DE8229723U1

DE8229723U1 - Temperatursteuergeraet

Info

Publication number: DE8229723U1
Application number: DE19828229723U
Authority: DE
Original assignee: Ranco Inc
Current assignee: Robertshaw US Holding Corp
Priority date: 1981-10-23
Filing date: 1982-10-22
Publication date: 1983-09-15
Also published as: GB2111203A

Description

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RANCO INCORPORATED
Columbus, Ohio / USA

Temperatursteuergerät

Die Erfindung bezieht sich auf Temperatursteüergeräts und findet besonders bei der Temperatursteuerung von Kühlschränken und Boilern AnvtenäUng, In eiivsm Kühlschrank wird im allgemeinen ein thermostatischer Steuerschalter verwendet, der durch ein temperatürempfindliches Element wie einen Balg gesteuert wird, der das Schließen eines Schalters bei einer ersten Temperatur veranlaßt, so daß der Kompressor der Kühlanlage Strom erhält, und bei einer zweiten Temperatur, die tiefer als die erste ist, den Schalter öffnet, so daß der Kompressor wieder abgeschaltet wird. Im normalen Arbeitsbetrieb schaltet der thermostatische Steuerschalter zyklisch ein und aus, so daß der Verdampfer der Kühleinrichtung innerhalb eines Arbeitstemperaturbereichs zwischen der ersten und der zweiten Temperatur arbeitet. Wenn der thermostatische Steuerschalter im offenen Zustand nicht arbeitet, bleibt der Kompressor passiv, so daß die Temperatur im Kühlschrank (aus der Sicht des Schutzes der Speisen) auf einen nicht mehr schützenden Temperaturwert ansteigt.

Eine ernstere Situation entsteht dann, wenn der Kühlschrank aus irgendeinem Grund während längerer Zeit, die ausreicht, die Temperatur in der Kühlkammer auf einen zu warmen Temperaturwert ansteigen zu lassen/ keine Energiezufuhr mehr erhält, so daß dann, wenn anschließend

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die Energiezufuhr wieder einsetzt/ der thermo statische Steuerschalter dafür sorgt, daß die Temperatür im Kühlraum wieder den Normalarbeitsbereich einnimmt und keinerlei Anzeige vorhanden ist, daß zwischendurch die Temperatur auf einen zu hohen Wert angestiegen war. Es ist bekannt, daß das erneute Unterkühlen oder Einfrieren von Speisen oder Medikamenten, die in der ^q Zwischenzeit aufgetaut sind, möglicherweise gefährlich ist.

'·=· Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Temperatursteuergerät zu schaffen, das bei Einsatz an einem Tiefkühlgerät in der Lage ist, warnend anzuzeigen, wenn der Normalzyklus der Steuerung innerhalb des Temperaturarbeitsbereichs gestört worden ist.

Folglich wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsge-2Q maß ein Temperatursteuergerät mit folgenden Merkmalen geschaffen: ein erster thermostatischer Schalter wird durch ein erstes temperaturempfindliches Element gesteuert, welches so einstellbar ist, daß der Schalter • bei bestimmten Arbeitstemperaturen ein- und ausschaltet,

« ο,- und ein zweiter thermostatischer Schalter ist durch ein

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~ zweites temperaturempfindliches Element gesteuert,

welches diesen zweiten Schalter bei einer vorgegebenen Grenztemperatur, die außerhalb des Arbeitsbereiches liegt, zum Einschalten veranlaßt, wodurch ein mit on diesem zweiten Schalter verbundenes Anzeigeelement zur Anzeige dieses Schaltereinschaltzustandes veranlaßt wird, während der zweite Schalter von Hand wieder aus- I schaltbar ist.

gg Das erfindungsgemäße Temperatursteuergerät eianet sich für den Einsatz an Tiefkühlgeräten. Eine Einstellung erfolgt so, daß der zweite thermostatische Schalter bei einer Grenztemperatur einschaltet, die über der

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Öbeärgrenze des Ärbeitstemperaturbereichs des ersten thermostatischen Schalters liegt* Die mit dem zweiten Schalter verbundene Anzeigeeinrichtung zeichnet die

Tatsache auf oder zeigt sie an, daß diese Grenztemperatur erreicht worden ist, und läßt diese Anzeige auch dann noch bestehen/ wenn die Temperatur anschließend wieder in den Normalarbeitsbereich abgesenkt wird, bis Ϊ0 schließlich dieser zweite Schalter von Hand rückgestellt wird.

Die Anzeigeeinrichtung kann akustisch oder optisch mit Hilfe einer Lampe funktionieren. Zusätzlich können separate Anzeigeeinrichtungen mit dem ersten thermostatischen Schalter verbunden sein, um den übertemperaturzustand (eine wählbare Temperatur) anzuzeigen. Beim Einsatz an Tiefkühlgeräten steuert der erste thermostatische Schalter den Kühlkompressor. Der erste thermostatische Schalter kann deshalb auf die Tempera^- tur des Verdampfers des Tiefkühlgerätes reagieren, während der zweite thermostatische Schalter auf die Temperatur des Verdampfers oder des durch den Verdampfer zu kühlenden Kühlraums reagieren kann und seine Grenztemperatur über den Temperaturen des Arbeitsbereichs des ersten thermostatischen Schalters angesiedelt ist.

Das temperaturempfindliche Element des zweiten Schalters kann einen Balg o. dgl. aufweisen, dessen Füllung Unterdruck besitzt, so daß für den Fall, daß der Balg einen Schaden nimmt, der zweite Schalter geschlossen wird.

Das erfindungsgemäße Temperatursteuergerät kann aus zwei thenrostatischen Schaltern mit getrennten temperatürempfindlichen Elementen zusammengesetzt sein, wie sie

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beispielsweise in der GB-PS 1558474 beschrieben sind.

Die Erfindung ist auch in allgemeinerer Form für die

Sicherung an Boilern einsetzbär. Für diesen Anwendungsfall kann ein einziger thermostatischer Schalter verwendet werden, somit wird mit der Erfindung auch eine ^von Hand rückstellbare thermostatische Schaltvorrichtung geschaffen mit einem Schnappschalter, der durch ein temperaturempfindliches Element betätigt wird, um bei ^tc=: einem bestimmten Grenz temperaturwert einen Umschnapp-

schaltvorgang auszuführen, während mit dem Schalter verbundere Anzeigemittel den Schaltzustand des Schalters anzeigen und der Schalter von Hand rückstellbär ist, wobei die Rückstellung dann nicht möglich ist, wenn die Temperatur über dem Grenzwert liegt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen stellen dar:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsge- P=- 25 mäßen TemperaturSteuergeräts zum Einbau in ein

Tiefkühlgerät;

Fig. 2 ein Schemabild der Anordnung des Sicherheitssteuerteils des TemperaturSteuergeräts gemäß der Erfindung und

Fig. 3 eine Draufsicht einer Einstellsteuerscheibe des Sicherheitssteuerteils aus Fig. 2.

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Das Temperatursteuergerät mit einem Schemabild gemäß ί

Fig. 1 dient der Steuerung eines Kompressors C eines |

Kühlgerätes, insbesondere eines Tiefkühlgerätes. Die
Stromzufuhr (Wechselstromnetz) zum Kompressor C wird
durch dss Temperatursteuergerät gesteuert, das zwei
unabhängig arbeitende Thermostatsteuereinheiten aufweist, welche zueinander parallel liegen und aus einer

ersten thermostatischen Steuereinheit 1 und einer zwei- ■

i ten thermostatischen Steuereinheit 2 bestehen, die in t

ihrer Gesamtheit jeweils von gestrichelten Linien einge- ■ i

rahmt sind. Die thermostatischen Steuereinheiten 1 und 2 ' 1

besitzen ihnen zugeordnete temperaturempfindliche Elemen- %

te (nicht gezeigt), die auf die Arbeitstemperatur des \

Tiefkühlgerätes reagieren und gewöhnlich in der Nähe des

Verdampfers angebracht sind. Die erste thermostatische \

Steuereinheit ist eine zyklisch arbeitende Zweipunkt- i

Steuereinheit mit einem Umschnappschalter 3 in der Stromzuführung zum Motor des Kompressors C, wobei der Schalter
mit dem temperaturempfindlichen Element verbunden ist, das

ihn bei bestimmten Betriebstemperaturen, welche an der
Steuereinheit 1 von Hand einstellbar sind, in bekannter
Weise ein- und ausschaltet. Mit dem Schalter 3 ist ein : Arbeitsstromschalter 4 verbunden, der durch das zugehörige temperaturempfindliche Element bei einer einstell-

baren Temperatur geschlossen wird und den Stromkreis i

einer ersten Anzeigelampe A schließt. Die thermostatische \ Steuereinheit 1 mit Schalter 3 und Hilfsschalter 4 kann
von der Art sein, wie sie in der GB-PS 1558474 beschrieben ist. Die zweite thermostatische Steuereinheit 2 ist

eine Sicherheutssteuereinheit und weist einen zweipoligen Schalter 5 auf, der im Ruhezustand geöffnet ist
und schließt, Wenn ein (nicht gezeigtes) temperatur- |

empfindliches Element eine bestimmte Grenztemperatur feststellt, wodurch ein Stromkreis für den Kompressor C durch überbrücken des Schalters 3 geschlossen wird, während gleichzeitig eine zweite Anzeigelampe D Strom erhält. Die zweite thermostatische Steuereinheit 2 kann ebenfalls so aufgebaut sein_t wie in der GB-PS 1 558 474 beschrieben. Eine Ausführungsform dieser Steuereinheit wird nachfolgend anhand der Fig. 2 und 3 erläutert.

«Jedes temperaturempfindliche Element ist vorzugsweise ein Balg, der mit einem Temperaturfühlerrohrchen oder einem Kolben verbunden ist, welche mit dem Balg ein mit einem Dampf angefülltes, geschlossenes System bilden. Der der ersten Steuereinheit zugeordnete Balg ist mit einem Dampf mit Überdruck gefüllt und dient für einen Einstellungsbereich mit Hilfe einer Einstellsteuerscheibe. Der Dampf in dem Balg der zweiten Steuerung 2 besitzt Unterdruck. Die Ausdehnung der Balgen bei Temperaturerhöhung bewirkt, daß bei einer bestimmten Temperatur der zugehörige Schalter 3 bzw. 5 betätigt wird. Durch Füllen des Balgs der Steuereinheit 2 mit Unterdruck ist zusätzlich eine Sicherung eingeführt, da bei einem Fehler im verschlossenen Balgsystem der zugehörige Schalter 5 aufgrund der Eigenelastizität des Balgs geschaltet wird und damit der Kompressor 2 in Dauerbetrieb geht, so dpß dlie zugehörige Kühleinrichtung ständig auf einer tiefen Temperatur gehalten wird.

Während dieses Xonstantbetriebs leuchtet die Anzeigelampe B dauernd,wodurch angezeigt wird, daß die

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Steuerung defekt ist und überprüft werden muß.

Bei einer Steuerung gemäß der Erfindung, die in einem üblichen Tiefkühlgerät eingesetzt wird, hat die erste thermostatische Steuerung einen Bereich von Einschalt- und Ausschaltternperaturen, die von Hand vorwählbar sind, üblicherweise in Form einer drehbaren Steuerwelle.

!0 Ein typischer Arbeitstemperaturbereich des Schalters 3 der ersten Steuereinheit 1 liegt für den Bereich der Einschalttemperaturen beispielsweise zwischen -18°C und -2O⁰C, während der Bereich der Ausschalttemperaturen zwischen -22°C und -28°C angesiedelt ist. Im Normalbetrieb wird der Kompressor ausschließlich durch die Steuereinheit 1 im Zweipunktbetrieb bei den Ein- und Ausschalttemperaturen geschaltet, die von Hand voreingestellt si ad.

Der Hilfsschalter 4 der ersten Steuereinheit 1 hat bei einer Grenztemperatur einzugreifen, die einstellbar ist und oberhalb des Betriebstemperaturbereichs des Schalters 3 liegt. Der Schalter 4 schließt unabhängig von der Einstellung des Schalters 3 bei beispielsweise -13⁰C. Der Hilfsschalter 4 kann mit der Funktion des Schalters 3 so gekoppelt sein, daß er bei einem Grenztemperaturwert schließt, der stets höher als die Einschalttemperatur des Schalters 3 ist. Die zweite thermostat.* sehe Steuereinheit 2 ist so ausgebildet, daß der zugehörige zweipolige Schalter 5 bei einem oberen Temperaturgrenzwert einschaltet, der voreingestellt ist und über dem Grenztemperaturwert für die Inbetriebnahme der Anzeigelampe A durch den Schalter 4 liegt. Im vorliegenden Fall ist die Arbeitsgrenztemperat:^ des Schalters 4 - 1O°C.

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Die Sicherheitssteuereinheit 2 besitzt eine Vorkehrung, mit der sie von Hand in ihre normalerweise offene Stelling zurückgestellt werden kann, nachdem das ihr zugeordnete temperaturempfindliche Element sie geschlossen hat. Der Schalter 5 hat einen großen Abstand zu den Ein- und Ausschalttemperaturen, denn, wenn er einmal eingeschaltet hat, kann er nur von Hand wieder ausgeschaltet werden. Hiermit ist eine "Speicherfunktion" erreicht, denn der Schalter 5 läßt eine Warnlampe B aufleuchten, die auch dann weiterleuchtet, wenn die Temperatur nach Schließen des Schalters wieder in den Normalarbeitsbereich der Zweipunktsteuerung 1 zurückgekehrt ist. Die Wiedereinschalttemperatur des Sicherheitssteuerschalters 5 kann bei einem tiefen Wert unterhalb des tiefsten Einstellwertes der Steuereinheit 1 liegen. Das bedeutet, daß, wenn beispielsweise das Gefriergerät normal funktionsfähig ist, jedoch während einer gewissen Zeitdauer die Netzspannung ausgefallen war, so daß die Temperatur im Tiefkühlraum über die Grenztempe™ ratur der Sicherhe its Steuereinheit 2 angestiegen ist, die Lampe B eingeschaltet wird und weiterhin auch leuchtet, wenn die Netzspannung wiederkehrt und der Kompressor erneut eingeschaltet wird. Der Kompressor C läuft dann dauernd, und die Temperatur in der Tiefkühlkammer fällt schnell auf einen tiefen Wert ab (Schnellgefrierschaltung) .

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Es sei noch Vermerkt, daß beim Einschalten des Gefriergerätes aus Umgebungstemperatur die beiden Signallampen A und B anfangs leuchten. Wenn das Gefriergerät den normalen Arbeitstemperaturbereich erreicht hat/ dann wird durch die zyklische Steuerung 1 die Lampe A abgeschaltet/ und die Lampe B kann dann durch willkürliches Rückstellen des Sicherheitssteuerschalters 5

jQ zum Erlöschen gebracht werden. Das Gefriergerät arbeitet dann normal, ohne daß die beiden Lampen Ä und B leuchten_f ^-2: wie an früherer Stelle beschrieben. Das Rückstellen der Sicherneitssteuereinheit 2 kann mit Hilfe eines Rückstellknopfes 6 an der Steuereinheit 2 geschehen, wie dies in

!5 Fig. 1 schematisch angedeutet ist/ oder durch Verdrehen der Steuernockenscheibe der Steuereinheit 2 ·- bis in eine "Rückstell"-Position. Diese Steuernockenscheibe kann eine zusätzliche Stellung "Schnellgefrieren" oder Handeinstellung haben, bei der der Schalter 5 geschlossen gehalten wird, so daß der Kompressor C ständig läuft. Durch überprüfen der Funktion der Warnlampen A und B und der Arbeitstemperatur des Gefriergerätes ist es möglich, eine Anzahl von Betriebsfehlern zu erkennen.

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Einige Betriebszustände mit Fehlerzuständen der

Steuereinheiten sind im folgenden beschrieben. Bei einem Ausfall der ZweipunktSteuereinheit 1 arbeitet der Kompressor C dauernd, so daß die Gefrierkammer SO auf niedrigster Arbs its temperatur gehalten wird. Die Sicherheitssteuereinheit 2 arbeitet jedoch normal und wenn der untere Arbeitstemperaturwert erreicht worden ist, kann durch Betätigen des Rückstellknopfes 6 die Steuereinheit 2 rückgestellt werden, und die

Signallampe B erlischt. Der Ausfall der Sidherheitssteuereinheit 2 führt auch zu Dauerbetrieb des Kompressors G/ doch kann dieser Fall daran erkannt werden, daß die Steuereinheit 2 dann nicht rückgestellt werden kann und damit die Warnlampe B ständig brennt. Die Betriebsfehler in den Steuereinheiten 1 und 2 führen zum Dauerbetrieb des Kompressors C und bringen den Inhalt des Gefriergerätes nicht in Gefahr. Diese Fehler können aläo durch einen Kundendienst richtiggestellt werden, ohne daß das gekühlte Gut verdorben sein kann.

Fig. 2 zeigt schematisiert ein Ausführungsbeispiel der -

Sicherheitssteuereinheit 2. Ein Balg 7 wirkt auf den zugehörigen Schalter 5 über einen Kipphebel 8, der durch eine Feder gegen die verschiebbare. Mitte des Balgs 7 gedrückt wird, wie an sich bekannt. Die Federbelastung des Hebels 8 ist durch Drehen einer Einstellsteuerscheibe 9 verstellbar. Ein Nockenfolger 10 reitet auf der Steuerscheibe 9, wodurch das eine Ende einer Zugfeder 11, die am Hebel 8 angreift, verstellt wird. Die Drehstellung der Steuerscheibe 9 bestimmt also den Temperaturwert, an dem der Sicherheitsschalter 5 einschaltet.
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Außerdem kann die Steuerscheibe 9 eine instabile "Rückstell"-Position 9R haben, in der der Schalter 5 wieder geöffnet wird und die die Funktion des in im Zeichnungsschema der Fig. 1 angedeuteten Rückstellknopfes 6 hat, eine Normaleinstellung N1 sowie einen Einstellbereich "manuell" 9M, in welchem eine Rampe 13 dafür sorgt, daß der Schalter 5 mechanisch geschlossen wird, damit der Kompressor C im Dauerbetrieb läuft.

Wenn das Gefriergerat z.B. durch Ausfall des Kompressors nicht mehr arbeitet, werden die beiden Warnlampen A und B zürn Leuchten gebrächt, wodurch angezeigt wird, daß das Gefriergut eine für das Gut gefährlich hohe Temperatur erreicht hat öder in Kürze erreichen wird.

Claims

• a a ·« * ι · · r · ■ a « • t · λ β a s* «a G 82 29 723.1 37 730 w/gt RANCO INCORPORATED 7. April 1983 Columbus, Ohio /USA TEMPERATURSTEUERGERA'T SCHUTZANSPRÜCHE :

1. Temperatursteuergerät mit einem ersten, durch ein erstes temneraturempfindliches Element, das zum Ein- und Ausschalten bei bestimmten Betriebstemperaturen einstellbar ist, gesteuerten ersten thermostatischen Schalter und einen durch ein zweites temperaturempfindliches Element gesteuerten zweiten thermostatischen Schalter, der durch das zweite temperaturempfindliche Element bei einer bestimmten Grenztemperatur außerhalb des Bereichs der Betriebstemperatüren einschaltbar ist,

dadurch gekennzeichnet , daß der zweite thermostatische Schalter (2) neben dem ersten thermostatischen Schalter (1) angeordnet ist, daß der zweite thermostatische Schalter (2) ein Bauteil (6) zum Rückstellen von Hand aufweist, und daß neben dem zweiten thermostatischen Schalter (2) ein dessen Schaltzustand anzeigendes Anzeigeelement (B) angeordnet ist.

2. Temperatursteuergerät nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß das temperatürempfihdliche Element des ersten thermöstäti-

sehen Schalters (1) am Verdampfer eines Gefriergeräts und das temperaturempfindliche Element des zweiten thermostatichen Schalters (2) an dem Verdampfer oder in der von dem Verdampfer gekühlten Kammer angeordnet ist.

3· Temperatursteuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß ilas temperaturempf-.ndliche Element des zweiten Schalters (2) einen Balg (7) mit Unterdruckfüllung enthält.

4. Temperatursteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3_r dadurch gekennzeichnet , daß der zweite thermostatische Schalter (2) eine Drucktaste (6) zum Rückstellen von Hand aufweist.

5. Von Hand rückstellbare thermostatische Schaltvorrichtung für ein Temperatursteuergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

gekennzeichnet durch einen Schnappöchal-~ ter (5), einen Kipphebel (8), der auf den Schalter (5) zum Schalten einwirkt und an dessen Ende ein Balg (7) des zweiten temperaturempfindlichen Elements angreift, eine Feder (11) zwischen Kipphebel (8) und einem Nokkenfolger (10)_f und eine drehbare Steuerscheibe (9) zur Verstellung der Federbelastung, auf der der Nockenfolger (10) reitet.