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Glühkerzensteuervorrichtung für Dieselmotoren
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Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für das Einschalten
bzw. die Erregung von Dieselmotorglühkerzen und betrifft insbesondere eine thermisch
gesteuerte Schaltungsvorrichtung zur Steuerung der Glühkerzen.
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Dieselmotoren hängen von der Erwärmung eines brennbaren Gemisches
von Brennstoff und Luft durch Kompression ab. Während des Startens eines Dieselmotores,
wenn der Motor kalt ist, kann die Druckwärme für die Zündung unzureichend sein.
In der Praxis hat man Dieselmotoren daher mit Glühkerzen versehen, um während des
Startens zum Zünden des Luftbrennstoffgemisches eine Hilfserwärmung vorzusehen.
Je tiefer beim Starten die Umgebungstemperatur ist, umso größer muß der Wärmebetrag
sein, der zur Zündung der Verbrennung von den Glühkerzen zugeführt werden muß. Es
war daher bislang die Praxis, die Glühkerzen dadurch vorzuheizen, daß man sie über
die Fahrzeugbatterie eine ausreichende Zeit lang verbunden hat, damit sie vor dem
Betätigen des Anlassers auf die notwendige Betriebstemperatur kommen konnten. Wenn
der Motor bei ziemlich niedrigen Umgebungstemperaturen gestartet wird, wie es z.
B. im Winter in kalten Bereichen vorkommen kann, kann die Zeit des Erwärmens störend
lang sein. Zwar kann man die Erwärmungszeit durch Erhöhen des den Glühkerzen zugeführten
Stromes verringert werden, aber dies kann wegen Überhitzung zur Beschädigung oder
Zerstörung
der Glühkerzen führen. Automatische Steuerschaltkreise
für Dieselglühkerzen sind zwar in der Vergangenheit vorgeschlagen worden, solche
bekannten Schaltungen haben aber nur die Zeiteinstellung des Ein- und Abschaltens
der Glühkerzen gesteuert, haben jedoch nicht das Temperaturniveau der Glühkerzen
in Funktion der Bedingungen aus der Umgebungstemperatur gesteuert.
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Nach der vorliegenden Erfindung wird daher eine verbesserte Steuereinrichtung
für die Glühkerzen des Dieselmotors vorgesehen. Die Steuereinrichtung ist eine thermisch
betriebene Vorrichtung, die als ein thermisches Analogon der Glühkerzen dadurch
arbeitet, daß sie die thermisch abhängige Vorrichtung denselben Umgebungsbedingungen
wie die Glühkerzen ausgesetzt sein läßt. Durch das Gestalten des Temperaturprofiles
der Glühkerzen proportional zu dem der thermisch empfindlichen Steuervorrichtung
kann die zu den Glühkerzen geführte Energie so gesteuert werden, daß sie auf die
gewünschten Heizcharakteristiken abgestimmt ist. Die thermische Schaltungsvorrichtung
ist im Motorblock so angebracht, daß sie denselben Temperaturbedingungen wie die
Glühkerzen untersteht. Wenn der Motor kalt ist und die Umgebungstemperatur klein
ist, ist die Anfangszeit, während der der thermische Schalter geschlossen bleibt,
wesentlich größer, als wenn der Motor heißer ist und die Umgebungstemperatur größer
ist. Infolgedessen werden die Glühkerzen auf eine höhere Temperatur gebracht, wenn
der Motor kalt ist, als wenn die Umgebungstemperatur höher ist. Der thermische
Schalter
erlaubt ein schnelleres Aufheizen der Glühkerzen, da er die Maximaltemperatur begrenzt,
welche die Glühkerze während des anfänglichen Heizens erreichen kann. Die Temperatur
der Glühkerzen wird dann im wesentlichen durch das Durchlaufen bzw. das zyklische
Durchlaufen des thermischen Relaisschalters auf einem konstanten Niveau gehalten.
Ein thermischer Zeitgeberschalter, welcher auch denselben Umgebungstemperaturbedingungen
unterworfen ist, steuert die Zeitdauer, während der die Glühkerzen nach dem Starten
des Motors eingeschaltet bleiben. Weil der thermische Zeitgeber den Umgebungstemperaturbedingungen
unterworfen ist, wird die Zeit, während der die Glühkerzen eingeschaltet sind, erhöht,
sobald die Umgebungstemperatur abnimmt. Ferner arbeitet ein thermisch empfindlicher
Kreislaufunterbrecherschalter, der bei den beiden anderen Schaltern angebracht ist
und denselben Umgebungstemperaturbedingungen ausgesetzt ist, so, daß er die primäre
Steuereinrichtung abschaltet, falls der Kreislauf bzw. Stromkreis übermäßigen Strom
zieht oder falls die primäre Steuereinrichtung nicht innerhalb eines bestimmten
Zeitintervalles arbeitet.
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Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden dadurch erreicht, daß eine Glühkerzensteuervorrichtung zum Steuern der Temperatur
von Glühkerzen in einem Dieselmotor durch zyklisches Durchlaufenlassen von Strom
aus einer Batterie zu den Glühkerzen durch einen relaisbetätigten Schalter vorgesehen
wird. Das Relais wird durch einen primären
thermischen Schalter
gesteuert, der ein Bimetallelement aufweist, welches durch einen Widerstandsheizer
erwärmt wird, wobei das Bimetallelement als Schalter arbeitet, welcher das Relais
eirrund ausschaltet, sobald das Bimetallelement erwärmt und gekühlt wird. Die Heizeinrichtung
wird durch das Relais so gesteuert, daß sie mit den Glühkerzen gleichsinnig zyklisch
durchlaufen wird. Die Erwärmungs- und Kühlungsgeschwindigkeiten bzw. -raten des
Bimetallelementes und der Glühkerzen sind proportional gemacht. Ein thermisches
Zeitgeberelement, das an der primären Steuereinrichtung angebracht ist, unterbricht
den Stromfluß zu der ersten Heizeinrichtung und den Glühkerzen nach einem bestimmten
Zeitintervall. Die Zeiteinstelleinrichtung bzw. der Zeitgeber weist ein Bimetallelement
auf, welches denselben Umgebungstemperaturbedingungen wie der primäre Schalter unterworfen
ist. Das Bimetallelement des Zeitgebers wird durch einen Widerstandsheizer erwärmt,
der von der Wechselstrommaschine erregt wird, so daß der Zeitgeber nur nach dem
Anlassen des Motors zu arbeiten beginnt. Ein thermischer Stromkreisunterbrecher
weist ein Heizelement auf, welches in Serie mit der Relaisspule angeschlossen ist.
Wenn der primäre Schalter das Relais nicht richtig zum zyklischen Wiederholen anregt,
unterbricht die Unterbrechereinrichtung den Strom durch das Relais, um ein Überheizen
der Glühkerzen zu verhindern.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
ergeben sich für bevorzuqte Ausführunqsformen
anhand der folgenden
Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische
Schaltung der Glühkerzensteuerschaltung gemäß der Erfindung, Fig. in eine Kurve
der Temperatur in Funktion der Zeit, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Steueranordnung
bei abgenommenem Gehäuse, Fig. 3 eine auseinandergezogene Ansicht unter Darstellung
des von der Grundfassung bzw. Basissteckdose abgenommenen Montagerahmens, Fig. 4
eine Teilansicht des äußeren Endes des ein Bimetall aufweisenden Montagerahmens,
Fig. 5 eine auseinandergezogene Ansicht der Hauptbimetallanordnung, Fig. 6 eine
auseinandergezogene Ansicht unter Darstellung der Art und Weise, wie der Nachglühzeitgeber
angeordnet und auf der Basisfassung angebracht ist, Fig. 7 ein Leistungsdiagramm
beim erfindungsgemäßen Betrieb und Fig. 8 eine Teilansicht des KontAktes des primären
Schalterelementes.
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In dem Schaltungsdiagramm der Figur 1 bezeichnet die Bezugszahl 10
allgemein die Glühkerzensteuereinheit der vorliegenden Erfindung, welche eine Gruppe
von Glühkerzen steuert, von denen zwei bei 12 gezeigt sind, und zwar von einer Batterie
14 über ein Relais 16. Das Relais weist eine Solenoidspule 18 und einen normalerweise
offenen Schalter 20 auf. Wenn die Spule 18 erregt wird, wird der Schalter 20 geschlossen,
und ein Stromkreis zwischen der Batterie 14 und den Glühkerzen 12 wird geschlossen.
Die Relaisspule 18 wird von der Batterie 14 durch die Steuereinheit 10 betrieben,
wenn ein Zündschalter 22 geschlossen wird. Die Steuereinheit 10 ist elektrisch mit
dem Rest des Stromkreises durch einen Anschluß 24, der vorzugsweise sechs Kontakte
hat, verbunden.
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Die Steuereinheit 10 weist drei thermisch betätigte Schalterelemente
auf, das primäre Schalterelement 26, das Zeitgeberschalterelement 28 und das Stromkreisunterbrecherschalterelement
30. Die Ausführungsform der Steuereinheit 10 mit jedem dieser drei Schalteranordnungen
26, 28 und 30 ist unten im einzelnen beschrieben. Das primäre Schalterelement 26
weist ein Bimetallelement 32 auf, welches die normalerweise geschlossenen Schalterkontakte
34 betreibt. Ein Widerstandswärmeelement 36 erwärmt das Bimetallelement 32 zum öffnen
der normalerweise geschlossenen Schalterkontakte 34.
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Ebenso weist das Zeitgeberschalterelement 28 ein Bimetallschalterteil
38 auf, welches die normalerweise geschlossenen Kontakte 40 betreibt. Das Bimetallteil
38 wird durch eine
Heizeinrichtung 42 gesteuert, welche das Bimetallteil
38 erwärmt, um die normalerweise geschlossenen Kontakte 40 zu öffnen. Das Stromkreisunterbrecherschaltelement
30 weist ein Bimetallteil 44 auf, welches die normalerweise geschlossenen Kontakte
46 betreibt. Ein Widerstandsheizelement 48 bringt Wärme zum Bimetallteil 44 zum
oeffnen der normalerweise geschlossenen Kontakte 46. Ein Hilfswiderstandsheizelement
50 parallel zu den Schalterkontakten 46 hält die Schalterkontakte in der offenen
Stellung, wenn der Strompfad durch den Schalter einmal unterbrochen ist.
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Die normalerweise geschlossenen Kontakte 34, 40 und 46 sind in Serie
mit der Relaisspule 18 und der Stromkreisunterbrecherheizeinrichtung 48 über die
Batterie 14 verbunden, wenn der Schalter 22 geschlossen ist. Wenn also der Zündschalter
22 geschlossen wird, wird das Relais 16 betrieben, es schließt den Schalter 20 und
sorgt für Strom zu den Glühkerzen. Das Schließen des Schalters 20 veranlaßt auch
ein Verbinden der Heizeinrichtung 36 des primären Sahalterelementes 26 über die
Batterie. Hierdurch beginnen beide Glühkerzen 12 und das Bimetallteil 32, welches
durch die Heizeinrichtung 36 erwärmt wird, mit dem Erwärmen. Eine Temperaturkurve
in Funktion der Zeit ist in Figur 1A gezeigt, wobei t0 diejenige Zeit darstellt,
während der der Schalter 22 geschlossen ist. Man sieht, daß die Temperatur der Glühkerzen
und die Temperatur der Heizeinrichtung expotentiell ansteigen, wobei die Temperatur
der Glühkerzen schneller ansteigt als die des Bimetallteils 32. Zur Zeit t1 reicht
die
den Bimetallteil 32 des primären Schalterelementes 26 zugeführte Wärme aus, um die
normalerweise geschlossenen Kontakte 34 zu öffnen, wodurch der Stromfluß durch die
Relaisspule 18 unterbrochen wird, der Schalter 20 geöffnet wird und der Stromfluß
zu den Glühkerzen 12 undr1.der Heizeinrichtung 36 unterbrochen wird. Wie also in
Figur 1a gezeigt ist, fällt die Temperatur der Glühkerzen und des Bimetallteils
32 zusammen expotentiell ab. Zur Zeit t2 hat die Temperatur des Bimetallteils 32
des primären Schalters 26 sich genügend abgekühlt, so daß die Kontakte 34 wieder
geschlossen sind, das Relais 16 wieder erregt wird und die Glühkerzen 12 und das
Bimetallteil 32 wieder auf höhere Temperatur kommen, bis zur Zeit t3 die Kontakte
34 wieder öffnen. Die Zyklen des abwechselnden Heizens und Kühlens dauern auf diese
Weise fort, bis zur Sperrzeitperiode tt, zu welcher das thermische Zeitgeberschaltelement
28 die normalerweise geschlossenen Kontakte 40 öffnet, das Relais 16 freigibt und
die Glühkerzen 12 abschaltet.
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Das Zeitgeberelement 28 wird dadurch betrieben, daß die Heizeinrichtung
42 über eine Wechselstrommaschine 52 angeschlossen wird, die durch den (nicht gezeigten)
Dieselmotor angetrieben wird, in welchem die Glühkerzen angebracht sind. Somit beginnt
das Zeitgeberelement 28 erst dann zu arbeiten, wenn der Dieselmotor die Wechselstrommaschine
52 anzutreiben beginnt, um eine Spannung zu erzeugen, die über die Heizeinrichtung
42 angelegt wird. Das Zeitgeberelement 28 hat eine eingebaute
thermische
Verzögerung, die das Öffnen der Kontakte 40 durch das Bimetallteil 38 nach einer
bestimmen Zeit hervorruft, nachdem Energie zur Heizeinrichtung 42 geführt ist.
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Das Stromkreisunterbrecherschaltelement 30 spricht auf den Stromfluß
durch die Relaisspule 18 an. Wenn die Relaisspule infolge eines gewissen Fehlers
während der Anfangszeit länger als normal eingeschaltet bleibt, statt daß sie zur
Zeit t1 abschaltet, wird das Bimetallteil 44 des Unterbrecherelementes 30 durch
die Heizeinrichtunq 48 ausreichend erwärmt, um das öffnen der Kontakte 46 hervorzurufen.
Hierdurch ist eine Beschädigung oder Zerstörung der Glühkerzen 12 durch Überhitzen
verhindert.
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Falls die Stromstärke durch die Relaisspule aus irgendeinem Grund
zu groß ist, unterbricht die Unterbrechereinrichtung auch den Stromfluß durch das
Relais. Nachdem die Kontakte 46 geöffnet haben, hält ein kleiner Strom durch die
Hilfsheizeinrichtung 50 mit höherem Widerstand die Kontakte offen, bis der Zündschalter
22 abgeschaltet ist. Ein nicht gezeigtes Warnlicht kann vorgesehen sein und eingeschaltet
werden, wenn die Kontakte 46 offen sind, um anzuzeigen, daß die Unterbrechereinrichtung
auf einen Fehler angesprochen hat.
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Der Aufbau der Steuereinheit 10 ist im einzelnen in den Figuren 2
bis 6 dargestellt. Die Steuereinheit 10 weist eine Basisfassung bzw. eine Grundsteckdose
54 aus Isoliermaterial auf, die eine genormte Kabelverbindung aufnehmen kann. Ein
Gehäuse 56 paßt über die Basis fassung 56 und bildet eine abgedichtete Kammer, in
welcher die Schalterelementanordnung 58 angebracht
ist. Das äußere
Ende des Gehäuses 56 ist mit einem kegelstumpfförmig verjüngten Außengewinde 60
versehen, mit dem es im Motorblock angebracht werden kann. Das Gehäuse 56 ist aus
Metall hergestellt, um eine gute Wärmeleitfähigkeit mit dem Motorblock vorzusehen.
Wie man am besten aus den Figuren 3 und 5 erkennt, weist der Aufbau 58 mit dem thermischen
Schalter einen im wesentlichen kanalförmigen Metdlrahmen 62 auf, der ein Paar von
parallelen Seitenteilen 64 und 66 hat, die am Außenende durch ein Brückenteil 68
und am anderen Ende durch ein Stützteil 70 verbunden sind, welches mit den Seitenteilen
64 und 66 durch einstückige Verbindungsvorsprünge 72 und 74 verbunden ist. Ein geformter
Kontaktstützblock 76 aus Kunststoff paßt zwischen die Seitenteile 64 und 66 und
wird durch herausstehende Schenkel 78 am Platz gehalten, welche mit Öffnungen 80
in den Seitenteilen des Rahmens in Eingriff treten. Der Block 76 stützt zwei elektrische
Kontakte 82 und 84.Beide Kontakte erstrecken sich durch den Block, wobei der Kontakt
82 in den Block 76 so eingeschraubt ist, daß er im Block, außerhalb des Blockes
und relativ zu diesem eingestellt werden kann.
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Ein gegabeltes Bimetallblatt 86 schafft zwei Schalterarme 88 und 90.
Das Blatt 86 ist durch Schweißen oder auf andere Weise an der Stützplatte 70 des
Rahmens 62 angebracht, so daß die zwei Schalterarme 88 und 90 auskragend gehalten
werden.
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Der Arm 88 ist mit einer Kontaktblattfeder 94 versehen, die durch
Punktschweißen oder auf andere Weise an einem Ende des
Bimetallarmes
88 angebracht ist, wie bei 96 angedeutet. Das andere Ende der Kontaktfeder 94 hat
einen herausstehenden Schenkel 98, der mit einem Schlitz 100 in dem Bimetallarm
88 in Eingriff tritt. Die Kontaktfeder haltert einen elektrischen Kontakt 102, der
so angeordnet ist, daß er mit dem durch den Block 76 getragenen Kontakt 84 in Eingriff
tritt. Bei den Umgebungstemperaturen, die man antrifft, wenn der Motor nicht angewärmt
ist, bewegt der Bimetallarm 88 das Kontaktblatt 94 und den Kontakt 102 gegen den
Kontakt 184.
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Die Kontakte 84 und 102 bilden die normalerweise geschlossenen Kontakte
34 des primären Schalterelementes 27 der Figur 1, während der Bimetallarm 88 das
Bimetall 32 des primären Schalterelementes 26 bildet, welches in Figur 1 gezeigt
ist.
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Ein Heizelement in der Form eines geschlängelten oder serpentin- bzw.
mäanderförmigen Leiters 104 einer gedruckten Schaltung, der an jedem Ende in flachenusgangsleitungen
106 endet, ist an der Oberfläche des Armes 88 angeordnet. Eine sehr dünne Schicht
elektrisch isolierenden Materials ist zwischen dem Heizelement 104 der gedruckten
Schaltung und der metallischen Oberfläche des Bimetallarms 88 angeordnet, um eine
elektrische Isolierung zwischen der Heizeinrichtung und dem Bimetallarm vorzusehen,
während ein guter Wärmeübergang vorgesehen ist. Das Element 104 mit der gedruckten
Schaltung bildet die Heizeinrichtung 36 des in Figur 1 gezeigten primären Schalterelementes
26.
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Sobald der Bimetallarm 88 dadurch erwärmt wird, daß Strom durch die
Heizeinrichtung 104 läuft, bewegt das Bimetall den Kontakt 102 vom Kontakt 84 fort.
Eine U-förmige Feder 107 ist zwischen dem äußeren Ende des Bimetallarmes 88 und
dem Kreuzteil 68 des Rahmens 58 angeordnet. Die U-förmige Feder wird durch Schlitze
109 am Platz gehalten, welche mit Vorsprüngen 110 und 112 am Ende des Armes 88 bzw.
Kreuzteils 68 in Eingriff stehen. Die Feder 107 sorgt für ein Springschnappen für
die Bewegung des Bimetallarmes 88, sobald sich dieser durch das Erwärmen und Kühlen
nach rückwärts und vorwärts biegt. Zwei Kerben 114 in jedem der Seitenteile 64 und
66 des Rahmens 62 erlauben dem Kreuzteil 68, daß es bezüglich dem übrigen Teil des
Rahmens etwas gebogen wird, wobei eine Einstellung auf die Temperatur vorgesehen
wird, bei der das Schnappen erfolgt, und wobei die Zeit des Ein-Aus-Zyklus gesteuert
wird. Das Kontaktblatt 94 stellt sicher, daß ein geschlossener Kontaktdruck zwischen
den Kontakten 102 und 84 solange aufrechterhalten wird, bis sich derBimetallarm
88 ausreichend bewegt, um die Schnapptätigkeit auszulösen. Somit bblffit die Kontaktkraft
hoch, bis die Schnapptätigkeit in Aktion tritt. Diese Tätigkeit verlängert die Kontaktlebensdauer
des primären Schalterelementes erheblich. Ein Anschlag 115 auf dem Rahmen 62 begrenzt
die Bewegung des Bimetallarmes 88 in einer Richtung vom Kontakt 84 fort.
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Der Bimetallarm 90 bildet das Bimetallelement 44 des Stromkreisunterbrecherschaltelementes
30, das in Figur 1 gezeigt
ist. Die Heizeinrichtung 48 des Stromkreisunterbrechers
28 ist durch einen dünnen Metalleiterstreifen 116 vorgesehen, der auf die äußere
Oberfläche des Bimetallarmes 90 aufgebracht ist, wobei eine dünne elektrisch isolierende
Schicht zwischen dem leitenden Streifen 116 und der Bimetalloberfläche angeordnet
ist. Ein Kontakt 117 ist neben dem äußeren Ende des Bimetallarmes 90 auf der gegenüberliegenden
Seite von der Heizeinrichtung in Stellung befestigt, um mit dem Kontakt 82 der Kontaktstützanordnung
in Eingriff zu treten.
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Die Kontakte 82 und 117 bilden die normalerweise geschlossenen Kontakte
46 des Stromkreisunterbrecherschalterelementes 30.
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Ein leitfähiger Bügel bzw. ein leitfähiges Band 118 verbindet die
Heizeinrichtung mit der Rückseite des Kontaktes 82, wodurch ein Strompfad durch
den Heizeinrichtungsstreifen 116, die normalerweise geschlossenen Kontakte 82 und
117 und durch den Bimetallarm 90 zum Bimetallarm 88 vorgesehen ist. Eine gewickelte
Drahtspule 122 ist um eine Isolierhülse124auf dem 7 Bimetallarm 90 herumgewickelt.
Die Drahtspule 122 arbeitet als Halteheizeinrichtung 50, die in dem Leitungsdiagramm
der Figur 1 gezeigt ist. Ein Ende der Heizeinrichtungsspule 122 ist mit dem Leiterbügel
118 verbunden, während das andere Ende mit dem Bimetallarm 90 verbunden ist.
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Wie in Figur 3 gezeigt ist, ist die gesamte Anordnung mit Bimetallschalter
und Rahmen auf der Basisfassung 54 gelagert. Zu diesem Zweck hat die Basisfassung
eine einstückig geformte Stütze 126, die zwischen die Seitenteile 64 und 66 des
Rahmens
paßt. Nieten 128 werden durch in Flucht stehende Löcher
eingeführt, welche sich durch den Rahmen und die Stütze 126 erstrecken, um den Rahmen
62 fest an der Basisfassung 54 anzubringen. Die Heizeinrichtungsleitungen 106, 108
am Ende des Heizeinrichtungsstreifens 116 werden dann durch Punktschweißen oder
auf andere Weise an elektrischen Anschlüssen angebracht, die sich aus der Basisfassung
54 erstrecken. Eine Einstellschraube 130 wird durch die Stütze 126 geschraubt und
tritt mit der Rückseite der Stützplatte 70 des Rahmens 62 in Eingriff. Diese Schraube
sorgt für ein Einstellen für die Steuerung der Länge der Anfangseinschaltzeit (to
bis t1 in Figur 1A).
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Das Nachglühzeitgeberschalterelement 28 ist als eine separate Anordnung
auf der Stütze 126 der Basisfassung 54 angebracht, wie man am besten in den Figuren
3 und 6 sieht. Das Zeitgeberelement 28 weist ein Bimetallteil 136 auf, welches mittels
Nieten oder auf andere Weise an der Stütze 126 neben einem Ende angebracht ist.
Das andere Ende ist in einem U-Formteil 138 gebogen und hat einen Kontakt 140, der
am gefalteten Ende angebracht ist. Der Kontakt 140 steht normalerweise mit dem Kontakt
84 in Eingriff, der im Kontaktstützblock 76 angebracht ist. So sorgt der feste Kontakt
84 für eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem sich bewegenden Kontakt
102 des primären Schalterelementes und dem sich bewegenden Kontakt 140 des Zeitgeberschalterelementes.
Eine Hülse 142 ist auf dem Bimetallteil 136 angeordnet, um die thermische Masse
des Zeitgeberelementes
zu erhöhen. Eine Wickeldrahtwiderstandsheizeinrichtung
144 ist um die Hülse 142 herumgewickelt, und die Enden der Heizeinrichtung sind
mit geeigneten elektrischen Anschlüssen der Basis fassung 54 verbunden.
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Die Wirkung der Umgebungstemperaturänderungen auf den Betrieb des
primären thermischen Schalterelementes 26 ist in Figur 7 gezeigt. Die Kurve A zeigt
die Veränderung der Zyklusperiode als Funktion der Umgebungstemperatur. Man sieht,
daß die Zyklusperiode erheblich länger wird, wenn die Umgebungstemperatur die Betriebstemperatur
des Motorblocks erreicht. Die Kurven B und B' zeigen den Arbeitszyklus (Prozent
jeder Periode, während der die Glühkerzen eingeschaltet sind) als Funktion der Umgebungstemperatur.
Wie man sieht, nimmt der Arbeitszyklus nach Null hin ab, sobald die Umgebungstemperatur
die Betriebstemperatur des Motors erreicht. Schließlich zeigen die Kurven C und
C' den Bereich, über welchem die Zeit zum ersten Abschalten sich in Funktion von
der Umgebungstemperatur ändert. Wiederum sieht man, daß bei Annäherung der Umgebungstemperatur
an die Betriebstemperatur des Motors die Anfangserwärmungszeit der Glühkerzen auf
Null reduziert wird. Die gewünschten Charakteristiken bzw. Eigenschaften werden
dadurch erreicht, daß die thermische Masse und der Wärmeverlust des Bimetallelementes,
der Widerstand der Heizeinrichtung, die Bereiche des Bimetallelementes, die erwärmt
werden, das Temperaturdifferential für die Schnapptätigkeit und die Schraubeneinatellung
für die Steuerung der Aus löse zeit für das öffnen des Schalters gesteuert werden.
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Die Zeitperiode wird durch Verbiegen der Position des Brükkenteils
68 zum Verändern der Schnapptätigkeit der Feder 107 gesteuert. Der Arbeitszyklus
wird automatisch durch die Auswahl der Eigenschaften der Bimetallwärmekapazitäten
des thermischen Verlustes erreicht. Da sowohl das thermische Relais als auch die
Glühkerzen in einer Richtung arbeiten und denselben Spannungsunterschieden der Spannungsquelle
unterworfen sind, ist die Temperatur des thermischen Schalterelementes und der Glühkerzen
proportional,wie in Figur 1A gezeigt ist.
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Zwar ist die beschriebene Steuervorrichtung insbesondere geeiqnet
für die thermische Steuerung von Glühkerzen, die beim schnellen Wechsel der Umgebungstemperaturbedingungen
arbeiten, und zwar wegen der Motorerwärmung, aber die Steuervorrichtungkann auch
zur Steuerung anderer Arten elektrischer Lasten benutzt werden, wie z. B. elektrische
Fensterentfrostungseinrichtungen und dergleichen. Die Steuervorrichtung fühlt anders
als bei konventionellen thermostatischen Steuerungen nicht direkt die Temperaturveränderung
der Last ab sondern arbeitet als ein thermisches Analogon, welches proportional
zum Heizen und Kühlen der Last erwärmt und kühlt und so auf Änderungen der Umgebungsbedingungen
der Last anspricht.
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