DE708640C - Bimetalltemperaturregler - Google Patents

Description

• Bibficfcek
Enr. Ind. Eigendom

AUSGEGEBEN AM
25. JULI 1941

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42 q GRUPPE 2o3

V 35086 IXbJ42q

Paul Brownlee Parks in Oak Park, III., V. St. Α.,

ist als Erfinder genannt worden. . .

Vapor Car Heating Company, Inc. in Chicago, III., V. St. A.
Bimetalltemperaturregler

Patentiert im Deutschen Reich vom 2. August 1938 an
Patenterteilung bekanntgemacht am 19. Juni 1941

Die Priorität der Anmeldung in den Vereinigten Staaten von Amerika vom 20. September 1937

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft einen Regler mit auf die Raumtemperatur ansprechenden Bimetallstreifen, dessen eines Ende an einem einstellbaren, ortsfest gelagerten. Träger befestigt ist, während auf dem freien Ende des Bimetallstreifens Kontaktstücke für die Schaltung eines Steuerstromkreises sitzen. Die Erfindung bezweckt 'die Schaffung eines gegen mechanische Beanspruchung, insbesondere Stoß, unempfindlichen und in jeder Stellung wirksamen Gerätes von einfacher Bauart und großer Betriebssicherheit. Erfindungsgemäß greift an dem einstellbaren Träger· ein zweiter Bimetallstreifen an, der zusammen mit einem Heizkörper, dessen Heizstromkreis ständig geschlossen ist und Einstellmittel für die Heizstromstärke enthält, in ein wärmeisolierendes Gehäuse eingeschlossen ist. Dieser zweite Bimetallstreifen dient dazu, die Ansprechtemperatur des ersten Streifens durch Änderung der Heizstromstärke einzustellen. Zur raschen und bequemen Anpassung an grob geänderte Temperaturverhältnisse ist, wie an sich bei Bimetallreglern bekannt, der Träger des ersten Bimetallstreifens von Hand, ζ. B. durch eine Schraube, einstellbar, durch die ebenfalls die Ansprechtemperatur des ersten Bimetallstreifens geändert werden kann.

Es ist bereits bekannt, die Ansprech- oder Solltemperatur eines Reglers für die Raumtemperatur vermittels eines anderen Gliedes einzustellen, indem man dieses -elektrisch heizt. Diese bekannten Regler bestehen jedoch aus einem Kontaktquecksilberthermometer, das zwei Kugeln aufweist, welche die Queck-, silbersäule enthalten. Der Teil des Reglers, der auf die zu regelnde Raumtemperatur anspricht, der Fühler, ist also nicht räumlich getrennt von dem zum Zwecke der Einstellung der Solltemperatur beheiz-ten Teil. Hierdurch wirkt in nachteiliger Weise die schwankende Raumtemperatur auch auf die Sollwertstellung ein. Demgegenüber werden erfindungsgemäß zwei räumlich völlig getrennte Bimetallstreifen verwendet, von denen der eine auf die Raumtemperatur anspricht und der andere allein auf die elektrische Heizung,

wodurch auch die bei der 'bekannten Anordnung mögliche Wärmeübertragung von dem einen Streifen auf den anderen, wie im bekannten Falle, durch die gemeinsame Quecksilbersäule vermieden ist.

Die Erfindung bietet noch den weiteren Vorteil, daß die mechanische Verbindung zwischen den beiden Bimetallstreifen in Form einer Stellschraube ausgebildet sein kann, so ίο daß außer der thermischen, durch die Heizung bewirkten, noch eine zusätzliche Einstellung von Hand möglich ist; diese Einstellung von Hand ist allerdings bei Bimetallreglern bekannt. Die bekannten Ouecksilberregler sind auch gegen Stoß empfindlich und lassen keine gesonderte Auswechslung des einen Reglerteiles unabhängig vom anderen zu.

Der Regler gemäß der Erfindung ist besonders zur Überwachung von Heiz- und Kühiao anlagen in Abhängigkeit von ^Schwankungen der Außentemperatur geeignet. In der Zeichnung zeigt
Fig. ι eine Seitenansicht des Reglers, der Grundplatte und des Außendeckels im senkrechten Schnitt,

Fig. 2 einen Grundriß, wobei'der Außendeckel entfernt ist, während das Isoliergehäuse für den Hilfsregler und zugehörigen Heizkörper im Schnitt wesentlich nach Linie 2-2 von Fig. ι dargestellt ist;

Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie 3-3 von Fig. 2,

Fig. 4 zeigt ein Schaltungsschema, ι bezeichnet eine hohle, auf der Rückseite offene, metallische Grundplatte, an welcher die Isolierplatte 2 vermittels Schrauben 3 befestigt ist. Der gewölbte Metalldeckel 4 greift mit Flansch 5 über einen Teil der Grundplatte ι und ist oben und -unten sowie an den 4Q Seiten mit Schlitzen 6, 7 und 8 versehen, so daß ein freier Luftdurchtritt durch das Gehäuse möglich ist und der Hauptregler rasch auf die Raumtemperatur ansprechen kann.

"Der Hauptregler 9 ist in Form eines Bimetallstreifen ausgebildet, dessen eines Ende 10 bei 11 an einem Halter 12 befestigt ist, welch letzterer drehbar auf einem Zapfen 13 gelagert ist, der sich nach außen von der· Platte 2 aus erstreckt. Der Bimetallstreifen 9 ist derart gelagert, daß er sich praktisch um das innere Isoliergehäuse 14 herum erstreckt, welches weiter unten näher beschrieben werden soll, während das obere freie Ende 15 des Streifens ein Paar elektrische Kontaktstücke 16 und 17 trägt, die mit den ortsfesten Kontaktstücken 18 und 19 zusammenwirken. Letztere sind vorzugsweise auf den Innenenden von Schrauben 20 bzw. 21 angeordnet, die durch die Blöcke 22 bzw. 22' hindurch-6a geführt sind, so daß die Lage der ortsfesten Kontaktstücke eingestellt werden kann. Wenn die Raumtemperatur steigt oder fällt, biegt sich der Bimetallstreifen 9 nach der einen oder anderen Richtung. Wenn die Temperatur beispielsweise auf .einen vorbestimmten Wert an-• steigt, kann sich der Streifen derart biegen, daß sich die Kontaktstücke 16 und 18 berühren, und umgekehrt, wenn die Temperatur genügend sinkt, daß sich die Kontaktstücke 17 und 19 berühren. Die elektrischen Leitun- V> gen sind mittels geeigneter Klemmen auf der Rückseite der Platte 2 an die ortsfesten Kontaktstücke 18, 19 und an dem gehalterten Endteil 10 des Bimetallstreifens 9 angeschlossen.

Zwecks grober Einstellung der Ansprechtemperatur des Bimetallstreifens 9 wird dieser als Ganzes nach der einen oder anderen Richtung gedreht, indem man den drehbaren Halteteil 12 schwenkt, an dem das eine Streifenende 10 befestigt ist.

Ein zweiter Bimetallstreifen 23 ist mit seinem unteren Ende bei 24 an einem Block 25, welcher aus der Grundplatte hervorragt, befestigt, während das obere freie Ende 26 mit einer Stellschraube 27 verbunden ist, die durch einen Block 28 hindurchgeschraubt ist, der mit dem Hälteteil 12 verbunden ist. Bei Verbiegung des Bimetallstreifens 23 nach der einen _ oder anderen Richtung tritt eine Verschiebung des Halteteiles 12 vermittels Schraube 9» 27 ein und mithin eine Veränderung der Lage des Bindemetallstreifens 9 im ganzen. Der Kopf 29 von Schraube 27 ist so angeordnet, daß eine Dauereinstellung in der Fabrik durch Drehung der Schraube 27 leicht möglieh ist. Soweit es die selbständige Arbeitsweise anlangt, kann das freie Ende 26 des Bimetallstreifens 23 als ruhend in bezug auf das Ende 10 des Bimetallstreifens 9 angesehen werden. · '°< >

Dicht am Bimetallstreifen 23 ist ein elektrischer Heizkörper angeordnet, der vorzugsweise in Form einer Heizspule 30 um den Bimetallstreifen herumgewickelt ist, wobei die Enden der Spule mit den Kontaktschrau- 105' ben 31 und 32 verbunden sind, die durch die Grundplatte 2 hindurchragen und die Anschlüsse für den Heizstromkreis bilden.

Bimetallstreifen 23 und Heizkörper 30 sind in die Kammer 33 des Isoliergehäuses 14 ein- no geschlossen. Dieses Gehäuse kann aus Metal! bestehen, vorzugsweise jedoch aus irgendeinemWerkstoff mit guten Isoliereigenschaften, um soweit als möglich einen Wärmedurchgang zu verhindern und die Wirkung des Heizkörpers 30 auf den Bimetallstreifen 23 zu beschränken, während dieser gleichzeitig gegen die Luftströmungen geschützt ist, welchen der Bimetallstreifen 9 ausgesetzt werden soll. Das Gehäuse 14 ist mit der Platte 2 durch Schrauben 34, 35 verbunden und mit einem Schlitz 36 auf der einen Seite

versehen, der über die Schraube 27 oder Block 28 geschoben werden kann, wobei ein Paßstück 37 nach vorn aus Platte 2 hervorsteht, um den- Innenteil dieses Schlitzes zu verschließen, so daß die übrige Öffnung durch das Gehäuse 14 nur gerade hinreicht, um die notwendige Bewegung der biegsamen Verbin-. dung zwischen Bimetallstreifen 23 und Halte-. . teil 12 zu gestatten<_ -

Aus dem Schaltungsschema gemäß Fig. 4 ergibt sich, daß die Leitungen 38 und 39 zu den ortsfesten Kontaktstücken 18 bzw. 19

,,· führen, während eine dritte Leitung40 zum Bimetallstreifen 9 führt und von hier zu den beweglichen Kontaktstücken 16 und 17. Wenn beispielsweise der Bimetallstreifen 9 so ausgebildet ist, daß er an seinem oberen Ende '" beim Erwärmen nach rechts schwingt, dann findet bei einer vorgeschriebenen Höchsttemperatur ein .Schließen der Kontaktstücke 16 und 17 statt unter Bildung eines Stromkreises zwischen Leitungen 38 und 40. Durch geeignete Steuervorrichtungen wird dieser Stromkreis beispielsweise eine Kühlanlage in Betrieb oder eine Heizanlage außer Betrieb setzen. Wenn die Temperatur beim Bimetallstreifen 9 sinkt, so daß die Kontaktstücke 17 und 19 einen Stromkreis über Leitungen 39 und 40 schließen, wird eine Ausschaltung der Kühleinrichtung und Inbetriebsetzung der Heizanlage erfolgen. Wahlweise kann die Stromkreisverbindung zu einem der Kontaktstücke (z. B. 19) fortfallen, so daß nur die Kontaktstücke 16 und 18 zum öffnen und Schließen des Stromkreises zwischen Leitun-. gen 38 und 40 dienen, um so die gesteuerte

. Vorrichtung abzuschalten oder in Betrieb zu setzen.

Der Heizstromkreis zur Erregung der Hilfsheizung30 umfaßt die Leitung41, welche von dem einen Pol der Stromquelle 42 ausgeht, das bewegliche Kontaktstück 43 des ver-

. ände'rlichen Widerstandes 44, die Leitung 45, die vom Widerstand 44 zum einen Ende der Heizwicklung 30 führt, und die Leitung 46, die vom anderen Ende derselben zur Stromquelle

. -. 42 zurückführt. Es ist ersichtlich, daß vermit-

- tels des veränderlichen Widerstandes 43, 44 die Heizstromstärke in der Spule 30 verändert Heizstromstärke in der Spule 30 verändert werden kann, wodurch die zur Bestimmung des Durchbiegungsgrades des Bimetallstrei- ■ fens 23 dienende Wärmeentwicklung bestimmt wird, indem der drehbare Halter 12 entsprechend geschwenkt und so die Lage des Bimetallstreifens 9 für irgendeine Raumtemperatur im ganzen eingestellt wird. Auf diese Weise können die Temperaturen, bei welchen entweder zwischen den Kontakt stücken 16 und 18 oder 17 und 19 ein Strom schluß stattfindet, zu irgendeinem Zeitpunk durch einfaches Einstellen der Heizstrom stärke für den Hilfsheizkörper 30 geregel werden.

Das Isoliergehäuse 14 begrenzt die von Hilfsheizkörper 30 ausgehende Wärme auf dei Bimetallstreifen 23, während dieser gleich zeitig gegen die veränderlichen Luftströmun gen abgeschirmt ist, die durch das Außen gehäuse 4 hindurchtreten. Auf diese Weis« spricht der Bimetallstreifen 9 nur auf Tempe raturänderungen der Raumluft, in welcheder Regler angeordnet ist, an, während de: Bimetallstreifen 23 nur von der durch dei Heizkörper 30 gelieferten Wärme abhängig ist. Vorzugsweise sind magnetische Zuhaltungen in Form von einstellbar gelagerten permanenten Magneten 47 und 48 auf benachbarten gegenüberliegenden Seiten des beweglichen Endteiles des Bimetallstreifens 9 angeordnet. Beispielsweise ist der Magnet 4; derart angeordnet, daß bei Berührung dei Kontaktstücke 16 und 18 der Streifen nahe genug an die Pole des Magneten 47 gebrachi wird, um von diesem kräftig angezogen zu werden, so daß die Kontaktstücke 16 und iS so lange in Eingriff gehalten' werden, bis eine auf den Streifen 9 wirkende Temperaturänderung eine hinreichende Kraft in entgegengesetzter Richtung ausübt, um die magnetische Anziehung zu überwinden und das Kontaktstück 16 von dem Kontaktstück 18 abzuschnellen. Hierdurch wird ein Flattern der Schalter verhindert.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   r. Regler mit auf die Raumtemperatur ansprechendem Bimetallstreifen, dessen eines Ende an einem einstellbaren, ortsfest gelagerten Träger befestigt ist, während auf dem freien Ende des Bimetallstreifens die Kontaktstücke für die Schaltung eines Steuerstromkreises sitzen, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Träger (12) ein zweiter Bimetallstreifen (23) angreift, der zusammen mit einem Heizkörper (30),· dessen Heizstromkreis ständig geschlossen ist und Einstellmittel (43,44) für die Heizstromstärke enthält, in ein wärmeisolierendes Gehäuse (14) eingeschlossen ist.
2. 2. Regler nach Anspruch 1, dadurch ge^: kennzeichnet, daß der Träger (12) gegenüber dem beweglichen Ende (26) des Bimetallstreifens (23) von Hand, z. B. durch eine Schraube (29), einstellbar ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen