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Einrichtung zur selbsttätigen Regelung einer Heizung, insbesondere
für Eisenbahnfahrzeuge Im Patent 725 329 ist eine Einrichtung zur selbsttätigen
Regelung ;einer insbesondere für Eisenbahnfahrzeuge bestimmten H(ei2u;ng beschrieben,
bei: der eine Steuereinrichtung für den Haupteinlaßregler der Heizung oder dieser
selbst in: Abhängigkeit von der Schaltstellung von Einzelreglern verstellt wird,
die den Zustrom des durch den Haupteinlaßregü.er vorgeregelben Hieizmittels zum
Heizkörper jedes Abteiles in Abhängigkeit von der Raumtemperatur selbsttätig steuern.
Zum Verstellen. der Steuereinrichtung oder des Haupteinlaßreglers dient hierbei
sein umsteuerbarer Motor, dessen Umsteuerung in dieentsprechende Laufrichtung von
der Ausschlagrichtung des Ankers eines mit zwei. an dieselbe Stromquelle angeschlossenen,
gebeneinanderwirkenden Exre!erspulen versehenen Dreha:nkerrelais abhängt, wobei
die leine Spule in Reihe mit den untereinander parallel geschalteten, von den Einzelneglerri
geschalteten Widerständen Siegt, während die andere in Reihe mit einem veränderlichen,
durch den Motor verstellten Widerstand geschaltet ist. Durch diese Anordnung wird
erreicht, ,daß Schwankungen der Spannung der Stromquelle, ohne Einfluß auf die Regelung
sind.
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Bei dieser Regelung entspricht jeder Zahl von: jeweils eingeschalteten
Einzelreglern eine bestimmte Stellung des Haupteinlaßreglers und damit eine bestimmte
Größe der Heiz-. mittelzufuhr. Um die Hezmittelzufuhr darüber hinaus der jeweiligen
Außentemperatur anpassen zu können, ist im Patent 725 329 die Möglichkeit vorgesehen,
den Gleichgewichtspunkt des Drehankerrelais durch Beeinflussen des Stromes in einer
seiner beiden Spulen zu verschieben. Dies geschieht durch Vor- oder-Parallelschalten
eines Widerstandes mittels eines der Außentemperatur ausgesetzter Kontaktthermometers.
Diese zusätzliche Beeinflussung hat nur zwei Stufen, ist also
verhältnismäßig
grob. Eine feinere Unterteilung würde die Anordnung mehrerer solcher Widerstände
und einer entsprechenden Zahl von bei verschiedenen Temperaturen ansprechenden Außenthermometern,
also einen erheblichen Aufwand :erfordern.
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Gemäß der Erfindung wird eine stetige Beeinflussung der Regelung in
Abhängigk11it_ von der Außentemperatur bei einer Einrichtung zur selbsttätigen Regelung
nach P,ateüt 725 329 dadurch erzielt, daß an Stelle des durch den Motor verstellten
veränderlichen Widerstandes ein mit einem durch :den Motor verstellten Schleifarm
versiehlener Spannungsteiler angeordnet wird, dessen Widerstand durch einen Außen-temp.eraturfühl.er
(Ausdehnungskörper, Zweimetallwendel o. dgl.) bei steigender Außentemperatur so
verschoben oder verlängert wird, daß der Haupteinlaßregler ;gedrosselt wird. Die
Verschiebung oder Verlängerung des Widerstandes kann hierbei durch Verstellen .entweder
des die Widerstandswicklung tragenden Teiles ,des Spannungsteilers oder eines auf
der Widerstandswicklung schleifenden Kontaktes -erf olg en.
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In der Zeichnung sind zwei diese beiden Ausführungsmöglichkeiten der
Erfindung verkörpernde Einrichtungen dargestellt.
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Brei dem in Abb. r dargestellten Ausführungsbeispiel sind die vorn.
den Raumtemperatuirfühlern in den einzelnen Abteilen des Wagens bei Erreichen der
gewünschten Abteiltemperatur angeschalteten und dann die Abteilheizkörperventil@e
abschaltenden Spulen V1 bis V9 untereinander parallel und in Reihe mit der einen
Spule S des Drelia n"errelaisD 'k an die Batterie B anges.chlos: sen. Die der Spule
S @entgeg,enwirlk°nde Spule I( ist einerseits an den Pluspol derselben Batterie
B, andererseits an den Schleifarm c des Spannungsteilers W angeschlossen, dessen
Endklemmen a und b mit der BatterieB verbunden sind. Der mit einer nicht dargestellten,
von der Batterie B gespeisten Wicklung versehene Anker A des Drehankerre@ais D trägt
einen Hebel e, der bei Störung des magnetischen Gleichgewichts nach rechts oder
links ausschlägt, sich hierbei gegen einen der Gegenkontakte f1 und f" legt und
so den Stromkreis des Motors M über eine der beiden Erregerwicklungen Ei und E.
schließt. Diese sind so angeordnet, daß, je nachdem welche von ihnen :eingeschaltet
ist, der Motor in der bei den Wi,clklungzn Ei und E. angegebenen Richtung umläuft.
Zwischen der den Schleifarm c des Spannungsteilers W und das Antriebsrad eines den
Haupteinlaßregler R verstellenden Getriebes tragenden Welle u und der Motorwelle
ist eine elektromagnetische Kupplung lt angeordnet, die bei Ansprechen des der Raumtemperatur
ausgesetzten, bei beispielsweise +t 5" Kontakt gebenden Thermometers i erregt
wird und die beiden Wellen miteinander verbindet. Zwei Endkontakte k1 und k#" die
von der auf der Welle ä befestigten Nocke L betätigt werden, unterbrechen den Motorstromkreis,
wenn der Schaltarm c des Spannungsteilers seine Endstellungen erreicht hat. Eine
an der Welleg angreifende Rückstellfeder in bringt bei Ausbleiben des elektrischen
Stromes und solange die Raumtemperatur unter der Ansprechtemperatur des Thermometers!
liegt, den Haupteinl.aßregler R in die voll geöffnete Stellung, so. daß die Heizung
auch bei Störung der elektrischen Einrichtung betriebsfähig bleibt und während des
Anheizens der Haupteinlaßregler nicht gedrosselt wird.
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An dem die Wicklung tragenden Teil n des Spannungsteilers W greift
überein Gestänge o das freie Ende eines mit Ausdehnungsflüssigkeit gefüllten, der
Außentemperatur ausgesetzten Wellrohrkörpers p an.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende Solange in keinem der
Abteile die :,0isprechtemperatur des Raumtemp,eraturfühlers erreicht ist, sind die
Spulen V, bis V9 sämtlich ausgeschaltet und infolgedessen die Spule S des Drehankerrelais
D stromlos. Der Schleifarm c des Spannungsteilers W befindet sich in unmittelbarer
Nähe der Klemme a, so daß die Spule I( kurzgeschlossen und damit ebenfalls stromlos
ist. Da somit das Drehankerrelais D nicht erregt ist, nimmt der AnkerA die Mittelstellung
ein, in der der Hebel e keinen der Kontakte/"/" berührt, der Motorstromkreis
also unterbrochen ist. Der Haupteinlaßregler R ist voll geöffnet, so daß der Wagenheizung
die größtmögliche Heizmittelmenge zuströmt.
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Im folgenden werde zunächst angenommen, daß die Außentemperatur sich
nicht ändert, der die Wicklung des Spannungsteilers 1i-' tragende Teil n also nicht
durch den Auß-entemperaturfühler verstellt wird. Spricht einer der Raumtemp.eraturfühler
an und schließt er infolgedessen den Kontakt einer der Spulen V, bis V9, so wird
die Spule S des Drehankerrelais D erregt. Sein Anker A
dreht sich,
und der Hebel !2 legt sich gegen den Kontakt i,. Hierdurch erhält der Motor11.7
über die Erregerwicklung E, Strom und dreht die Welleg so, daß der Haupteinlaßregler
R gedrosselt wird und der Schleifarme des Spannungsteilers W sich von der Klemme
a in Richtung auf die Klemme b entfernt. Die Spule I( erhält dadurch
eine Spannung, die sich zu der zwischen den Klemmen a und b herrschenden
Spannung
der Batterie B verhält wie die auf der Wkklung des gemessene
Entfernung zwischen dem Schleifarm c und der Klemme a zur Entfernung zwischen den
beiden Klemmena und b. Nachdem der Schleifarm c die Stellung erreicht hat, bei der
der Fluß der Spule I( den der Spule S aufhebt, geht der Anker A wieder in: :die
Mittellage zurück, und -der Motor bleibt stehen. Bee!i Ansprechen weiterer Raumbempieraturfühler
wiederholt der Vorgang sich, wobei der Schleifarm c der Klemme b immer mehr genähert
und der Haupte'nlaßregler l? weiter ;gedrosselt wird. Sinkt infolge der so, verringerten.
Wärmezufuhr die Raumtemperatur in einzelnen Abteilen wieder unter die Ansprechtemperatur
des Raumtemperaturfühlers und wird infolgedessen. eine der Spulen V1 bis V9 wieder
stromlos, so schlägt infolge der so herbeigeführten Schwächung der Erregung der
Spule S der Anker A nach der anderen Seite aus, und der Hebel ie legt sich gegen
den Kontakt/.,. Der Molto#r erhält dann Strom über die Wioklung E2, läuft in umgekehrter
Richtung, öffnet hierbei den Haupteinlaßregler und nähert den Schleifarm c wieder
der Klemmea.
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Bei der nun folgenden Schilderung der Beeinflussung der Regelung durch
die Außentemperatur sei angenommen, daß von den Raumtemperaturfühlern der neun Abheile
des Wagens drei angesprochen haben, der Schaltarm c sich also in der gestrichelt
gezeich`-neben Stellung c' befinde, in der der von ihm abgegriffene Teil,a-c' der
Wicklung ein Drittel der G.esamrivicklungslängeä-b ist, -und daß ferner die Raumtemperatur
während der Außentemperaturänderung sich nicht ändere.
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Steigt die Außentempieratur plötzlich an, so verdreht der Wellrohrkörp:er
p über das Gestängeo den Wiaklungsträgezrt des. Spannungsteilers Wentgegen dem Uhrzeigersinne
und verkürzt so den Abgriff a-c' des Spannungsteilers. Hierdurch wird das magnetische
Gleichgewicht am Drehankerrelais D gestört, da nun der Fluß der Spule S überwiegt,
so daß der AnkerA ausschlägt, der Hebele sich an den Kontakt/., legt und der Motor
1Y1, dessen Spule El erregt wird, den Schaltarm c so weit verdreht, bis der ursprüngliche
Abgriff a-c' wiederhergestellt ist. Hierbei wird gleichzeitig der Haupteinlaßregler
R stärker gedrosselt, , so daß die Wärmezufuhr zum Wagen entsprechend der durch
den Anstieg der Außentemperatur bedingten -Herabsetzung des Wärmebedarfs des Wagens
verringert wird. Umgekehrt wird bei Abnahme der Außentempieratur der Haupteinlaßregler
weiter geöffnet.
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Diese Beeinflussung der Regelung durch die Außentemperaburdurch Verschieben
des die Widerstandswicklung tragenden Teilest des Spannungsteilers W ist insofern
noch mit einem Nachteil hehafbet, als die Zuordnung der einen Endstellung des Haupmeinlaßreglers
zum Bewegungsbereich des Schleifarmes c Schwierigkeiten bereitet. So. ist bei Festlegung
der einen Endstellung des Haupteinlaßreglers derart, daß er bei tiefer Außentemperatur
und. Nichtansprechen sämtlicher RaumtemperatuTfühler voll iYffn:et, der Haupteinlaßregler
bei höheren Außentemperaturen auch dann nicht voll geöffnet, wenn einer der Raumtemperaturfühler
anspricht, wodurch das Anheizen verzögert wird. Wird, um dies zu. vermeiden, die
eine Endstellung des Haupbeinlaßreglers wiederum so. gewählt, daß er bei hohen Außentemperaturen
voll öffnet, wenn keiner der Raumbemperaturfühler anspricht, so ist bei tiefen Außentemperaturen
zur Herbeiführung einer Drosselung des Haupteinlaßreglers das Ansprechen mehrerer
Raumtemperaturfühlererforderlich, so daß die Drosselung u. U. zu spät erfolgt.
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Diesen Nachteil vermeidet die in Abb.2 dargestellte Ausführungsform,
bei der der Regelbereich durch den Auße.ntemperaturfühler nicht verschoben, sondern
verlängert oder verkürzt und hierbei auch der durch Ansprechen eines Raumtemperaturfühlers
ausgelöste Schaltschritt im gleichen Maße geändert wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist der Spannungsteiler W,
dessen Wicklung feststeht, mit einem um die Welle g frei schwenkbaren Arm r versehen,
der von dem Außäntemperaturfühler p über das Gestänge o versxellt wird. Der Arm
r trägt einen Schleifkontakt d, der vom Fühler p- bei Ansteigen der Außentemperatur
in Richtung auf die Klemme b verstellt wird. Statt der Klemme b ist hier der Schleifkontakt
d mit dem Minuspol der Batterie B verbunden. Im übrigen entspricht diese Ausführungsform
völlig dem Ausführungsbeispiel nach. Abb. i. Die magnetische Kupplung h, die Endkontakte
hl und h2, das Anheizthermomeber i und die Rückstellfederm sind in dar Zeichnung
weggelassen.
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Die Wirkung der Einrichtung bei Änderung der Zahl der jeweils ansprechenden
Raumtemperaturfühler ist ,ähnlich der des Ausführungsbeispieles nach Abb. i mit
dem Unterschied, daß die jeweils an die Spule X gelegte Spannung sich zur Batteriespannung
verhält wie die Entfernung des Schleifarmes c von: der Klemme a zur Entfernung des
Schleifkontaktes d von der Klemme a.
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Bei zunehmender Außentemperatur vergrößert der Außentemperaturfühler
pdurch Verstellen des Armas r die Entfernung zwischen dem Schleifkontakt
d und der Klemme a
des Spannungsteilers W. Hierdurch
wird die vom Schleifarm c abgegriffene, an der Spule I<' des Drehankerrelais
D, liegende Spannung herabgesetzt; das Relais schließt den Kontakt el,
f i, und der Motor M drosselt den Haup.teinlaßregler, bis der Schleifarme
wieder die Stellung einnimmt, in der sein Abstand der Klemmea sich zur Entfernung
a-d verhält wie die Zahl der eingeschalteten Spulen V zur Gesamtzahl der Abteile.