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Verfahren und Vorrichtung zum Regeln einer Kältemaschine Die Erfindung
bezieht sich auf Kühlschränke, insbesondere solche, die mit durch Wärme betriebenen
Kälteapparaten ohne bewegliche Teile betrieben werden, und betrifft eine Regelung
der Energiezufuhr des Kälteapparates mit Hilfe des öffnens und Schließens der Kühlschranktür.
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Es ist bereits bekannt, bei Kühlschränken, die mit Kompressorapparaten
arbeiten, den elektrischen Stromkreis des Kälteapparates bei offenstehender Tür
zu unterbrechen, um zu verhindern, daß die Kälte des Kühlschranks zum Abkühlen der
Küche o. dgl. benutzt werden kann.
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Es ist ferner bereits bekannt, Anzeigevorrichtungen vorzusehen, die
dem Benutzer des Kühlschrankes anzeigen sollen, wann er bei beeistem Verdampfer
das Abtauen des Verdampfers vornehmen soll. Erfahrungsgemäß wird jedoch trotz derartiger
zuweilen komplizierter Anzeigevorrichtungen der Abtauvorgang vom Kühlschrankbenutzer
nicht rechtzeitig vorgenommen.
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Es sind ferner willkürlich zu bedienende Abtauvorrichtungen bekannt,
die den Abtauvorgang beispielsweise durch Druck auf einen Knopf oder Verstellen
eines Schalters willkürlich einleiten und ihn nach Beendigung des Abtauens selbsttätig
wieder beenden. Hierzu hat man auch schon vorgeschlagen, einen Thermostatfühlkörperwährend
des Abtauvorganges willkürlich gegen das den Verdampfer umgebende Eis zu pressen.
Auch diese willkürlich zu bedienenden Abtauvorrichtungen haben den Nachteil, daß
die Kühlschrankbenutzer nicht dazu zu bewegen sind, den Abtauvorgang rechtzeitig,
d. h. nicht zu früh und nicht zu spät, eintreten zu lassen.
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Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen,
die sicherstellt, daß rechtzeitig, d. h. wenn die Eisdicke am Verdampfer eine bestimmte
Dicke erreicht hat, selbsttätig der Abtauvorgang eingeleitet wird. Da man sicher
sein kann, daß die Kühlschranktür bei der Benutzung des Kühlschrankes in gewissen
Zeitabschnitten geöffnet und geschlossen werden wird, benutzt die Erfindung die
mechanische Wirkung der Türbewegung, um bei vereisten Verdampfern die Wärmezufuhr
zu einem die Energiequelle des Kälteapparates steuernden Thermostaten selbsttätig
derart zu verändern, daß der Al:-tauvorgang des Verdampfers einsetzt.
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Um sicherzustellen, daß man trotz des selbsttätig eintretenden Abtauvorganges
erfindungsgemäß durch die öffnungs- und Schließungsbewegung derTür jederzeit schnell
Eis erzeugen kann, wird gemäß weiterer Erfindung die Wirkung der Türbewegung willkürlich
ausschaltbar gemacht, so daß eine Störung gelegentlich erwünschter schneller Eisherstellung
durch das selbsttätige Einsetzen des Abtauvorganges nicht eintreten kann.
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Die Erfindung soll näher unter Hinweis auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben werden, wobei sich weitere kennzeichnende Merkmale der Erfindung ergeben
werden. Das
in den Abbildungen gezeigte Ausführungsbeispiel stellt
eine Abtauvorrichtung eines Kühlschrankes dar. In den Abbildungen ist schematisch
ein für das Verfahren gemäß der Erfindung besonders geeignetes Ausführun?=° Beispiel
dargestellt, und zwar in der Abb. i eine im Schrankinneren montiei2 " Vorrichtung
und in den Abb. 2 bis 4 verschiedene Einzelheiten dieser Vorrichtung.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist besonders geeignet zur Regelung
eines Kälteapparates in Abhängigkeit von der Eisbildung am Verdampfer und kann für
jeden Kühlschrank benutzt werden. Eine derartige Regelung läßt sich leicht bei Kühlschränken
erreichen, die mit einem elektrischen Motor betrieben werden, z. B. bei Kompressionskälteapparaten.
In diesen Fällen kann die Tür beispielsweise eine nicht dargestellte Schließ- und
Unterbrechervorrichtung für den Strom betätigen, so daß beim Öffnen oder Schließen
der Tür der Strom selbsttätig unterbrochen wird, vorzugsweise aber nur dann, wenn
am Verdampfer Eis vorhanden ist. Auch bei elektrisch beheizten Absorptionskälteapparaten
ohne bewegliche Teile kann ein ähnliches Verfahren benutzt werden, obwohl im letzteren
Fall Einrichtungen, wie sie in den Abbildungen gezeigt sind, mit ebenso gutem Erfolg
benutzt werden können. Es empfiehlt sich in allen Fällen, die durch die Bewegung
der Tür bewirkte Schaltung oder sonstige Betätigung so lange wirken zu lassen, bis
'die Eisschicht genügend geschmolzen ist, auch wenn das Offenhalten der Tür nur
sehr kurze Zeit dauert. Die Wiedereinschaltung des Kälteerzeugens kann aber selbsttätig
erfolgen.
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Die in den Abb. i bis 4 dargestellte Vorrichtung eignet sich besonders
für Kälteapparate ohne bewegliche Teile, die elektrisch oder mit Gas betrieben werden.
Die Abbildungen tragen dieselben Bezugszeichen.
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In der Abb..i wird mit 2 die Schrankwandung und mit 3 die Schranktür
bezeichnet. Weiter ist mit 4 der mit Kühlrippen versehene zylindrische Verdampfer
und mit 5 ein Eisbereiter bezeichnet. Um die Bewegung der Tür auf die Schaltorgane
der Erfindung zu übertragen, ist eine Stange 6 vorgesehen, die in Fassungen 7, ä
in ihrer Längsrichtung verschiebbar ist. Die Fassungen sind von einer der Kühlrippen
bzw. von einem Halter 9 gebildet. Am vorderen Ende der Stange d ist ein Knopf io
vorgesehen, der gegen die Tür drückt, und zwar unter der Wirkung einer Spiralfeder
i i, deren eines Ende gegen den Verdampfer oder Kühlkörper und- deren anderes Ende
gegen eine auf der Stange 6 feste Scheibe 30 liegt. Beim Öffnen der Tür wird die
Stange 6 durch die Spiralfeder i i hinausgedrückt, und zwar bis die Scheibe 30 am
Endverschluß 31 eines die Spiralfeder :umgebenden Mantels 32 gelangt ist, vorzugs-.
,weise eine Strecke von io bis 2o mm. Am anderen Ende der Stange 6 ist ein Stift
i2 vorgesehen, um zu bewirken, daß ein auf der Stange 6 gleitender Schlitten 13
bei der Bewegung der Stange 6 nach außen mitgenommen werden kann. Eine am Schlitten
13 befestigte Flachfeder 14 streicht hierbei an der Oberfläche des Verdampfers oder
Kühlkörpers (bei 15) z. B. in einer Entfernung von etwa 1/2 bis i mm vorbei. Die
Feder 14 ist gebogen, wie aus den Abbildungen hervorgeht. Das Ende 16 der Feder
streicht, wenn der Schlitten 13 vom Stift 12 nach außen mitgenommen wird, über eine
am Verdampfer oder Kühlkörper feste Ansatzplatte 17 in einer geringen Entfernung,
z. B. von o bis i mm. In manchen Fällen kann die Feder sogar derart angebracht sein,
daß ihr Ende 16 normal unter einem leichten Druck den Ansatz 17 überstreichen kann.
Der Ansatz 17 ist aus einem blechartigen Element i9 gebildet, mit dem ein an sich
bekannter ThermostatfÜhlkörper 2o am Verdampfer befestigt ist. Der Schlitten 13
ist über eine Spiralfeder i$ mit dem Verdampfer verbunden, wie aus der Abb.3 hervorgeht.
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Die Einrichtung arbeitet in folgender Weise: Wenn die Tür geöffnet
wird, schiebt sich die Stange 6 unter dem Einfluß der Feder i i nach außen, wobei
der durch die Feder 1 8 nach hinten gezogene Schlitten 13 durch den Stift 12 nach
vorn mitgenommen wird unter Streckung der Feder 18. Diese Feder ist schwächer als
die Feder ii. Wenn der Verdampfer nicht oder nur sehr wenig mit Eis bedeckt ist,
hat die Bewegung des Schlittens 13 keine Folgen. Die Feder 14 wird nicht gespannt,
und ihr Ende 16 streicht mit ihrem normalen Druck bzw. ohne Druck über die Oberfläche
der Ansatzplatte 17. Wenn die Tür wieder geschlossen wird, wird die Stange 6 eingedrückt,
und wegen der Wirkung der Feder 18 wird der Schlitten 13 bis zum Stift 12 zurückgezogen.
Wenn aber der Verdampfer mit einer ausreichend dicken Eisschicht überzogen ist und
die Tür geöffnet wird, spannt sich die Feder 14 bei der Bewegung des Schlittens
13, indem sie zwischen der Eisoberfläche bei 15 und der Oberfläche des Ansatzes
17 gespannt wird. Durch den Druck der Eisschicht auf die Feder 14 wird ihr Ende
16 gegen die Ansatzplatte 17 stiirker als normal gepreßt, so daß die Reibung genügen
kann, um den Schlitten beim Wiedereindrücken der Stange 6 noch festzuhalten. Diese
Lage entspricht der der Abb. i bis .4. Durch die enge Berührung der Feder 14. und
ihr
Festhalten an der Eisschicht auch nach Schließen der Tür wird der Schlitten 13 abgekühlt.
Es empfiehlt sich, den Schlitten aus Wärme gut leitendem Metall, wie z. B. Aluminium,
Kupfer oder Messing, herzustellen. Die Feder 1q. kann vorzugsweise aus Kupferberyllium
oder Stahl hergestellt werden. Die Kälte aus dem Verdampfer wird durch den Schlitten
13 auf den Fühlkörper 2o überführt, der eine Regelvorrichtung für die Heizvorrichtung
des Kälteapparates in an sich bekannter Weise beeinflußt. Der Fühlkörper und seine
Regelvorrichtung kann zweckmäßig auch für die übliche Regelung der Schranktemperatur
ausgebildet sein. Um die Kälteübertragung auf den Fühlkörper zu erleichtern, ist
dieser von einer außen vierkanten Metallhülse 21 umgeben, auf deren einer planen
Oberfläche der Schlitten 13 gleiten kann unter dein Druck einer Feder 23. Wenn also
der Schlitten 13 abgekühlt ist wegen der direkten Berührung der Feder 14
mit der Eisschicht am Verdampfer, die durch die Türbewegung bewirkt wird, stellt
die Thermostatvorrichtung ab. Die Beheizung bleibt dann abgestellt, und die Eisschicht
schmilzt. Auch wenn also der Schlitten durch das Eis am Verdampfer von dem Ansatz
17 festgehalten wird, läßt sich die Tür doch beliebig schließen und öffnen, weil
nämlich die Stange 6 frei beiß eglich ist und nur durch den Stift 12 ihre Bewegung
auf den Schlitten 13 überträgt. Wenn nach kürzerer oder längerer Zeit die Eisschicht
wegen der abgestellten Beheizung abgeschmolzen ist, verringert sich der Druck der
Feder 14 gegen die Ansatzplatte 17, so daß die Reibung herabgesetzt und die Spannung
der Feder 18 genügend groß im Vergleich zu der Reibung wird, um den Schlitten 13
in seine normale Lage zurückzuziehen. Wenn der Schlitten 13 zurückgezogen ist, entsteht
eine Luftschicht zwischen Verdampfer und Fühlkörper, so daß dieser allmählich die
Temperatur der Schrankluft annimmt und die Beheizung entsprechend wieder einschaltet,
wenn nämlich die Temperatur zu hoch ist.
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Bei der praktischen Ausbildung und Anordnung ist darauf zu achten,
daß die verschiedenen Teile der Abtaueinrichtung nicht zu nahe am Verdampfer angebracht
werden, weil nämlich sonst die Eisbildung am Verdampfer in diesem Gebiet ausbleibt,
so daß die Einrichtung nicht betätigt wird, auch wenn die übrigen Teile des Verdampfers
Eis tragen. Es empfiehlt sich weiter, die Tätigkeit der Abtauvorrichtung ausschaltbar
zu machen, z. B. durch eine einfache Sperrvorrichtung für die Feder ii oder den
Knopf io. Diese Sperrvorrichtung kann zweckmäßig von außen betätigt und derart angeordnet
werden, daß die Ausschiebung der Stange beim (Offnen der Tür durch sie verhindert
wird. Die von außen zu regelnden Teile können auch zweckmäßig derart ausgebildet
werden, daß man aus ihnen erkennen kann, ob die Abtauvorrichtung arbeitet oder nicht.
Wenn nämlich bei vereistem Verdampfer eine tiefe Kälte in den Eiskästchen wegen
Schnellfrierens neuen Wassers erwünscht ist, würde automatisches Abstellen der Beheizung
wegen des Vorhandenseins des Eisbelags für die Herstellung des neuen Eises verzögernd
wirken. In vielen Fällen ist aber die für die Führung nach außen erforderliche Durchbrechung
der Wandung derart kompliziert, daß die Absperrvorrichtung im Schrankinneren eingeordnet
wird.
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Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt,
sondern kann in verschiedenen Hinsichten abgeändert werden. Zunächst sei über die
Übertragungsvorrichtung der Türbewegungen noch folgendes bemerkt: Statt einer einfachen
Stange können mechanische Kupplungen, vorzugsweise mitHebeln, benutzt werden, durch
die sowohl die Winkelbewegung der Tür als auch die Bewegungen des Handgriffes usw.
auf das Schaltelement übertragen werden können. Es empfiehlt sich aber immer, die
Übertragungsorgane möglichst einfach zu bauen, und zwar aus dem Grund, da sie zum
Ansammeln von Staub und anderen Verunreinigungen nicht einladen dürfen. Aus demselben
Grund empfiehlt es sich, die Teile möglichst weitgehend in einen Mantel oder sogar
in die Wandung des Schrankes einzubauen. Als Übertragungsvorrichtung empfiehlt sich
weiter der an Lichtapparaten übliche Drahtauslöser, der in Form eines Stahldrahtes
innerhalb einer biegbaren Umhüllung seinen Verschluß betätigt. . Ein derartig biegbares
Element kann z. B. durch das übliche Schrankfenster durchgeführt sein. Auch das
Schaltelement, z. B. der Schlitten und die Federvorrichtungen, kann in verschiedener
Weise abgeändert werden. Statt eines sozusagen indirekten Überführungselementes
1:f, 13 kann vorzugsweise der Fühlkörper, gegebenenfalls auch in diesem Fall von
einer Hülse umgeben, selbst als Schlitten benutzt werden, weil es meist auf keine
Schwierigkeiten stößt, den Fühlkörper um den betreffenden kleinen Betrag zu verschieben.
Um den durch die Türbewegungen bedingten Steuervorgängen über das Offenhalten der
Tür hinaus Dauer zu verleihen und das Festbleiben des Schlittens am Verdampfer zu
erreichen, kann die Oberfläche des Verdampfers bzw. des Ansatzes mit an sich bekannten
Haftorganen, wie z. B. Rippen, Zähnen usw., versehen werden, durch die die Bewegung
nach vorn unbehindert erfolgen
kann, die Bewegung nach hinten aber
beim Vorhandensein eines Eisbelages verhindert wird. Ganz allgemein empfiehlt es
sich, die Wirkungsweise der Anlage -möglichst wenig auf die Friktionskraft zwischen
dein Eis und dem betreffenden Teil der Vorrichtung zu gründen. Vielmehr 'ist eine
durch die Türbewegung zustande kommende Druckkraft des Eises bzw. eine Komponente
davon gegen ein federndes oder sonst in der Richtung dieser Kraft verschiebbares
Übertragungselement für diesen Zweck geeignet. Durch ein solches Element kann dann
die Druckkraft des Eises in eine Kraft (Druck oder Reibung) verwandelt werden, die
der Zugkraft derjenigen Spannvorrichtung, die das die Kälte auf den Fühlkörper übertragende
Element (z. B. 13) in seine Normallage zurückzuziehen strebt, entgegenwirkt. Hierdurch
hat man als Festhaltekraft eine größere als die Reibungskraft des Eises zur Verfiigung.
Zu demselben Zweck können auch Schnappeinrichtungen nach Art von Bimetallen benutzt
werden, deren Formänderung für die Befestigung benutzt wird.
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Wie aus vorstehendem hervorgehen dürfte, sind die Bewegungen der Tür
oder des Dekkels eines Kühlschrankes für die Betätigung von Abtauvorrichtungen sehr
verwendbar. Sie sind, wie erwähnt, für die ganze Gattung von Regelungen verwendbar,
die nicht unbedingt erforderlich sind bzw. von der Anzahl der Öffnungen der Tür
abhängig sind, und zwar mit dieser Anzahl steigend; z. B. kann durch das Schließen
der Tür etwa eine Jalousie o. dg1. gesteuert werden, die die Vorderseite des Kühlraumes
abdeckt, so daß beim nächsten Öffnen der Schranktür der Kühlraum zunächst durch
die Jalousie abgeschlossen bleibt. Die Jalousie wird dann nur so weit heruntergelassen,
wie es das herauszunehmende oder hineinzusetzende Kühlgut verlangt. Da hierbei weniger
Kaltluft aus dem Schrank beim Türöffnen entweicht, wird bei üblicher Thermostatsteuerung
auch hierdurch eine Vereinfachung der Regelung des Kälteapparates erreicht. Ferner
kann durch die Türbewegung auch eine Beeinflussung der Heizquelle des Apparates
erfolgen: