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KühLschrank od. dzl. für Reisemobile, Wohnwagen und ähnl.
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Die Erfindung betrifft einen Kühlschrank od. dgl. für Reisemobile
oder Wohnwagen und ähnl.,eingerichtet zum Betrieb mit Wechselstrom, Gleichstrom
oder Flüssiggas.
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Für den Einsatz in Reisemobilen, Wohnwagen und ähnl. sind Kühlschränke,
Kühlboxen od.dgl. bekannt, welche wahlweise mit Wechselstrom, vorzugsweise 220V,
Gleichstrom, vorzugsweise 12 V, oder Flüssiggas, vorzugsweise Propan/Butan Gas,
betrieben werden können.
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Üblicherweise sind bei diesen Geräten, den jeweiligen Energiearten
entsprechend, separate Bedienungselemente zugeordnet.
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Gemäß dieser Voraussetzung werden die Geräte mit einem Ein/Aus-Schalter
für Wechselstrom, einem weiteren für Gleichstrom und einem mechanischen Sperrventil
für Flüssiggas ausgerüstet.
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Bei einigen Typen sind die Schalter für Wechselstrom und Gleichstrom
in einem Element als Umschalter zusammengefaßt, wodurch eine Abschaltung der jeweils
anderen Betriebsart erreicht wird.
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Das Absperrventil für Flüssiggas ist bei einigen Modellen stufenlos
-zwischen klein und groß, bei anderen in drei Stufen unterteilt um die Kühlleistung
zu regulieren. Es enthält ferner noch ein Sicherheitsorgan, welches die Gaszufuhr
nach Erlöschen der Flamme unterbricht.
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Bei-Betrieb mit Wechselstrom besteht, durch die Verwendung eines Thermostaten,
die Möglichkeit der stufenlosen Regelung der Kühlleistung.
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Der Betrieb mit Gleichstrom erfolgt gewöhnlich ohne jegliche Regelung.
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Die Geräte des beschriebenen Standes der Technik weisen in ihrer Funktion
und Bedienung bei der Benutzung im Wohnwagen, mehr noch bei der Benutzung in Reisemobilen
od. ähnl. erhebliche Unzulänglichkeiten auf.
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Diese zeigen sich in unterschiedlicher Kühlgutteperatur bei den verschiedenen
Energiearten, da nur bei Wechselstrom innengesteuerte Temperaturregelung erfolgt,
bei Gleichstrom und Flüssiggasbetrieb aber, infolge fehlender Regelung die Kühlleistung
von der Außentemperatur abhängt und somit erheblich schwanken kann.
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Weitere Nachteile ergeben sich aus der umständlichen Bedienung, die
sich aus den einzelnen, den Energiearten zugeordneten Bedienungselementen, welche
manuell bedient werden müssen, ergibt. Ferner bewirkt der ungeregelte Gleichstrombetrieb
eine völlige Entladung der Batterie,an der das Gerät angeschlossen ist.
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Dieses erklärt sich aus der beschriebenen Konstruktion dieser Geräte.
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Bei der Benutzung eines Kühlschrankes des Standes der Technik in-
z.B.
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einem Reisemobil ergeben sich täglich, teilweise auch mehrmals täglich
verschiedene Bedienungshandgriffe, die große Aufmerksamkeit des Betreibers erfordern
und somit erhebliche Nachteile mit sich bringen.
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5 Durch die Auslegung der Geräte für den Betrieb mit verschiedenen
Energiearten wäre es sinnvoll, die jeweils in größter Menge zur Verfügung stehende
Energieart zu wählen- Daraus folgt die Verwendung von Wechselstrom bei stationärem
Betrieb, z.B. auf einem Campingplatz, die Verwendung des Bordnetzes (12 V Gleichstrom)
bei Fahrbetrieb, sowie die Verwendung von Flüssiggas bei stationärem Betrieb, wenn
kein Wechselstrom vorhanden ist, Beim Betrieb mit Wechselstrom ergeben sich keine
Nachteile, wohl aber bei Fahrbetrieb mit Fahrtunterbrechungen z.B. Besichtigungen
und häufig wechselndem Standort, wie es bei Reisen mit Reisemobilen üblich ist,
sowie bei Betrieb mit Flüssiggas.
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Durch den Anschluß des Gerätes an das Bordnetz wird die Batterie des
Fahrzeuges bei nicht laufendem Motor innerhalb kurzer Zeit (ca. 3 - 4 h) nahezu
völlig entladen. Dies geschieht in besonderer Weise dadurch, daß bei Gleichstrombetrieb
keine thermostatische Regelung erfolgt. Wenn auch der Kühlschrank an einer Zweitbatterie
angeschlossen ist und somit die Entladung selbiger keine Startschwierigkeiten des
Fahrzeuges bewirkt, so bleiben doch die Nachteile einer entladenen Batterie, denn
diese kann die weiteren Verbraucher (Wasserversorgung, Beleuchtung usw.) nicht mehr
versorgen. Dazu kommt noch die erhebliche Belastung der Lichtmaschine beim Aufladen
der völlig entladenen Batterie.
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Abhilfe würde hier nur ein rechtzeitiges Umschalten auf Flüssiggas
bringen. Da die Dauer des Betriebes mit Gleichstrom bei ruhendem Motor vielfach
aber nicht vorhersehbar ist, z.B. Besorgungen, Besichtigungen etc. ist eine sofortige
Umschaltung auf Gasbetrieb bei ruhendem Motor zweckmäßig, aber umständlich, da dieses
teilweise mehrmals täglich erfolgen müßte. Vielfach wird demnach auf den Betrieb
mit Gleichstrom verzichtet und auch während der Fahrt der Gasbetrieb gewählt. Dieses
erscheint aber angesichts der Tatsache, daß der Gleichstrombetrieb kostengünstiger
ist und auch der Gasvorrat unnötig verringert wird, ausgesprochen ungünstig und
verbesserungsbedürftig.
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Die beschriebene technische Ausgestaltung der Geräte des Standes der
Technik erweisen sich somit in der Praxis als äußerst unzulänglich, da neben der
erforderlichen Aufmerksamkeit des Betreibers auch die Bedienung von bis zu sechs
Bedienungselementen erforderlich ist.
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Ferner besteht keine Schutzvorrichtung gegen Doppelbetrieb, d.h.
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Betrieb mit zwei.bzw. sogar drei Energiearten gleichzeitig. Zwar ist
bei einigen Geräten, wie schon erwähnt, durch einen Wahlschalter zwischen Wechselstrom
und Gleichstrom ein Betrieb dieser Energiearten gleichzeitig ausgeschaltet, aber
das gleichzeitige Betreiben mit elektrischer Energie und Flüssiggas wird bei keinem
der Geräte selbstätig unterbunden und es bedarf somit ständig der Aufmerksamkeit
des Betreibers den Doppelbetrieb zu verhindern, um die Zerstörungsgefahr auszuschalten.
In den.
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Bedienungsanleitungen wird daher auch ausdrücklich auf diese Tatsache
hingewiesen. Ferner würde beim Ausfall elektrischer Energie z.B. Netzausfall, Sicherungsbruch
oder entladene Batterie der Kühlschrank nicht arbeiten und das Kühlgut verderben,
obwohl alternative Energien vorhanden wären.
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Da eine innengesteuerte thermostatische Regelung nur bei Wechselstrom
gegeben ist, der Gasbetrieb nur undefiniert in verschiedenen Stufen und der Gleichstrombetrieb
meißt überhaupt nicht geregelt wird, ergibt sich bei Gas und Gleichstrombetrieb
teilweise unnötige Kühlung und unnötiger Energieverbrauch.
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Um diese Nachteile zu beseitigen und die Bedienung entscheidend zu
erleichtern hat sich die Neuerung die Aufgabe gestellt, einen Kühlschrank od. dgl.
für Reisemobile, Wohnwagen od. ähnl. zu schaffen, welcher unterbrechungsfrei und
innengesteuert thermostatisch geregelt mit der Energieart betrieben wird, welche
in ausreichender Menge vorhanden ist, ohne die Aufmerksamkeit des Betreibers und
Umschaltung durch ihn zu erfordern.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, einen Kühlschrank
od. dgl. für Reisemobile, Wohnwagen od. ähnl. zum Betrieb mit Wechselstrom, Gleichstrom
oder Flüssiggas zu schaffen, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät so gestaltet
ist, daß die Auswahl unter den zur Verfügung stehenden Energiearten und die Umschaltung
auf die jeweils günstigste Betriebsart selbstätig und unterbrechungsfrei erfolgt,
die Möglichkeit, das Gerät zu gleicher Zeit mit verschiedenen Energiearten zu betreiben
nicht mehr gegeben ist und eine innengesteuerte thermostatische Regelung bei allen
zur Verfügung stehenden Energiearten erfolgt.
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Die Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, anhand des Blockschemas,
sowie der Beschreibung der Arbeitsweise.
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1 Dabei zeigtPFigur
Ein Blockschema der Funktionselemente und den Anschluß an die Schaltelemente und
Energiearten.
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Der Kühlschrank od. dgl. der erfindungsgemäBen Art ist mit den Energiearten
Wechselstrom 220 V (1), Gleichstrom 12 V (2), wobei diese in Generatorbetrieb (2B)
und Zweitbatteriebetrieb (2C) unterteilt ist und Flüssiggas (3) verbunden.
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Ein Relais (4) bewirkt die Trennung der Zweitbatterie (2C) von der
Startbatterie (2A) und Generator (2B) bei abgeschaltetem Motor.
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Mit dem Ein/Aus-Schalter (S) wird die Betriebsmöglichkeit mit den
Energiearten (1), (2) und (3) erfaßt Sofern Wechselspannung vorhanden ist, wird
nach dem Einschalten des Gerätes mittels Ein/Aus-Schalter (5) am Wechselstromverbraucher
(7) und am Vorrangrelais (6) Spannung angelegt. Dadurch wird das Gerät für Wechselstrom
(1) betriebsbereit und gleichzeitig wird die Betriebsmöglichkeit mit Gleichstrom
(2) und Flüssiggas (3) ausgeschaltet; auch versehentliches Betreiben ist nicht möglich.
Das Gerät wird somit ausschließlich mit Wechselstrom (1) betrieben, solange Wechselspannung
vorhanden ist. Ein Betrieb mit Gleichstrom (2) oder Flüssiggas (3) ist erst dann
möglich, wenn keine Wechselspannung vorhanden ist.
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Ist dies der Fall, wird durch das Vorrangrelais (6) die Gleichspannungsquelle
(2) über den Schalter (5) mit dem Überwachungs-Schaltorgan (8) verbunden und bewirkt
ein Einschalten der Betriebsart Gleichstrom (2), wenn am Kontakt (+) des Überwachungs-Schaltorgans
(8) eine Spannung anliegt, die einen vorbestimmten Wert übersteigt. Dieser Wert
liegt an der oberen Grenze einer geladenen KFZ-Batterie und somit wird der Gleichstrombetrieb
nur bei ausreichend geladener Zweitbatterie (2C) oder bei Generatorbetrieb (2B)
mit ausreichender Drehzahl erreicht.
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Wenn am Kontakt (+) des Überwachungs-Schaltorgans (8) eben diese Spannung
anliegt, bewirkt dieses einen Schaltvorgang in dem Überwachungs-Schaltorgan (8),
wodurch am Gleichstromverbraucher (9) Spannung anliegt und den Betrieb mit Gleichstrom
ermöglicht.
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Gleichzeitig liegt an der Erregerwicklung des Umschaltrelais (10)
die gleiche Spannung an und bewirkt ein Unterbinden des Gasbetriebes durch Ausschalten
der für Gasbetrieb erforderlichen Einrichtungen (11), (12), (13), (14), (15), (16),
(17), da bei erregter Wicklung des Umschaltrelais (10) seine Kontakte (30) und (87)
verbunden sind und somit sein Kontakt (87a) von dem mit der Gleichspannungsquelle
(2) verbundenen Kontakt (30) gelöst und spannungsfrei wird. Da sämtliche Steuereinrichtungen
für Flüssiggasbetrieb von Kontakt (87a) des Umschaltrelais (10) aus mit Spannung
versehen werden, wird ein vollständiges Abschalten des Gasbetriebes erreicht, wenn
dieser Kontakt (87a) spannungsfrei wird.
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Sinkt nun das Potential der Gleichspannungsquelle (2), vornehmlich
das der Zweitbatterie £20), unter einen gewissen Wert, zweckmäBigerweise 10,8 V
ab, so bewirkt dieses, daß der Ausgang,Kontakt (87) des Überwachungs-Schaltorgans
(8), spannungsfrei wird und die an diesem Kontakt angeschlossenen Einrichtungen,
Gleichstromverbraucher £) und Erregerwicklung des Umschaltrelais (10) abgeschaltet
werden, wodurch im Umschaltrelais (10) die Kontakte (30) und t87a) verbunden werden.
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Da der Kontakt (30) des Umschaltrelais (10) über das Vorrangrelais£6)
und den Ein/Aus-Schalter (5) mit der Gleichspannungsquelle, Zweitbatterie t2C) verbunden
ist, wird am Eingang, Kontakt (+) der Zeitschalteinrichtung (16), sowie am Druckschalter
(13) und am Thermoschalter (17) eben diese Spannung, die den Umschaltvorgang im
Umschaltrelais (io) bewirkt hat, angelegt.
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Die Zeitschalteinrichtung (16) bewirkt für längsten drei Minuten eine
Ein.schaltung des Magnetventils (11) für Flüssiggas (3) und Überbrückung des Thermoschalters
(17). Durch Einschalten des Magnetventils (11) wird der Druckschalter (13) aktiviert,
was die elektrische Verbindung von Kontakt (87a) des Umschaltrelais (10) mit dem
Kontakt (+) des Zündautomaten (12) bei entsprechendem Gasdruck bewirkt.
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Gleichzeitig strömt nun am Brenner (14) Gas aus, welches vom Zündautomaten
(12) durch den von der Zündkerze (15) zum Brenner (14) überspringenden Funken gezündet
wird. Bei brennender Flamme schaltet der Zündautomat (12) den Zündfunken der Zündkerze
(15) selbtätig ab und innerhalb einer Minute nach Bildung der Flamme überbrückt
der Thermoschalter (17) die Zeitschalteinrichtung (16), wodurch die Gaszufuhr dauerhaft
eingeschaltet wird.
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Jeweils ein Kontakt des Wechselstromverbrauchers (7), des Gleichstromverbrauchers
(9) und des Magnetventils (11) sind über einen Thermostaten (18) mit dem Nulleiter
der Wechselspannungsquelle (1) bzw, dem Minuspol der Gleichspannungsquelle (2) verbunden.
Der Thermostat kann entweder über zwei Schaltebenen, die ein gleichzeitiges Schalten
von Wechselstrom und Gleichstrom zulassen, oder aber, bei nur einer Schaltebene,
mittels mindestens einem weiteren Relais, den Schaltvorgang zu dem jeweils zweiten
Pol der Spannungsquellen bewirken.
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Diese Maßnahme ermöglicht es, daß die thermostatische Regelung bei
allen vorhandenen Energiearten gegeben ist und somit für gleichbleibende Temperatur
im Kühlschrank, unabhängig von der Betriebsart, sorgt.
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Desweiteren wird -unnötige Kühlung und unnötiger Energieverbrauch
verhindert, wenn die Umgebungstemperatur so niedrig ist, daß eine Kühlung nicht
erforderlich ist. Dies ist im Herbst und Winter der Fall, wenn das Fahrzeug nur
kurzzeitig oder terminlich mittels Zeitschaltuhr vorausbestimmt geheizt wird.
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Als Sicherheitseinrichtung für Gasbetrieb ist vorgesehen, die Gaszufuhr
bei erlöschender Flamme abzuschalten. Anders als bei den mechanischen Sperrventilen,
die ein endgültiges Abschalten der Gaszufuhr, auch bei zufälligen Verlöschen der
Flamme bewirken, ist erfindungsgemäß vorgesehen, das Gerät mit einem sog. Nachzündungsautomaten
auszurüsten, der bei versehendlichem Verlöschen der Flamme, z.B. Ausblasen durch
Luftzug diese innerhalb der Ansprechzeit des Thermoschalters (17) wieder zündet;
dies ist dadurch gegeben1 daß der Zündautomat (12) sofort nach Erlöschen der Flamme
nachzündet, bevor der Thermoschalter (17) die Zuleitung vom Umschaltrelais (10)
zum Magnetventil (11) unterbricht, da die Ansprechzeit des Thermoschalters (17)
ca. 30 - 60 Sekunden beträgt.
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Durch die Zeitschalteinrichtung (16) und durch den Thermoschalter
(17) wird erreicht, daß eine endgültige Abschaltung der Gaszufuhr dann erfolgt,
wenn innerhalb drei Minuten keine Gasflamme gebildet wird, unabhängig davon, ob
dieses durch Ausfall des Zündautomaten oder durch Unterbrechung der Gaszufuhr verursacht
wurde.
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Der Druckschalter (13J bewirkt, daß ein Arbeiten des Zündautomaten
(12) nur bei entsprechendem Gasdruck gegeben ist.
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Durch diese SicherheitsmaBnahmen ist erreicht, daß ein unkontrolliertes
Ausströmen des Flüssiggases (3) verhindert ist und ferner ein endloses Zünden des
Zündautomaten (12) bei z.B. Ausfall der Gaszufuhr vermieden wird.
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Diese erfindungsgemäße Konstruktion eines Kühlschrankes od. dgl. für
Reisemobile, Wohnwagen od. ähnl. bewirkt die unterbrechungslose Funktion des Kühlschrankes
bei gleichbleibender Temperatur des Kühlgutes mit der jeweils in ausreichender Menge
zur Verfügung stehenden Energie ohne die Aufmerksamkeit des Betreibers und Umschaltungen
durch ihn zu erfordern.
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Ferner ist durch die Möglichkeit den Ein/Aus-Schalter (5) und den
Thermostaten (18) zu einer Schalteinheit zusammenzufassen die Möglichkeit der Einknopfbedienung
gegeben, was sicherlich eine erhebliche Erleichterung und Vereinfachung beim Betrieb
von Reisemobil- oder Wohnwagenkühlschränken darstellt.
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Durch den selbsttätigen Wechsel zwischen den Energiearten ist ein
Ausfall des Kühlschrankes durch Sicherungsbruch oder Netzausfall etc.
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nicht mehr möglich, weil bei solchen Störungen direkt auf alternative
Energieart umgeschaltet wird. So wird bei Ausfall von Wechselstrom (1) durch das
Vorrangrelais (6) auf Gleichstrom (2) und gegebenenfalls auch auf Gasbetrieb (3)
umgeschaltet. Eine Unterbrechung der Kühlung durch entladene Zweitbatterie (2CJ
wird durch das Überwachungs-Schalt organ (8) verhindert, da dieses bei einem Potential
der Gleichspannungsquelle (2), welches für den Betrieb des Kühlschrankes zu gering
ist, aber noch für den Betrieb weiterer angeschlossener Verbraucher z,B-. Wasserversorgung,
Licht usw. ausreicht, auf Gasbetrieb (3),welcher nur geringste Mengen elektrischer
Energie bedarf, umschaltet.
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Das bisherige, teilweise mehrfach tägliche Umschalten der Energieart,
verursacht durch häufige Fahrtunterbrechungen entfällt, da die Umschaltungen nunmehr
selbsttätig erfolgen.
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Die Festlegung der Schaltpunkte des Überwachungs-Schaltorgans (8)
sind mit der Einschaltung bei > 13 V und der Ausschaltung bei ( 10,8 V so gewählt,
daß ein Einschalten nur dann erfolgt, wenn ausreichend Energie, d.h. vollständig
geladene Batterie oder Generatorbetrieb mit ausreichender Drehzahl, vorhanden ist,
und daß beim Ausschalten noch genügend Energie für die restlichen Verbraucher z.B.
Wasserpumpe, Licht, Radio usw. vorhanden ist. Die Abschaltung unter Last bewirkt
ferner, daß das Gleichspannungspotential beim Betrieb von Verbrauchern geringer
Last häufig noch 11,5 - 12 V betragen kann.
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Durch die thermostatische Regelung auch bei Gleichstrom (2) wird,
je nach Größe der Zweitbatterie (2C), eine Überbrückungszeit von 3 - 5 h zwischen
Generatorbetrieb G2B) und Gasbetrieb (3) erreicht.
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Die Neuerung bezieht sich nicht nur auf das ausgeführte Beispiel.
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Üblcherweise ist eine Kombination der drei Betriebsvarianten bei Absorber-Geräten
gegeben und auf diese bezieht sich die Beschreibung.
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Durch eine Kombination von Kompressoraggregat für den Betrieb mit
elektrischer Energie und Absorberaggregat zum Betrieb mit Flüssiggas in einer Einheit
ist eine Fertigung eines Kühlschrankes der erfindungsgemäßen Art ebenso möglich.
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Ferner würde die Möglichkeit bestehen, die erforderlichen Schaltungen
durch einen Microprozessor mit entsprechenden Sensoren vornehmen zu lassen. Wesentlich
ist also, daß die erforderlichen Schaltungen, das Gerät unterbrechungsfrei mit den
vorhandenen Energiearten und dazugehörigen Betriebsvariationen zu betreiben, selsttätig
erfolgen.
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