DE3414274C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kühlschrank­ thermostat nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Bei einem derartigen aus der DE-PS 21 01 195 bekannten Kühl­ schrankthermostat weist die Schnappfeder des Umschnappsystems eine omegaförmig gebogene Form auf und ist auf einer Seite über ein bewegliches Lager mit einem Hebel gekoppelt und drückt auf der anderen Seite gegen ein festes Lager. Derartige Umschnappsysteme werden aufgrund der besonderen Form der Schnappfeder als sog. Omega-Schnappsystem bezeichnet. Auf den Hebel wirkt eine von der Thermometerflüssigkeit verursachte temperaturproportionale Kraft, die bspw. durch einen mit dieser Thermometerflüssigkeit gefüllten Balg übertragen wird. Entgegengesetzt zu dieser Kraft wirkt auf den Hebel außerdem die Kraft einer stellbaren Feder. Durch die stellbare Feder kann das Umschnappsystem auf eine bestimmte Ein- bzw. Ausschalttemperatur eingestellt werden. Die omegaförmige Schnappfeder ist dabei derart gespannt, daß sie eine Kraftkomponente in Richtung der Kraft der stell­ baren Feder erzeugt. Der Hebel ist in der Nähe desjenigen Endes, das über das bewegliche Lager mit der omegaförmigen Schnappfeder gekoppelt ist, mit einem Mitnehmer verbunden, der eine mit einem Kontakt versehene erste Kontaktfeder betätigt. Je nach Stellung des Omega-Schaltsystems steht der Kontakt der ersten Kontakt­ feder mit einem zweiten Kontakt in Verbindung oder ist von diesem gelöst.

Nachteilig an einem derartigen Kühlschrankthermostat ist, daß eine Änderung der Spannkraft der stellbaren Feder, eine Veränderung der Einschalt- wie auch der Ausschalttemperatur des Thermostaten bewirkt. Der Temperaturunterschied zwischen den Schaltpunkten, die sog. Schaltdifferenz, bleibt konstant. Ihre Größe ist konstruktions- bzw. materialbedingt. Ein derartiger Thermostat ist für eine Einschaltung bei konstanter Temperatur und eine Ausschaltung bei veränderlicher Temperatur nicht ge­ eignet. Thermostate mit konstanter Einschalttemperatur und variabler Ausschalttemperatur sind in Kühlschränken aber erwünscht, da dadurch sichergestellt wird, daß der Kühlschrank bei Erreichen einer bestimmten Höchsttemperatur immer eingeschaltet und je nach Wunsch des Benutzers ausschaltet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Kühlschrank­ thermostat mit konstanter Einschalttemperatur und einstellbarer Ausschalttemperatur zu schaffen, der konstruktiv einfach auf­ gebaut ist und wenig Bauteile und Ausgleichselemente aufweist.

Bei einem Kühlschrankthermostat der eingangs genannten Art wird erfindungsgemäß diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Durch den erfindungsgemäßen Kühlschrankthermostat wird er­ möglicht, daß die Einschalttemperatur des Kühlschrankes im Betrieb konstant ist, wohingegen die Ausschalttemperatur je nach Wunsch einstellbar ist. Dies wird dadurch erreicht, daß zum einen das Hebelsystem beidseitig der Omega-Schnapp­ feder mit stellbaren Federn verbunden ist und daß zum anderen der Abstand zwischen den Kontakten unabhängig vom Omega- Schnappsystem einstellbar ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Be­ schreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher be­ schrieben ist. Es zeigt

Fig. 1 den erfindungsgemäßen Thermostat;

Fig. 2 ein Diagramm der Abhängigkeit zwischen der Einschalt- bzw. Ausschalttemperatur und dem Druck im Druckbalg;

Fig. 3 ein Diagramm der Abhängigkeit der einzelnen Parameter des Thermostates von der Position der einzelnen Verstelleinrichtungen.

Wie in Fig. 1 dargestellt, führt die Kapillare 1 eine Thermo­ meterflüssigkeit aus einem nicht dargestellten Meßfühler dem Balg 2 zu, wobei diese Flüssigkeit eine Kraft F _m darin erzeugt. Diese Kraft wird über das Zwischenglied 3 im Punkt 4 zu einem elastischen Bauteil übertragen, das eine Gegenkraft F _v ausübt. Im dargestellten Beispiel ist dieses elastische Bauteil eine Blattfeder 5, die an einem Scharnier 6 unterstützt ist, während ihr anderes Ende im Punkt 7 auf eine Stütze 8 drückt, deren Position durch die Stellschraube 9 regulierbar ist.

Im Punkt 10 des Zwischengliedes 3 ist das Ende eines Armes eines zweiarmigen Scharnierhebels 11 eingespannt, der an einem Scharnier 12 gelenkig befestigt ist und der am Ende seines zweiten Armes einen elektrisch nicht leitfähigen Zapfen 21 trägt, auf welchen im Punkt 13 dauernd eine einseitige eingespannte und vorge­ spannte Feder 14 des Omega-Schaltsystems drückt, das über eine Schnappfeder 15 kraftkoppelnd mit einer anderen ersten Feder 23 des Omega-Schaltsystems verbunden ist. Diese Feder 23 ist gleichzeitig der Träger eines ersten Kontaktes 16 eines Schalters 22, während der zweite Kontakt 17 gleichachsig mit dem ersten Kontakt 16 auf einer zweiten Feder 24 befestigt ist. Die Position des ersten Kontaktes 16 läßt sich durch die Stell­ schraube 18 regulieren, während die Position des zweiten Kontaktes 17 mit Hilfe der Steuerscheibe 19 einstellbar ist, die mit der zweiten Feder 24 bzw. dem zweiten Kontakt 17 über ein Zwischen­ glied 20 verbunden ist, wobei die zweite Feder 24 so vorge­ spannt ist, daß die dauernd auf das Zwischenglied 20 drückt. Durch Drehen der Steuerscheibe 19 läßt sich so der Relativab­ stand zwischen den Kontakten 16 und 17 ändern.

Das Funktionieren des erfindungsgemäßen Thermostates ist von der Temperaturänderung im nicht dargestellten Meßfühler abhängig. Diese Änderung spiegelt sich im Ausdehnen bzw. Zusammenziehen der über die Kapillare 1 in den Balg 2 fließenden Flüssigkeit wieder. Der Thermostat in Fig. 1 ist beim Erreichen seines Aus­ schaltpunktes dargestellt, d. h. dann, wenn die im Balg 2 be­ findliche Flüssigkeit am meisten zusammengezogen ist bzw. wenn die Kraft F _m minimal ist. Durch Erwärmung des Meßfühlers dehnt sich die im Balg 2 befindliche Flüssigkeit aus, so daß die Kraft F _m zunimmt. Diese Kraft drückt über das Zwischenglied 3 auf die Feder 5, die mit einer Gegenkraft F _v entgegenwirkt; gleich­ zeitig wird die Ausdehnung des Balgs 2 über den Hebel 11 und Zapfen 21 auf die Feder 14 des Omega-Schaltsystems übertragen, die vorgespannt auf dem Zapfen 21 drückt. Durch Temperatur­ erhöhung der Flüssigkeit entsteht ein Verschwenken des Hebels 11 um das Scharnier 12, so daß der Zapfen 21 im Punkt 13 immer mehr auf die Feder 14 drückt und diese dann immer mehr hinunter drückt (Fig. ). Wenn sich die Berührungspunkte der Federn 14 und 15 und der Federn 15 und 23 auf das Mindest­ maß annähern, entsteht ein momentaner Aufwärtssprung der Feder 23 (Fig. 1), wobei sich die Kontakte 16 und 17 schließen. Selbstverständlich sollte die Feder 14 stärker gekrümmt werden, wenn durch Drehen der Stellschraube 18 die Lage des Kontaktes 16 gemäß Fig. 1 niedriger wäre, um die Sprung­ bedingung zu erfüllen.

Die geschlossenen Kontakte 16 und 17 betätigen die Kühl­ vorrichtung des Kühlschranks, was allmählich eine Abkühlung der Flüssigkeit im Balg 2 veranlaßt. Die Kraft F _m nimmt ab, der Zapfen 21 drückt nicht mehr mit der gleichen Kraft wie früher auf die Feder 14, was der Feder 14 eine Auf­ wärtsbewegung gemäß Fig. 1 ermöglicht, also wieder in die in Fig. 1 dargestellte Position. In dem durch die oben beschriebenen Bedingungen bestimmten Augenblick findet wieder ein Sprung der Feder 23 statt, wodurch sich die Kontakte 16 und 17 öffnen. Falls sich der Kontakt 17 gemäß Fig. 1 in höherer Lage befindet, ist klar, daß die Feder 14 eine viel höhere Position erreichen muß, um einen Feder­ sprung zu ermöglichen und dadurch das Öffnen der Kontakte 16 und 17 zu erzielen; das wird dann passieren, wenn die Kraft F _m sehr gering wird und somit die Kraft F _v den Balg 2 stark zusammenzieht.

An Thermostate für Kühlschränke mit Abtauautomatik, die ein Abtauen von dem auf dem Verdampfer eingesammelten Eis ermöglicht, werden bestimmte Anforderungen hinsichtlich der Schalttemperaturen gestellt. Eine davon ist die Forderung, daß die Einschalttemperatur T _v , die im allgemeinen unter 0°C liegt, konstant bleibt, wenn der Kühlschrank im Betrieb ist, wobei ihr Absolutwert schon durch den Hersteller einge­ stellt wird. Gleichermaßen soll die Möglichkeit gegeben sein, den Unterschied zwischen der Einschalttemperatur T _v und der Ausschalttemperatur T _i einzuregulieren; letztere liegt im allgemeinen unter 0°C.

Der erfindungsgemäße Thermostat wird so justiert, daß man zunächst die Steuerscheibe 19 in eine Position dreht, die einer bestimmten Ausschalttemperatur entspricht. Sollte die Steuerscheibe 19 so gedreht werden, daß der Kontakt 17 in der geöffneten Lage des Schalters 22 dem Kontakt 16 am nächsten ist, wäre die Ausschalttemperatur T _i relativ am höchsten und würde somit der Ausschalttemperatur T _{i 1} in Fig. 3 entsprechen. Durch Abstimmen der Spannung der Feder 5 mittels der Stellschraube 9 läßt sich danach diese Ausschalttemperatur T _{i 1} justieren. Wie im Diagramm der Fig. 3 dargestellt, wird durch das Abstimmen der Stellschraube tatsächlich die ganze Charakteristik des erfindungsgemäßen Thermostates in der Vertikale verschoben. Durch Abstimmen der Stellschraube 18 läßt sich die Einschalttemperatur T _v auf jenen Wert einstellen, der zum richtigen Funktio­ nieren der Abtauautomatik des Kühlschranks benötigt ist, in dem der erfindungsgemäße Thermostat verwendet wird. Durch Drehen der Steuerscheibe 19 in der Weise, daß bei ausgeschaltetem Schalter 22 der Abstand zwischen den Kon­ takten 16 und 17 zunimmt, welche Position des Schenkels 24 mit dem Kontakt 17 in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist, wird die Ausschalttemperatur des erfindungsgemäßen Thermostates herabgesetzt, wobei diese in der extremen Drehlage der Steuerscheibe 19 einen dieser Lage entsprechenden Wert aufweist, der im Diagramm in Fig. 3 durch T _{i 2} gekenn­ zeichnet ist.

Es versteht sich, daß die von der Feder 5 im Punkt 4 aus­ geübte Druckkraft durch eine in der Richtung des Gliedes 3 wirkende Kraft ersetzt werden könnte.

Nachstehend seien noch die in der Zeichnung verwendeten Größen erläutert:

Mit "a" ist der Kontaktabstand angegeben, der sich bei der in Fig. 1 dargestellten Lage der Steuerscheibe 19 ein­ stellt. Wird diese im Uhrzeigersinn weitergedreht, ver­ größert sich der Kontaktabstand um "Δ a".

Die Größe "A" bezieht sich auf den Hub des Balges 2, der nötig ist, damit sich die Kontakte 16, 17 trennen, wobei ein umso größerer Hub notwendig ist, je näher sich die Feder 24 bei geschlossenen Kontakten 16, 17 an der Steuer­ scheibe 19 befindet. Wen sich also die Feder 24 in Fig. 1 in gestrichelter Stellung befindet, dann muß sich, um ein Umschnappen des Omega-Systems zu bewirken, der Balg 2 um den Hub "A + Δ A" zusammenziehen. Das erfolgt bei sinkender Temperatur und bewirkt die Trennung der Kontakte 16, 17, wodurch der Kühlschrankaggregat abgeschaltet wird; die Kontakte 16, 17 trennen sich dabei um den Abstand "a + Δ a".

Mit "K" ist eine konstruktionsgebundene Konstante angegeben, die das Verhältnis zwischen "a" und "A" angibt.

In Fig. 2 ist die Abhängigkeit des im Balg 2 auftretenden Drucks "p" von der Temperatur der Kapillare 1 dargestellt (p = p(T). Auf der Abszisse sind die Einschalttemperatur "T _v ", die Aus­ schalttemperatur "T _{i 1}", wenn der Kontaktabstand "a" beträgt, und die Auschalttemperatur "T _{i 2}", wenn der Kontaktabstand "a + Δ a" beträgt, angegeben.

Fig. 3 zeigt die Temperaturcharakteristik des erfindungs­ gemäßen Thermostats, und zwar in Abhängigkeit von der Ein­ stellung des Drehwinkels α der Steuerscheibe 19. Dabei ist die Einschalttemperatur "T _v " von der Lage der Steuerscheibe unabhängig und hängt nur von der Einstellung mit der Justier­ schraube 18 ab. Die (absolut höhere) Ausschalttemperatur "T _{i 1}" stellt sich dann ein, wenn bei getrennten Kontakten 16, 17 deren Abstand "a" kleiner ist, und die (absolut niedriegere) Ausschalttemperatur T _{i 2}" stellt sich dann ein, wenn bei getrennten Kontakten 16, 17 deren Abstand "a" größer ist.

Diese Änderungen von "a" werden mit der Drehung der Scheibe 19 um einen Winkel α erzielt. Wenn so die Ausschalttemperatur T _{i 1} bei einem bestimmten Winkel α der Scheibenverdrehung auftritt, der einer bestimmten Kontaktentfernung "a" ent­ spricht, dann tritt die andere, um Δ T verschiedene Aus­ schalttemperatur T _{i 2} bei einem anderen Winkel auf, bei welchem sich die Kontaktentfernung umd "Δ a" geändert hat.

So besteht zwischen der Temperatur- und der Kontaktabstands- Änderung auch eine Abhängigkeit Δ T = K′ Δ a, wobei K′ verschieden von der oben erwähnten Konstante K ist.

Claims (1)

1. Kühlschrankthermostat mit einem einstellbaren Umschnappsystem, bei dem eine Schnappfeder an einer Seite mit einem Hebel in Wirkverbindung steht, auf den eine von einer Thermometerflüssigkeit verursachte temperaturpro­ portionale Kraft und die Kraft einer stellbaren Feder wirken, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Seite der Schnappfeder (15) kraftkoppelnd mit einer anderen stellbaren ersten Feder (23) verbunden ist, die den ersten Kontakt (16) eines Schalters (22) trägt, dessen zweiter Kontakt (17) auf einer zweiten Feder (24) angeordnet ist, die vorgespannt auf eine drehbare Steuerscheibe (19) drückt, wobei durch Drehen der Steuerscheibe (19) der Abstand (a) zwischen den beiden Kontakten (16, 17) einstellbar ist.