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Stufenloser Regelschalter für elektrische Wärmegeräte Nach dem heutigen
Stand der Technik bestehen die bisher bekannten Arten von stufenlosen Regelschaltern
im Prinzip aus einem Schalter, welcher von einer elektrisch beheizten Bimetallfeder
betätigt wird. Dieser Schalter schließt und unterbricht periodisch die Stromzufuhr
zu dem Wärmegerät und schaltet gleichzeitig die Heizung der Birnetallfeder ein und
aus. Die beiden Schaltvorgänge sind sozusagen gekuppelt. Es wird als bekannt vorausgesetzt,
daß die stufenlose Regulierung der Stromaufnahme bei Wärmegeräten durch periodisches
Ein- und Ausschalten des Stromes erfolgt, wodurch die Zeitdauer des Einschaltens
verlängert oder verkürzt werden kann. Zwecks dieser Verlängerung oder Verkürzung
der Einschaltzeit wird die Bim@etallfeder durch Verdrehung der Regl@erachse mehr
oder wenigerVorspannung gegeben und ihre Lage bezüglich des Schalters geändert.
Durch diese Lageveränderung wird die erforderliche Ausbiegung der Bimetallfeder,
welche notwendig ist zur Betätigung des Schalters, größer oder kleiner und ändert
sich auch hiermit der summarische Wert der Ein- und Ausschaltzeit, da zum Aufheizen
und Abkühlen der Bimetallfeder mehr oder
weniger Zeit beansprucht
wird. Hierin liegt nun der Nachteil bei dieser Art von Regelschaltern, weil bei
kleiner werdender Einschaltzeit die Schalthäufigkeit sich steigert und hiermit die
Lebensdauer der Regler gekürzt wird.
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Der Gegenstand dieser Erfindung ist ein stufenloser Regelschalter,
bei welchem der genannte Nachteil vollkommen behoben ist und der im Gegensatz zu
den bekannten Arten von Regelschaltern aus zwei Schaltsystemen besteht, welche von
einer oder mehreren elektrisch beheizten Bimetallfedern betätigt werden.
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Erfindungsgemäß dient das erste der zwei Schaltsysteme, welche beide
mit gleicher Periodität schalten, zum Ein- und Ausschalten der in einem Hilfsstromkreis
liegenden Heizung der B metällfeder oder -federn, während das zweite die Stromzufuhr
des Wärmegerätes ein- und ausschaltet und aus einer Kontaktfeder mit Gegenkontakt
besteht, von welchem der letztere zwecks Verkürzung oder Verlängerung der Ein- und
Ausschaltzeiten verstellbar ist, womit der Kontaktfeder mehr oder weniger Vorspannung
gegeben wird. Die beiden Schaltvorgänge sind sozusagen getrennt. Ferner wird nicht,
wie bei anderen Regelschaltern, durch Änderung der Regelstellung die Lage der Bimetällfe-der
bezüglich der Schalter geändert, sondern der Gegenkontakt des zweiten Schaltsystems
in seiner Lage bezüglich der Bimetallfeder; und zwar indem diesem mehr, oder weniger
Vorspannung gegeben wird. Die Lage des ersten Schaltsystems, welches die Heizung
der Bimetallfeder ein- und ausschaltet, bleibt also unverändert, und hierdurch wird
erreicht, daß die Schaltperiode bei Änderung der Regelstellung immer gleich groß
bleibt.
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Durch Änderung der Lage des zweiten Schaltsystems, welches die Stromzufuhr
zu dem Wärmegerät schaltet, wird lediglich das Verhältnis der Zeitdauer des Ein-
und Ausschalteis der Stromzufuhr zum Wärmegerät geändert. Durch Vergrößerung des
Schaltweges des ersten Schaltsystems kann nun die Dauer der Periode so groß gewählt
werden, daß eine guteWirkung des Wärmegerätes noch gewährleistet ist. Hiermit sind
die Voraussetzungen vorhanden, die Schalthäufigkeit auf einen Minimumwert zurückzubringen
und..die Lebensdauer des Regelschalters im Vergleich zu anderen beträchtlich zu
erhöhen.
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In der Zeichnung, Fig.I, ist der Schalter schematisch dargestellt
und sind die mit i und 2 angedeuteten Teile zwei Kontaktfedern aus Bimetall, welche,
nachdem der Schalter eingeschaltet ist, durch die beiden Heizkörper 3 und 4. erwärmt
werden. Die Kontaktfeder :2 ist als Momentschalter ausgebildet und dient zum zeitweisen
Ein- und Ausschalten der .in einem Hilfsstromkreis liegenden Heizkörper 3 und 4.
Sein Aufbau und .die Wirkungsweise ist die folgende: Die Kontaktfeder 2 aus Bimetall
ist mit der Verlängerung 5 fest verbunden, welche im Drehpunkt 6 gelagert ist. Zwischen
diesem Drehpunkt und der Umbiegung des Trägers 7 liegt eine Blattfeder 8, welche
so viel gespannt ist, daß sie sich leicht durchwölbt. Das Ende der Verlängerung
5 ist in der Mitte der Blattfeder 8 beweglich mit dieser verbunden. Die Kontaktspitze
9 der Feder 2 drückt gegen den festen Gegenkontakt io der Feder 14. In dieser Lage
der Bimetallfeder 2 ist der Stromdurchgang zu den Heizkörpern 3 und 4 geschlossen
und wird sich diese durch die Erwärmung in der angegebenen Pfeilrichtung ausbiegen.
Da dieses durch den Gegendruck des Gegenkontaktes io nicht möglich ist und bekanntlich
die Ausbiegung von Bimetall nicht geradlinig, sondern bogenförmig ist, wird die
Feder :2 den mit der punktierten Linie angedeuteten Stand einnehmen und somit die
gewölbte Blattfeder 8 in die entgegengesetzte Richtung durchwölben. Während dieser
Bewegung wird die Blattfeder 8 gespannt, um sich nach dem Überschreiten,ihrer neutralen
Lage plötzlich wieder zu entspannen. Dabei wird die Bimetallfeder 2 von dem Gegenkontakt
io ruckweise abgehoben und der Hilfsstromkreis der Heizkörper 3 und 4 unterbrochen.
Durch darauf folgende Abkühlung der Feder 2 wird dieser Vorgang sich nun in entgegengesetzter
Richtung wiederholen, wobei der Hilfsstromkreis wieder geschlossen wird. Es entsteht
somit eine Pendelbewegung der Kontaktfeder 2, so daß, der Stromkreis der Heizkörper
3 und 4 in gleichen Zeitabschnitten einmal unterbrochen und wieder geschlossen wird.
Durch die Wärmeeinwirkung des Heizkörpers 3 übernimmt die Kontaktfeder i, welche
in den Stromkreis des Wärmegerätes 15 geschaltet ist, ebenfalls diese Pendelbewegung,
und zwar biegt sie- sich bei Erwärmung in der angegebenen Pfeilrichtung aus. Hierbei
öffnen sich die beiden Kontaktspitzen i i und 12 und ist der Stromkreis vom Wärmegerät
unterbrochen, um nach Abkühlung der Kontaktfeder i den Stromkreis wieder zu schließen.
Dieser Schließ-Unterbrechungs-Vorgang vollzieht sich ebenfalls in -den gleichen
Zeitabschnitten. Durch Verstellung der Feder 13 ist es nun möglich, der Feder i
eine mehr oder weniger große Vorspannung zu geben und hierdurch die Zeitdauer des
Schließens und der Unterbrechung während dieses Zeitabschnittes willkürlich zu.
verlängern bzw. zu verkürzen. Hiermit ist der Zweck des Schalters erreicht, nämlich
daß .die Stromzufuhr zu dem Wärmegerät 15 während der Schaltperioden des Hilfsstromkreises,
je nach Einstellung der Feder 13, länger oder kürzer geschlossen ist. Die gesamte
des Wärmegerätes während der Zeiteinheit ist somit regelbar. Die Einstellung der
Feder 14 geschieht mittels eines Exzenters, welcher mit dem Schalterknebel verbunden
ist.
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Da die beiden Kontaktfedern i und 2 bei verschieden auftretenden Raumtemperaturen
durch die hiermit zusammenhängende Ausbiegung des Bimetalls verschiedene Lage einnehmen
können, würden die Ein- und Ausschaltungsmomente sich verschieben und damit Differenzen
in der Regelstellung auftreten. Um dieses zu vermeiden, bestehen die beiden Gegenkontaktfedern
13 und 14 ebenfalls aus Bimetall und haben diese die gleiche Länge, und Stärke wie
die beiden Kontaktfedern r
und 2, so daß eine gleich große Ausbiegung
der beiden zueinandergehörigen Federn gewährleistet ist. Hierdurch wird erreicht,
daß bei einer Änderung der Raumtemperatur -die Gegenkontakte den Kontaktfedern gegenüber
immer wieder die gleiche Lage einnehmen. Damit aber die Gegenkontaktfedern 13 und
14 den Druck der Kontaktfedern 1 und 2 aufnehmen können und sich somit nicht biegen,
ist ihre Breite größer gewählt als die der Kontaktfedern 1 und 2.
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In Fig. II ist eine Ausführungsform dargestellt, bei welcher die beiden
Schaltsysteme von nur einer beheizten Bimetallfeder 17 betätigt werden. Die ungeheizte
Bimetallfeder 18 -dient zum Ausgleich der Differenzen, welche auftreten würden bei
unterschiedlichen Raumtemperaturen. Die beiden mit 19 und 2o bezeichneten Kontaktfedern
dienen zum Ausschalten des Wärmegerätes. Die Feder 20 ist, zwecks Verlängerung oder
Verkürzung der EinundAusschaltzeit, verstellbar. Der Momentschalter, bestehend aus
den beiden Federn 21 und 22, dient zum periodischen Ein- und Ausschalten der Bimetallheizung
des Hilfsstromkreises.