DE595627C - Einrichtung zum Regulieren der Stromzufuhr zu elektrischen Verbrauchsapparaten, insbesondere Heizapparaten - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Regulieren der Stromzufuhr zu elektrischen Verbrauchsapparaten, insbesondere Heizapparaten, mit einem unabhängig von der Belastung beheizten Hauptthermostaten und einem den Heizstrom des letzteren einschaltenden Hilf sthermostaten mit einstellbarer Empfindlichkeit. Die bekannten Einrichtungen dieser Art weisen mehrfache Nachteile auf. Einige ergeben keine eindeutige Unterbrechungsgeschwindigkeit an den Thermostaflttdontaktenij und bei anderen ist keine Gewähr dafür geschaffen, daß der Hilfsthermostat erst nach dem Hauptthermostaten anspricht, was zu Überlastungen der Verbrauchsapparate und zu Unterbrechungen des Hauptthermostaten mit verminderter Öffnungsgeschwindigkeit führen kann.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und besteht darin, daß die Heizwicklung des unabhängig von der Belastung beheizten Hilfsthermostaten parallel zur Heizwicklung des selbstunterbrechenden Hauptthermostaten liegt. Hierdurch ist erreicht, daß die An-Sprechzeit des Hauptthermostaten vom Zustand des Hilfsthermostaten, also von der jeweils eingestellten Stromzufuhr, unabhängig ist, denn sobald der Hilfsthermostat seine Kontakte geschlossen hat, erhält der Hauptthermostat seinen von der Belastung unabhängigen Heizstrom, und eine Erhöhung der Raumtemperatur kann höchstens eine größere Öffnungsgeschwindigkeit der Kontakte des Hauptthermostaten nach sich ziehen.

Vorteilhaft wird bei der Erfindung die Empfindlichkeit des Hilfsthermostaten grob mittels eines in den Heizstromkreis eingeschalteten Regulierwiderstandes und fein durch Änderung des Kontaktweges des Thermostaten geregelt. Ferner kann in Reihe mit der Heizwicklung des Hilfsthermostaten ein normal geschlossener Kontakt eingeschaltet sein, der beim Überschreiten der der größten Stromzufuhr entsprechenden Grenze des Regulierbereichs des Hilfsthermostaten mittels des Einstellorgans des Hilfsthermostaten unterbrochen wird. Schließlich kann der Hauptthermostat mit einer zusätzlichen Wicklung versehen sein, deren Widerstand so gewählt ist, daß die darin entwickelte Wärmemenge genügend ist, um den Hauptthermostaten unterbrochen zu erhalten, und die zwecks Herstellung einer dauernden Unterbrechung des Hilfsstromkreises zwischen den Netzklemmen eingeschaltet werden kann. Der Stromkreis der Hilfsheizwicklung kann normal an einem Kontakt unterbrochen sein, der beim Überschreiten der der kleinsten Strom-

zufuhr entsprechenden Grenze -des Regulierungsbereichs des Hilfsthermostaten mittels des Einstellorgans des Hilfsthermostaten geschlossen werden kann.

Die Erfindung soll an Hand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben werden. Fig. ι ist ein Schaltungsschema einer Ausführungsform der Erfindung. Fig. 2 zeigt eine Abänderung der Anordnung nach Fig. ι. to Fig. 3 ist ein Diagramm, welches den Regulierungsverlauf veranschaulicht.

Der Verbrauchsapparat i, z.B. der Heizwiderstand eines Heizapparates, ist normal über den Kontakt 2 des thermostatischen Hauptschalters eingeschaltet. Der genannte Kontakt ist in einen gasdicht abgeschlossenen Behälter 3 aus Glas o. dgl. untergebracht, der evakuiert oder mit indifferentem Gas gefüllt ist. Der Schalter besteht aus zwei gleichachsig im Behälter angeordneten Stäben 4, deren einander zugekehrte Enden normal in Berührung miteinander sind, und die an ihren entgegengesetzten Enden isoliert an den Enden eines umschließenden Rahmens oder einer umschließenden Hülse 5 aus einem Material mit großem Wärmeausdehnungskoeffizienten befestigt sind. Der Heizwiderstand 6 des Hauptschalters ist außen um den Behälter 3 gewickelt. Die genannte Heizwicklung ist nebst dem in Reihe damit geschalteten Hilfsschalter 7 dem Verbraucherwiderstand 1 parallel geschaltet. Der Hilfsschalter besteht aus einem bimetallischen Stab 7', der den einen Kontakt des Schalters trägt, während der Gegenkontakt durch eine federnd eingespannte Blattfeder 8 getragen ist. Die Blattfeder kann mittels einer Stellschraube 9 in verschiedene Lagen eingestellt werden, wodurch die Größe des gewöhnlich offenen Kontaktspaltes des Schalters nach Wunsch geändert werden kann. Der bimetallische Stab 7' ist mit einer Heizwicklung 10 versehen, die nebst einem in Reihe damit geschalteten Vorschaltwiderstand 10' dem Verbraucherwiderstand 1 parallel geschaltet ist.

Die beweglichen Teile sind in Fig. 1 in denjenigen Lagen dargestellt, die sie am Anfang einer Regulierungsperiode. einnehmen. Der Hauptkontakt 2 ist eben geschlossen worden, und der Heizstromkreis des bimetallischen Stabes ist dabei gleichzeitig mit dem Hauptstromkreis geschlossen worden. Der von dem bimetallischen Stab getragene Kontaktteil wird sich also dem Gegenkontakt nähern und kommt nach einem Zeitzwischenraum, dessen Länge von der Einstellung der Blattfeder 8 mittels der Stellschraube 9 abhängig ist, mit dem Gegenkontakt in Berührung. Beim Schließen des Kontaktes 7 wird die Heizwicklung 6 des Hauptthermostaten eingeschaltet, und nach einem weiteren kurzen Zeitzwischenraum wird der Hauptkontakt 2 unterbrochen, wobei der Verbraucherwiderstand ι und die Heizwicklungen der beiden Thermostaten ausgeschaltet werden. Der Verbraucherwiderstand 1 ist also, vom Anfang der Periode an gerechnet, im ganzen während einer Zeit J₁ (Fig. 3b) eingeschaltet gewesen, welche Zeit der Summe derjenigen Zeitzwischenräume entspricht, die zum Ansprechen der beiden Thermostaten unter Einwirkung ihrer Heiz wicklungen erforderlich ist. Der Verbraucherwiderstand bleibt nun während so langer Zeit t_s ausgeschaltet, wie für die Abkühlung des Hauptthermostaten und für dessen Rückgang in die ursprüngliche geschlossene Lage erforderlich ist. Nach Verlauf der Zeit U ist also die Anordnung in den in Fig. ι dargestellten Zustand zurückgekehrt, und eine neue Regulierungsperiode fängt an. Fig. 3b stellt den Fall dar, daß der Hilfsthermostat7 auf eine verhältnismäßig geringe Empfindlichkeit eingestellt ist. Die Stromzufuhr zum Verbraucherwiderstand 1 ist offenbar dem Verhältnis ^t₂ proportional. Wenn man die Stromzufuhr erhöhen will, so wird die Stellschraube 9 noch mehr vorgeschraubt, wobei der federnde Stab 8 mehr zurückgebogen und der Kontaktspalt des Hilfsthermostaten weiter vergrößert wird. Will man die Stromzufuhr wieder herabsetzen, so wird die Stellschraube 9 zurückgedreht, wobei der Kontaktspalt verkleinert wird, so daß die Zeit t_t des Stromschlusses verkürzt wird. Der Zeitzwischenraum f₂ dagegen bleibt im wesentlichen unverändert. Die Stromzufuhr zum Verbrauchsapparat kann in dieser Weise, praktisch, genommen, beliebig verkleinert werden, wie ohne weiteres aus Fig. 3 c hervorgeht, welche Figur einer verhältnismäßig empfindlichen Einstellung des Hilfsthermostaten entspricht. Fig. 3 a stellt den Fall dar, daß der Verbrauchsapparat ι kontinuierliche Stromzufuhr erhält, z. B. dadurch, daß die Stellschraube 9 so weit vorgeschraubt wird, daß der vom bimetallischen Stab getragene Kontaktteil den Gegenkontakt nicht erreichen kann.

Wie aus dem Obigen hervorgeht, befindet sich der Kontakt 7 beim Unterbrechen immer in stromlosem Zustand. Dieser Kontakt kann daher unbedenklich in Luft angebracht sein und kann also bequem regulierbar angeordnet werden.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der vorher beschriebenen durch besondere Anordnungen, um den Hilf sthermostat mittels des zum Regulieren dienenden Einstellorgans 9 außer Tätigkeit zu versetzen, wenn man den Verbrauchsapparat 1 kontinuierlich mit Strom zu speisen wünscht; oder wenn man den Verbrauehsapparat ganz-

lieh ausschalten will. Zu 'diesem Zweck ist in Reihe mit der Heizwicklung io des. Hilf sthermostaten ein normal geschlossener Kontakt . n geschaltet, dessen einer Kontaktteil durch die mittels der Stellschraube g einstellbare Blattfeder S des Hilfsthermostaten getragen ist und mit einem federnden Gegenkontakt zusammenwirkt. Der Kontakt 11 wird unterbrochen, wenn die Schraube g so weit eingeschraubt wird, daß die Blattfeder 8 ihre äußerste Regulierungslage rechts überschreitet. Hierbei wird die Heizwicklung des Hilfsthermostaten ausgeschaltet, wobei der Hilfsthermostat außer Tätigkeit gesetzt wird. Da auch der Kontakt 7 dabei offen gehalten wird, ist auch die Heizwicklung des Hauptthermostaten ausgeschaltet, und der Verbrauchsapparat ι bleibt somit dauernd eingeschaltet. Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist der

ao Hauptthermostat außerdem mit einer zusätzlichen Heizwicklung 4' versehen, welche ebenso wie die Wicklung 4 außen um die Glasrohre 3 gewickelt ist. In Reihe mit der Wicklung 4' ist ein gewöhnlich offener Kontakt 12 eingeschaltet, dessen einer Kontaktteil durch den federnden Stab oder die Blattfeder 8 getragen ist. Der Kontakt 12 wird geschlossen, wenn die Stellschraube 9 so weit ausgeschraubt wird, daß die Blattfeder 8 ihre äußerste Regulierungslage Links überschreitet. Hierbei wird die Hilfswicklung 4' in Reihe mit dem Vorschaltwiderstand 10' zwischen den Netzklemmen eingeschaltet. Während .die in gewöhnlichen Fällen wirksame Wicklung 4 so ausgeführt ist, daß eine verhältnismäßig schnelle Unterbrechung des Hauptkontaktes 2 bei deren Einschaltung bewirkt wird, wird die Hilfswicklung 4' zweckmäßig mit so großem Widerstand ausgeführt, daß die darin entwickelte Wärmemenge eben genügt, um den Hauptthermostaten unterbrochen zu erhalten. Sollte der Hauptthermostat in. dem Augenblick, in dem die Hilfswicklung 4' am Kontakt 12 eingeschaltet wird, nicht unterbrachen sein, so erfolgt die Unterbrechung unter Einwirkung der Wärmeentwicklung in der Hauptwicklung 4, welche dann ebenso wie der Verbrauchsapparat 1 ausgeschaltet bleibt, während die Hilfswicklung 4' allein stromführend bleibt.

Anstatt die Regulierung der Empfindlichkeit des Hilfsschalters in rein mechanischer Weise auszuführen wie bei den dargestellten Ausführungsformen, kann man die Empfindlichkeitsregulierung auch auf elektrischem Wege ausführen, und zwar mittels eines in den Heizstromkreis des Hilfsschalters eingeschalteten Regulierungswiderstandes, durch welchen die Stromstärke in der Heizwicklung 10 geändert wird. Unter Umständen können beide Regulierungsanordnungen . kombiniert werden, so daß die Empfindlichkeit des Hilfsschalters teils auf mechanischem Wege durch Änderung der Größe der Umstellbewegung des durch Wärmeeinwirkung deformierbaren Therfnostatorgans 7', teils auf elektrischem Wege mittels eines Regulierungswiderstandes einstellbar ist. Der Vorschaltwiderstand 10' in Fig. ι kann beispielsweise einen solchen regulierbaren Widerstand darstellen, mittels dessen die Empfindlichkeit des Hilfsthermostaten eingestellt werden kann.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Regulieren der Stromzufuhr zu elektrischen Verbrauchsapparaten, insbesondere Heizapparaten, mit einem unabhängig von der Belastung beheizten Hauptthermostaten und einem den Heizstrom des letzteren einschaltenden Hilfsthermostaten mit einstellbarer Empfindlichkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizwicklung des gleichfalls unabhängig von der Belastung beheizten Hilfsthermostaten parallel zur Heizwicklung des selbstunterbrechenden Hauptthermostaten liegt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfindlichkeit des Hilfsthermostaten grob mittels eines in den Heizstromkreis, eingeschalteten Regulier wider Standes (10) und fein durch Änderung des Kontaktweges des Thermostatorgans (7') regelbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der thermostatische Hilfsschalter in Reihe mit der Heizwicklung (4) des Hauptschalters geschaltet ist und nach der Abschaltung des Hauptschalters vor der Wiedereinschaltung des letzteren, also in stromlosem Zustande, unterbrochen wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Heizwicklung (10) des Hilfsthermostaten ein normal geschlossener Kontakt (11) eingeschaltet ist, welcher beim Überschreiten der der größten Stromzufuhr entsprechenden Grenze des Regulierungs- no bereiches des Hilfsthermostaten mittels des Einstellorgans (9) des Hilfsthermostaten unterbrochen wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptthermostat mit einer zusätzlichen Hilfsheizwicklung (4') versehen ist, deren Widerstand so gewählt ist, daß die darin entwickelte Wärmemenge genügend ist, um den HauptÜiermostaten unterbrochen zu erhalten, und die zwecks Herstellung einer dauernden Unterbrechung des Hilfsstrom-

kreises zwischen den Netzklemmen eingeschaltet werden kann.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis der Hilfsheizwicklung (4') normal an einem Kontakt (12) unterbrochen ist, der beim Überschreiten der der kleinsten Stromzufuhr entsprechenden Grenze des Regulierungsbereiches des Hilfsthermostaten mittels des Einstellorgans (9) des Hilfsthermostaten geschlossen werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen