvorrichtung einen in die Bahn des Übertragungselements führbaren Anschlag aufweist. Der Anschlag stoppt die Bewegung des Übertragungselements und entkoppelt daher Differenzfeder und Betätigungselement.

Das Arbeitselement kann ein Balg eines mit Flüssigkeits-Dampf-Füllung arbeitenden thermostatischen Systems sein. Ein derartiger Balg erzeugt in Abhängigkeit von der Temperatur im am Verdampfer anliegenden Fühler eine genau definierte Kraft.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß Abtau-Zeitgeber und Schaltvorrichtung an der Außenseite des Gehäuses für den Verdampfcrther· mostaten montiert sind und daß die Gehäusewand einen Durchbruch aufweist, durch den Übertragungselement und Anschlag miteinander in Eingriff treten. Bei dieser Aufteilung kann der Verdampferthermostat das Produkt einer Serienfertigung sein, das wahlweise mit und ohne Abtau-Automatik betrieben wird.

Hierbei empfiehlt es su:h, wenn das Übertragungselement ein Hebel ist, der einen sich durch den Wanddurchbruch nuch auüen erstreckenden Fortsyi/ aufweist, und wenn der Anschlag in die Bewegungsbuhu des Fortsatzes führbar ist. Ein solcher Hebel kann an seinem nach außen ragenden Ende einen verhältnismäßig großen Weg zurücklegen, in welchen der Anschlag ohne Schwierigkeiten eingeführt werden kann.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Schaltvorrichtung einen vom Abtau-Zeitgeber schwenkbaren Sperrhebel auf, der vom Übertragungselement in Längsrichtung belastbar ist. Auf diese Weise genügen verhältnismäßig kleine Kräfte, um den Anschlag zu verstellen, während andererseits der Sperrhebel recht erhebliche Kräfte der Differenzfeder aufnehmen und zum Gelenk hin abführen kann.

Des weiteren ist es günstig, wenn der Abtau-Zeitgeber ein Klinkenrad aufweist, dessen Antriebsvorrichtung in Abhängigkeit vom Kontakt des Thermostaten betätigbar ist. Auf diese Weise übernimmt der Thermostatkontakt noch eine weitere Funktion, ohne daß hierdurch die sonstige Betriebsweise gestört zu werden braucht.

Das Klinkenrad kann beispielsweise einen Nocken aufweisen, der den Sperrhebel verstellt. Insbesondere kann der Sperrhebel und dessen Schwenkachse in einer zur Eb'-ne des Klinkenrades parallelen Ebene liegen und der Nocken kann seitlich vom Klinkenrad abstehen und über eine Blattfeder auf den Sperrhebel wirken, der von einer schwächeren Rückstellfeder im Gegensinn belastet ist. Dies ergibt eine besonders gedrungene Konstruktion, die flach an einer Gehäusewand des Thermostaten angebracht werden kann.

Die Antriebsvorrichtung für das Klinkenrad ist vorzugsweise ein Elektromagnet, dessen Spule mit dem Kontakt des Verdampferthermostaten in Reihe liegt. Jedesmal wenn der Verdichtermotor eingeschaltet wird, spricht auch der Elektromagnet an und schaltet das Klinkenrad um einen Zahn weiter. Das Abtauen erfolgt daher jeweils nach einer vorbestimmten Zai.i von Kühlzyklen.

Eine andere günstige Möglichkeit besteht darin, daß die Antriebsvorrichtung fürdas Klinkenrad ein Bimetallelement mit einem Heizwiderstand ist. der parallel zum Kontakt des Verdampferthermostaten liegt und Wärme an das Arbeitselement, welches als Balg ausgebildet ist. abgibt. Jedesmal wenn der Thermostatkontakt öffnet, wird das Bimetallelement beheizt und schaltet das Klinkenrad um einen Zahn weiter. Auch hier erfolgt ein Abtauen jeweils nach einer vorgegebenen Zahl von Kühlzyklen. Die Wärmeabgabe an den Balg stellt darüber hinaus sicher, daß die Balgtemperatur immer, auch bei einer Schnell-Abtauung mit einer Abtau-Hebvorrichtung, über der Temperatur des am Verdampfer anliegenden Fühlers liegt. Deshalb wird eine störende Kondensation im Balg verhindert.

Der Abtau-Zeitgeber kann ferner einen Schalter für einen Abtau-Heizwiderstand betätigen, wobei dieser Heizwiderstand nabst Schalter durch einen den Kontakt des Verdampferthermostaten aufweisenden Zweig überbrückt wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Abtau-Heizwiderstand nur eingeschaltet ist, wenn der Verdichtermotor nicht läuft. Dies führt nicht nur dazu, daß Kühlung und Abtau-Heizung nicht gleichzeitig erfolgt, sondern erlaubt es auch, den Abtau-Zeitgeber nur einmal pro Kühlzyklus weiterzuschalten, trotzdem aber den Heizwiderstand nur während eines Teils dieses Zyklus wirksam zu machen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeich-

niing dargestellter Ausführungsbcispicle näher erläutert. Es zeigt

Γ i g. I eine schcmalischc Darstellung einer crfinclungsgemäßen Abtauvorrichtung, teilweise im Schnitt,

F-" i g. 2 eine Draufsicht auf die Abfüllvorrichtung in schematisehcr Darstellung.

Fig. J ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform und

F i g. 4 ein Schaltbild einer zweiten Ausführungsform.

In einem Gehäuse 1 ist ein Verdampfcrthermostal untergebracht. Dieser weist ein Betätigungselement 2 auf, (Uis die Form eines um einen festen Drehpunkt 3 schwenkbaren Winkelhebels 4 hat. An dem einen Arm 4;) greift al Arbeitselement 5 der HaIg eines thermostatischen Systems :in, der über ein Kapillarrohr β mi; einem am Verdampfer eines Kühlschranks anzulegenden Fühler 7 verbunden ist. Das thermostatische System ist mit einer Flüssigkeits-Dampf-f iillung versehen. Der llüssigkeilsanteil befindet sich im Fühler 7, da der Verdampler kalter lsi als der HaIg. Am /weilen Arm 4b greift eine I lauptfeder 8 an. die mit einer hier als Müller dargestellten Einstellvorrichtung 9 versehen ist. Des weiteren ist ein Übertragungselement IO vorhanden, das die l'orm eines um einen Drehpunkt Il schwenkbaren Hebels 12 hat und von einer Diffcren/feder 13 belastet ist, deren Vorspannung mit Hilfe einer Kurvenscheibe 14 o. dgl., welche um eine mit einem Drehknopf versehene Achse 15 drehbar ist. eingestellt wfreien kann. Der Hebel 12 ist über eine Stange Ifi kraftschlüssig mit dem Winkelhebel 4 verbunden, dessen Hebelarm 4/>auf einen Schalter 17 mit Kontakt 18 wirkt. Infolgedessen wird das Übertragungselement 2 in der einen Richtung durch die Kr-ift des Balges und die Differeri/feder 13 und in der anderen Richtung durch die Mauptfcdcr 8 belastet, woraus sieh eine Gleichgcwichlsslellung des Winkelhebels ergibt. Aus der Lage ties Winkelhebels resultiert das Umschalten und Ausschalten des Kontakts 18 und damit die Fin- und Ausschalttemperatur. Heide Werte können durch Verstellen der Kurvenscheibe 14 gemeinsam geändert werden.

Die Wand 19 des Gehäuses 1 weist einen Durchbrucli 20 i.uf. durch welchen ein Fortsat/ 21 des Übcrtragungsclcments 10 nach außen ragt. Mit Hilfe von Schrauben 22 und Abstandshaltern 23 ist parallel zu dieser Gehäusewand 19 eine Platte 24 montiert, welche eine Aussparung 25 für den Fortsat/ 21 besitzt und die für d^;e Steuerung des Abtauvorganges erforderlichen Bauelemente trägt.

Auf einer Stütze 26 ist ein Elektromagnet 27 montiert, der einen U-förmigen Kern 28 mit Spule 29 und einem durch eine Fcde." 30 belasteten Anker 31 besitzt. Am Anker ist eine Klinkenfederanordnung 32 befestigt, mit deren Hilfe ein Klinkenrad 33 eines Zeitgebers 34 weiterschaltbar ist. Das Klinkenrad ist auf einer Stütze 35 gelagert und um eine Achse 36 drehbar. Die Klinkenfederanordnung weist eine Antriebsfeder 37 und eine Bremsfeder 38 auf. Außerdem ist noch eine fest montierte Sperrfeder 39 vorgesehen.

Am Klinkenrad 33 sind zwei Nocken vorgesehen, die gleichzeitig wirksam werden. Der eine Nocken 40 betätigt einen Schalter 41 mit zwei in einer Isolierfassung 42 gehaltenen Kontaktträgern 43 und 44. Der andere Nocken 45 drückt über eine Blattfeder 46 auf einen Sperrhebel 47, der um eine feste Schwenkachse 48 drehbar ist und von einer Rückstellfeder 49 belastet wird, die schwächer als die Blattfeder 46 ist. Außerdem bildet sein vorderes Ende einen Anschlag 50 für den Forlsalz 21 des Ubertragungselemcnts 10. wenn de Sperrhcbcl von der Nocki. tj aus der gestrichel gezeichneten Ruhelage in die veranschaulichte Arbeiis lage gedrückt wird. Dies ergibt eine Schaltvorriehtunj S.

Wenn der Sperrhebel 47 die Arbeitsstellung ein nimmt, wird das Übertragungselement 10 in eine vorgegebenen Lage arretiert, so daß die Differenzfedc 13 nicht länger auf das Betätigungselement 2 wirkt. At letzterem greifen daher nur noch die Kraft des Balge und die Hauptfeder 8 an. Da der Balg nicht mehr von de Diffrrenzfeder 13 unterstützt wirci. muß die /un Einschalten des Kontakts 18 erforderliche Kraft um damit die Verdampfertemperatur höher als normal scm Der Kontakt 18 schaltet daher erst bei der sogenanntei Abtautemperatur. Diese kann werksseitig mittels de Einstellvorrichtung 9 auf einen beliebigen Wert. z. H ( (i C. eingestellt werden. Diese Ahtaiilemperatu ändert sich nicht, wenn mit Hilfe der Kurvenscheibe l· die Einschalttemperatur und die Ausschaltlemperatu verstellt werden.

In lit?. 3 ist eine .Schaltungsmöglichkeit für da Ausführungsbcispicl der F i g. I und 2 schemalisel dargestellt. Hieraus ergibt sich, daß die Magnetspule 2' mit dem Thermostatkoniakt 18 und einem Motor 51 de Verdichters in Reihe liegt. Daher wird der Ferrit-Anke 31 des Magneten 27 immer dann angezogen, wenn de Kontakt 18 des Verdampferthermostaten den Verdich ter in iic'tricb setzt. Die Reihenschaltung von Magnet spule 29 und Thermostatkontakt 18 wird durch dii Reihenschaltung eines Abtau-Heizwiderstandes 52 um des zugehörigen Schalters 41 überbrückt. Dies« Heizvorrichtung ist daher wirksam, wenn erstens da Klinkenrad 33 in die Abiausteilung geht und damit den Schalter 41 schließt und zweitens der Thermostatkon takt 18 geöffnet ist.

Bei der Ausführungsform nach I·" i g. 4 ist de Elektromagnet 27 durch eine Antriebsvorrichtung 5" ersetzt, die aus einem Bimetallelement 54 und einen zugehörigen Hci:--\vidcr-,;;i-",u 55 besteht. Dieser I !ei/ widerstand ist so angeordnet, daß ein Teil der erzeug ten Wärme auf das als Balg ausgebildete Arbeits element 5 übertragen wirr! Der !iei/widorsUind 5-ist parallel zum Kontakt 18 des Verdampferthermo staten geschaltet, ledesmal wenn der Verdichtermoto 51 abgeschaltet worden ist. wird der Heizwiderstand 5: mit Strom versorgt und das Bimetallelement 54 bieg sich aus. so daß das Klinkenrad 33 um einen Schrit weitergeschaltet wird. Wenn während der Abtauperio de der Heizwiderstand 52 den Verdampfer so rascf beheizt, daß dieser eine höhere Temperatur einnimm als der übrige Kühlraum, besteht die Gefahr, daii de Balg eine geringere Temperatur hat als der zugehörige Fühler 7 und daher die gesamte Flüssigkeit de thermostatischen Systems im Balg kondensiert. Die wird dadurch verhindert, daß der Balg gerade wahrem dieser Zeit durch den Heizwiderstand 55 mit beheiz wird. Da die Elemente verhältnismäßig dicht nebenein ander montier*, werden können, genügt eine klein Heizleistung, die sich nur in unmittelbarer Nähe de Heizwiderstandes 55 auswirkt, die Temperatur in übrigen Kühlraum aber unbeeinflußt läßt.

Es gibt zahlreiche andere Möglichkeiten, die Abtau vorrichtung konstruktiv auszugestalten. Beispielsweis kann ein Zeitgebermotor verwendet werden, de gleichzeitig mit dem Verdichtermotor läuft. Da Klinkenrad kann auch durch andere Mittel, z. B. eine gesonderten, von der Verdampfertemperatur gesteuer

ten Balg, geschähet werden.

Der Hei/widersiand 55 kann insbesondere ein PTC-Widerstand sein.

Statt eines Balges kann auch ein anderes Arbeilselcment vei wendet werden, das eine von der Temperatur abhängige Kraft erzeugt, /. B. ein Membranelemeni oder ein Bimetallelement.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abtauvorrichtung fur einen Kühlschrank, dessen Verdampferthermostat einen Kontakt zum Ausschalten des Verdichters bei einer Ausschalttemperatur und zum Einschalten bei einer höheren Einschalttemperatur aufweist, mit einem Abtau-Zeitgeber, der beim Ansprechen eine Schaltvorrichtung wirksam macht, die das Einschalten des Verdichters bis zum Erreichen einer von der Einschalttemperatur unabhängigen Abtautemperatur unterbindet und gegebenenfalls eine Abtau-Heizvorrichtungeinschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (18) des Verdampferthermostaten ein Kontakt-Betätigungselement (2) ι > aufweist, das von einem eine temperaturabhängige Kraft ausübenden Arbeitselement (5), einer gleichsinnig wirkenden, zur Änderung der Ausschalttemperatur einstellbaren Differenzfeder (13) und einer entgegengesetzt wirkenden Hauptfeder (8) belastet ist, daß die wirksam gemachte Schaltvorrichtung (S) den Kraflsch'iuß zwischen Differenzfeder (13) und Betätigungselement (2) aufhebt und daß die Hauptfeder (8) so bemessen ist, daß bei ihrer alleinigen Wirkung das Einschalten des Kontakts (18) des Verdampferthermostaten bei Abtautemperatur erfolgt.

2. Abtauvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzfeder (13) auf ein Übertragungselement (10) wirkt, das kraftschlüssig j» auf das Betätigungselement (2) wirkt, und daß die Schaltvorrii hiung (S) einen in die Bahn des Übertragungselements führbaren Anschlag (50) aufweist.

3. Abtauvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, r> dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitselement ein Balg (5) eines mit Flüssigkeits-Dampf-Füllung arbeitenden thermostatischen Systems ist.

4. Abtauvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Abtau-Zeitgeber (34) 4» und Schaltvorrichtung (S) an der Außenseite des Gehäuses (1) für den Verdampferthermostaten montiert sind und daß die Gehäusewand (19) ein^-n Durchbruch (20) aufweist, durch den das Übertragungselement (10) und der Anschlag (50) miteinan- ή der in Eingriff treten.

5. Abtauvorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungselement (10) ein Hebel (12) ist, der einen sich durch den Wanddurchbruch (20) nach außen erstreckenden ^r>o Fortsatz (21) aufweist, und daß der Anschlag (50) in die Bewegungsbahn des Fortsatzes führbar ist.

6. Abtauvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung einen vom Abtau-Zeitgeber (34) schwenk- ^r>"> baren Sperrhebel (47) aufweist, der vom Übertragungselement (10) in Längsrichtung belastbar ist.

7. Abtauvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtau-Zeitgeber (34) ein Klinkenrad (33) aufweist, dessen *o Antriebsvorrichtung (27, 53) in Abhängigkeit vom Kontakt (18) des Thermostaten betätigbar ist.

8. Abtauvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Klinkenrad (33) einen Nocken (45) aufweist, der den Sperrhebel (47) verstellt.

9. Abtauvorrichtung nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrliebel (47) und dessen Schwenkachse (48) in einer zur Ebene des Klinkenrades (33) parallelen Ebene liegen und daß der Nocken (45) seitlich vom Klinkenrad absteht und über eine Blattfeder (46) auf den Sperrhebel wirkt, der von einer schwächeren Rückstellfeder (49) im Gegensinn belastet ist.

'.0. Abtauvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für das Klinkenrad (33) ein Elektromagnet (27) ist, dessen Spule (29) mit dem Kontakt (18) des Verdampferthermostaten in Reihe liegt.

11. Abtauvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (53) für das Klinkenrad ein Bimetallelement (54) mit einem Heizwiderstand (55) aulweist, der parallel zum Kontakt (18) des Verdampferthermostaten liegt und Wärme an das Arbeitselement (5) abgibt

12. Abtauvorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 10, dadurch gekennzeichnei, daß der Abtau-Zeitgeber (34) einen Schalter (41) für einen Abtau-Heizwiderstand (52) betätigt und daß dieser Heizwiderstand nebst Schalter durch einen den Kontakt (18) des Verdampfenhermostaten aufweisenden Zweig überbrückt sind.