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Selbsttätig wirkende Absorptionskühlanlage Die Erfindung betrifft
eine automatisch arbeitende Absorptionskühlanlage, insbesondere für Haushaltungszwecke,
die nach dem inte.rmittierenden System wirkt, das Ein- und Ausschalten des Kochprozesses
in Abhängigkeit von bestimmten Flüssigkeitsspiegeln des Kondensates und in Abhängigkeit
von einer Raumtemperatur oder einem Nachtstromsichalter selbsttätig steuert, sich
selbst reguliert, gegen Ausbleiben oder zu weitgehende Verringerung des Kühlwassers
sichert, sich selbst peri; odisch entwässert und weiterhin Einrichtungen besitzt,
die ein bequemes, selbst durch Laien ausführbares Herrichten der Anlage für jede
Spannung, Stromart und Periodenzahl gestattet.
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Die geschilderte Arbeitsweise der Anlage wird im wesentlichen durch
eine Kombination nachstehender Verfahren bzw. Einrichtungen mit den übrigen in der
Beschreibung enthaltenen besonderen konstruktiven und Schaltungsanordnungen erzielt,
durch welche zugleich die einfache Anpassung der Anlage an jede Spannung, Stromart
und Periodenzahl des elektrischen Stromes ermöglicht wird.
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Die Erfindung benutzt demgemäß als Bestandteil der Kombination ein
Verfahren und eine Einrichtung zum Betriebe selbsttätiger Absorptionskühlanlagen,
bei welchen das Ausschalten des Kochvorganges ausschließlich in Abhängigkeit von
einem Maximalniveau des Kondensats des Kältemittels und das Wiedereinschalten des
Kochvorganges gleichfalls in Abhängigkeit von einem in weiten Grenzen beliebigen
Kondensatniveau durch eine mittels Schwimmer betätigte und gegen Körper isolierte
elektrische Kontakteinrichtung eingeleitet bzw. bewirkt wird. Ein wetiteres Merkmal
der neuen Kombination ist ebne automatische Entwässerungseinrichtung für den Verdampfer
der Absorptionskältemaschine, welche eine stets gleichbleibende Reinheit dies Kondensates
sicherstellt. Dadurch wird eine genau arbeitende und regulierende :Maschine erzielt.
Dadurch, daß das kondensierte Kältemittel bei jedem Kochvorgang eine stets gleichbleibende
Reinheit besitzt, bleibt einerseits das spezifische Gewicht immer gleich, so daß
die Schwimmer stets gleich tief eintauchen und stets bei Erreichung des gleichen
Kondensatniveaus aus- bzw. einschalten, anderseits ist die Menge des ausgekochten
Kondensats und damit die Kälteleistung praktisch stets gleich.
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Das Zusammenwirken der genannten Einrichtungen wird vervollständigt
durch eine Kühlwasserdosierungseinrichtung, dbw gleichzeitig als Kontroll- und Sicherheitsorgan
*kt
und im Gesamtschaltbild eine wesentliche Rolle spielt.
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Die Erfindung sei nachstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiele
näher b:eschr:.eben.
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Fig. i und 2 zeigen eine Steuerung bzw. Schaltanordnung zum selbsttÄti,#en
Ausschalten und Wiedereinschalten des Kochvorganges in Abhängigkeit von der Schrank-
bzw. Raumtemperatur (und) .oder einem Nachtstromschalter, bestehend a) aus einem
von einem, Leitungsnetz gespeisten Hauptstromkreis H mit einem die Arbeitsphase
steuernden. HauptunterbrecherA und einem von letzterem unabhängigen, durch einen
Nebenstromkreis III in Verbindung mit einem KühlWassermeß- und Regelorgan gesteuerten,
als: Sicherheitsorgan wirkenden Nebenunterbrecher B, b) aus einem Nebenstromkreis
I mit zwei Stromunterbrechungsstellen S', S2, deren erste synchron oder nahezu.
synchron mit der Hauptstromunterbrechung anspricht und deren zweite von einem durch
:das. Maximalniveau des Kondensats im Verdampfer oder Sammler oder das Minünalniveau
im Kocherabsorber betätigten Schwimmer in Verbindung mit zwei gegen Körper isolierten
oder niit einer isolierten und einer über Nulleiter geerdeten Elektrode geschlossen
wird, c) aus einem Nebenstromkreis II mit zwei oder mehr Stromunterbrech ungsstellen
SS, S@, S', SG usw., deren erste entgegengesetzt dem Hauptstromkreis gesteuert,
deren zweite in Abhängigkeit von einem in weiten Grenzen beliebigen, reduzierten
Kondensatniveau oder einem ebensolchen Absorberndveau mittels Schwimmereinrichtung
und zwei gegen Körper isolierten oder einer isolierten und einer über Nulleiter
geerdeten Elektrode geschlossenen, deren dritte durch einen die Schranktemperatur
messenden Wärmefühler T und deren vierte durch :einen Nachtstromschalter N, Ni zeitweilig
blockiert wird.
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Der Nachtstromschalter N kann auch an irgendeiner Stelle N2 des Hauptstromkreises
vor oder hinter der Heizquelle eingefügt sein.
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Die dritte und vierte Unterbrechungsstelle kann auch durch einen vierten
Nebonstromkreis IV mit einer oder zwei Unterbre-: chungsstellen ersetzt sein., der
durch einen die Schranktemperatur messenden Wärmefühler oder (und) einen Nachtstromschalter
betätigt wirrt, wobei der vierte Nebenstromkreis die Wirkung des dritten Nebenstromkreises
zeitweise mechanisch blockiert (Fig. 2).
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In Fig. i und 2 stellen. :dar: i den Kocherabsorber, 2 den Gegenstromkondensator,
3 einen Vorkondensator oder Wasserabscheider, q. den Verdampfer.
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Das aus dem Kacherabsorber i durch die Wirkung der Heizpatronen 5
ausgetriebene Kältemedium (z. B. Ammoniak) gelangt in bekannter Weise über den Wasserabscheider
3, Kondensator 2 und Kondensatrohr G in verflüssigter Form nach dem Verdampfer q..
In letzterem befinden sich, zweckmäßigerweise in einem. oder mehreren aufgesetzten
Domen untergebracht, zwei weiter unten noch näher zu beschreibende Schwimmereinrichtungen
7, 8, welche in Abhängigkeit vom Kondensatniveau und mit Hilfe von Kontakteinrwch!tunge:n
(Kontaktkerzen), deren beide Elektroden gegen Körper isoliert oder deren eine (kurze)
Elektrode gegen Körper isoliert und deren andere (lange, in die Kälteflüssigkeit
eintauchende)Elektrode gegen Körper isoliert, aber über Nulleiter geerdet ist, Relaisstromkreise
öffnen und schließen, die das Ausschalten bzw. Wiedereinschalten :des Kochvorganges
steuern.
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- Der Hauptstromkreis ist in den Fig. i und 2 mit H bezeichnet, der
erste Nebenstromkreis mit I, der zweite mit II, :der dritte mit III, der vierte
(Fig.2) mit IV.
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Die Hauptstromleitung H führt zunächst vom positiven Pol 9 des Netzes
zur HauptstromunterbredhungsstelleA, die zweckmÄßigerweise aus einem Flüssigkeitskipp-
oder Drehschalter besteht. Von hier aus geht die Hauptstromleitung H weiter zum
Nebenunterbrecher B des Hauptstromkreises, welcher einen Teil der Sicherheits- und
Kühlwasserdosi:erungseinridhtung bildet, um schließlich zu den Heizpatronen 5 und
von da an dem negativen Pol io des Netzes geführt zu wierden.
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Die Nebenstromleitungen I, II, III, IV zwieigen ebenfalls vorn. positiven
Pol 9 ab und münden in den, negativen Pol io.
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Die Stromunterbrechungsstellen S' und S3 für die Nebenstromkreise
I und( III bzw. II sind in den Figuren mit der Hauptstrornunterbrechungsstelle A
der Einfachheit halber zu einem sechspoligen Schalter vereinigt. Sie können selbstverständlich
auch getrennt ausgeführt werden, nur müssen ihre Schaltlagen in der gleichen Weise,
wie in den beiden Figuren gezeichnet, den Schaltlagen dies Hauptstromschalters zugeordnet
sein.
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Der Nebenstromkreis I fübrt vom positiven Pol 9 zur Stramunterbrechungsatelle
S1, welche mit der Hauptstromnunterbrechungsstelle A gleichzeitig oder mit einer
kleinen Verzögerung öffnet und schließt, hierauf Du einem Hubmagneten i i, welcher
bei Errejung A und S' unterbricht, S3 dagegen schließt. Vom Magneten i i führt Nebenstromkreis
I zu der Schwimm@erkontakteinrichtung 8 im Verdampfer q. 'mit der Nebenstrowunterbrechungsstell.e
S2, welche bei Erreichung .eines Maximalniveaus des Kondensates geschlossen wird.
und
von hier zum Minuspol i o. Die Stromunterbrechung bei A und Sf sowie die Kontaktgebung
bei S3 durch den erregten Hubmagneten i i geschieht auf folgende Weise: Auf einer
zur Bildebene senkrecht stehenden, frei drehbaren Achse 12 sind die Stromunterbrecher
A, S', S3, ein Eisenbügel 13 und ein Rasthebel 14 starr befestigt, so daß sie sich
zusammen und in gleichem Sinne drehen.. Wird nun der Hubmagnet i i durch den Nebenstromkreis
I erregt, so wird Eisenbügel 13 angezogen, bis er den Magnetkern von i i berührt,
und kommt .dadurch aus der ursprünglich horizontalen Lage (Betriebslage), in der
A und Sf geschlossen, S3 geöffnet waren, zusammen mit A, Sf, S3 und dem Rasthebel
14 in die in Fig. i gezeichnete Schräglage, in der A und Sf geöffnet, S3 geschlossen
sind, so daß der Heizstromkreis H, obwohl B noch horizontal steht
und Kontakt gibt, bei A unterbrochen wird und die Heizung durch aufhört.
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Rasthebel 14 drängt beim Niedergehen den unter der Einwirkung der
Feder 16 stehenden Schnapphebel 15 etwas zurück, bis Einschnappen erfolgt und die
Gruppe A, Sf, S3, 13, 14 in dieser Stellung festgehalten ist.
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Nebenstromkreis III war bei horizontaler Lage der Gruppe A, S', S3,
13, 14 (Betriebslage) bei Sf geschlossen, Magnet 17 daher erregt, der Kühlwasserdosierungsschiebar
18 auf große Wassermenge eingestellt, das Kühlwassermeß- und Verteilungsorgan i9
infolge Niveaubildung und rechtsseitigen übergewichts in horizontaler Lage, StromunterbTechungsstelle
B daher geschlossen.
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Nach=dem aber Nebenstromkreis III infolge Erregung des Magneten i
i bei Sf unterbrochen ist, wird Hubmagnet 17 stromlos und läßt das Kühlwasserregelo
rgan 18 los, das nunmehr unter der Wirkung einer Feder 2o die kleine Kühlwassermenge
für die Kühl=-periode einstellt. Dadurch: Häuft das Kühlwassermeßgefä.ß i9 leer,
kippt unter der Einwirkung des Gegengewichtes 2 i nach links und entleert die kleine
KühlWassernfenge nicht mehr in das Kühlwasseraustrittsrahr 22, sondern in ein Rohr
23, das als Kühlschlange durch den Kocher geführt ist. Dadurch wird zunächst das
Selbstentwässern dies Verdampfers und anschließend: daran die Kühl- oder Absorptionsperiode
eingeleitet.
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Stromkreis II wa=r während der Kochperiode hei S3 geöffnet. Während
dies Selbstentwässerns oder kurz danach! wird Sz wieder geöffnet. Nachdem Stromkreis
I bei Sf schon während des Ausschaltens oder einen Moment danach geöffnet wurde,
ist er also nun an zwei Stellen unterbrochen und Magnet i i stroml=os.
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Nebenstromkreis II ist während der ganzen Dauer der Kühlperiode bei
S3 geschlossen, aber bei S5 oder (und) S6, zunächst auch bei S4 unterbrochen. Bei
Erreichung des Kondensatniveaus 24 im Verdampfer, das in weiten Grenzen beliebig
sein kann, wird durch das Gewicht der Schwimtinereinriichtung 7 die Stromunterbrechungsstelle
S4 geschlossen.
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Ist der Thermometerkontakt S5 oder (und) der Nachtstronisohalterkontakt
N, N' zui diesem Zeitpunkt schon geschlossen, so wird sofort wieder eine Kochperiode
eingeleitet. Dies tritt namentlich beim erstmaligen Herunterkühlen eines Schrankes
oder Raumes von einer verhältnismäßig hohen, auf eine tief eingestellte Schrank-
oder Raumtemperatur ein, weil dann -di=e bis zum, Niveau, 24 verdampfte Kältemittelmenge
noch nicht hinreicht, um den Raum bis auf die eingestellte (Kontakt-)Tempieratur
herunterzubringen,, vielmehr mehrere kurze Kochperioden diazu nötig sind. -Das Niveau
24 soll aber im allgemeinen so bemessen werden, d!aß im. Beharrungszustand die bis
zur Erreichung des Niveaus 24 erzeugte Kälte ausreicht, um unter die ein @estellte
Kontakttemperatur des Thermometers T (Normaltemperatur des Schrankes) herunter zu
kommen.
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In diesem Falle geht die Verdampfung des Kältemittels nach Erreichung
des Niveaus 24 weiter, evtl. bis der Verdampfer ganz leer ist, und ein Wiedereinschalten
der Kochperiode erfolgt erst, wenn die schleichend gewordene Verdafnpfung in i=hrer
Wirkung die Schrankeinstrahlung nicht mehr aufheben kann oder wenn letztere .den
im Schrauik vorhandenen überschuß an Kälte wieder aufgezehrt hat, so, daß die Kontakttemperatur
von unten her erreicht wird. Dies ist manchmal erst der Fall, nachdem der Verdampferinhalt
längst verdampft ist.
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Wenn nun noch der Temperaturkontakt S5 des - Raumthermometers T oder
(und) der Nachtstromschalterkontakt N, Ni geschlossen werden, so ist damit der ganze
Stromkreis II geschlossen. Dies hat zur Folge, daß Hubmagnet 25 erregt wird und
sein Eisenkern einen Anker 26 anzieht, der mittels eines Zugorgans 27 (oder bei
anderer Anordnung mittels eines Druckorgans) den Schnapphebel 15 entgegen der Wirkung
der Feder 16 zum Ausschnappen bringt, worauf unter der Einwirkung der Feder 28 die
Gruppe A, S1, S3, 13, 14 wieder in die horizontale Betriebslage zurückkehrt. A und
Sf werden hierbei geschlossen, S3 unterbrochen. Durch die Unterbrechung von S3 wird
Magnet 25 sofort wieder stromlos, und Feder 16 zieht Hebel 15 unter den Hebel. 13
hinein, bis er an e# Anschlag 29 zum Anliegen kommt. Der Hauptstromkreis wird hierbei
beü: A geschlosgen,
ist aber verläufig noch bei B unterbrochen,
da der Kühlwassermeßbecher i9 sich noch in der Kipplage befindet.
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Nebenstronnkreis IH wird bei S' geschlossen, Magnet 17 wird erregt
und zieht den Kühlwasserschieber 18 an, der nun die große (Betriebs-) Wassermenge
einstellt. Der Kühlwassermeßbecher i9 füllt sich und kippt nach rechts in die horizontale
Lage zurück, bis er auf dem Anschlag 3o aufsitzt. Damit wird auch Kontakt B geschlossen,
und die Heizpatronen 5 erhalten Strom.
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Nebenstromkreis I ist unterbrochen, da er wohl bei S1, nicht aber
bei S= Kontakt hat. Nun spielt sich derselbe Vorgang von neuem ab. S4 bleibt zunächst
geschlossen, bis das Niveau im Verdampfer auf 24 angestiegen ist. Dann öffnet es,
so daß Stromkreis II an zwei Stellen unterbrochen ist.
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Bei Erreichung des Niveaus 3 i schließt dann wieder Schwimmer 8 den
Kerzenkontakt S-' und damit den Stromkreis I, der das Ausschalten der Kochperiode
bewirkt.
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Die Anordnung nach Fig.2 unterscheidet sich insofern von derjenigen
nach Fig. i, als das Kontaktthermometer T oder (und) der Nachtstromschalter N; N1
in einem besonderen Nebenstromkreis IV gelegt worden sind-, der, wenn er geschlossen
ist, einen Hubmagneten 3a erregt. Vor diesem Magnetenliegt ein in einer Führung
33 gleitender Arretierhebel 34, der durch eine starke Feder 35 so lange links zurückgehalten
wird und die Anziehung des Ankers 26 durch F-inschaltrnagneten 2 5 verhindert,
als Magnet 3 2 nicht erregt ist. Wird letzterer durch Erreichung des Thermometer-
oder Nachtstromkontaktes erregt, so wird Arretierhebe134 nach rechts gezogen und
gibt Anker 26 frei, der nun von Magneten 25 nach rechts gezogen: wird
und dadurch das Wiedereingehalten bewirkt.
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Eine gegenüber den eben beschriebenen beiden Anordnungen wesentlich
vereinfachte Ausführung ist in den Fig.3 bis 6 in mehreren Arbeitsphasen dargestellt.
Sie unterscheidet sich von den ersten beiden Anordnungen in der Hauptsache dadurch,
daß nur ein einziger Hubmagnet, eine einzige Schwimmereinrichtung und nur zwei Flüssigkeitsschalter
erforderlich sind-.
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Soweit die in den Figuren dargestellten Teile mit denen der Fig. i
und a übereinstinnmen, sind sie mit gleichen Uffern bezeichnet. Die Anordnung besteht
a) aus einem an das Leitungsnetz angeschlossenen Haupt- oder Heizstromkreis H mit
einer Hauptunterbrechungsstelle A (zweckmäßigerweise Flü:ssigkeitskipp-oder Drehkontakt)
und einer Nebenunterbrechungsstelle B (Sicherheitgkontakt), welcher über die Heizpatronen
5 zuni Minuspol io führt, b) aus einem Nebenstromkreis I, welcher vom Pluspol 9
ausgehend über einen Hubmagneten i i zur einen Elektrode des durch Schwimmer 7 betätigten
Kerzenkontaktes und von der zweiten Elektrode des Kerzenkontaktes mit euer einzigen
Unterbrechungsstelle S1 zwischen den Elektroden der Kerzen zum Minuspol i o führt,
c) aus einem Nebenstromkreis II, w-lcher von den Elektroden der Kontaktkerze über
die Klemmen eines die Raumtemperatur regelnden Kontaktthermometers gelegt ist mit
einer S zwischen den Elektroden der Kontaktkerze und einer Unterbrechungsstelle
S° izn Kontaktthermometer T, d) aus einem Nebenstromkreis III, der zwischen die
Klemmen dies Kontaktthermonieters gelegt ist mit einer als Türkontakt auisgebildeten
Unterbrechungsstelle D. Nebenstromkreis III kann auch fortgelassen werden.
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Fig. 3 stellt diejenige Phase des Arbeitsprozesses dar, in welcher
die Kühlperiode beinahe beendet ist. Der HeizstromH ist infolge Stromunterbrechung
bei A und B ausgeschaltet, der Kondensatspiegel im Verdampfer ist
bis auf 36 gesunken, der Schwimmer 7 hat die Stromunterbrechungsstelle S1 geöffnet,
der Nebenstromkreis I ist über, die rechte Kerzenelektrode 37 an den parallelen
Nebenstromkreis II angeschlossen, geht dann über 'die linke Klemme 39 des Kontaktthermometers
zu der geschlossenen Unterbrechungsstelle S2 des Thermometers T, dessen Temperaturzeiger
Z im Verlaufe der Kühlperiode den, auf die Schranknormaltemperatur eingestellten
Thermometerkontakt unterschritten hat, von hier aus über die rechte Thermomeberklemme
38 zur linken Kerzenelektrode 4o und von da in seiner alten Richtung zum Minuspol
i o. Magnet i i ist also erregt und ,der um den Drehpunkt 1a des Magnetgestelles
4i drehbare Magnetanker 1.3 entgegen. der Wirkung der Druckfeder 2o vom Magnetkern
des Magneten i i angezogen.
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Der Magnetanker 13 trägt den Quecksilberldppkontakt A (Hauptstromunterbrecher),
der in dieser Lage von 13 geöffnet hat.
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Ferner ist Magnetanker 13 durch einen Bügel. 42 mit dem Kühlwasserregelorgan
i 8 verbunden, das aber hier in entgegengesetztem Sinn steuert wie bei Fig. i und
a, bei geschlossenem Magnetanker in seiner tiefsten Lage sich befindet und nur die
für den Kühlprozeß nötige Kleinwassermenge durchtreten läßt. Der Kühlwassermeßbehälter
i g ist lesergelaufen und unter der Wirkung des Gegengewichtes z i nach links gekloppt,
so, das sich &e Kühlwassermenge in das Kocherkühlrohr z3 ergießt und .die Absorption
und Kühlwirkung aufrechterhält.
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Der Sicherheitskippschalter B hat in dieser
Lage des
Kippbechers 19 ebenfalls dien Kontakt geöffnet, so daß der$ Hauptstromkreis zweireal
unterbrochen ist.
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Wenn nun bei weiter fortschreitender Verdampfung oder bei Aufhören
derselben die Schrank-(Raum-)Temperatur wieder ansteigt, wird schließlich der Thermometerkontakt
S2 wieder geöffnet, während der Kerzenkontakt schon geöffnet ist. Dadurch wird Nebenstromkreis
I, 1I in S' geöffnet und Magnet i i stromlos (Fig. 4). Magnetanker 13 schnappt unter
der Wirkung der Feder 2o nach oben und schließt dadurch die: Hauptunterbrechungsstelle
A. Gleichzeitig wird Bügel 42 mit dem Regelorgan 18 nach oben gezogen, letzteres
stellt die Großwassiermenge ein, Becher i 9 füllt sich und kippt nach rechts über,
bis er auf dem Anschlag 3o aufsitzt. Dadurch wird auch der Kontakt B geschlossen,
so daß die Heizpatronen 5 Strom erhalten, und die Großkühlwassermenge läuft nicht
mehr durch Kocherkühlrohr 23, sondern durch das Abflußrohr 22 ab. Die Kochperiode
ist demnach eingeleitet. Im Verlaufe derselben steigt der Temperaturzeiger Z des
Kointakttherm@om-eters T weiter um -etwa 3°, und der Th: rmometerkontakt S2 ist
weit geöffnet.
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Die Schwirmmerkontäktkerze ist als sogenannter Schleppkontakt ausgebildet,
wie weiter unten beschrieben werden wird, d. h. der Kerzenkontakt S' bleibt bei
steigendem Kondensatspiegel im Verdampfer so lange geöffnet, bis das vorgeschriebene
Maximalniveau 31 erreicht ist und der Schwimmer seine höchste Lage erreicht hat,
in welcher er einen Mechanismus zur Herstellung des Kerzenkontaktes (Fig.5) betätigt.
Die Nebenstromunterbrechungsstelle S' wird dadurch geschlossen, und dadurch ist
auch der Nebenstromkreis I am Kontaktthermometer vorbei (S2 ist noch. unterbrochen)
geschlossen. Magnet i i wird erregt und zieht Anker 13 unter öffnung von A an, so
daß Heizstromkreis H unterbrochen ist. Gleichzeitig wird Schieber 18 durch Büge142
nach unten gedrückt, wodurch die Kleinwassermenge für Kühlen eingestellt wird. Becher
i9 läuft leer und kippt unter der Wirkung des Gegengewichtes 21 nach links, den
Kontakt B ebenfalls unterbrechend, die Kleinkü,hlwassermenge fließt durch @ocherkühlrohr
23, ruft zuerst ara.tomatische Entwässerung des Verdampfers hervor und unterhält
nach Beendigung derselben, den Absorptionsvorgang.
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Fig.6 zeigt noch eine weitere charakteristische Phase des Arbeitsvorganges.
Nachdem bei der Verdampfung das Kondensatniveau 24 erreicht worden ist, hat der
Schwimmer 7 noch kein öffnen der Kerzenkontaktstelle St bewirkt. Es ist aber bereits
so viel Kälte im Schrank erzeugt worden, daß der Zeiger Z des Wärmefühlers T bereits
unter die eingestellte Kontakttemperatur gesunken ist. Die Verdampfung nimmt also
ruhig ihren Fortgang, auch wenn bald darauf Kontakt S1 durch den Schwimmer 7 geöffnet
wird; denn der Nebenstromkreis ist nun (s. Fig. 3) über das Kontaktthermometer geschlossen,
und Magnet i i bleibt erregt.
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Der Türkontakt D hat den Zweck, ein vorzeitiges NViedereinschalten
zu vermeiden und dadurch Strom zu sparen, wenn durch unvorsichtiges Oifenstehenlassen
der Kühlschrank- bzw. Kühlraumtür der Kontakt S2 vorzeitig geöffnet wird zu einem
Zeitpunkt, an dem Kontakt S' schon geöffnet hat ,(Verdampferniveau zwischen 24 und
36, s. Fig. 3 und 6). Der Türkontakt D, ist geschlossen, wenn die Schranktür offen
ist, und umgekehrt offen, wenn die Schranktür geschlossen ist.
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Die Konstruktion der Schwimmer und Kontaktkerzen ist in den Fig. 7
und 8 dargestellt, und zwar zeigt Fig.7 die Schwimmer und Kerzenkonstruktion für
die Schaltanordnung nach Fig. i und 2, Fig. 8 die Schwimmer-und Schleppkontaktanordnung
nach Fig.3 bis 6.
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Die beeiden Ausführungen haben manche wesentlichen Züge gemeinsam,
unterscheiden sich aber in anderen wesentlichen Einzelheiten.
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Die Schwimmer- und Kontakt'kerzenfrage bietet nicht unbeträchtliche
konstruktive und erfindungstechnische Schwierigkeiten, weshalb bisher noch keine
einzige praktische Ausführung bekannt geworden ist, die diese Schwierigkeiten in
befriedigender Weisse löst und überwindet.
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Diese Schwierigkeiten sollen hier für ein bestimmtes Kältemedium -
Ammoniakkurz beleuchtet werden.
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Kondensiertes Ammoniak von etwa 25° C ist eine ungewöhnlich leichte
Flüssigkeit vom ungefähren spezifischen Gewicht o,6. Ein Schwimmer, der in einer
solchen Flüssigkeit schwimmen und sogar noch einen überschüssigen nutzbaren Auftrieb,
etwa zur Erzeugung eines Anpressungsdruckes oder zur Leistung einer Arbeit, besitzen
soll, muß-imnallgemeInein ungeheuer leicht konstruiert sein. Andererseits beträgt
,der maximale Betriebsübierd.ruck bei Ammoniakabsorbern intermittierendea-Bauart
je nach Kühlwassiertemperatur io bis 12 Atmosphären. Unter Zugrundelegung eines
drei- bis vierfachen Sicherheitsfaktors müssen die Schwimmer daher für eine Bruchgrenze
von 3o bis 5o Atmosphären Überdruck konstruiert sein.
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Hierzu kommt als weitere Forderung, dal3 das Material der Schwimmer,
selbst in langjährigemBetrieb, vorn Kältemedium nicht oder nicht erheblich angegriffen
werden darf.
Im Falle der Fig. 7 waren diese Forderungen verluältnismäßig
leichter zu :erfüllen durch Anordnung von Gegengewichten 43, 44, welche gestatten,
das Eigengewicht .der Schwimmer bis zu einem beliebigen Prozentsatz auszuglleichen,
so daß für die Schwimmer ein Material von beliebig hohem spezifischem Gewicht und
hoher Festigkeit gewählt und in seinen Wandstärken ziemlich kräftig gehalten werden
kann, wobei immer noch ein gewisser überschüssiger Auftrieb zur Erzielung eines
Anpressungsdruckes an der Iiontaktstelle vorgesehen werden kann. Außerdem kann die
Ausführungsart der Schwimmer nach Belieben gewählt werden.
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Wesentlich anders und viel schwieriger liegen die Verhältnisse im
Falle der Fig. B.
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Hier muß der Schwimmer nicht nur einen genügenden Eigenauftrieb besitzen,
um selbst zu schwimmen, sondern er muß auch noch das Stängchen 45 und das Beharrungsgewicht
46 heben, welches die Kontaktgebung nach dem Ausschalten und während des ersten
Teils der Kühlperiode (bis zum Niveau 24) sichert, und verschiedene, nicht unbetrÄchtliche
Reibungskräfte überwinden.
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Es wurde durch zahlreiche und langwierige Versuche und Berechnungen
ermittelt, daß diese Aufgabe nur zu lösen ist, wenn man als Schwimmermaterial Duraluminiumblech
wählt in Verbindung mit der nachstehend beschriebenen Konstruktion und 'HersteUwngsweise.
Duralum;nium wird zwar vom Ammoniak schwach angegriffen, doch bildet sich schon
nach wenigen Tagen auf seiner Oberfläche eine dünne, graue Schutzhaut, welche das
darunterliegende Material vor weiterer Zerstörung schützt. -'Denselben Zweck erfüllt
eine leichte Verchramung der Oberfläche.
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Das spezifische Gewicht des Duraluminiums ist nur um ein geringes
größer als dasjenige von Aluminium, seine Festigkeit hingegen gleicht im veredelten
Zustand derjenigen eines guten Flußeisens. Die Veredelung erfolgt durch Erwärmung
auf 40o bis 5oo° C und nachfolgende mehrtägige Lagerung. Über Konstruktion und Herstellung
der Schwimmer ist folgendes zu sagen: Der Schwimmer besteht aus zwei Hohlkörpern
7a und 7b, die zweckmäßiberweise zylindrisch ausgeführt und durch eine Querschweißnaht
7c miteinander zu einem dichten Körper verbunden werden.
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Die Schwimmerhlälften 7a und 7b werden durch Warmpressen bei 40o bis
500° C aus einem geeigneten Blech, d. h. also ohne Dikkenverminderung des Bleches
hergestellt. Tiefziehen unter Dickenverminderung des Bleches empfiehlt sich nicht,
da das Material hierbei rissig zu werden pflegt.
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Die Schweäßnaht 7C bedingt allerdings eine gewisse VerminLe:uing der
Materialbruch-3 in ihrer Umgebung, welche sich aber, wenn man das Deformationsbild
beim Bruch betrachtet, nicht schädlich auswirkt und durch das Materialau:ftragen
beim Schweißen mehr wie aufgehoben wird.
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Der Schwimmer besitzt also nur eine einzige kurze Schweißnaht, und
hierdurch wird ebenfalls ein sehr geringes Eigengewicht gegenüber einem solchen
mit einer Ungsnlaht und zwei Quernähten bedingt.
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Zur Führung und zum Schutze des Schwimmers gegen Transportbeschädigungen
und Eindringen von Schmutz in die weiter unten zu beschreibende Mechanik der Fig.8
ist derselbe mit einem unten geschlossenen Rohr 47 umgeben, das mit kleinen üffnungem
48, 49 ausgestattet ist, damit das Ammoniak ungehmdert Zutritt zum Schwimmer hat
und im Rohr 47 sich das gleiche Niveau einstellen kann wie außerhalb desselben.
IL-leine Führungswarzen 5o verhindern .die Bildung von Kapillarkräften zwischen
Schwimmer und Führungsrohr, welche ein Zurückhalten oder Klebenbleiben des Schwimmers
zur Folge haben könnten.
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Ein weiteres wesentliches Erfindungsmerkmal besteht in der Art der
Stromzu- und -abführung zum bzw. vom im Gasraum gelegenen Schwimmerkontakt. Dieselbe
hat über zwei gegen Körper isolierte oder über eine gegen Körper isolierte und eine
gegen Körper isolierte, aber über Nulleiter geerdete Elektrode zu erfolgen.
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Von der Einführungsstelle wird neben einer ausgezeichneten Isolierfähigkeit
weiterhin verlangt, daß sie genügend Festigkeit besitzt, um die immerhin erheblichen
Betriebsdrücke aufnehmen zu können, daß sie absolut gasdicht schließt und vom IMtemedium
selbst in jahrelangem Betrieb nicht angegriffen werden soll, da ein Auswechseln
kaum jemals in Frage kommt.
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Diese sämtlichen Bedingungen werden, wie eingehende Dauerversuche
erbeben haben, in absolut einwandfreier Weise erfüllt durcheinen Kerzenkörper 5
i aus reinem _ unbeschWeertem Paragummi in halbharter Ausführung oder selbst bis
zu der Grenze gehärtet, die sich für dieses Material überhaupt erreichen l;äßt.
Letztere Grenze liegt unter der Härte dies gewöhnlichen Hartgunnmis.
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Dieser Kerzenkörper 5 i, der die Stromzuführungsdrähte 53, 54 enthält,
besteht aus einem :oberen und einem: unteren zylindrischen Teil von geringem Durchmesser
und einem mittleren Teil von größerem Durchmesser. Der mittlere und untere Teil
sind gut passend in eine Verschraubung 52 :eingelassen, aus welcher der untere
Teil zweckmäßigerweise noch ein wenig herausragt. Wird nunc durch Anziehen
einer
in die Verschraubung 52 eingeschraubten Stopfbüchsenmutter 55 der dikkere_ Teil
des Kerzenkörpers 52 unter Druck gesetzt, so kann das immerhin noch etwas plastische.
Gummimaterial des mittleren Kerzenteils nach keiner Seite hin ausweichen und erzeugt
dadurch einen sehr wirksamen Abdichtungsdruck an seinen sämtlichen Begrenzungslinien.
verbunden mit -einem satten Anliegen des Gummis ,an der Innenwand der Verschraubung
52 sowohl wie an der Oberfläche der Elektrodendrähte 53, 54- Die Abdichtung ist
eine absolut vollständige.
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Die elektrische Isolierung der Schwimmerkontakteinrichtung mit Hilfe
der eben beschriebenen Anordnung wäre aber noch keine vollkommene. Es war auch nötig,
den den Kontakt bewirkenden Schwimmer noch selbst gegen die beiden Stromzuführungen
53, 54 zu isolieren. Reines, flüssiges Ammoniak wird zwar in allen wissenschaftlichen
Handbüchern als absoluter elektrischer Nichtleiter bezeichnet. Die Versuche des
Erfinders haben aber ergeben, daß seine Leitfähigkeit imimerhin noch so groß ist,
uni Störungen in deal Aus-und Einschaltstromkreisen, insbesondere in der Betätigung
der Magnete, ergeben zu. können.
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Ist im Netz ein geerdeter Nulleiter vorhanden, so genügt .es, die
mit dem Schwimmer in leitender Verbindung stehende Elektrode (54 in Fig.7 oder gegebenenfalls
in Fig.8) an den Nulleiter zu legen, welcher in diesem Falle die Stellung -des Minuspols
ro in Fig. 1 einnimmt.
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Ist dagegen kein geerdeter Nulleiter vorhanden, so muß der Schwimnmer
selbst gegen den Kontaktmechanismus isoliert werden. Dies ist in Fig. 7 auf die
Weise bewtilrkt, daß einmal die in das Kondensat eintauchende, als Schwimmerführung
dienende - Elektrode 54 mindestens auf jene Strecke, die mit dem Schwimmer oder
,der Flüssigkeit Berührung haben kann, isoliert ist, und daß weiterhin die Verbindungskette
56 des Schwimmers 7 mit der 'Kontaktbrücke 57 ein isolierendes Glied 5 8 enthält.
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Im Falle der Fig. 8 tritt an die Stelle dieses isolierenden Gliedes
58 die gegen Schwimmer und Flüssigkeit isolierende Kontaktbrücke 59. Das in Fig.
7 mit 31 bezeichnete Niveau stellt das höchste, im Betrieb vorkommende Kondensatniveau
vor. Die stromführend en Teile kommen demnach erfindungsgemäß nicht in Berührung
mit der Kondensatfl.ü,ssigkeit. Dagegen befinden sie sich in ständi:.ger Berührung
mit dem Dampf der Kälteflüssigkeit NH3, welcher nur eine kaum meßbare Leitfähigkeit
besitzt und deshalb niemals störend auf die Betätigung der elektrischem Steuerorgane
wirken kann. Zu der Schleppkontakteinrichtung (Fig.8) ist noch folgendes zu bemerken:
Die Kontakteinrichtung befindet sich. hier in einem zwei- oder mehrteiligen isolierenden
Gehäuse 68 aus Steatit, Porzellan, gutem Hartgummi o.,dgl., welches durch die Stromzuführungen
53, 54 mit dem Kerzenkörper 51 fest verbunden ist. Mit der Stromzuführung 53 ist
ferner eine abgekröpfte, an der isolierenden Gehäusewand heruntergeführte Kontaktplatte
51 fest verbunden und ebenso mit der Stromzuführung 54 ein mehrfach gekröpfter Kontaktbügel
62, dessen beide untere Enden als Drehzapfen für die Strombrücke 59 ausgebildet
sind.
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Diese Strombrücke 59 ist aus Isoliermaterial (Hartgummi, Steatit,
Porzellan, Glas u. dgl.) hergestellt, jedoch mit einer metallenen Laufbrücke 63
für die Kugel 46 versehen und um 65° drehbar. Diese Laufbrücke ist oben konkav gewölbt,
damit die Kugel in einer Rinne läuft und nicht 'an der Wand streift, und außerdem
in der Mitte mit zwei seitlichen Lappen oder ös@en versehen (s. Fig. 8a), auf welchen
die Zapfen von 62 laufen, wodurch Kugel 46 stets in leitender Verbindung mit Stromzuführung
54 bleibt.
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In den unteren, isolierten Teil von 59 ist ein Stift 6o fest eingelassen,
der in Verbindung mit dem geführten Stängchen 45 das überkippen der Brücke 59 nach
links bewirkt, wenn der Schwimmer 7 bei Erreichung des Kondensatniveaus 31 von unten
gegen das Stängchen 45 drückt. Die Kugel rollt dann nach links, berührt numnehr
gleichzeitig 61 und 63 und stellt so die leitende Verbindung zwischen den beiden
Stromzuführungen 53 und 5 4 her.
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Wenn nun nach begonnener Verdampfung der Schwimmer 7 allmählich wieder
sinkt, so wirkt Kugel 46 als Ballastgewicht und hält die leitende Verbindung zwischen
53 und 54 so lange aufrecht, bis nach Erreichung eines Kon:densatniveaus zwischen
24 und 36 der Schwimmer 7 mit einem erheblichen Teil seines Eigengewichtes an der
Kette 56 und am Stängchen 45 zieht und die Strombrücke 59 nach rechts kippt. Dadurch
wird der Magnetstromkreis unterbrochen, und die Heizung kann beginnen.
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Für transportable Haushaltkühlanlagen (Haushaltungskühlschränke),
die nach allen Ländern versandt zu werden pflegen, gilt die Forderung, daß sie .ohne
besondere Kenntnisse an alle vorkommenden Stromarten und, Spannungen angeschlossen
werden können.
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Die automatischen Steuerungen nach Fig. i werden daher erfindungsgemäß
nach Fig.9, 9a bis 9f, diejenigen mach Fig. 3 bis 6 nach Fig. ro, roa bis roc geschaltet.
Beide Schaltungen beruhen auf dem gleichen neuen
Grundgedanken.'
Dieser Grundgedanke besteht darin, daß: die verschiedenen --Stromkreise zunächst
in einer Grundschaltung, die für alle Stromarten und Spannungen die gleiche ist
(Fig.9 und io), fest verlegt werden, während die gewünschten Spannungen mit Hilfe
eines übergelagerten Schaltlaschensystems aus Einheitsspannungen gekoppelt und die
Stromarten und Periodenzahlen durch einfachsten Austausch der Magnete berücksichtigt
werden.
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Die Magnete sind zu diesem Zweck in einzelne Spulen mit Einheitsspannungen
von beispielsweise i io Volt unterteilt, wähnend die Heizpatronen ebenfalls eine
Einheitsspannung von beispielsweise i io Volt besitzen. Damit lassen sich Netzspannungen
von 95 bis 125
Volt (Fig, ga, 9b und ioa), igo bis 25o Volt (Fig. gb, 9e und
iob) sowie 38o bis 500 Volt (Fig.9c, 9f und ioc) beherrschen.
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Dazwischenliegende Spannungen lassen sich bei Verwendung von ' etwa
8o Volt Einheitsheizpatronen herstellen.
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Die Fig.9a bis 9c sind die Schaltbilder für die Magnetklemmen, Fig.
ge und 9f die Schaltbilder für die Heizpatronen für die Steuerungsanordnung nach
Fig. i. Bei den Schaltbildern (Fis. ioa bis ioc) zur Steuerungsanordnung nach Fig.3
bis 6 bedeutet a bis f die Heizpatronenschaltung IA bis IE, IIA bis
HEU, IIIA bis IIIE, IVA bis IVE die Magnetschaltung. In Tig. 9 entsprechen
die Magnetbezeichnungen Magnet I bis III den, beziehungsweisen Magnetbezeichnungen
11, 25 und 17-der Steuerungsanordnung nach Fig.i.
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Als Magnete. werden nur je zwei Arten verwendet, nämlich je
ein Wechselstrom- und ein Gleichstrommagnet. Drehstrom wird einpliasig als Wechselstrom-
geschaltet, wodurch man mit einem einzigen Paar von Kippschaltern auskommt.
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Die Magnete werden in einfachster Weise durch Aufstecken auf den Magnetkern
ausgewechselt, wie aus Fig. i i und 12 hervorgeht. Die Klemmen IA bis IV-4 und IE
bis IVE auf denn Magnetgestell. bleiben hierbei stets dieselben, und der Magnet
ist sofort richtig geschaltet. Fig. i i zeigt die Anordnung im Aufrnß., Fig. 12
irn Grumdnüß.
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Das feste Magnetgeste1l66 besitzt einen um Gelenk 67 drehbaren Arm
oder Anker 68 und einen Schenke169, der als Magnetkern dient. Die Spule 70 des Magneten
ist verschiebbar, aber nicht drehbar auf dem Magnetkern 69 aufgesteckt und wird
nur durch Rändelmutter 71 festgehalten bzw. geben Hinundherrutschen auf dem Transport
geschützt. Die starren Spulen'klemmen 72 des Magneten drücken hierbei auf die zuge
»rdneten federnden Klemmen 73 des Magnetgestells und sichern auf diese Weise einen
jederz,ept guten Kontakt. Die Feder J¢ sdrgt:,bei strärrilosem Magneten für Abheb,-n
des Ankers 68; wodurch Wasserschieber 18 (Fig: 3) hochgezogen wird und: die große
Wassermenge einstellt. Nach Hochklappen des Armes 68 und Lösen der Mutter
71 kann die Magnetspule 70 nach oben abgezogen und durch eine andere ersetzt
werden, für welche die Klemmenverbindung ohne weiteres stirmn#t.
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Um die Kopplung der Spannungen mit Hilfe der erwähnten Schaltlaschen
in einfachster Weise durchführen zu können, und zwar so, daß sie auch ein technischer
Laie vornehmen kann, ist folgende Einrichtung getroffen, die beispielsweise an Hand
der Fig. i o, i oa, i ob und i oc näher erläutert. werden soll.
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Die fest geschalteten Klemmen a, b, c, d ,
e,
f, g, h, JA, 1E, IIA, HE , IIIA, IIIE, JVA, IVE
werden verlängert ausgeführt und durch eine gelochte Isolierplatte, beispielsweise
aus Hartgummi, hindurchgeführt. Auf diese Isolierplatte wird eine ebenfalls gelochte
mit Spannungsangabe versehene Papierkarte gelegt, deren Loclhungen auf die erwähnten
Klemmen passen, und auf der je nach der gewünschten Spannung die Schaltlaschenbilder
i oa bzw. i ob bzw. i oc von Klemme zu Klemme eingezeichnet sind. Dann brauchen
nur die in entsprechender Zahl und Größe mitgelieferten Schaltlaschen so auf die
Klemmen gelegt und mit diesen verschraubt- zu werden, daß die auf der Papierkarte
verzeichneten Bilder genau gedeckt werden, damit ist die Spannungsschaltung fertig.
Des weiteren ist die richtige Stromart und Periodenzahl durch Aufstecken der entsprechenden
Magnetspule auf Schenkel. 69 des Magnetgestells (Fis. i i ) sicherzustellen. Noch
einfacher läßt sich die Kopplung der Spannungen bewirken, wenn die drei Schältlaschenbilder
für die drei Spannungsbereiche in Form je ,eines fertig geschalteten Schaltkörpers
zur wahlweisen Verwendung dem Schrank mitgegeben und nach Bedarf auf die Grundschaltung
.aufgesteckt werden. Dädurch läßt sich jede Schaltung mit einem Minimalaufwand an
Arbeit und Kenntnissen an jedem beliebigen Aufstellungsort, für den Spannung und
Stromart vorher nicht he= kannt sind, bewirken. Verkauf und Aufstellung dei- Kühlschränke
an weit entfernten Orten werden dadurch ganz beträchtlich erleichtert.