DE935136C

DE935136C - Vorrichtung fuer das verzoegerte Einschalten eines energiekonsumierenden Apparates

Info

Publication number: DE935136C
Application number: DEC6898A
Authority: DE
Inventors: Pierre Cart
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-01-23
Filing date: 1952-12-31
Publication date: 1955-11-10
Also published as: BE553366A; CH305842A; US2742546A; GB726200A; FR1074649A

Description

Vorrichtung für das verzögerte Einschalten eines energiekonstunierenden Apparates

1)it bezieht sieh auf eine Vorrichtun.-3,

für e-las #-vrz(-i#üj-te Einschalten eines ener-ielzonsti-

der während wenigstens einer

zür Stehenden Ladeperiode, deren iiiiiii-

nialu T#)tallänge im voraus iestgelegt ist, gleich-

in#aj.ii,- Eiier,-iv aufnimmt und wobei die aufzurieh-

von mindestens einer physi-

kall.#CI1U11 abhängt.

l',vlastiLiiigsk#in-e von elektrischen Verteil-

nuizun j-st iiii Lauie uhies ganzen Tages starken

unturworfen. Im Lauie der Nacht

#II1L1 die zitinlich re-gelmäl,)i#g. Dies rührt

davc.ii her, dat, die Heißwasser-

.-;j#ulcliur und ähnliche Energitw;peicher zu bestimm-

tuii 7vitl-#tiijl#teii eingeschaltvi werden und sich

selbsttätig abschalten, sobald ihre Temperatur eine

durch den Thermostat festgestellte Grenze erreicht.

jeder dieser Speicherapparate muß eine Heizperiode

zur #-erfüziiii- haben, welche seiner vollständigen

Auflieizung entspricht. Da aber beim Einschalten

des Apparates im allgemeinen noch eine gewisse

Wärmemenge vorhanden ist, schalten sich diese

Apparate im Laufe der -Nacht allmählich ab, ohne

daß die nun zur Verfügung stehende elektrische

cl e#

Ener.gie für das Laden anderer Eiiergiespeicher be-

nutzt würde. Das durch das nächtliche Aufladen

der Hefflwasserspeicher erstrebte Ziel wird dem-

nach nur teilweise erreicht.

Der Verlauf der Belastun ' 0 Skurve kann bedeu-

tend verbessert wenn man das Einschalten

eines Teils der Apparate individuell verzögert, so daß dicse Apparat-- gegen das Ende der zur Verfügung stehenden Periode am meisten Energie aufnehmen, also dann, weim der Großteil der zu bestimmter Stunde eingeschalteten Apparate bereits mit Energie ",.laden ist. Es ist jedoch notwendig, daß jeder Apparat vor Ende der Periode vollständig aufgeladen ist und daß diese Apparate möglichst genau am Ende der zur Verfügung stehenden Ladeperiode abgeschaltet werden.

Es wurden bereits Vorrichtungen für das Ausgleichen der Belastungskurve von elektrischen S rrichtungen ,peisenetzen vorgeschlagen. Diese Vo ,ind jedoch zu empfindlich gegenüber den Span- s nungsschwankungen, was zu ein-er nur groben Regulierung der Heizperiode führt. Ferner berücksichtigen die bekannten Vorrichtungen auch nicht die Wärmeentnahme während der Heizperiode. Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg für die Cberwindung dieser Schwierigkeiten. Die neue Vorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein Zeitmeßgerät, ein von der genannten physikalischen Größe gesteuertes Organ, mindestens ein mit diesem Organ und dem Zeitnießgerät zusammenarbeitendes Cbertragungseleinent und ein Korrekturorgan für das Ausgleichen der Fehler zwischen der für die Energieaufnahme tatsächlich zur Verfügung stehenden Periodendauer und der durch das Zeitmeßgerät festgelegten Periodendail,-,r.
Die Zeichnung zeigt zwei beispielsweise Ausführungsformen der Vorrichtung und ferner eine Ab- art.
Fig. i veranschaulicht eine teilweise geschnittene Ansicht der ersten Ausführun-sform und Fig. 2 eine sich darauf beziehende Ansicht von unten; Fig. 3 betrifft eine teilweise geschnittene Ansicht einer Einzelheit nach Fig. i und Fig. 4 eine dazugehörende Ansicht von unten. Die -gezeigte, für die Einschaltung eines Heißwasserspeicheres bestimmte Vorrichtung enthält ein als Svnchroiimotor ausgebildetes Zeitmeß-erät, einen im allgemeinen mit 2 bezeichnetenThermostat für die Feststellung der Wassertemperatur, die proportional ist zu der im Heißwasserspeicher enthaltenen Wärmemenge, ein Übertragungselement zwischen dem Motor i und dem Thermostat 2- in Form eines Nockells 3 und ferner ein später beschriebenes Korrickturorgan.
Der Thermostat2 besteht aus einem äußeren Rohr 5, das an dem gegen das Innere des Heißwasserspeichers gerichteten oberen Ende mit einem zum Rohr 5 koaxialen Stab 6 verbunden ist, dessen Ausdehnungskoeffizient verschieden ist von demjenigen des Rohres #. Dieser Thermostat soll die im Heißwasserspeicher vorhandene Wärmemenge möglichst genau feststellen. Auf der Stellschraube 9, die mit dem Stab 6 durch elektrisch isolierende Teile fest verbunden ist, liegt der Hebel 7 auf, der einen Kontakt 8 trägt und durch eine gegenüber dem Gehäuse A der Vorrichtung isoliert..-, gespannt.-Blattfeder io getragen wird. Ein zweiter Hebel ii wird durch eine weitere, ebenfalls am GehätiseA isoliert befestigte Blattfeder 12 egen den Nocken 3 9 Z, angelegt, und zwar mit Hilfe von zwei kleinen Isoliernocken i-[. Der Hebel i i trägt den anderen Kontakt 13. Mit 17 und iS sind die äußeren Anschlüsse de-s Thermostaten bezeichnet.
Das Korrekturorgan -t besteht aus einem durch das Statorfeld des Synchronmotors i angezogenen Anker 15 aus ferromagnetischem Material. Eine Blattfeder 16 wirkt der Anziehungskraft dieses magnetischen Feldes entgegen.
Die Fig. 3 und 4 zeigen im vergrößerten Maßstab den Nocken 3 und einen Teil der Korrekturorgane. Der Nocken ist kreisförmig und besitzt zwei bei B und B' steil abfallende Steigungen. Er ist durch den Synchronmotor i anget rieben und wird während eines etwas kürzeren Zeitraumes als eine zur Verfügung stehende Periode um igo' gedreht. Die Arbeitsweise der durch den NOcken 3 angetriebenen Scheibe ig geht aus der folgenden Funktionsbeschreibung der Vorrichtung hervor.
Der Motor i wird am Anfang einer für die Wiederaufheizung des Speichers zur Verfügung stehenden Zeitperiode eingeschaltet. Wenn die Periode in mehrere Teilperioden geteilt ist, schaltet sich der Motor mehrmals ein und aus. Die den ATocken 3 tragende Welle i' des Motors dreht diesen ,'L\#ocl,ien, so daß der durch den Hebel ii getragene Kontakt 13 sich allmählich dem Kontakt 8 nähert. Die Kontakte 8 und 13 berühren sich um so schneller, je mehr der Stab 6 aus dem Rohr 5 herausragt, d. h. je weniger das Rohr 5 ausgedehnt ist, was bei kleiner Temperatur des Speichers zutrifft. Wenn der Speicher beim Wiederaufheizen eine für den betrachteten Moment durch den Nocken 3 festgelegte Temperatur überschreitet, werden die Kontakte 8 und 13 infolge der Ausdehnung des Rohr-es 3 des Thermostaten 5 wieder getrennt und berühren sich wieder von neuem, sobald der Kontakt 13 unter Wirkung der Steigung des Nockens 3 wieder genügend gehoben wurde. Dieses Spiel setzt sich so lange fort, bis die Nenntemperatur des Speichers erreicht ist.
Das magnetische Feld des Synchronmotors zieht den Anker 15 an und preßt das Ende der Blattfeder 16 gegen den Nocken 3. Die Scheibe ig trifft kurz vor dem Ende der Periode auf die schiefe Ebene der Blattfeder 16 und wird in dieser Lage infolge' Schlupfes der zwischen der Achse des Motors i und dem NOcken 3 angeordneten, als Rutschkupplung wirkenden Federscheibe :2o festgehalten, wodurch dieAnfangsstellung des Nockens zu Beginn der nächsten Periode einwandfrei festgelegt ist. Im Moment, wo der Speisestrom des Motors i unterbrochen wird, geht der Anker infolge der Wirkung der Feder 16 in seine Ruhelage zurück, und die Scheibe ig wird nun durch die Feder 21 um einen gewissen Winkel verdreht. Beim Wiedereinschalten des Motors legt sich die Blattfeder gegen die Peripherie der Scheibe ig, was auf die Drehbewegung des Nockens keinen Einfluß hat.

Die Stellung des Nockens gegenüber der Scheibe ig und den beiden Nocken 14 ist so gewählt, daß

#'(#Wf #h1 bui 1,vgiiii als auch am Ende einer Periode

diü kleinen 14 hi Se Ortiefungen des

Mekens einguindlen shil Dadurch wird erreicht,

dal; sieh dir und 13 1-im Einschalten

dus Motors nur berühren, Ivi- ileißwasser-

#leichur im Laufe des Tages völlig untIvert wor-

den ist.

Die Fig. #3 a. # h und C) zeigen tiiie Abart der

ursien der Vorrichtung.

B',ei dieser Ahart sind dir mag gnetnintchanischen

t i Cliv

durch inagn#telel, r s 01--

Wme erneut.

Das IAS der Blattfeder j(--, (s. auch Fig. i) trägt

Anen %Mischen Kontakt .?a der durch die beiden

Finger 23 des Nuckens 3 kurz nach dem Zurück-

fallun flu,# 14 in dir Vertiefung de-,

,) wird. Wenn der

lzvii#5 I

aWIN, wird dir den einen (Irr leiden Kontakte 22

tragendv Itattfuder aus dem Wirkungshereidi des

FWÜrs 23 gdeaaL und die Konabe 22 Stießen

(Ivii -vi#I'in# -tvii Stromkreis wieder. Die Finger 23

so rlal,'. ini Mornelit

sind SOU"iAHg ause

Wes neuen Midiens (Ivs Ankers 15 die EB]attfvder

auf dem Rühlzun des Fingurs gleitet und dadurch

ein i)J'fiiüli des verhindert.

Meer Abart arbeitet wie folgt (s. eluktrischu#

Schuma ]ei- \-(Errichtung in Fig. t#.): Das Üfiiitn

dus 2-2 bewirkt Uille Su17iV1ISC11altlIlig des

Svnchrrmin,nnrs j mit einem Widerstand 21. deSSCII

Wert s(, ist, daf; ur das Anhalten des

Mcn#irs i #-vi-tir2;acht. während gleichzehig der

Alagnetanker 15 vorderhand nnch in der mirbels-

stul111119 bleibt- 17)v1- Nocken 3 wird daher in seiner

StrIknig, zurückgehalten, obschnu der Stroin an

den fl#IUI)Illluil lliCht al)gOSC11-,#ltet ist. -#M Ende der

LadrIerindu fällt der Anker wieder ab; die Kon-

t2#kte 22 a]IUI-,-lil!gS ohne ein

\VIederanlauftu des Motors zu bewirken. Dieser

wird erst i#vi der nächsten Periode wieder

all '-MAL Der Finger.23 wird erst am

linde der ganzen Periode wirksain; es kann daher

Jei dieser #_ariantr die in

aLich

inuhrert Teilferioden aufgrOlt sein.

In der Fig. 7 ist ehw zweite Ausführungsforin

dur Erfindung> dargestellt Lei der nur noch weilige

Thie gleich ausgebildet sind wie hei der ersten

Diese Tvile werden ini folgen-

den nicht %schrieben de ind mit den gleichen

Bezugszeicheij versthen. Der Motor Eihrt im vor-

HermOen Fli pro Periode eine ganze Umdrehung

au.;. F)er Kc)iitikt 13 wird nicht mehr dbekt auf

\#-üge durch einen Nucken gesteuert,

se#WIern unter #\ -kung eines vIdurischen Stromes

ii

und zwar #Cler den Eisen-

26 Und (Juli füStul-i Widur-

stand 27 wird ein Potcritinmeter 2#3 gespeist. Die

am Arm des Potentiomuturs und am

\\'ifltrst;tilfl 27 tJ)gvgrifiviie -Spannung. deren Wert

einzig durch clit# Stellung des Potentiometers be-

stimmt ist, wird dum Widerstand 29 ZUgeiüllFt

zwecks 17rIiitziiiiL,# eines Biiii,.tailstrvifeiis 3o. Dieser

uird in (1,#in durch den Pfeil aii,-:,2gcbentli Sinne

"vi#i-üiiiiiit. s#" daf; sich der ain Ende des Streifens

3o regulistar UNS, Kontakt 13, ähnlich wie

Lei der ersten Aiisiiiiirtiiigsii-)riii dem Ehntakt

nähert. Um Störungen der Wirkungs-weise des Bi-

nivtall-,trtiieiis -,o zu verhindern. fließt der Strom

üher (Ivii Metallstrviien 12.

Die mechanischen und elektrischen Unnwerte

des P#Dteiiti,-#iriuttrs und der Hilfswiderstände sowie

dus Piniutallstrvif(2iis sind derart festgelegt, clal,') der

eine gL#ichartige Bewegung ausführt

Kuntakt i,

wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Auf dem

i ist noch eine Einrichtung für das

der mechanischen oder elektHschen

Periode aufgebracht. Ini vorliegenden Falle ist eine

elekthsche Einrichtung vorgesehen, welche eine

Schtbe 3 1 mit einem Finger 2", nebst anderen schon

leschrielenen Teilen enthält.

Bei dieser Ausführungsiorin kaini sc-wohl

S#-iiclir(##iiinotc)r als auch ein großer 1111 der Ele-

mente der Vorrichtung vom 1-leil#)##,-asserspeicliei-

räumlich getrennt sein. Es ist nur notwendig, die

in Fig. 7 rrsichtlichun Drahtverhindungen vorzu-

sehen.

An Stelle eines Synchruninntors ads Zeitmeßgerät

läßt sich grundsätzlich auch ein schwach belastete-

.isyiwhronrnotor. ein Uhrwerk oder ein durch einen

konstanten Strom auigeladener Kondensator be-

nutzen.

Das von der physikalischen (Größe beeinHußte

Organ könnte auch ein Fieznstat ein Ilygrostat.

eine therm,-elektrische Säule oder ein veränder-

Hcher eIckuischer Widerstmid sein.

An Stelle des -Nockens der beschriebenen Vor-

richtung könnte man in gewissen Fällen mit Vor-

teil einen liebe], einen Bimetallstreifen, ein Difie--

getriebe, einen elektronischen Apparat,

rentialräderg

ein hIntil oder dne elastische '#,Iviiil)raii verwenden.

SchlivI-Ailich besteht noch die Möglichkeit, gewisse

Ckgant der Korrektureinrichtting beispielsweise

durch einen Hilfselektroniagnet, ein Henirn-,verk

init Druckieder oder ein Difiereutialrädergetriebe

zu ersetzen.

Obgleich sich die Vorrichtung hauptsächlich für

den Gebrauch in Verbindung mit Heißwasser-

speichern eignet, lassen sich noch andere Anwen-

(JungsmöglicItwirn 13 Auge fassen, wie z. B. die

Auffieizung von Raurnen für einen bestimmten

Sitpunkt und in Funktinn (]er Anfangstvinperatur

oder auch für die automatische Aufnahme eines

Fakikationsprozesser der zu ehwr beeimmten

Stunde beendigt sein soll. Die Vorrichtung -würde

sich auch für die Einschaltung von Speicherhurden

für die Küche eignen.

Claims

PATEN:TANSPRÜCHE: i. Vorrichtung für das verzögerte Ein- schalten eines energiekonstunierenden Appa- rates. der wenigstens einer zur Ver- ffigung stehenden Ladeperiode, deren minimale Totallänge im voraus festgelegt ist, gleich- mäßig Energie aufnimmt, gekennzeichnet durch gerät (i), ein von einer pbysikali- ein Zeitmeß,- sehen gesteuertes Organ (2 ' )2 Mindestens ein mit diesein Organ und dvin Zeitmeßgerät ( i i

zusammenarbeitendes Übertragungselement (3) und ein Korrekturorgan (4) für das Ausgleichen der Fehler zwischen der für die Energieaufnahrne tatsächlich zur Verfügung stehenden Periodcndauer und der durch das Zeitmeßgerät festgelegten Periodendauer.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens einen elektrischen Kontakt (8) für das Anschalten des energiekonsumierenden Apparates aufweist und daß dieser Kontakt in mechanischer Wirkverbindung mit dem durch die physikalische Größe gesteuerten Organ (:2) und mindestens einem übertragungselement (3) steht. 3. Vorrichtung gemäß Ansprüchen i und :2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (8) ferner mit dem Zeitmeßgerät (i-) und dem Korrekturorgan (4)' in mechanischer Wirkverbindung steht. 4. Vorrichtung gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Korrekturorgan (4) einen unter dem Einfluß des magnetischen Feldes eines als Zeitmeßgerät wirkenden Elektromotors (i) beweglichen Anker (15) enthält, welcher in seiner Arbeitsstellung kurz vor dem Ende der tatsächlich zur Verfügung stehenden Periode das Übertragungselement (3) feststellt, und daß eine entgegen Federwirkung verdrehbare Scheibe (ig) vorgesehen ist, die eine Blockierung am Anfang der nächsten Periode verhindert. 5. Vorrichtung gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Korrekturorgan einen Hilfselektromagnet aufweist. 6. Vorrichtung gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Korrekturorgan wenigstens einen Hilfskontakt enthält. 7. Vorrichtung gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Korrekturorgan ein Hemmwerk mit Druckfeder enthält. 8. Vorrichtung gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet daß das genannte Korrekturorgan ein Differentialgetriebe auf-weist. g. Vorrichtung gemäß Ansprüchen 1, :2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zeitmessung ein Synchronmotor (i) verwendet wird, während das durch die physikalische Größe gesteuerte Organ als Thermostat (2) ausgebildet ist, daß als Übertragungselement mindestens ein Potentiometer (25) mit stetiger Regulierung, ein durch den mittels des Potentiometers regulierten Strom durchflossener Widerstand (29) und ein Bimetallstreifen verwendet werden und daß ferner das KoTrekturorgan als Anker (15) ausgebildet ist, der einen mittels einer Scheibe (31) öffnenden Kontakt (2:2) trägt, welche auf der Achse des Synchronmotors (i) sitzt und an ihrer Peripherie wenigstens einen Finger (23) trägt. io. Vorrichtung gemäß Ansprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitmeßgerät als Synchronmotor (i) und das durch die physikalische Größe gesteuerte Organ als Thermostat (2) ausgebildet ist, daß das Übertragungselement mindestens einen durch das #N',ellenen#de des Synchronmotors getragenen Nocken (3) mit stetiger Steigung und eine mittels zweier Ansätze (14) auf diesem Nocken aufliegende Blattfeder (12) aufweist und daß als Korrekturorgan ein Anker (15) Verwendung findet, der mit einer entgegen einer Federkraft verdrehbaren Scheibe (ig) mit begrenztem Drehweg und mit einer Rutschkupplung (:2o) zusammenwirkt, wenn der Nocken (3) am Ende der durch das Zeitmeßgerät festgelegten Periode durch den auf die genannte Scheibe (ig) wirkenden Anker (15) festgehalten wird, während der Synchronmotor (i) noch bis zum Ende der tatsächlich zur Verfügung stehenden Periode weiter dreht.