DE566468C - Elektrische Heizanlage mit von der Aussentemperatur und dem Druck im Radiator abhaengigen Regelvorrichtungen - Google Patents

Description

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf Heizanlagen, die aus einem Radiator bestehen, der mit Wasser gefüllt ist und eine elektrische Heizvorrichtung enthält. Dieser Radiator bildet somit eine in sich geschlossene Einheit, die gegebenenfalls transportabel ist und sich demzufolge, ohne die Anlage von Rohrleitungen nötig zu machen, an beliebiger Stelle aufstellen läßt.

An sich sind derartige Heizvorrichtungen oder Anlagen bereits bekannt, und es ist auch schon vorgeschlagen worden, sie mit Regelvorrichtungen zu versehen, die einerseits von der Außentemperatur und andererseits von dem Druck im Radiator abhängig sind und in bestimmten Fällen ein selbsttätiges Ein- oder Ausschalten des Heizstromes bewirken. Diese bekannten Einrichtungen sind aber entweder sehr umständlich oder aber in ihrer

so Wirkung nicht sicher genug.

Diese Nachteile sollen mit der Anlage nach der Erfindung beseitigt werden, und zwar insbesondere dadurch, daß die Regelvorrichtung dieser Anlage in einer besonderen Weise ausgebildet wird.

Das Neue dieser Regelvorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß das von dem Druck im Radiator gesteuerte Regelelement die Stromzufuhr zum Erhitzer abschaltet, wenn ein bestimmter Druck im Radiator erreicht ist, und zwar unabhängig davon, ob das von der Außentemperatur abhängige Regelelement ebenfalls auf Abschalten des Stromes arbeitet oder nicht. Dieser Punkt ist insofern von Wichtigkeit, als es vorkommen kann, daß der Heizkörper nicht in der Lage ist, die Temperatur des umgebenden Raumes auf die zum Ausschalten des Stromes erforderliche Höhe zu bringen, und daß dann der Druck im Radiator auf eine unzulässige oder gefährliche Höhe steigt. Die Sicherheit der ganzen Anlage wird also hierdurch wesentlich gegenüber den bekannten Einrichtungen gesteigert. Selbstverständlich kann auch das Regelelement, welches auf die Außentemperatur reagiert, selbständig den Strom unterbrechen, ohne daß der Druck im Radiator die zum Abschalten erforderliche Höhe zu haben braucht. Jedes der Regelelemente ist also in der Lage, allein das Abschalten des Heizstromes zu bewirken.

Zum Einschalten des Stromes müssen nach der Erfindung jedoch beide Regelelemente zusammenwirken, wodurch der Sicherheitsgrad der Anlage weiter erhöht wird.

Demzufolge besteht das Hauptmerkmal der Erfindung darin, daß die Heizvorrichtung, d. h. also der elektrische Widerstand, mit

dem sie aus- bzw. einschaltenden Schalter in einem Hauptstromkreis, die den Schalter über einen Elektromagneten steuernden Regelvorrichtungen in einem Nebenstromkreis angeordnet sind, derart, daß die Betätigung des Schalters zwecks Abschaltens der Heizvorrichtung von jeder der Regelvorrichtungen für sich, das Einschalten der Heizvorrichtung aber nur durch beide Regelvorrichtungen gemeinsam erfolgen kann.

Durch diese Anordnung der verschiedenen Teile in einem Haupt- und einem Nebenstromkreis wird ferner der Vorteil erzielt, daß an den sich nur langsam bewegenden Kontakten des Nebenstromkreises keine Funkenbildung entstehen kann, da bei Bewegung des Schalters dieser Nebenstromkreis sofort kurzgeschlossen wird.

Ein weiteres Merkmal der Heizanlage nach der Erfindung besteht darin, daß der Schalter für die Heizvorrichtung unter Wirkung einer Feder steht und durch eine Sperrvorrichtung gehalten wird, auf welche die Regelvorrichtungen aushebend einwirken, wenn der Schalter betätigt werden soll. Diese Feder ist nach der Erfindung schließlich mit der vom Druck im Radiator beeinflußten Regelvorrichtung, z. B. über ein Zahnradgetriebe, so in Verbindung gesetzt, daß bei jeder Arbeit dieser Regelvorrichtung die Feder wieder aufgezogen wird. Die gesamte Anlage kann demzufolge außerordentlich lange und stets selbsttätig arbeiten, wodurch wiederum die praktische Brauchbarkeit der Vorrichtung und ihre Betriebssicherheit wesentlich erhöht werden.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungs-' beispiel der Heizanlage nach der Erfindung dargestellt.
Abb. ι ist eine Draufsicht,

Abb. 2 eine Seitenansicht und Abb. 3 eine Vorderansicht mit Fortlassung • eines Teiles des Deckels.

Abb. 4 ist ein Schnitt nach Linie 4-4 der Abb. 5,

Abb. 5 ein Schnitt nach Linie 5-5 der Abb. 4, und

Abb. 6 und 7 zeigen Einzelheiten. Abb. 8 zeigt einen Schnitt nach Linie 8-8 in Abb. 5,

' Abb. 9 einen Schnitt nach Linie 9-9 der Abb. 8 und

Abb. 10 einen Schnitt nach Linie 10-10 der Abb. 5.

Abb. 11 ist ein Schnitt nach Linie 11-11 der Abb. 8,

Abb. 12 ein Schnitt nach Linie 12-12 der Abb. 8.

Abb. 13 ist das Schaltschema der Anlage, und

Abb. 14 zeigt noch eine Einzelheit.

Die Heiz- und Regeleinrichtung der Anlage nach der Erfindung ist in einen Haupt- und Nebenstromkreis geteilt (vgl. Abb. 13). Von dem Netz her kommen die Leitungen 1 und 5. Tn der Leitung 1 liegt der Heizwiderstand 2, von dem aus eine Leitung 3 zu einem Kontakt 4 führt. Die andere Leitung 5 führt zu einem Kontakt 6, der mit dem Kontakt 4 durch einen Schalter 7 verbunden werden kann. Diese Teile bilden den Hauptstromkreis der Anlage. Wird hierbei der Schalter 7 so eingestellt, daß er die Kontakte 4 und 6 überbrückt, dann fließt der Strom durch den Heizwiderstand 2, und es erfolgt eine Erwärmung des Wassers, in dem der. Widerstand liegt.

Abzweigend an den Kontakten 4 und 6 ist nun der Nebenstromkreis angeordnet. Von dem Kontakt 6 zweigt eine Leitung 10 ab, die zu einem Kontakt 11 führt. Diesem ist ein weiterer Kontakt 12 zugeordnet, und beide gehören zu der einen der obengenannten beiden Regelvorrichtungen. Die Kontakte 11 und 12 sind gewöhnlich nicht miteinander verbunden. Durch eine Leitung 13 ist der Kontakt 12 mit einem Elektromagneten in Verbindung gebracht, der andererseits über eine Leitung 15 an einen Kontakt 16 angeschlossen ist. Diesem ist ein durch eine Leitung 18 an den Kontakt 4 angeschlossener Kontakt 17 zugeordnet, und beide Kontakte 16 und 17, die unter gewöhnlichen Umständen geschlossen gehalten werden, gehören zu dem obenerwähnten zweiten Regelelement.

In der in Abb. 13 gezeichneten Lage ist sowohl der Hauptstromkreis 1, 2, 3, 4, 7, 6 und 5 als auch der Nebenstromkreis 6, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 und 4. unterbrochen, da sowohl die Kontakte 4, 6 als auch die Kontakte if, 12 geöffnet sind.

Der Elektromagnet 14 ist mit dem Schalter 7 derart verbunden, daß bei der Bewegung des Elektromagneten der Schalter 7 gedreht wird. Wenn also die Kontakte 11 und 12 geschlossen werden, wird der Magnet 14 erregt und dreht den Schalter 7 so, daß dieser eine Verbindung zwischen den Kontakten 4 und 6" herstellt, wodurch auch der Hauptstromkreis geschlossen wird. Der Widerstand 2 erhitzt sich also.

Sobald aber der Hauptstromkreis geschlossen wird, ist der Nebenschlußkreis kurzgeschlossen, also stromlos. Hierdurch wird erreicht, daß an den Kontakten 11 und 12 keine Funkenbildung eintreten kann, selbst wenn diese sehr langsame getrennt werden. Überhaupt wird der dem Nebenschlußkreis zugeführte Strom nur ein Stromstoß sein, wenn die Kontakte 11 und 12 geschlossen werden, denn dieser Kontaktschluß bewirkt sofort den Schluß des Hauptstromkreises,

worauf im Nebenschlußkreis kein Strom mehr fließt.

Die Kontakte ii und 12 gemäß Abb. 13 bilden einen Teil der thermostatischen Regelvorrichtung (vg. Abb. 2, 8 und 9). Der Hauptteil dieser Regelvorrichtung ist eine zweckmäßig mit einem leicht ausdehnbaren Gas, z. B. Ätherdampf; gefüllte Membrandose 2i, die mittels eines Bolzens 23 an der einen Wand des die gesamte Vorrichtung umschließenden Gehäuses befestigt ist. Die freie Seite der Membrandose 21 ist an eine Stange 24 angeschlossen, welche bei 25 an der Gehäusewand 22 drehbar gelagert ist, und zwar oberhalb der Membrandose. Am unteren Ende der Stange 24 ist ein Block 26 aus Isolierstoff angebracht, und an diesem sitzt der Kontakt 12. Diesem gegenüber liegt der Kontakt 11, und zwar an einer Stange 27, die drehbar und mit Hilfe eines Gewindes 30 axial verschiebbar in Isolierstücken 28 und 29 gelagert und geführt ist. Durch Drehung des Kopfes 31 der Stange 27 kann man also die Entfernung der Kontakte 11 und 12 voneinander regeln und somit diese Kontakte für einen Schluß bei verschiedenen beliebigen Temperaturen einstellen: Beim Schließen der Kontakte 11 und 12 wird in der oben beschriebenen Weise der Elektromagnet 14 erregt und zieht dann den Anker 35 ein (Abb. s). Diese Bewegung des Ankers 35 bewirkt nun die Drehung des Schalters 7, wie im folgenden beschrieben wird.

In der Zwischenwand 22 und in der Außenwand des Gehäuses ist eine Welle 4er drehbar gelagert (Abb. 4 und 8), an welcher das eine Ende einer Spiralfeder 41 befestigt ist. Das andere Ende dieser Feder ist an ein Gehäuse 42 angeschlossen, welches auf der Welle 40 lose drehbar angeordnet ist. Mit dem Gehäuse 42 ist durch Schrauben 43 eine Platte 44 verbunden, die am Umfang mit einer Reihe von Vorsprüngen 45, 45°, 45* und 45^C versehen ist (Abb. 5). Diese Vorsprünge arbeiten mit Sperrhaken 46 und 47 eines Hebels 48 zusammen. Der Hebel 48 ist an einer Stange 49 befestigt, die einerseits in der Zwischenwand 22 und andererseits in der Außenwand des Gehäuses gelagert ist. An der Welle 40 ist ferner ein Sperrad 50 befestigt, welches zusammen mit einer Sperrklinke 51 die Feder 41 unter Spannung hält (Abb. 9). Außerhalb des Gehäuses ist die Welle 40 mit einem Vierkant versehen, so daß die Feder mit Hilfe eines Uhrenschlüssels gespannt werden kann.

An dem Gehäuse 42 auf der Welle 40 sind Scheiben 55 und 56 aus Isolierstoff befestigt, und zwischen ihnen ist durch Schrauben 57 die Schaltplatte 7 angebracht, die wie Abb. 4 deutlich erkennen läßt, mit den Kontakten 4 und 6 zusammenarbeitet und in der geeigneten Stellung diese Kontakte miteinander verbindet.

Wenn also die Kontakte 11 und 12 geschlossen werden, so daß der Elektromagnet 14 den Anker 35 einzieht, wird dessen Bewegung durch den Arm 36 in eine Drehbewegung der Welle 49 umgesetzt, wodurch der Hebel 48 so gedreht wird, daß der Sperrhaken 46 den Vorsprung 45 freigibt, während gleichzeitig der Sperrhaken 47 in die Bahn der gegenüberliegenden Sperrnase 45 gebracht wird. Auf diese Weise kann sich die Platte 44 unter Wirkung¹ der Feder 41 um ein bestimmtes Stück drehen. Diese Drehung überträgt sich auch auf die Schaltplatte 7, so daß die Kontakte 4 und 6 geschlossen werden.

Wenn bei der Erwärmung des Heizkörpers der Druck iri dem Radiator steigt und ein bestimmtes Maß erreicht, muß der Strom im Widerstand bzw. im Hauptstromkreis wieder unterbrochen werden, was mit Hilfe der Kontakte 16 und 17 erfolgt. Zu diesem Zweck ist in die Außenwand des Radiators ein Rohr

60 eingesetzt (Abb. 5 und 10), welches mit dem Innern eines ausdehnbaren Wellrohres

61 verbunden ist. Die bewegliche Endfläche 6i^a dieses Wellrohres ist mit einer Stange 62 (Abb. 11) verbunden, die am freien Ende eine Verzahnung 63 trägt und damit mit einem Zahnrad 64 der Welle

40 in Eingriff steht. An dem Zahnrad 64 ist eine Klinke 65 angeordnet, welche in ein Sperrad 66 eingreift, das ebenfalls auf der Welle 40 sitzt und mit ihr fest verbunden ist. Wenn nun der Druck im Radiator so hoch geworden ist, daß der Gegendruck einer auf die bewegliche Wellrohrwand drückenden Feder 67 überwunden wird, dann wird durch die Bewegung der Stange 62 das Sperrad 66 und die Welle 40 so gedreht, daß die Feder

41 wieder gespannt wird (Abb. 11).
Außerdem ist die Stange 62 mit einer

Keilnase 68 versehen (Abb. 5 und 11), deren Keilfläche 69 bei der Verschiebung infolge des Druckes im Radiator mit einem Stift 70 zusammentrifft, der an dem Hebel 48 angebracht ist und der auf der Keilfläche nach oben gleitet, wodurch der Hebel 48 angehoben wird. Es tritt dann hier wieder die gleiche Wirkung ein, wie sie oben im Zusammenhang mit der Erregung des Elektromagneten geschildert wurde und deren Endeffekte eine Drehung der Schaltplatte 7 ist, wodurch aber jetzt eine Unterbrechung der Verbindung zwischen den Kontakten 4 und 6 hervorgerufen wird. An der Stange 62 in der Nähe der Keilnase 68 sitzt ferner der schon obenerwähnte Kontakt 17, der mit dem Kontakt 16 im Nebenstromkreis liegt. Durch die Bewegung der Stange 62 wird also die

Verbindung dieser beiden Kontakte unterbrochen, so daß selbst bei geschlossenen Kontakten ii und 12 der Nebenstromkreis ebenfalls unterbrochen wird.
Um nun auch diese auf den Druck im Radiator reagierende Vorrichtung auf verschiedene Drücke einstellen zu können, ist das freie Ende der Stange 62 noch mit einer nach außen durch das Gehäuse ragenden Spindel 71 versehen, und an der Durchtrittsstelle der Spindel durch das Gehäuse ist eine mit Gewinde versehene und daher durch Drehung axial verstellbare Muffe 72 angeordnet. Gegen das im Gehäuse liegende Ende dieser Muffe 72 und das gegenüberliegende Ende der Stange 62 stützt sich eine Feder 73, deren Spannung also durch Drehung der Muffe 72 geändert werden kann. Diese Feder 73 wirkt also zusätzlich zur Feder 67 und gestattet

ao somit eine Einregelung des Druckes, der überwunden werden muß, um das Auslösen des Sperrarmes 48 und damit die Drehung der Schaltplatte zu bewirken.

Auch wenn die Temperatur der den Heizkörper umgebenden Luft eine bestimmte Höhe erreicht, muß die Stromzuführung zum Heizwiderstand unterbrochen werden. Zu diesem Zweck ist mit der an die Membran 21 angeschlossenen Stange 24 eine Stange 75 verbunden, die bei 76 an der Zwischenwand des Gehäuses gelagert ist und durch die Zwischenwand hindurch bis in das Innere des Gehäuses ragt. Das freie Ende dieser Stange 75 liegt an einem Keilstück 77 anjAbb. 14),

welches an einer Welle 78 befestigt ist. An dem Keilstück 77 ist ferner ein Finger 79 vorgesehen, welcher ebenfalls auf den Finger 70 am Hebel 48 einwirken kann. Wenn also die Temperatur eine bestimmte Höhe erreicht, \vird sich der Arm 75 um seinen Drehpunkt drehen, dabei mit seinem Ende über die Keilfläche 77 gleiten und auf diese Weise den Finger 70 und damit den Hebel 48 so anheben, daß eine Drehung der Schaltplatte 7 und ein Ausschalten des Stromes erfolgt.

In jedem Fall erfolgt also mit den angegebenen verhältnismäßig einfachen Mitteln eine sichere Steuerung und Regelung der Stromzufuhr zum Heizwiderstand.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Heizanlage mit einem Wasser und eine elektrische Heizvorrichtung enthaltenden Radiator sowie mit von der Außentemperatur und dem Druck im Radiator abhängigen, die elektrische Heizvorrichtung aus- und einschaltenden-Regelvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung mit dem sie aus- bzw. einschaltenden Schalter in einem Hauptstromkreis, die den Schalter über einen Elektromagneten steuernden Regelvorrichtungen in einem Nebenstromkreis angeordnet sind, derart, daß die Betätigung des Schalters zwecks Abschal tens ' der Heizvorrichtung von jeder der Regelvorrichtungen für sich, das Einschalten der Heizvorrichtung aber nur durch beide Regelvorrichtungen zusammen erfolgen kann.
2. 2. Heizanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter für die Heizvorrichtung unter Wirkung einer Feder steht und durch eine Sperrvorrichtung gehalten wird, auf welche die Regelvorrichtungen aushebend einwirken, wenn der Schalter betätigt werden soll.
3. 3. Heizanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder des Schalters mit der vom Druck im Radiator beeinflußten Regelvorrichtung, z. B. über ein Zahnradgetriebe, so in Verbindung steht, daß bei jeder Arbeit dieser Regelvorrichtung die Feder wieder aufgezogen wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen