DE3100232C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betätigen eines mit einer Klappe versehenen Lüfters nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur zeitlich begrenzten Belüftung von Räumen, z. B. Toiletten, werden Lüfter verwendet, die durch einen Betriebsschalter, zum Beispiel einen Türkontakt bzw. Türschloßkontakt, einge­ schaltet werden. Die Lüfter sind mit einer Klappe versehen, die während des Lüfterbetriebs öffnet und beim Abschalten des Lüfters schließt, um einen Wärmeverlust durch die Lüfter­ öffnung zu verhindern.

Es ist bekannt, die Klappe des Lüfters mittels eines Bimetall­ streifens zu betätigen, der durch eine elektrische Widerstands­ wendel beheizt wird, deren Stromkreis durch den Betriebsschalter geschlossen wird. Beim Schließen des Betriebsschalters erwärmt sich die Widerstandswendel und beheizt den Bimetallstreifen, der sich verbiegt und durch seine Biegung den Betätigungs­ hub der Klappe erzeugt. Beim Öffnen des Betriebsschalters kühlen die Widerstandswendel und der Bimetallstreifen ab, so daß die Klappe wieder geschlossen wird.

Um die Belüftung des Raumes nach dem Öffnen des Betriebs­ schalters noch für eine gewisse Zeit fortzusetzen, ist z. B. aus der DE-OS 28 52 237 ein Nachlaufschalter bekannt, der einen im Stromkreis des Lüftermotors vorgesehenen Thermo­ schalter aufweist, der mittels eines Kaltleiterelementes beheizt wird, dessen Stromkreis durch den Betriebsschalter geschlossen wird. Nach dem Öffnen des Betriebsschalters bleibt der Thermoschalter auf Grund der Wärmekapazität noch für eine gewisse Zeit geschlossen und hält den Lüfter in Be­ trieb.

Dieser bekannte Nachlaufschalter ist jedoch ein eigenes, von dem Lüfter und der Klappe unabhängiges Bauteil, das gesondert mechanisch und elektrisch installiert werden muß und einen zusätzlichen Herstellungsaufwand bedeutet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß ein Nachlauf des Lüfters möglich ist, wobei durch diesen Nachlauf kein zu­ sätzlicher Aufwand in bezug auf Platzbedarf und Installations­ kosten entsteht und wobei die Herstellungskosten gering sind.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen gegeben.

Erfindungsgemäß ist der Thermoschalter, der den Betrieb des Lüfters für eine gewisse Zeit nach dem Öffnen des Betriebs­ schalters aufrechterhält, ebenfalls mit wärmeleitendem Kontakt an dem Bimetallstreifen angebracht. Das den Bimetallstreifen erwärmende Heizelement erwärmt somit gleichzeitig den Thermo­ schalter für den Nachlauf. Ein gesondertes Heizelement für den Thermoschalter kann daher entfallen. Die Wärmekapazität des Bimetallstreifens wirkt gleichzeitig als Wärmekapazität für den Thermoschalter, die die Nachlaufdauer des Lüfters be­ stimmt. Es sind dementsprechend im allgemeinen keine zusätzlichen Metallteile zur Erzeugung der notwendigen Wärmekapazität für den Thermoschalter notwendig. Für den Nachlauf ist daher nur der Thermoschalter zusätzlich notwendig, so daß die Herstellungs­ kosten nur wenig erhöht werden.

Da der Thermoschalter an dem Bimetallstreifen angeordnet ist, ist für die Einrichtung zur Erzeugung des Nachlaufs kein ge­ sondertes Bauteil notwendig. Es entfällt daher ein zusätzlicher Aufwand für elektrische und mechanische Installationen. Außerdem wird der Einbauplatzbedarf durch die Einrichtung zur Erzeugung des Nachlaufs nicht vergrößert.

Die Anordnung des Thermoschalters an dem Bimetallstreifen hat außerdem den Vorteil, daß der im wesentlichen durch die Wärme­ kapazität des Bimetallstreifens und des Heizelementes sowie durch deren Wärmeabstrahlung bestimmte Temperaturverlauf sowohl die Nachlaufzeit für das Schließen der Klappe als auch die Nachlaufzeit des Lüfters bestimmt. Die Nachlaufzeiten von Lüfter und Klappenbetätigung sind daher unabhängig von der Dimensionierung der Klappe, des Bimetallstreifens und des Lüfters und unabhängig von dem Einbau der Klappe und der Wärmeisolierung der Bimetallbetätigung stets zwangs­ läufig und ohne zusätzliche Maßnahmen aneinander angepaßt.

Als Heizelement wird vorzugsweise ein Kaltleiterelement (PTC-Widerstand) benutzt. Ein solches Kaltleiterelement ermöglicht eine große Heizleistung und damit die Zuführung einer großen Wärmemenge beim Aufheizen, während die selbst­ regulierende Wirkungsweise des Kaltleiterelementes bei Er­ reichen der Grenztemperatur die zugeführte Wärmemenge auf den zur Einhaltung dieser Temperatur notwendigen Wert be­ grenzt. Die Vorrichtung und insbesondere der Bimetallstreifen können daher eine große Wärmekapazität aufweisen, ohne daß dadurch die Aufheizzeit und damit das Ansprechen der Vor­ richtung verlängert werden und die Vorrichtung träger wird. Die Möglichkeit einer hohen Wärmekapazität erlaubt es einer­ seits, große und starke Bimetallstreifen zu verwenden, so daß auch größere Klappen mittels Bimetallstreifen betätigt wer­ den können. Andererseits kann mittels der größeren Wärme­ kapazität ein langsamerer Temperaturabfall und damit eine größere Nachlaufzeit erreicht werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Frontansicht einer Klappe eines Lüfters mit der Vorrichtung zur Betätigung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Klappe der Fig. 1,

Fig. 3 einen Schaltplan der Vorrichtung und

Fig. 4 ein Temperatur-Zeit-Diagramm der Vorrichtung.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein nicht ge­ zeigter Lüfter mit einer Jalousieklappe versehen.

Die Jalousieklappe besteht aus einem rechteckigen Rahmen 10. In dem Rahmen 10 sind um horizontale Achsen 12 schwenkbare Jalousielamellen 14 gelagert. Die Jalousielamellen 14 tragen exzentrisch zu den Achsen 12 Schwenkzapfen 16, die durch einen kreisbogenförmigen Führungsschlitz des Rahmens 10 nach außen ragen. An den Schwenkzapfen 16 greift eine vertikale Schubstange 18 an, durch welche die Schwenkzapfen 16 in den Führungsschlitzen der Rahmen 10 verschoben und die Jalousielamellen 14 damit verschwenkt werden.

Ein Bimetallstreifen 20 ist mit seinem einen Ende an einem Vorsprung 22 an der Unterseite des Rahmens 10 befestigt. Das freie Ende des Bimetallstreifens 20 greift in einen Durch­ bruch 24 am unteren Ende der Schubstange 18 ein.

In seinem kalten Zustand nimmt der Bimetallstreifen 20 die in den Fig. 1 und 2 ausgezogen dargestellte Stellung ein, in welcher die Schubstange 18 nach unten gezogen ist und die Jalousielamellen 14 in ihre geschlossene Stellung verschwenkt sind. Im erhitzten Zustand nimmt der Bimetallstreifen 20 die in den Fig. 1 und 2 gestrichelt dargestellte Stellung ein, in welcher er die Schubstange 18 nach oben schiebt und damit die Jalousielamellen 14 in ihre horizontale Offen-Stellung schwenkt.

In wärmeleitender Berührung mit dem Bimetallstreifen 20 sitzt auf dessen oberer Flachseite ein Kaltleiterelement 26. Dem Kaltleiterelement 26 gegenüber sitzt in wärmeleitender Berührung mit dem Bimetallstreifen 20 an dessen unterer Flachseite ein Thermoschalter 28.

Fig. 3 zeigt die elektrische Schaltung des Kaltleiterelementes 26 und des Thermoschalters 28. Die Phase L ₁ der Netzspannung von 220 Volt wird einerseits über den Thermoschalter 28 an den Motor M des nicht dargestellten Lüfters geführt und liegt anderer­ seits über einen Betriebsschalter 30, beispielsweise einen Türschloßkontakt einer Toilette, an dem Kaltleiterelement 26, dessen anderer Anschluß an Null-Potential N liegt. Mit PE ist die Schutzerdung bezeichnet.

Die Funktionsweise der Vorrichtung geht in ihrem zeitlichen Ablauf aus Fig. 4 hervor.

Zunächst wird der Betriebsschalter 30 geschlossen, z. B. durch Schließen des Türschlosses nach Betreten der Toilette. Dies ist in dem Diagramm der Fig. 4 mit "Schalter EIN" bezeichnet. Dadurch wird der Stromkreis des Kaltleiterelementes 26 geschlossen und das zunächst noch kalte Kaltleiterelement erwärmt sich mit großer Leistungsaufnahme sehr schnell, wie der steile Anstieg der Temperaturkurve in Fig. 4 zeigt.

Der Thermoschalter 28 ist zunächst noch offen, so daß dem Lüftermotor kein Strom zugeführt wird und der Lüfter außer Betrieb ist.

Das Kaltleiterelement 26 erwärmt den Bimetallstreifen 20 entsprechend dem in Fig. 4 dargestellten Temperaturver­ lauf. Dabei erwärmt sich auch der mit dem Bimetallstreifen 20 in Wärmekontakt stehende Thermoschalter 28. Der Thermo­ schalter spricht im dargestellten Beispiel bei einer Tempe­ ratur von 60°C an und schließt den Stromkreis des Lüfter­ motors M, so daß der Lüfter in Betrieb gesetzt wird.

Bei der weiteren Erwärmung des Bimetallstreifens 20 durch das Kaltleiterelement 26 erreicht dieses und damit der Bimetallstreifen 20 die Sättigungstemperatur von 120 bis 125°C. Bei Erreichen dieser Temperatur hat sich der Bimetallstreifen 20 in die in den Fig. 1 und 2 gestrichelt dargestellte Form gebogen und die Jalousieklappe geöffnet.

In diesem Zustand bleibt das System, solange der Betriebs­ schalter 30 eingeschaltet ist. Die selbstregulierende Eigen­ schaft des Kaltleiterelementes 26 bewirkt dabei, daß das Kalt­ leiterelement 26 nur so viel Strom aufnimmt und damit Wärme­ energie erzeugt, wie für die Aufrechterhaltung der Grenztemperatur von ca. 120 bis 125°C notwendig ist. Ein Überhitzen über diese Temperatur ist nicht möglich, so daß zusätzliche Sicherheits­ maßnahmen, Stromunterbrecherschaltungen und hohe Temperatur­ beständigkeit des verwendeten Materials nicht notwendig sind.

Wird der Betriebsschalter 30, z. B. beim Verlassen der Toilette, geöffnet, wie dies in Fig. 4 mit "Schalter AUS" bezeichnet ist, so wird die Stromzufuhr zu dem Kaltleiterelement 26 unterbrochen und es erfolgt keine weitere Wärmezufuhr. Die Temperatur des Bimetallstreifens 20 fällt daher mit einer Zeitkonstanten ab, die durch die Wärmekapazität des Bimetallstreifens 20, des Kaltleiterelementes 26 und des Thermoschalters 28 sowie die Wärmeisolierung bzw. Wärmeabstrahlung der Anordnung be­ stimmt ist. Nach einer gewissen Nachlaufzeit ist die Temperatur auf die untere Schalttemperatur des Thermoschalters 28 von beispielsweise 50°C abgesunken und der Thermoschalter 28 öffnet. Die Stromzuführung zum Lüftermotor M wird daher ebenfalls unterbrochen und der Lüfter wird stillgesetzt.

Der Bimetallstreifen 20 hat sich dabei noch nicht vollständig in seine Ausgangsstellung zurückgebogen, so daß die Jalousie­ klappe noch nicht vollständig geschlossen ist. Nach einer weiteren Zeitspanne ist der Bimetallstreifen 20 auch so weit abgekühlt, daß er die in den Fig. 1 und 2 ausgezogen gezeich­ nete Ausgangsstellung erreicht hat und die Jalousieklappe voll­ ständig geschlossen ist.

Aus Fig. 4 wird folgendes besonders deutlich:

Auch bei einer hohen Wärmekapazität steigt die Temperatur sehr schnell an, so daß die Vorrichtung beim Einschalten schnell anspricht.

Die Betriebstemperatur im eingeschalteten Zustand wird ohne zusätzliche Maßnahmen durch die selbstregelnde Wirkung des Kaltleiterelementes 28 aufrechterhalten.

Die große Wärmekapazität sorgt für einen langsamen Temperatur­ abfall und damit eine ausreichend lange Nachlaufzeit.

Wird die Wärmekapazität vergrößert, z. B. weil ein stärkerer Bimetallstreifen für die Betätigung einer größeren Klappe notwendig ist oder weil durch Hinzufügen zusätzlicher Metall­ teile die Nachlaufzeit verlängert werden soll, so kann der schnelle Temperaturanstieg beim Einschalten durch Vergrößerung der Heizleistung des Kaltleiterelementes 26 oder durch mehrere mit dem Bimetallstreifen 20 in Berührung stehende Kaltleiter­ elemente aufrechterhalten werden. Diese Vergrößerung der Heizleistung beeinflußt die Vorrichtung im übrigen nicht, da die obere Grenztemperatur, auf die sich das Kaltleiterelement bzw. die Kaltleiterelemente selbst einregeln, unverändert bleibt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Betätigen eines mit einer Klappe ver­ sehenen Lüfters mit einem Bimetallstreifen, der im erwärmten Zustand die Klappe in ihre Offenstellung betätigt, mit einem elektrischen Heizelement, das mit dem Bimetallstreifen in wärmeleitender Berührung steht, und mit einem in dem Stromkreis des elektrischen Heiz­ elementes vorgesehenen Betriebsschalter, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in dem Stromkreis des Lüftermotors (M) ein Thermoschalter (28) vorgesehen ist, der in wärme­ leitender Berührung mit dem Bimetallstreifen (20) steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement ein Kaltleiterelement (PTC-Widerstand) (26) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoschalter (28) bei einer Temperatur schaltet, die unter der oberen Grenztemperatur des Kaltleiterelementes (26) liegt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizelement und der Thermoschalter (28) einander gegenüber an den Flach­ seiten des Bimetallstreifens (20) angeordnet sind.