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Einrichtung zur Regelung elektrischer Stromkreise, insbesondere für
elektromotorisch angetriebene Kältemaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Regelvorrichtung für elektrische Stromkreise und insbesondere auf die Regelung von
elektrisch angetriebenen Kältemaschinen o. dgl. Elektrisch angetriebene Kälteapparate
werden gewöhnlich mit einem Regler ausgerüstet, der auf Temperaturschwankungen anspricht
und den Kompressorantriebsmotor entsprechend den Temperaturschwankungen im Kühlraum
ein- und ausschaltet. Die von der Temperatur abhängige Vorrichtung des Reglers schliert
dabei den Motorstromkreis, wenn die Temperatur im Kühlraum auf einen bestimmten
Wertansteigt, und .öffnet diesen, Stromkreis wieder, wenn die Temperatur auf einen
besthnmtenWert fällt. Auf diese Weise wird die Kühlraumtemperatur innerhalb der
durch die Ansprechwerte des Reglers gegebenen Zone konstant gehalten.
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An derartige Regelvorrichtungen werden hohe Anforderungen in bezug
auf sicheres Arbeiten gestellt. Man verwendet daher meistens Schaltapparate in Verbindung
mit Reglern, die als Kippschalter ausgebildet sind. Die Regelapparate müssen dann
Einstellvorrichtungen besitzen, mit denen man leicht die Ansprechgrenzen einstellen
kann.
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Nur wenige der bisher üblichen Regeleinrichtungen arbeiten ganz zufriedenstellend.
Der Betätigungsmechanismus und die Einstellmittel sind meist verhältnismäßig kompliziert,
so daß die bisherigen Schaltapparate zeitweise eine sehr sorgfältige Justierung
und häufige Reparaturen erfordern. In vielen
Fällen ist es besonders
erwünscht, den Regelapparat so zu hauen, daß er seine Kontakte öffnet und den Motorstromkreis
unterbricht, nachdem dieser als Folge einer ansteigenden Temperatur mit Rücksicht
auf ein Versagen im Kälteapparat Weitersteigen sollte. Zweck der Erfindung ist es,
einen einfachen und billigen Regler für elektrische Stromkreise zu schaffen, der
alle obengenannten Bedingungen erfüllt.
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung elektrischer
Stromkreise, wobei <las Regelorgan finit Hilfe eines Kippmechanismus einen Schalter
ein- und ausschaltet und dein beweglichen Schaltstück des Schalters zwei Anschläge
zugeordnet sind, so daß der Kippmechanismus in beiden Bewegungsrichtungen einen
durch die Anschläge begrenzten Verstellweg zurücklegen muß, ehe er an dein beweglichen
Schaltstück angreift. Die obenerwähnte Aufgabe wird erfindungsgemätdadurch gelöst,
daß die als Blattfeder ausgebildete Kippfeder zwischen den Schenkeln eines vom Steuerorgan,
beispielsweise vom Thermostaten, bewegten gabelförmigen Halters eingespannt ist
und von zwei am beweglichen Kontaktträger angeordneten Anschlägen so umfaßt wird,
daß sie beim -Umkippen von einer Endlage in die andere den Kontaktträger durch Auftreffen
auf einen seiner Anschläge umstellt und durch ihren Druck in der neuen Stellung
festhält. Der Druck, welchen die Kippfeder auf den Schalter ausübt, wirkt hierbei
jeweils bis zum Überschreiten der Kipplage im Sinne einer Aufrechterhaltung des
bisherigen Schaltzustandes. Hierdurch wird ganz. zwangsläufig dafür gesorgt, daß
der Schalter jeweils unmittelbar bis zum "Leitpunkt seines Ansprechens eindeutig
in seiner bisherigen Schaltlage verbleibt. Ein -Nachlassen des Kontaktdruckes kann
nicht eintreten, da beim Gegenstand der Erfindung bis kurz vor denn Ansprechen des
Schalters sogar eine Z-erstärkung des Kontaktdruckes bewirkt wird.
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Es ist ein Druckschalter bekannt, der als Überwachungs-und Steuerungsorgan
für Einrichtungen dient, bei denen der Druck von Gasen oder Flüssigkeiten geregelt
werden soll. Um ein ruckartiges Ansprechen dieses Schalters zu erzielen, ist hier
ein Magnet angewendet, der den Kontaktdruck vor dein Ansprechen aufrechterhält.
Es ist fernerhin ein Temperaturregler mit durchschnappender Biinetallfeder bekannt,
bei dem die Kontakte erst beim Durchschnappen der Feder ruckartig getrennt werden.
Um eine Aufrechterhaltung des Kontaktdruckes bis kurz vor den Ausschaltvorgang zu
sichern, ist liier eine besondere. der Ausschaltbewegung der Biinetallfeder entgegenwirkende
Feder vorlianden. Von der Kippfeder selbst -,s-ir(l also fier vor dem Überschreiten
der Kipplage kein Druck auf den Schalter ausgeübt, der im Sinne einer Aufrechterhaltung
des bisherigen Schaltzustandes wirkt. Bei allen bekannten Einrichtungen ist es fernerhin
nicht möglich, die Kontakte des überwachten Kompresso@rinotorstromkreises dann automatisch
zu ölfite>>, wenn die Temperatur des Kühlraumes t@-citcrsteigt, nachdem die Kontakte
bei der olleren Temperaturgrenze geschlossen -,t-orden sind. Bei der Erfindung gelingt
es. diese Aufgabo zu lösen, weil hier die Bewe"uiihsriclitun" der Kippfeder beim
normalen Schalten entgegengesetzt gerichtet ist zur Bewegung des die Kippfeder tragenden
Halters.
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Mine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich, wenn die
Kippfeder in der `Zähe der Befestigungsstellen an den Schenkeln des g"tbclförinigen
Teiles zwei Ausbuchtungen besitzt, die es gestatten, dali <las zwischen diesen
beiden Ausbuchtungen liegende Mittelstück der Feder bei der Bewegung des gabelförmigen
Teiles einen entsprechend grölieren Schaltweg zurücklegen kann.
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Die Figuren zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. F ig. i
zeigt eine perspektivische Ansicht des Reglers geniäfl de r Erfindung. Fig. 2 zeigt
die Vorderansicht (Ivs Reglers in der geöffneten Schaltlage und Fig. 3 die entsprechende
Ansicht in der geschlossenen Schaltlage.
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Der Regler besteht aus einem l'ahinen @. zwei feststehenden Kontakten
; , einem damit zusammenarbeitenden beweglichen Kontakte, einem beweglichen Schaltstück
ii, das als Träger des Kontaktes c) dient. einem mit 1;; bezeichneten Kippschalter
und einem teniperaturaliliängigenSchaltglied i ä. DerlZahnien ist U-förmig gebogen.
Er besitzt einen senkrecht stehenden `heil 6 und einen oberen und unteren Schenkel
S und io. Die feststehenden Kontakte ; sind auf Isolierstücken 1; montiert, welche
am Vorderteil des Schenkels to befestigt sind. Jedes der teststehenden Kontaktstücke
besitzt ein Anschlulistück i6 zum Anschließen der Leitung des i'her-«-acliungsstronilcreises.
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Das bewegliche Schaltstück i i ist drehbar an dein senkrecht stehenden
Toil 6 mit Hilfe eines Drehzapfens icl und der Halter 21 befestigt. Das vordere
Ende des Schaltstückes i i erstreckt sich bis oberhalb der feststellenden Kontakte
; ulid trägt den beweglichen Ü berbriickung#skontakt d. Der Kontakt 9 ist am Schaltstück
i i mit Hilfe einer Feder 23
befestigt. Diese Befestigung hat den Zweck,
ein Zurückprallen des Schaltstückes ii beim Schließen des Schalters zu verhüten.
Das Schaltstück i i wird durch eine Haltefeder _25 in der Schließstellun` gehalten.
Der
Kippmechanismus besteht im wesentlichen aus einem beweglichen Jochteil 27, einer
Kippfeder 29, .einem Kupplungsstück 31 und einem einstellbaren Anschlag 33. Das
Jochstück 27 besitzt zwei Arme 35, die die Feder 29 an beiden Seiten halten. Die
Feder besitzt Ausbiegungen 37, so daß das Mittelstück 39 der Feder bei der Bewegung
einen größeren Weg zurücklegen kann als das JochstÜck 27. Die.Kippfeder 29 wird
zwischen den Schenkeln 35 des Jochstückes 27 in der aus den Fig. 2 und 3 ersichtlichen
durchgebogenen Lage gehalten. Das Mittelstück 39 der Feder 29 ist mit dem Schaltstück
i i mit Hilfe .des Verbindungsstückes 31 gekuppelt, das auf der anderen Seite nach
unten gebogen und am Schaltstück ii befestigt ist. Das Mittelstück 39 der Feder
29 kann sich zwischen dem vorderen Teil 41 des Kupplungsstückes 31 und dem Schaltstück
i i bewegen.
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DicEinstellvorrichtung 33 besteht aus einer Schraube 43, die iin vorderen
Teil 45 eines entsprechend Fig. i gebogenen Armes d.7 mit Hilfe der Mutter d.8 befestigt
ist. Der Arm 47 kann mit dem Rahmen 5 verschweißt sein. Die Einstellschraube d.3
hat den Zweck, die Beweglichkeit des Jochstückes 27 so zu begrenzen, daß die Schnappfeder29
nachDurchlaufen des eingestellten Schaltweges des Jochstückes 27 in die Schließstellung
des Schalters umkippt. Das bewegliche Jochstück 27 kann mit Hilfe eines von der
Temperatur ab= hängigen Balges 49 in senkrechter Richtung hin und her bewegt werden.
In diesem Balg kann beispielsweise eine Flüssigkeit eingeschlossen sein, die sich
entsprechend denTemperaturänderungen ausdehnt bzw. zusammenzieht. Der Balg ist am
oberen Schenkel S des Armes 5 befestigt, und das obere Ende des beweglichen Jochstückes
27 ist mit dem oberen Teil des Balges durch einen Hebel 51 verbunden. Dieser Hebel
ist drehbar in einem Halter 53 gelagert. Das Jochstück 27 ist im oberen Ende U-förmig
ausgebildet und mit Hilfe des Stiftes 57 am Hebel 51 befestigt. Bei Temperaturanstieg
bewegt sich das Jochstück 27 nach oben und verstellt dabei das Schaltstück i i in
die Schließstellung. Beim Sinken der Temperatur wird der Balg durch die Rückstellfeder
6o nach unten gedrückt, wodurch das Schaltstück i i in die Ausschaltlage gebracht
wird.
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Der beschriebene Regler kann in den Kühlraum eines elektrisch betriebenen
Haushaltskühlschrankes eingebaut und die Anschlußstücke 16 können mit dem Stromkreis
eines Kompressor antriebsmotor s verbunden sein.
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Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Es sei angenommen, daß der
Schaltapparat die in Fig.2 dargestellte Schaltlage einnimmt, bei der also der Motorstromkreis
geöffnet ist. Wenn jetzt die Temperatur im Kühlraum steigt, dehnt sich der Balg
49 aus und zieht das Jochstück 27 nach oben. Da das Kupplungsstück 31 von der Einstellschraube
43 ge-
halten wird, wird das Mittelstück der Feder 29 bei der Aufwärtsbewegung
des Jochstückes 27 festgehalten. Da dieses- Jochstück die beiden Seiten der P eder
29 nach oben zieht, wird bei der durch die Einstellung des Gerätes bedingten Temperatur
das Mittelstück 39 der Feder durch die Kipplage gedrückt, so daß die Vorspannung
der Feder diese nach unten schnellen läßt. Auf diese Weise wird das Schaltstück
i i ruckartig in die Schließlage gebracht, wobei das bewegliche liontaktstüclL 9
die feststehenden Kontakte 7 überbrückt. Bei einer kleinen Bewegung des Jochstückes
27 nach oben wird also der zu regelnde Stromkreis entsprechend der durch die Schraube
4.3 eingestellten Ansprechtemperatur geschlossen. Wenn das Schaltstück bei einer
niedrigeren '.Temperatur geschlossen werden soll, wird die Schraube d.3 im Uhrzeiger
sinne nach unten geschraubt. Dadurch wird das Mittelstück 39 der Feder 29 näher
an die Kipplage gedrückt, so daß schon bei einer kleineren Aufwärtsbewegung des
Jochstückes ein Umkippen der Feder und dementsprechend ein Schließen des Stromkreises
erzielt wird. Umgekehrt hat ein Zurückstellen der . Schraube 43 den Erfolg, daß
eine größere Aufwärtsbewegung des Jochstückes erforderlich ist, bevor das Schaltstück
i i in die Schließlage verstellt wird.
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Wenn der Schalter sich in der in Fig.3 dargestellten Lage befindet
und die Kältemaschine infolge der Einschaltung des Kompressorantriebsmotors die
Kiihlraumteinperatur um einen genügenden Betrag gesenkt hat, zieht sich der Balg
d.9 unter gleichzeitigem Mitwirken der Feder 6o zusammen und bewegt das Jochstück
2; nach unten. Während des ersten Teiles der Abwärtsbewegung dieses Jochstückes
wird die Feder 23, welche den beweglichen Kontakt 9 mit dem Schaltstück i i verbindet,
zusammengedrückt, bis ein Punkt erreicht ist, in dein eine weitere Abwärtsbewegung
des Mittelstückes 39 der Feder 29 unmöglich ist. Die weitere Abwärtsbewegung des
Jochstuckes 27 drückt dann die Enden der Feder 29 weiter nach unten, und bei einer
bestimmten tiefen Temperatur tritt das Mittelstück der Feder durch die Kipplage,
so daß die Feder ruckartig nach oben in die in Fig. 2 dargestellte Lage zurückkippt.
Bei dieser Kippbewegung wird der vordere Teil 41 des Kupplungsstückes 31 nach oben
geschoben und damit der Schalter geöffnet.
Die mit dem Schaltstück
i i verbundene Feder 2_; hält das Schaltstück i i in der Schließlage und sorgt für
den notwendigen Kontaktdruck so lange, bis durch die Schaltbewegung der Feder a9
das Kupplungsstück 31 von der nach oben schnellenden Feder 39 erreicht wird.
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Durch öffnen der Kontakte wird der Stromkreis des Kompressormotors
unterbrochen, und das Schaltstück i i bleibt in der aus Fig. 2 ersichtlichen Lage
so lange, bis die Temperatur im Kühlraum wieder die obere Grenze erreicht hat, bei
der der Schalter in der oben beschriebenenWeisewiedergeschlossen wird. Ein paar
Anschläge 6.i sorgen für die Begrenzung der Bewegung des Jochstückes 27. Diese Anschläge
sind auf dein Schenkel des Jochstückes 63 befestigt, welches am oberen Schenkel
8 des Rahmens 5 sitzt.
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In manchen Fällen ist es erwünscht, die Kontakte auch automatisch
zu öffnen, wenn die Temperatur des Kühlraumes weitersteigt, nachdem die Kontakte
bei der oberen Temperaturgrenze geschlossen worden sind. Der oben beschriebene Regler
kann auch diese Bedingungen erfüllen, indem man entweder den oben einstellbaren
Anschlag 61 zurückstellt oder indem man diesen oberen Anschlag und den zugehörigen
als Träger dienenden Schenkel des Halters 63 ganz wegläßt. Wenn dann dieTemperatur
beispielsweise bei Versagen des Kälteapparates weitersteigt, hat die Aufwärtsbe"vegung
des Jochstückes zur Folge, daß der bewegliche Kontakt 9 von den feststehenden Kontakten
7 abgehoben wird, so daß der Motorstromkreis dann auch unterbrochen wird. Im Falle
eines Fehlers wird also der Motor selbsttätig abgeschaltet und damit verhütet, daß
dem Motor weiter Strom zugeführt wird, bevor der Fehler beseitigt ist.
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Die Anordnung der Schnappfeder 29, die von dem Jochstück .27 gehalten
wird, und die besondere Kupplung dieser Feder mit dem Schaltstück ii bringt ein
einfaches und wirksames Mittel zum ruckartigen öffnen und Schließen der Kontakte
in bestimmten Punkten der Bewegung des Jochstückes 27.