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Selbsttätige elektrische Abtau-Schaltvorrichtung Die Erfindung betrifft
einen elektrischen Schaltmechanismus zum selbsttätigen Regeln des Abtauens der Kühleinheit
in Kühlapparaten. Dabei leitet die Vorrichtung zu einer vorbestimmten Zeit einen
Abtauvorgang ein, z. B. um 2 Uhr vormittags an jedem Tage. Sie beendet den Abtauvorgang,
wenn die Temperatur der Kühleinheit einen vorbestimmten Grad erreicht hat. Falls
das temperaturempfindliche Element des Mechanismus aus irgendeinem Grunde versagt,
wird der Abtauvorga.ng eine bestimmte Zeit nach Beginn beendet.
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Bekannt sind selbsttätige elektrische Abtau-Schaltvorrichtungen mit
seitwärts biegsamen blattförmigen Kontaktgliedern, die durch eine von einer zeitabhängigen
Vorrichtung angetriebene Nockeneinrichtung in die beiden vorhandenen Steuerlagen
gebracht werden. Der der Erfindung entsprechende Schaltmechanismus besitzt ebenfalls
ein Paar Kontaktglieder, die aber nur in eine Steuerlage durch die von der Zeit
abhängige Vorrichtung geführt werden, dagegen in eine zweite Steuerlage durch eine
Vorrichtung, welche ein wärmeabhängiges Element enthält, und nur wenn dieses wärmeabhängige
Element versagt, wird die zweite Steuerlage durch die zeitabhängige Vorrichtung
herbeigeführt.
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Der der Erfindung entsprechende Mechanismus ist billig in der Herstellung,
wirkt genau; er gewährleistet eine dauerhafte und störungsfreie Wirkung.
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Andere Eigentümlichkeiten und Vorteile der Erfindung werden aus der
nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich
werden, die auf die Zeichnung Bezug nimmt.
Fig. i zeigt eine schematische
Draufsicht auf einen der Erfindung entsprechenden Schaltmechanismus, der in den
Steuerstromkreis eines von einem Elektromotor getriebenen Kompressorkühlsystems
eingeschaltet ist. Dieses Kühlsystem ist mit einer elektrischen Heizvorrichtung
zum Abtauen seines Verdampfers versehen.
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Fig.2 ist ein. Querschnitt gemäß Linie 2-2 in Fig, 1.
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Fig. 3, 4, 5 und 6 sind schematische Darstellungen gewisser Teile
des Schaltmechanismus in verschiedenen Stellungen.
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Wie oben erwähnt wurde, ist die Erfindung besonders für eine Steuervorrichtung
für selbsttätige Verdampferabtauvorrichtungen geeignet. Diese Vorrichtung besitzt
mindestens zwei seitwärts biegsame blattförmige Kontaktglieder, die für gewöhnlich
in einer Richtung abgebogen sind, wobei eines gegen das andere gedrückt werden kann,
um einen elektrischen Stromkreis herzustellen. Eine von einer zeitabhängigen Vorrichtung
getriebene Nockeneinrichtung ist derart angeordnet, daß sie die Kontakthlätter,
wenn sie voneinander getrennt sind, gegen, die Abb iegerichtung bewegt, und zwar
zu einer Lage, in welcher eines der Blätter in Eingriff mit einer wärmebeeinflußten
Klinkvorrichtung kommt und gehalten wird. Danach wird das andere Kontaktblatt durch
die Nockenvorrichtung ausgelöst, so daß es in Berührung mit dem eingeklinkten Blatt
kommt. Die Berührung der Kontaktblätter kann den Strom einer elektrischen Heizvorrichtung
schließen, die zum Heizen des Verdampfers der Kühlvorrichtung dient, um auf dem
Verdampfer entstandenes Eis zu schmelzen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist ein drittes biegsames Kontaktblatt zwischen Nocken und einklinkbarem
Blatt angeordnet; es steht mit letzterem für gewöhnlich in Berührung, um den Strom
des ':Motors der Kühlvorrichtung aufrechtzuerhalten und den Strom durch die elektrische
Heizvorrichtung, wie beschrieben, herzustellen, wenn der Nocken das andere der zuerst
erwähnten Kontaktblätter auslöst. Das dritte erwähnte Kontaktblatt wird gleichfalls
ausgelöst und schnappt in eine Lage, bei welcher der es durchfließende Strom unterbrochen
wird, um den Kompressormotor stromlos zu machen.
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Die wärmebeeinflußte Klinke spricht auf die Temperatur des Verdampfers
an. Wenn diese Temperatur einen vorbestimmten Grad oberhalb des Schmelzpunktes des
Eises überschreitet, wird die Klinke betätigt, so daß sie die von ihr zurückgehaltenen
Kontaktblätter auslöst. Diese schnappen in ihre ursprüngliche Lage zurück, in. welcher
sie sich im Abstand voneinander befinden, um den Strom durch die elektrische Heizvorrichtung
zu unterbrechen. In der bevorzugten Ausführungsform stellen. sie zugleich den Strom
durch den Kompressormotor wieder her.
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Wenn das auf Wärme ansprechende Element versagt und infolgedessen
die Klinke das von ihr gehaltene Schalterblatt nicht auslöst, würde die Temperatur
des Verdampfers über den gewünschten Grad steigen und ein. Verderben der in der
Kühlvorrichtung befindlichen Nahrungsmittel verursachen, möglicherweise auch eine
Beschädigung der Kühlvorrichtung. Um diese Möglichkeit auszuschließen, sind. von
einer zeitabhängigen Vorrichtung angetriebene Mittel vorgesehen, die unabhängig
von dem wärmeabhängigen Element sind und die Kontakthlätter, durch welche der Heizstrom
hindurchfließt, nach einer vorbestimmten Zeit, gerechnet vom Schließen des Heizstromes,
trennen.
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Die Erfindung kann für verschiedene Formen von Steuervorrichtungen
für sogenannte mechanische Kühlvorrichtungen benutzt werden. Im Beispiel ist eine
Schaltvorrichtung zum Steuern des Abtauens einer Kühlvorrichtung dargestellt, welche
einen durch Elektromotor 1W angetriebenen Kompressor besitzt, ferner einen Kondensator
C, einen Verdampfer E, die sämtlich so miteinander in Verbindung stehen, daß sie
ein allgemein bekanntes Kühlsystem bilden. Eine elektrische Heizvorrichtung H ist
in der Nähe des Verdampfers angeordnet, um nach ihrer Einschaltung das Eis vom Verdampfer
abzuschmelzen.
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Der Schaltmechanismus ist in ein Gehäuse io eingeschlossen, das wie
üblich gestaltet sein kann und dessen, Einzelheiten der Einfachheit halber nicht
dargestellt sind. Das Gehäuse besitzt einen Isolierblock i i, an dem drei Blattfedern
12, 13, 14 angeordnet sind. Diese Blattfedern tragen an ihren freien Enden. Kontakte
17, 18 und ig. Für gewöhn, lich sind alle diese Blattfedern nach. links abgebogen,
wie es aus Fig. i ersichtlich ist, und zwar derart, daß ihre Kontakte miteinander
in Eingriff kommen können.
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Die freien, Enden der Blätter 12 und 14 sind durch ein Jochglied 2o
miteinander verbunden, das aus Isoliermaterial besteht und rechteckige Öffnungen
21, 22 und 23 besitzt, durch welche die Blätter 12, 13 und 14 hindurchreichen. Das
Jochglied 2o verbindet die Blätter 12 und 14 im wesentlichen derart, daß sie als
Einheit schwingen, während das Blatt 13 in bezug auf die anderen Blätter sich bewegen
kann, so daß Kontakt 18 entweder mit Kontakt 17 oder mit Kontakt ig in Berührung
kommen kann. Für diesen Zweck sind die Öffnungen 21, 23 verhältnismäßig eng, so
daß die Blätter 12, 14, wenn überhaupt, nur geringes freies Spiel darin haben. Die
Öffnung 22 ist verhältnismäßig weit, so daß Blatt 13 darin schwingen kann und abwechselnd
den Kontakt 18 in Eingriff mit Kontakt 17 oder Kontakt ig bringen, kann.
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Der Strom wird dem Kompressormotor M und der Heizvorrichtung H durch
Leitungen L' und L2 zugeführt. Blatt 13 ist mit Leitung L' verbunden. Blatt 12 ist
mit einer Klemme der Heizvorrichtung H verbunden. Die andere Klemme der Heizvorrichtung
ist mit der anderen Leitung L2 verbunden. Blatt 14 ist in Reihe mit dem Kompressormotor
1V1 und dem üblichen thermostatisch gesteuerten, Schalter T geschaltet; letzterer
ist ein üblicher wärmeabhängiger Schalter, der normale Kühlvorgänge des Kühlsystems
schaltet.
Das Blatt 14 ist gegen den Umfang einer Nockenscheibe
25 gebogen, die auf einer drehbaren Welle 26 angeordnet ist, welch letztere im Gehäuse
io gelagert ist.
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Die Welle 26 trägt ein Zahnrad 27, das mittels eines Ritzels
30 einer zeitabhängigen Vorrichtung angetrieben wird. Diese zeitabhängige
Vorrichtung kann z. B. ein Synchronmotor 32 sein. Das Ritzel 30 wird von
einem nicht dargestellten Getriebe derart angetrieben, daß Zahnrad 27 und infolgedessen
auch Nockenscheibe 25 einmal in 24 Stunden gedreht wird. Die Drehgeschwindigkeit
kann natürlich auch irgendeine andere sein. Die Nockenscheibe 25 macht also an einem
Tage eine Umdrehung. Selbstverständlich kann auch irgendwelche andere zeitabhängige
Vorrichtung benutzt werden, und die Nockenscheibe kann mit irgendeiner anderen gewünschten
Drehgeschwindigkeit betrieben werden.
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Die Nockenscheibe 25 steigt allmählich zu einer Stufe 34 an; sie dreht
sich in Fig. 3 im Sinne des Uhrzeigers, so daß das Blatt 14 allmählich durch die
Nockenscheibe nach rechts gedrückt wird und sodann plötzlich durch Abfallen von
der Stufe 34 nach links schnappt. Bei dem Nach-rechts-Bewegen des Blattes 14 liegt
Blatt 13 dagegen., so daß die Kontakte 18 und i9 sich berühren, während die Blätter
12 und 13 durch das Joch 20 getrennt gehalten werden und die Kontakte 17 und 18
offen sind. Der Strom für den Motor .1T ist daher durch die Kontakte 18, i9 eingeschaltet
und untwrliegt der Kontrolle T. Der Heizstrom ist bei den Kontakten 17 und 18 geöffnet.
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Eine auf Wärme ansprechende Klinkvorrichtung klinkt das Kontaktblatt
13 bei seiner Bewegung nach rechts durch das Blatt 14 ein, bevor das Blatt 14 von
der Stufe 34 der Nockenscheibe 25 abschnappt. Diese Klinkvorrichtung besitzt einen
Arm 36, der mit einem Ende am Gehäuse io angelenkt ist und am entgegengesetzten
Ende eine Klinke 37 trägt. Der Arm 36 wird für gewöhnlich durch eine Blattfeder
38 nach aufwärts gedrückt. Die Spannung dieser Feder ist durch eine Stellschraube
39, die seitwärts in das Gehäuse eingeschraubt ist, einstellbar. Die Klinke 37 besitzt
eine geneigte obere Fläche, auf welcher das Ende des Blattes 13 gleiten kann, so
daß dieses Blatt zunächst die Klinke! und den Arm 36 nach abwärts drückt, wenn das
Blatt sieh nach rechts bewegt. Wenn das Blatt die geneigte Fläche verläßt, ist die
Klinke freigegeben und legt sich hinter das Blatt, so daß dieses gehindert wird,
sich nach links zu bewegen. Dieser Vorgang ist in den Fig. 3 und 4 dargestellt.
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Durch einen Winkelhebel 44, der mittels eines Bolzens 45 am Gehäuse
aasgelenkt ist, wird das Klinkenglied 37 niedergedrückt, um das Blatt 13 auszulösen.
Einer der Arme des Hebels 44 liegt an dem Arm 36 an. Auf das entgegengesetzte Ende
des Hebels wirkt ein ausdehnbares, auf Wärme ansprechendes Element 46 von Waffelform
ein. Bei seiner Ausdehnung bewegt dieses Element den Hebel 44 gegen den Arm 36,
so daß das Klinkenglied 37 nach abwärts gedrückt wird und das Schaltblatt 13 freigibt.
Mit dem Element 46 ist ein Kapillarrohr q.8 verbunden, dessen äußeres Ende geschlossen
ist und in Wärmeberührung mit dem Verdampfer E des Kühlsystems steht. Das Element
46 und das Rohr 48 sind mit geeignetem, auf Wärme ansprechendem Stoff gefüllt, der
beim Ansteigen der Temperatur des Verdampfers das Element 46 ausdehnt, so daß der
Hebel 44 entgegengesetzt dem Sinne des Uhrzeigers gegen die von der Feder 38 ausgeübte
Druckwirkung bewegt wird. Die Klinke 37 gibt das Schaltblatt 13 bei irgendeiner
vorbestimmten Temperatur des Verdampfers frei. Diese Temperatur kann durch Einstellung
der Federspannung 38 mittels der Stellschraube 39 gewählt werden.
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Die Wirkung des oben beschriebenen Schaltmechanismus ist folgende:
Dadurch, daß die Nockenscheibe 25 sich während der Kühlzyklen dreht, «-erden die
Schaltblätter 12, 13, 14 nach rechts bewegt, wobei Kontakte 18, i9 sich berühren
und Kontakte 17, 18, wie in Fig. 3 gezeigt, getrennt sind. Nachdem das Blatt 13
um eine vorbestimmte Entfernung nach rechts bewegt ist. wird es vom Klinkenglied
37 erfaßt und festgehalten. Danach schnappen die Blätter 12 und 14 von der Stufe
34 der Nockenscheibe nach links, so daß Kontakte 18 und i9 geöffnet werden, um den
Strom des Motors H zu unterbrechen, während Kontakt 17 an Kontakt 18 angelegt wird,
um den Strom durch die Heizvorrichtung H einzuschalten, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
Für gewöhnlich wird das auf Wärme ansprechende Element infolge der fortschreitenden
Erwärmung des Verdampfers die Klinke 37 nach verhältnismäßig kurzer Zeit auslösen,
so daß Kontaktblatt 13 nach links schnappt und die Kontakte 17, 18 trennt, die Kontakte
18, i9 wieder in Berührung bringt und so den Strom des Kompressormotors wiederherstellt.
Das Joch 2o hindert hierbei Blatt 12 daran, dem Blatt 13 zu folgen.
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Wenn aus irgendeinem Grunde die Klinke 37 durch das Element 46 nicht
betätigt wird, würde der Verdampfer überhitzt werden, so daß die in der Kühlvorrichtung
befindlichen Nahrungsmittel verderben und gegebenenfalls sogar die Kühlvorrichtung
beschädigt werden könnte. Um dies zu verhüten, ist dafür Vorsorge getroffen, daß
Kontaktblatt 12 vom Kontaktblatt 13 nach einer vorbestimmten Zeit, gerechnet vom
Schließen der Kontakte 17, 18, getrennt wird. Zu diesen Mitteln gehört eine zweite
Nockenscheibe 5o, die gleichfalls auf der Welle 26 angeordnet ist. Diese Nockenscheibe
ist mit einer Stufe 15 versehen, die mehr als i8o° versetzt zur Stufe 34 der Noc
enscheibe 25 angeordnet ist; d. h. Welle 26 dreht sich um etwas mehr als 18o°, um
die Stufe 51 in eine Lage zu bringen, die irgendeinem gegebenen Punkt von Stufe!
34 entspricht. Eine Blattfeder 53 ist mit einem Ende am Gehäuse. befestigt. Das
mit dem Umfang der Nockenscheibe 5o in Berührung stehende untere Ende dieser Feder
wird für gewöhnlich nach links gedrückt. Ein Lenker 54 verbindet
die
Blattfeder 53 mit Kontaktfeder 14. Diese Verbindung ist dadurch hergestellt, daß
ein Endteil 55 geringerer Stärke des Lenkers in eine Üffnung des Blattes 14 eingreift.
Dieses Endteil bildet eine Schulter 56, die gegen das Blatt i4 anliegt, wenn der
Lenker um einen bestimmten Betrag nach rechts bewegt wird. Eine ähnliche Verbindung
ist zwischen Lenker und Feder 53 vorgesehen. Wenn die Feder 53 von der Stufe 51
der Nockenscheibe abschnappt, sich also nach rechts bewegt, bewegt sie die Blätter
12 und 14 nach auswärts, so daß die Kontakte i8 und i9 sich wieder miteinander berühren,
während die Kontakte 17 und 18 voneinander getrennt werden, wie es in Fig. 6 dargestellt
ist. Die Stufe 51 der Nockenscheibe 5o ist so angeordnet, daß der Lenker 54 nach
rechts bewegt wird, kurz nachdem Blatt 14 von der Stufe, 34 der Nockenscheibe ;25
abgeschnappt ist. Die Heizvorrichtung für den Verdampfer kann daher nicht so lange
unter Strom bleiben, daß etwa die Kühlvorrichtung erwärmt oder die Kühlapparate
beschädigt werden könnten. Die Abtauperiode kann jede beliebige Länge haben, beispielsweise
kann sie 2o Minuten betragen. Sie ist bestimmt durch die Winkellage der Nockenscheiben
--5 und 5o in bezug aufeinander. Die INTockenscheibe 50 ist so geformt, daß
die Kontakte 18, i9 durch Feder 53 und Lenker 54 in Berührung gehalten werden, bis
Nockenscheibe 25 auf Blatt 14 einwirkt, um ihrerseits die Berührung der Kontakte
aufrechtzuerhalten. Die folgende Auftauperiode wird dann zu gegebener Zeit in der
beschriebenen Weise eingeleitet.
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Bei der beschriebenen und dargestellten Ausführungsform der Erfindung
wird der Verdampfer in an sich bekannter Weise mittels einer elektrischen Heizvorrichtung
abgetaut. Selbstverständlich könnten auch irgendwelche andere Mittel zur Zuführung
der Wärme zum Verdampfer benutzt werden; z. B. könnten, wie an sich bekannt, heiße
Gase vom Kondensator zum Verdampfer geleitet werden, indem diese Gase um das Expansionsventil
oder sein Äquivalent herumgeleitet werden. In diesem Fall würde der Kompressormotor
während des Abtauv organges weiterlaufen, so. daß das Kontaktblatt 14 entbehrlich
wäre. Blatt i2 könnte einen Fortsatz besitzen, der unmittelbar auf dem Umfang der
i"Tockenscheibe 25 gleitet und so angeordnet ist, daß er Blatt 13 in seine eingeklinkte
Lage bringt. In diesem Fall würde der Fortsatz von Blatt 12 vorteilhaft aus Isoliermaterial
bestehen.
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Wie ersichtlich, ist durch die Erfindung ein verhältnismäßig einfacher
Schaltmechanismus zum Steuern def Wärmezuführung zu Kühleinheiten von Kühlvorrichtungen
geschaffen, welcher die Sicherheit der positiven Begrenzung der Zeitdauer der Wärmezuführung
zum Verdampfer gibt.