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Temperaturregelung von gekühlten oder beheizten Räumen, insbesondere
von Eisenbahnwagen Die Erfindung bezieht sich auf eine Temperaturregelung von Räumen;
insbesondere von Eisenbahnwagen, in -Abhängigkeit von den Temperaturen .des Raueies
und .der Außenluft sowie von: der Luftfeuchtigkeit. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
durch Inn Heizstrornkreis des zusätzlich beheizten, die Kühlung, steuernden Innentemperaturfühlers
liegende Widerstände. gelöst, deren Größe durch den Außenlüfttemperaturfühler und
den Feuchtigkeitsfühler bei steigender Außentemperatur und sinkender Luftfeuchtigkeit
erhöht wird und umgekehrt.
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Bei einer. Temperaturregelung von gekühlten öder beeizten Räumen steuert
erfindungsgemäß ,der Innentemperaturfühler die Kühlung und die Heizung, und -der
Betriebsstromkreis für die Kühlung oder die Heizung wird durch ein Wählerrelais
geschlossen, dessen Erregung vom Außentemperaturfühler gesteuert wird: Es ist bereits
bekannt, Heizungen in Abhängigkeit von, der Temperatur und dem Feuchtigkeitsgehalt
der Raumluft zu regeln. Derartige Einrichtungen eignen sich jedoch nicht in Fällen,
wo mit größeren Schwankungen der Temperatur und Feuchtigkeit der Außenluft gerechnet
werden muß,-wie es z: B. bei Eisenbahnwagen zutrifft. Es. ist zwar bekannt, die
Raumtemperatur auch in Abhängigkeit von der Außentemperatur mittels einer Heiz-
und: einer Kühlvorrichtung zu regeln,' woher jedoch wiederum nicht auf die Feuchtigkeit
der Außenluft Rücksicht - genommen'.
wird. Schließlich ist es bekannt,
den' Innentemperaturfühler durch einen vom Außentemperaturfühler beeinflußten Heizkörper
in seinem Ansprechwert zu ändern; hierbei bleibt jedoch der Heizstromkreis jenes
Heizkörpers nicht ständig geschlossen wie bei der Einrich-@ tung gemäß der Erfindung,
welche den Vorteil einer geringeren Trägheit bietet.
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In den Zeichnungen zeigt Fig. i ein Schaltungsschema, welches der
einen Ausbildungsform der Erfindung entspricht, ' ' Fig. 2 ein ähnliches Schaltungsschema
einer abgeänderten Ausbildungsform und Fig. 3 .ein Schaltungsschema einer anderen
Ausbildungsform der Erfindung, bei welcher Heiz-, Kühl- und Anfeuchtemittel verwenden
Bei jeder der dargestellten Ausbildungsformen der Erfindung bezeichnet A den einstellbaren
Innentemperaturfühler, B die Stromquelle, beispielsweise eine Batterie, C einen
von Hand betätigten -Widerstand,* D den. Außentemperaturfühler, beispielsweise
in Form einer Bimetallspirale, Eein vom Innentemperaturfühler A gesteuertes Relais,
welches zum Öffnen oder Schließen des Erregerstromkreises für die Kühlvorrichtung
F in Fig. i, 2 und 3 'und die Heizvorrichtung <T in Fig. 3 dient.
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In Fig. i ist der Fühler A als Quecksilber-Säulenfühler mit den Behältern
i und 2 ausgebildet; die, durch das Rohr 3 in Verbindung stehen, während ,das Hauptrohr
4 sich vom Behälter 2 aus wie bei einem gewöhnlichen Quecksilberthermometer nach
oben hin erstreckt. Ein ortsfester elektrischer Kontakt 5 ist so angeordnet, daß
er in ständiger Berührung mit -dem Quecksilbervorrat des Fühlers steht. Dieser Kontakt
ist vorzugsweise in dein Verbindungsrohr 3 -zwischen. den Behältern i . und 2 angeordnet.
Im Steigrohr 4 ist ein zweiter Kontakt 6 in .solcher Höhe angeord-
spule 8 kein Strom fließen. Nimmt man nun an, daß durch die Heizspule 8 genügend
Strom hindurchgeführt wird, um die Temperatur des Quecksilbers um etwa 3° C zu erhöhen.
-dann wird ein entsprechender zusätzlicher Anstieg der Quecksilbersäule 7 bewirkt.
Unter .:.diesen Umständen berührt die Quecksilbersäule 7 :den Kontakt 6 und schließt
daher den Stromkreis, wenn die Innentemperatur, -welcher der--Fühler ausgesetzt
ist, 24° C beträgt, weil eben ein zusätzlicher Anstieg von '-etwa 3° C durch -die
Heizwirkung. der Spule 8 verursacht wird. In ähnlicher Weise kann durch Änderung
der Heizstromstärke in der Spule 8 und mithin der Spulentemperatur die vorbestimmte
Temperatur, bei welcher der Fühler wirkt, so eingestellt werden, wie es innerhalb
gewisser praktischer Grenzen erwünscht ist. Im Falle einer Kühleinrichtung, wie
sie beispielsweise .dargestellt ist, berührt die Quecksilbersäule 7 den festen Kontakt
6; wenn die erwünschte Höchsttemperatur innerhalb des - Raumes erreicht ist, und
schließt hierbei .den nachstehenden Stromkreis: Von Batterie B Tiber' Leitung 9,
Ruhekontakt 5, Quecksilbersäule 7, Ruhekontakt 6, Leituni; Io, Relaisspule F_ und
Leitungen i i und i2 zurück' zur Batterie. Das ' erregte Relais E -zieht den Anker
13 an und schließt hierdurch den Ankerkontakt 14 mit eirein festen Gegenlrontakt.15,_
wodurch der Kühlstromkreis wie folgt geschlossen wird: Von Netzleitung I6 über den
Kühlinittelniotor P, Leitung 17, Relaisschalter 15 und 14, Anker 13 und N etzleitung
i8 zurück zur nicht gezeichneten Stromquelle. Die Kühleinrichtung wird so lange
in Betrieb bleiben, bis die Temperatur sich innerhalb des Raumes so weit erniedrigt
hat, daß die Quecksilbersäule 7 wieder außer Berührung finit dem festen KO» ntakt$
gelangt, worauf der. Steuerstromkreis :und mithin auch das Relais E unterbrochen
und der Kühlstromkreis zwischen den Kontakten 14 und 15 geöffnet wird. Wenn eine
Heizanlage überwacht werden soll, würde .das Relais L einen
schoben werden, so daß -keine wesentliche Änderung. der Widerstandsgröße
im Heizstromkreis eintritt.
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Bei der. abgeänderten Ausbildungsform gemäß Fig. 2 werden die Temperaturänderungen
in Abhängigkeit von Schwankungen der 'relativen Feuchtigkeit und der Außentemperatur
dem Fühler A' unabhängig voneinander erteilt. Der Fühler A' weist zwei Hilfsbehälter
2 und 2' auf, welche mit Heizspulen 8 bzw. 8' versehen sind. Der feuchtigkeitsempfindliche
Fühler J verschiebt einen" Kontaktarm 44 längs eines Widerstandes 45, welcher ähnlich
dem Widerstand 22 gemäß Fig. 1 sein kann. In gleicher Weise verschiebt der Außenfühler
D einen Kontaktarm 46 längs des Widerstandes 47. Gewünschtenfalls können gesonderte,
von Hand einzustellende Widerstände C und C in Reihe mit einem jeden der
genannten, selbsttätig geregelten Widerstände geschaltet sein. Der Erregerstromkreis
für die Heizspule 8' ist folgender: Batterie B, Leitungen 48 und 49, Heizspule 8',
Leitung So, Kontaktarm 51, Teil des Widerstandes 52, Leitung 53, Teil des Widerstandes
45, Kontaktarm 44, Leitungen 54 und 55, Batterie. Der Erregerstromkreis für die
Heizspule 8 ist folgender: Batterie B über Leitungen 48, 49 und 56, Heizspule 8,
Leitung 57, Kontaktarm 58, Widerstand 59, Leitung 6o, Widerstand 47, Kontaktarm
46; Leitungen 61 und 55, Batterie. Die Kühleinrichtung wird von dein Fühler A' in
genau der gleichen Weise gesteuert, wie es in dein Beispiel nach Fig. 1 beschrieben
worden ist.
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Bei der Ausbildungsform der Erfindung gemäß Fig. 3 werden sowohl Heiz-
als auch Kühlmittel verwendet, die beide durch den einzigen Fühler A gesteuert.
werden. Die Austvahl, welches dieser Temperaturregelmittel zu irgendeiner Zeit in
Betrieb gesetzt werden soll, wird durch Änderungen der Außentemperatur bestimmt.
Der -Sektor 6'a ist um Achse .63 auf dein Gerätebrett 64 drehbar gelagert. Der Sektor
62 trägt einen Widerstand 65, welcher in Abständen durch in einem' Bogen angeordnete
Einzelkontakte 66 angezapft ist, während das eine Ende des Widerstandes 65 mittels
des biegsamen Drahtes 67_ mit einer Klemme 68 des Gerätebrettes verbunden ist. Ein
Kontaktarm 69, welcher ebenfalls um, die Drehachse 63 schwingen kann, jedoch unabhängig
vom Sektor 62, dient dazu, wahlweise mit den einzelnen Kontaktstücken 66 zusammenzuwirken.
Ein biegsamer Leiter 70 verbindet den Kontaktarm 69 mit einer Klemme 71 auf
dem Gerätebrett. Eibe . bogenförmig angeordnete Reihe von Kontaktplatten 7213, 73,
74 und 75; deren Krümmungsmittelpunkt mit der Achse 63 zusammenfällt, sind auf dem
Gerätebrett 64- angeordnet, und eine ähnlich gekrümmte Kontaktplatte 76 von im wesentlichen
der nämlichen Bogenlänge wie die genannten Kontaktplatten 73 bis 75 ist ebenfalls
auf dem Gerätebrett befestigt. Die Enden des Widerstandes 77 sind mit den Kontakten
72 bzw. 73 und jene des Widerstandes ; 8 mit den Kontaktplatten 73 und 74 und jene
des Widerstandes 79 mit den Kontaktplatten 74 und 75 verbunden. Kontaktplatte 76
ist durch Leiter 8o mit einer Klemme 81' auf dem Gerätebrett verbunden. Die Kontaktplatte
72 ist durch Leiter 68' mit der Klemme 68 verbunden. Ein zweiter Kontaktarm 8@,
welcher starr mit dein Kontaktarm 69, aber in einem Winkelabstand zu diesem, verbunden
ist, kann ebenfalls um Drehachse 63 gedreht werden. Der Kontaktaren 81 dient dazu,
wahlweise mit den einzelnen Kontaktplatten 72 bis 76 in Berührung zii gelangen.
Die Kontaktarme 69 und 81 können gemeinsam durch den Außenfühler n mittels der biegsamen
Welle 82 oder eines Getriebes angetrieben werden. Diese Antriebsverbindungen können
mittels Kupplung 83 unterbrochen werden. Die Kontaktarme 69 und Si können von Hand
um die Achse 63 mittels irgendwelcher geeigneter Vorrichtungen, z. B. Knopf 84,
gedreht werden. Der auf die Feuchtigkeit ansprechende Fühler J' ist an einem Ende
bei 85 verankert, während das andere Ende beweglich ist und mit einem bei 87 drehbar
gelagerten Hebel 86 in Verbindung steht, dessen freies Ende den kürzeren
Arm 88 eines zweiten, bei 89 gelagerten Hebels erfaßt, dessen längerer Arm 9o über
Lenker 91 mit dem drehbaren Sektor 6? in Verbindung steht. Die Feder 92 sucht den
Sektor 62 entgegengesetzt dein Uhrzeigersinn zu drehen, wenn sich der Fühler J'
bei zunehmender Feuchtigkeit verlängert, während der Sektor 62 im Uhrzeigersinn
gedreht wird, wenn, sich der Fühler J' bei abnehmender Feuchtigkeit verkürzt. Die
Kontaktarme 69 und 81 werden entgegengesetzt denn Uhrzeigersinn gedreht, wenn die
Außentemperatur zunimmt und umgekehrt. Wenn sich die Teile in der in Fig. 3 gezeichneten
Lage befinden, ist die Außentemperatur hoch, und der Innenfühler A steuert die Kühleinrichtung.
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Wenn eine gewisse vorbestimmte Innentemperatur erreicht ist, wird
das Relais E durch den nachstellenden Stromkreis erregt: Batterie B, Leitungen 93
und 94, Relaisspule 95, Leitung 96, Ouecksilbersäule 97 des Fühlers A, Leitungen
98, 99, und ioo, Batterie. Wenn auf diese Weise das Relais erregt ist, zieht
es den Anker ioi 'zach oben, so daß er mit dem feststehenden Kontakt 1o2 in Berührung
gelangt, wodurch -ein. Antriebsstromkreis geschlossen wird, der die Kühleinrichtung
in
Gang setzt oder die Heizeinrichtung unterbricht, je nachdem, welche dieser 'Einrichtungen
gerade -dazu in Abhängigkeit von der' herrschenden, Außentemperatur gewählt 'ist.
-Das` Wählerrelais K ist stromlos; wenn die Außentemperatur oberhalb eines vorbestimmten
Punktes, z. D. -,o° C; ist, zu welchem Zeitpunkt der Anker Io3 dieses Relais in
'Berührung mit dem feststehenden Kontakt fo4 gelängt." Unter diesen Uniständen wird
die Kühleinrichtung P in Betr=eh gesetzt, wenn die vorbestimmte Höchsttemperatur
beim Fühler A erreicht ist, und zwar über den folgenden Stromkreis: Batterie B,
Leitungen 93 und Io5, Anker IoI, feststehender Kontakt 102, Leitung Io6, Anker toi,
feststehender Kontakt 104, Leitung 107, Motor F der Kühleinrichtung, :Leitungen
Io8 und Ioo, Batterie. Wenn die Temperatur im Innern des Raumes wieder unter die
vorbestimmte Höchstgrenze gesunken ist, wird der Erregerstromkreis des Relais E
am Fühler A unterbrochen sein; worauf der Stromkreis für die Kühleinrichfung zwischen
den Kontakten IoI und rot unterbrochen wird.
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'' Wenn die Außentemperatur unter einen vorbestimmten Wert, z. B.
2o° C, wie oben 'angenommen, gesunken ist, wird der Außenfühlet D den Kontaktarm
8i im Uhrzeigersinn drehen, bis er die Kontaktplatte 76 b°-rührt. Hierdurch wird
ein Erregerstromkreis für das Wählerrelais K -wie folgt geschlossen: Batterie B,
Leitungen 93 und log, Relaisspule Io, Leitungen III und 112, Klemme 8I', Leitung
8o, Kontaktplatte 76, Kontaktarm 81, Leitung 7o; Klemme 71, Leitung Zoo, Batterie.
Die Erregung des Wählerrelais K bewirkt ein Anziehen. .des Ankers- 103. bis zur
Berührung mit dem feststehenden Kontakt 113, wodurch ein Steüerstromkreis für die
Heizeinrichtung G wie folgt geschlossen -wird: Batterie B; Leitungen 93 und Io5,
Anker IoI, feststehender .Kontakt Io2, Leitung Io6, Anker 103, feststehender Kontakt
113, Leitung 1 14:, Ventilsteuermagnet 115, Leitungen 116; Io8 und Ioo, Batterie.
Die gezeichnete Steuereinrichtung 115 für die Heizvorrichtung G umfaßt ein normalerweise
offenes Ventil 117, welches durch. :den Magneten II5 geschlossen werden kann...
Wenn die vorbestimmte Höchsttemperatur beim Fühler A erreicht ist, bewirkt die
Bei den in der Zeichnung dargestellten Lagen . der Einzelteile ist der die Wärmeänderung
-des Fühlers
A bewirkende Stromkreis folgender: Batterie B, . Leitung g3,
Heizspule iI8, Leitung II9, Kontaktarm I2o, Widerstandsteil I2I, Leitung I22, Festwiderstand
I23, Leitung 12q,, Widerstand 125, Leitung 126, Klemme 68; Leitung 67, Widerstand
65, Kontaktarm 69, Leiter 70, Klemme 71, Leitung Ioo, Batterie. Die Größe des Widerstandes
65, welcher in den Stromkreis eingeschaltet ist, hängt von .den Stellungen .des
Kontaktarmes 69 und Sektors 62 ab, die ihrerseits durch die Außentemperatur und
die relative Feuchtigkeit der Luft im Innern des Raufries bestimmt werden. Die Wirkung
dieses Teils der Vorrichtung ist im wesentlichen die gleiche, wie sie .bereits,
bei Fig. i beschrieben wurde. Der Heizstromkreis kann .auch von Hand mittels des-
Widerstandes C eingestellt werden.
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Wenn die .Außentemperatur auf einen vorbestimuJten Wert, z. B. 21°
C; sinkt, wird der Kontaktarm 8.i in Berührung mixt dein festen Kontakt 72 gelängen,
wodurch .der zuletzt beschriebene Stromkreis um irgendeinen Teil des Widerstandes
65 kurzgeschlossen wird, welcher-zu jenem Zeitpunkt in jenen Stromkreis eingeschaltet
sein kann. Zu dieser Zeit wird: die Feuchtigkeitsregel.ing vorübergehend unwirksam
gemacht, während sie noch für die Kühleinrichtung zu wirken vermag.
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Wenn die- -Außentemperatur noch weiter sinkt, z. B. auf 2o° C oder
darunter, wird der Kontaktarm 8i in Berührung mit dein Bogenkontakt 73 gelangen
und auch in Berührung mit dem Bogenkontakt 76, so daß .das Wählerrelais K erregt
wird. Die Heizeinrichtung wird nunmehr in Gang gesetzt. Jener Teil des Erregerstromkreises
für die Heizspule iiä, der auf dem Gerätebrett 64 angeordnet ist, wird nunmehr der
folgende sein: Kleinine 68. Leitung 68', Kontaktplatte 72, Widerstand
77,
Kontaktplatte 73; Arm 8i, Leitung7o, Klemme 71. Wenn die Außentemperatur
noch weiter sinkt; kann es erwünscht sein, :eine noclii höhere Temperatur in der
Nähe des Fühlers A aufrechtzuerhalten, um zusätzliche Wärmeverluste
nachts eine tiefere Temperatur aufrechtzeuerhalten, falls der Raum
als Schlafraum dienen soll. Dementsprechend ist der Nacht-Schalter 127 in dem Nebenschlußstromkreis
vorgesehen, Welcher die Leitung 128, den Schalter 127 und die Leitungen 129 und
99 enthält, um Leitung i24 mit Leitung Ioo zu verbinden und so den Widerstand 125
kurzzuschließen sowie alle Widerstände auf dem Gerätebrett 64. Wird Schalter i27
geschlossen, so hat dies zur Folge, daß ein stärkerer Strom durch .die Heizspule
i 18 fließt und der Fühler A eine tiefere Temperatur aufrechtzuerhalten 'sucht.
Auch bei kaltem Wetter, wenn ein Eisenbahnwagen nicht benutzt wird, ist es nicht
notwendig, eine so hohe Temperatur im Innern des Wagens aufrechtzuerhalten; dagegen
ist es erwünscht, eine gewisse Mindesttemperatur, z. B. Io° C, aufrechtzuerhalten,
um eine Beschädigung des Wagens oder seiner Einrichtung zu vermeiden. Zu diesem
Zweck ist der bekannte selbsttätige Wählerschalter L vorgesehen. Der Schalterarm
130 wird selbsttätig gegen den festen Kontakt 132 unter der Wirkung .der
Feder 131 angelegt, aber die Schalterkontakte werden normalerweise durch den. Kolben
133 offen gehalten, welcher sich aus dem Luftbalgen 134 so lange nach oben erstreckt,
als in einer Bremsleitung des Wagens, mit der die Rohrleitung 135 verbunden ist,
Druck vorhanden ist. Wird der Wagen außer Betrieb gesetzt, dann ist kein Druck in
der Leitung, so daß .sich der Balgen 134 zusammenzieht und das Schließender Schalterkontakte
130 und 132 gestattet. Hierdurch wird der nachstehende Nebenschlußstromkreis geschlossen,
welcher den Widerstand 125 und sämtliche auf dein Gerätebrett 64 befindliche Widerstände
ausschaltet: Leitung 124, Leitung 136, Wählerschalterkontakte 13o und 132, Leitung
112, Leitung 8o, Kontaktplatte 76, Kontaktarm 81, Leiter 70 und Leitung Ioo zur
Batterie. Dieser selbsttätige Wählerschalter tritt nur in Tätigkeit, wenn die Heizeinrichtung
in Betrieb ist, arbeitet aber in ähnlicher Weise wie der Nachtschalter 127, indem
er den durch die Heizspule 118 fließenden Strom verstärkt und somit die Temperatur
erniedrigt, bei welcher der Fühler A in Wirksamkeit tritt, um ,das Heizventil 117
zu schließen.
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Das Ventil 137 ist normalerweise geschlossen und steuert den Wasserzulauf
zu einer Anfeuchtevorrichtung, wobei es von einem Magneten 139 geöffnet werden
kann. Ein Motor I4o eines Gebläses führt die Luft durch" die Anfeuchtevorrichtung
hindurch. Dieser Motor wird über den folgenden Stromkreis in Betrieb gesetzt: Batterie
B, Leitungen 93_ und 141, Motor 14o, Leitung 142, Schalterköntakt 143, Schaltarm
144, Leitungen 145, 99 und ioo zur Batterie. Wenn der Schaltarm 144 geschlossen
ist, um das Gebläse in Betrieb zu setzen, wird ein zweiter Schaltarm 146 ebenfalls
in Eingriff mit einem festen Kontakt 147 gebracht. Ferner ist ein Feuchtigkeitsfühler
48 vorgesehen, weicher einen Stromkreis zu schließen vermag, wenn ein Mindestfeuchtigkeitsgehalt
im ' Innern des Raumes erreicht ist. Der hierbei geschlossene Stromkreis ist folgender:
Batterie B, Leitungen 93 und 149, Ventilmagnet i39, Schalterkontakte 146 und 147,
Leitung i5o, Feuchtigkeitsfühler 148, Leitungen 151, 111 und 112, Kontakte 76 und
81, Batterie B. Hierdurch kann die Feuchtigkeit im Innern des Raumes oberhalb eines
vorbestimmten Mindestwertes gehalten werden, aber das Ventil 137 kann nicht geöffnet
werden, bevor .das Gebläse in Betrieb ist.