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Regel- oder Schaltvorrichtung, insbesondere für Kälteanlagen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Regel-oder Schaltvorrichtung, insbesondere für Kälteanlagen,
mit einem federnden Zwischenglied, vön dessen Enden das eine fest und das andere
lose mit einem Steuerglied und einer Schnappfeder in Verbindung stehen, um die Schnappfeder
je nach der Einstellung des Zwischengliedes bei verschiedenen Stellungen des Steuergliedes
umzuschalten, nach Patent 6 15 727.
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Es sind Vorrichtungen dieser Art bekannt, bei denen das federnde Zwischenglied
aus einem Paar Blattfedern besteht, deren - Nachgiebigkeit durch Verschieben eines
aufgesetzten Reiters eingestellt werden kann. Wie die folgende Beschreibung im einzelnen
zeigen wird, haben die bekannten Vorrichtungen verschiedene Nachteile hinsichtlich
ihrer Regelbarkeit, zu deren Beseitigung gemäß der Erfindung ein Zwischenglied dient,
dessen Querschnitt bzw. Trägheitsnioment in der Arbeitsrichtung von seiner Befestigungsstelle
nach seinem anderen Ende hin stetig abnimmt. ' Ein Ausführungsbeispiel gemäß der
Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen Abb. i eine Draufsicht
bei abgenommenem Schalterdeckel, Abb. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Abb.
i, Abb. 3 einen Schnitt nach Linie III-111 der Abb. i.
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Ein Federrohr i i eines Wärmefühlers ist mit einer Flüssigkeit gefüllt,
die bei Temperaturerhöhungen einer zu regelnden Stelle, z. B. eines nicht dargestellten
Kühlraumes einer Kälteanlage, eine Drucksteigerung erfährt und hierdurch das Federrohr
i i in seiner Achsrichtung auszudehnen sucht. Bei dieser Ausdehnung wird ein an
dem Federrohr i i befestigter Stift 18 mit nach rechts (in Abb. i) bewegt.
Das rechte Ende des Stiftes liegt an einem Teller :z an, gegen den sich eine Feder
12 abstützt. Ist die Spannung der Feder i--, groß, so ist eine verhältnismäßig große
Druckerhöhung im Federrohr bzw. eine große Erhöhung der Kühlraum:temperatur erforderlich,
' um den Stift 18 nach rechts zu bewegen. Bei geringer Spannung der, Feder
12 dagegen bewegt sich der Stift 18 bereits, wenn eine kleine Drucksteigerung im
Federrohr i i infolge einer geringen Temperaturerhöhung des Kühlraumes stattfindet.
Die Spannung der Feder i 2 kann bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch
verändert werden, daß das rechte Ende der Feder 12 an einem Federteller 3 anliegt,
der
eine mit Gewinde 6 versehene Nabe hat und durch Dreh .en eines
Schältknopfes 13 nach rechts oder links in Abb. i verschoben werden kann. Wenn bei
Temperaturabfall im Kühlraum der Druck im Federrohr i i zurückgeht, übernimmt die
Feder 12 die Rückbewegung des Stiftes 18. .
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Auf dem Stift i8 ist ein Bolzen 27 angeordnet, und um einen Zapfen
ig ist ein Hebel oder Steuerglied 2o drehbar gelagert. Das Steuerglied 2o liegt
ständig an dem Bolzen 27 an unter dem Einfuß einer Feder 28, die auf einen Bolzen
29 aufgesteckt ist und sich mit einem Ende an dem Steuerglied 2o und mit denn anderen
Ende an einem Vorsprung einer Schalterplatte 15 abstützt. Durch diese Verbindung
nimmt das Steuerglied 2o bei Temperaturschwankungen im Kühlraum an den Bewegungen
des Stiftes 18 teil. ` Seitlich an dem Steuerglied 2o sindeinander gegenüberliegend
zwei Blattfedern 21 beispielsweise durch Niete 4 befestigt. Die Befest bgungsstellen
liegen an den einen Enden der Blattfedern 21, so daß die anderen Enden, die zweckmäßig
mit Ansätzen 5 versehen, sind, frei sä,nd und federn können. Mit den Ansätzen 5
umgreifen die Blattfedern 21 von beiden Seiten eine Schnappfeder 22, die mit ihren
Enden in zwei Lagerzapfen 23 gelagert ist. Die Länge der Schnappfeder 22 ist etwas
größer als der Abstand der Lagerzapfen 23 voneinander, so daß die Schnappfeder stets
eine leicht gekrümmte Gestalt hat. Die Krümmung ist in Abb. i derart, daß ein auf
der. Schnappfeder 22 befestigter Kontakt 24 einen festen Gegenkontakt 25 berührt.
Bei dieser Berührung ist im vorliegenden Fall der Stromkreis zum Inbetriebsetzen
der Kälteanlage geschlossen. Der Stromkreis kann dadurch unterbrochen werden, daß
die in Abb. i nach rechts gekrümmte Schnappfed,er 22 nach links bewegt wird, wodurch
sie in ihre entgegengesetzte, nach links gekrünnnte Stellung gelangt. Diese Bewegung
geht vor sich, wenn bei sinkender Kühlraumtemperatur der Bolzen 27 das Steuerglied
2o nach links mitnimmt. Hierbei wird nämlich die Schnappfeder 22 durch den Ansatz
5 der rechts (Abt. i) am Steuerglied 2o befestigten Blattfeder nach links gezogen.
Der Stromkreis bleibt unterbrochen, bis die Kühlraumtemperatur wieder derart angestiegen
isst, daß der Bolzen 27 sich nach rechts bewegt. Hierdurch kann nämlich die Feder
28 das Steuerglied 2o nach rechts drehen, und der Ansatz 5 der linken Blattfeder
21 kann die Schnappfeder 22 mitnehmen, um die Kontakte 24, 25 zu schließen und die
Kälteanlage wieder in Betrieb zu. setzen.
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37 ist ein Reiter, der gemäß Abb.3 die beiden Blattfedern 21 umgreift
und auf ihnen durch seine Eigenfederung festgehalten wird. Er kann auf den Blattfedern
21 in jede beliebige Stellung zwischen den Ansätzen 5 und den Nieten 4 verschoben
werden. Hierdurch bewirkt er, daß die zwischen der jeweiligen Stellung des Reiters
und den Nieten 4 liegenen Teile der Blattfedern 21 flach an dem Steuerglied 2o anliegen
und so bei der Auslenkung des Steuergliedes nicht federn können. Dies bedeutet eine
Verkürzung der federnden oder freien Länge der Blattfedern auf das Stück a, das
zwischen dem Reiter 37 und den Ansätzen.5 übrigbleibt. Die Verkürzung der wirksamen
Länge der Blattfedern auf die Größe a hat zur Folge, daß ein kleinerer Weg des Steuergliedes
2o bzw. eine kleinere Temperaturänderung im Kühlraum genügt, um die Schnappfeder
22 umzuschalten. Denn bei kleiner Länge a sind die Blattfedern weniger nachgiebig
als bei großer Länge und schalten bereits bei geringer Bewegung-des Steuergliedes
2o um. Bei großer Länge a dagegen biegen sich während eines großen Teils des Steuergliedweg.es
zunächst die freien Blattfederenden durch, und dann erst sind sie kräftig genug,
um die Schnappfeder 22 aus ihrer einen Stellung in die andere umschalten zu können.
Die Umschaltung kann also je nach der Einstellung der Blattfedern 21 durch den Reiter
37 bei verschiedenen Stellungen des Steuergliedes 20 erfolgen.
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Die Blattfedern sind an dem Ende, an dem sie an dem Steuerglied 2o
befestigt sind, verhältnismäßig kräftig ausgebildet und verjüngen sich allmählich
nach ihrem freien Ende zu, an dem die Ansätze 5 angebracht sind. Der Vorteil der
Verjüngung ergibt sich am einfachsten aus folgender überlegung.
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Man nimmt zunächst an, die Blattfedern 21 hätten über ihre ganze Länge
eine unveränderliche Breite und Stärke. Dann hätte die Schaltvorrichtung denselben
Nachteil, der bekannten Schaltvorrichtungen mit derartigen Blattfedern anhaftet
und der gemäß der Erfindung .erkannt _ und abgestellt worden ist. Blattfedern von
gleicher Breite und Stärke würden beispielsweise, wenn man die in Abb. 2 dargestellte
freie Federlänge a auf ihre doppelte Größe (Abt. 2, a) durch entsprechendes Verschieben
des Reiters 37 verlängern würde, für das Umschalten der Schnappfeder 22 eine Schaltverzögerung
von etwa achtfacher Größe bewirken gegenüber derjenigen, die bei der dargestellten
Reiterstellung durch die Nachgiebigkeit der Federlänge a bedingt ist. Dies hat darin
seinen. Grund, daß der dem Schaltvorgang :entgegenwirkende Schaltwiderstand in beiden
Fällen etwa gleichbleibt, da er im wesentlichen von der Stärke und Spannung der
Schnappfeder 22 abhängt, während dagegen
die Biegungseigenschaften
von Blattfedern unveränderlichen Querschnitts bei wachsender freier Federlänge sich
ändern mit der dritten Potenz der Längenänderung. Bei dieser Gesetzmäßigkeit würde
eine Änderung der Länge a auf ihre vierfache Größe durch entsprechendes Verschieben
des Reiters 37 nach den Nieten 4 hin sogar ein Anwachsen der Schaltverzögerung gegenüber
der durch die dargestellte Reiterstellung bedingten auf die 64fache Größe bedeuten.
Würde die Verzögerung durch die Nachgiebi;gkeitder freien Enden a bei der dargestellten
Stellung des Reiters 37 etwa 1/4° Temperaturänderung des Kühlraums entsprechen,
so würde also die Verschiebung des Reiters 37 auf die vierfache Länge von a bereits
eine derartige Schaltverzögerung bedeuten, daß die Schnappfeder 22 erst bei der
beträchtlichen Temperaturänderung des Kühlraumes von 16' umgeschaltet wird. Ferner
ist bei einer derartigen Blattfeder mit gleichem Querschnitt das dargestellte Stück
a überhaupt nicht in nennenswertem Umfang zur Regelung ausnutzbar. Denn ein Verschieben
des Reiters 37-aus der dargestellten Stellung nach den Ansätzen 5 hin kann nur eine
Verkleinerung des an sich schon kleinen Temperaturunterschiedes von 1/4° bedingen.
Die Enden der Blattfedern an den Ansätzen 5 kommen also für die Regelung kaum in
Frage, sie sind vielmehr praktisch als vollkommen. steif anzusehen. Auch bei den
bekannten Blattfedern, bei denen zwischen den Ansätzen 5 und dem übrigen in seiner
Breite und Stärke unveränderlichen Teil der Blattfedern ein allmählicher Übergang
durch .eine Abrundung geschaffen worden ist, um Unstetigkeitspunkte im Federquerschnitt
zu vermeiden und eine stetige Änderung der Federungskonstante zu erreichen, ist
dieser Nachteil nicht beseitigt. Vielmehr bedeutet eine solche Abrundung in der
Nähe der Ansätze 5 noch eine weitere Verstärkung der ohnehin schon zu steifen Federenden.
Eine Verschyebung des Reiters 37 in der Nähe der Ansätze 5 ist also bei den bekannten
Blattfedern praktisch wirkungslos. Umgekehrt hat nach den obigen Überlegungen bereits
eine kleine Verschiebung des Reiters 37 .am entgegengesetzten Ende der bekannten
Blattfedern, nämlich in der Nähe der Nieten 4, die Wirkung, daß die Schnappfeder
22 bei einer bedeutend anderen Kühlraumtemperatur umgeschaltet wird.
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Demgegenüber wird gemäß der Erfindung durch die Blattfedern 2 r, die
nach ihrem freien Ende hin ein kleineres und nach ihrer Befestigungsstelle hin ein
größeres TrägheitsnrGment haben, erreicht, daß eine Verschiebung des Reiters 37
in der Nähe der Ansätze 5 bereits einen praktischen Einfluß auf die Regelung der
Schaltvorrichtung hat und daß eine Verschiebung des Reiters 37 in der Nähe der Nieten
4. nicht mehr einen so unerwünscht hohen Einfluß'auf die Regelung ausübt. Vielmehr
kann durch die verjüngten Blattfedern bei entsprechender Bemessung der Trägheitsquerschnitte
erreicht werden, daß gleichen Verschiebungen des Reiters 37 über die Länge der Blattfedern
gleiche oder wenigstens annähernd gleiche Änderungen in der Schaltverzögerung entsprechen.
Hierdurch kann praktisch die ganze Länge der Blattfedern 21, die ein federndes Zwischenglied
zwischen dem Steuerglied 2o und der Schnappfeder 22 bilden, zur Regelung ausgenutzt
werden.
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Die Befestigung der Blattfedern 2 r auf den beiden flachen Seiten
des Steuergliedes 2o ermöglicht eine besonders einfache und raumsparende Schalterbauart.
Ferner ist es bei der dargestellten Ausführungsform der Schaltvorrichtung von Vorteil,
daß der Reiter 37 durch seine Eigenfederung in jeder beliebigen Stellung auf den
Blattfedern-2r gehalten wird, ohne daß er hierzu noch auf dem Steuerglied oder durch
andere Mittel besonders geführt oder befestigt zu werden braucht. Für das Verstellen
des Reiters 37 auf den Blattfedern 2 r ist es zweckmäßig, ihm eine Form gemäß Abb.-3
zu geben, wobei der Steg derart ös.enförmig ausgebildet ist, daß er als Handgriff
benutzt werden kann.