DE2431066C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschlußeinrichtung für Lüftungskanäle oder dgl. gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Verschlußeinrichtungen dieser Art werden insbesondere in Wandöffnungen, Fensteröffnungen oder Deckenöff­ nungen eingebaut, wobei normalerweise die Verschluß­ einrichtung mit einem Ventilator zu einem Gerät vereinigt ist und sie nahe beieinander angeordnet sind. Bei solchen Verschlußeinrichtungen ist es erwünscht, die Bimetallfeder nach Einschalten ihrer Heizung sehr rasch zu erwärmen, damit sich die Bimetallfeder entsprechend rasch verbiegen kann und damit wiederum ein entsprechend rasches Öffnen des oder der Verschlußorgane erreicht wird, ohne daß sich dies nachteilig auf den durch die Beheizung einstellenden Dauerzustand der Bimetallfeder auswirkt.

Bei der Verschlußeinrichtung nach dem Patent 23 53 367 wird dies dadurch erreicht, daß die Heizung der Bimetallfeder von starker auf schwache Beheizung umschaltbar ist, wobei die Bimetallfeder durch die schwache Beheizung in ihrer einen, das Verschlußorgan in der Offenstellung haltenden Lage gehalten wird. Nachteilig hieran ist jedoch, daß für die schwache Beheizung außer dem Umschalter auch noch zusätzliche Elemente vorgesehen sein müssen, wie bspw. ein strombegrenzender Vorwiderstand oder eine zweite Anzapfung der Speisespannung.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, den baulichen Aufwand für die schwache Beheizung gering zu halten.

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

Diese Verschlußeinrichtung ermöglicht mit geringem baulichen Aufwand die selbsttätige schwache Beheizung der Bimetallfeder, da hierzu lediglich die Heizung durch die Bimetallfeder abwechselnd ein- und ausgeschaltet wird und es also nicht mehr erforderlich ist, die Heizung mit zwei Heizstufen auszustatten.

Die Heizung der Bimetallfeder zum Öffnen des mindestens einen Verschlußorganes kann ohne weiteres so stark vorgesehen sein, daß die Bimetallfeder innerhalb von wenigen Sekunden, beispielsweise nach 10 bis 20 Sekunden, ihre vorgesehene Offenstellung erreicht hat. Die Heizung wird dann selbsttätig abgeschaltet, so daß sich die Bimetallfeder abkühlt und damit langsam zurückbewegt, bis sie die Heizung selbsttätig wieder einschaltet, worauf sich die Bimetallfeder dann wieder in entgegengesetzter Richtung bewegt, bis die Heizung wieder selbsttätig abgeschaltet wird, usw. Diese periodische Bewegung ist im Vergleich zur gesamten Öffnungsbewegung sehr klein.

Falls es erwünscht ist, daß diese periodische Bewegung der Bimetallfeder sich nicht auf das oder die Verschlußorgane überträgt, d. h. diese unbewegt in ihrer maximalen Offenstellung gehalten werden, kann vorgesehen sein, daß zwischen der Bimetallfeder und dem Verschlußorgan ein die Bewegung der Bimetallfeder während der Aus-Ein-Schaltperioden aufnehmender Puffer vorgesehen ist.

Die neuartige Verschlußeinrichtung hat auch einen geringen Haltestromverbrauch für das Offenhalten des oder der Ver­ schlußorgane.

Wenn das oder die Verschlußorgane in maximaler Offenstellung unbeweglich gehalten werden, können sie auch nicht klappern. Schließlich erfordert die erfindungsgemäße Verschlußeinrich­ tung einen verminderten Schaltungsaufwand und benötigt wenig Platz, was inbesondere bei solchen Verschlußeinrichtungen zum Tragen kommt, die zusammen mit einem Ventilator für den Fenster-, Wand- oder Deckeneinbau bestimmt sind. Der Platz­ bedarf wird besonders auch dadurch vermindert, daß die beheizte Stellung der Bimetallfeder, die der Offenstellung des oder der Verschlußorgane entspricht, unabhängig von der Umgebungstempe­ ratur ist.

Die Stellvorrichtung kann zweckmäßig als Schieberstange ausge­ bildet sein, deren eines Ende über eine Rückstellfeder mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei die Bimetallfeder vorzugs­ weise über ein als Puffer dienendes, federndes Mittel mit dem anderen Ende der Schieberstange verbunden ist. Zweckmäßig kann die Federkonstante des federnden Mittels größer als die der Rückstellfeder sein.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn die Bewegung der Schieberstange in Öffnungsrichtung des Verschlußorgans durch einen gehäuse­ festen Anschlag begrenzt ist, der die Offenstellung des Ver­ schlußorgans angibt. Auf diese Weise wird die Offenstellung stets genau definiert erreicht, und es ist diese in keiner Weise von einer eventuellen Ermüdung der beiden Federmittel abhängig.

Besonders einfach und platzsparend ist es, wenn das als Puffer dienende federnde Mittel als federnd nachgiebiger Haken oder Bügel ausgebildet ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist über das freie Ende der als Blattfeder ausgebildeten Bimetallfeder eine Hülse mit erheblichem Spiel geschoben, deren lichte Weite zu­ mindest in Bewegungsrichtung des freien Bimetallfederendes wesentlich größer ist als das freie Ende der Bimetallfeder dick ist. Durch diese Anordnung kann sich die Bimetallfeder bei geschlossenem Verschluß in der Hülse bewegen, ohne daß das oder die Verschlußorgane bewegt werden, d. h., daß dieses Spiel in der Hülse dem Ausgleich von durch variable Umgebungs­ temperaturen bewirkte Bewegungen der kalten Bimetallfeder dient.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie­ les noch näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf die Rückseite einer Verschlußeinrichtung, jedoch ohne Ventilator und dessen Motor, und

Fig. 2 ein Schaltbild der elektrischen Schaltung der Verschlußeinrichtung nach Fig. 1 ein­ schließlich eines Ventilatormotors.

Die in Fig. 1 dargestellte Verschlußeinrichtung 10 ist mit einem nicht dargestellten Ventilator kombiniert, dessen Motor 13 mittels einer nicht dargestellten Befestigungsvorrichtung an der Rückseite des aus Kunststoff bestehenden Gehäuses 14 der Verschluß­ einrichtung 10 befestigt ist. Das Gehäuse 14 der Verschluß­ einrichtung 10 ist auf der in der Zeichnung nicht dargestell­ ten vorderen Stirnseite in seinem umlaufenden Randbereich eben und hat konzentrisch zum Gehäuse 14 einen rechteckför­ migen Durchlaß 17 für die vom Ventilator geförderte Luft, welcher durch ein aus sechs Verschlußlamellen bestehendes Verschlußorgan 19 verschließbar ist, wobei die Lamellen gegenüber dem umlaufenden Randbereich zurückgesetzt und mittels in Bohrungen von zwei einander gegenüberlie­ genden, den Durchlaß 17 begrenzenden Wänden 18 eingreifen­ der Drehzapfen 16 schwenkbar gelagert sind. Die Lamellen des Verschlußorgans 19 überlappen sich in geschlossener Stellung. Die Lamellen des Verschlußorgans 19 sind durch vertikales Verschieben einer mit Stiften 20 der Lamellen des Verschlußorgans 19 zusammenwirkenden Schieberstange 21 in eine Offenstellung verschwenkbar, in der die Lamellen des Verschlußorgans 19 in diesem Ausführungs­ beispiel einen Winkel von etwas mehr als 90° gegenüber der geschlossenen, vertikalen Stellung einnehmen, in welcher die Lamellen eine in der Zeichnungsebene liegende geschlossene Ebene bilden. Es ist jedoch auch möglich, die Lamellen des Verschlußorgans 19 mit Hilfe der Schieberstange 21 in eine etwa horizontale Offenstellung zu verschwenken. Die mit der Schieberstange 21 zusammenwirkenden Stifte 20 sind parallel zu den die Drehachsen bildenden Drehzapfen 16 der Lamellen des Verschlußorgans 19 gerichtet und im Abstand von den Drehachsen angeordnet. Die Stifte 20 durchdringen in der rechtsseitigen Wand 18 angeordnete nierenförmige Durchbrüche, deren Winkel mindestens dem Schwenkwinkel der Lamellen des Verschlußorgans 19 entspricht. Die Schieberstange 21 ist in zwei U-förmigen angeformten Elementen 22 geradegeführt, die zusammen mit einer der Wände 18 eine Führung bilden, wobei die Schieberstange 21 aufgrund der Schwenkbe­ wegung der exzentrisch angeordneten Stifte 20 aus der Zeich­ nungsebene heraus ausweichen kann. Die U-förmigen Elemente 22 sind in einem Schenkel einer Rinne 25 angeordnet, die sich um den ganzen Umfang der Wandung des Durchlasses 17 herum erstreckt, und in deren an die Schieberstange 21 anschließenden Teil der Antrieb der Verschlußeinrichtung 10 angeordnet ist. Die Schieberstange 21 ist an ihrem einen Ende 23 über eine Rückstell­ feder 24 mit dem Gehäuse 14 verbunden und wirkt an ihrem ande­ ren Ende 23′ mit einer Bimetallfeder 26 zusammen.

Die in der Zeichnung dargestellte Verschlußeinrichtung 10 in Kombination mit dem nicht dargestellten Ventilator kann vorzugsweise in Fenster-, Wand- oder Deckenöffnungen oder dergleichen eingebaut werden. In Fig. 1 ist die Ruhestellung der Bimetallfeder 26, bei der die Lamellen des Verschlußorgans 19 geschlossen sind, strichpunktiert dargestellt und die andere Endstellung in ausgezogenen Linien, bei der die Lamellen der Verschlußorgane 19 in ihrer Offenstellung sind. Demgegenüber ist in Fig. 2 die Ruhestel­ lung in ausgezogenen Linien dargestellt.

Zum Öffnen und Schließen der Lamellen des Verschlußorgans 19 dient die mit der Schieberstange 21 zu deren Verstellung zusammenwirkende, senkrecht zur Schieberstange 21 angeordnete, im Ruhestand zur einen Wand 18 hin gebogene Bimetallfeder 26. Die Bimetallfeder 26, die sich im unteren Bereich der Rinne 25, befindet und die wesentlich breiter als dick ist, hier also eine Bimetallblattfeder ist, ist an ihrem linksseitigen Endbereich 27 unbeweglich in eine am Gehäuse 14 befestigte Halterung 29 eingesetzt und festgeklebt oder auf sonstige Weise gegen Lösen gesichert gehalten. Über das freie Ende 30 der Bimetallfeder 26 ist eine rechteckförmige Hülse 28 mit Spiel geschoben, deren Breite etwas größer ist als die Breite der Bimetallfeder 26, deren Höhe jedoch wesentlich größer, vorzugsweise mehrfach größer als die Dicke der Bimetallfeder 26 ist. Die Hülse 28 ist in Höhe der Schieberstange 21 über die Bimetallfeder 26 geschoben und ist an ihrer der Schieberstange 21 zugewandten Seite mit einem als elastisch federndem Haken oder Bügel ausgebildeten Puffer 38 verbunden. Der Puffer 38 ist mit seinem anderen Ende über eine quer verlaufende Bohrung an der der Bimetallfeder 26 zugewandten anderen Ende 23′ der Schieberstange 21 eingehängt.

Die Schieberstange 21 ist ferner mit einem seitlich in die Rinne 25 abstehenden, angeformten Arm 58 versehen, der mit einem senk­ recht vom Rücken 60 der Stirnseite des Gehäuses 14 abstehenden gehäuse­ festen Anschlag 59 zusammenwirkt.

An der der Schieberstange 21 gegenüberliegenden Seite der Bimetall­ feder 26 ist ein Mikroschalter 56 angeordnet und am Rücken 60 der Stirnseite des Gehäuses 14 befestigt.

In Fig. 2 ist das Schaltbild der dargestellten Verschluß­ einrichtung gezeigt. Die beiden Leiter eines Wechselstrom­ netzes sind mit 50 und 51 bezeichnet. An diese Leiter ist über einen Ein-Aus-Hauptschalter 34 der Motor 13 des nicht darge­ stellten Ventilators angeschlossen. Parallel zum Motor 13 und ebenfalls hinter dem Ein-Aus-Hauptschalter 34 ist die Heizwicklung 31 angeschlossen, die die Bimetallfeder 26 im wesentlichen über ihre ganze Länge umgibt und die außenseitig durch einen Schlauch 33 aus Tetrafluoräthylen isoliert ist. Zwischen dem einen Ende der Heizwicklung 31 und dem Ein-Aus- Hauptschalter 34 ist der eine Schalthysterese aufweisende Mikroschalter 56 elektrisch angeordnet. Der am Gehäuse 14 vorzugsweise lageeinstellbare Mikroschalter 56, der normalerweise in seiner geschlossenen Stellung ist, wird durch das mit dem Schalthebel 62 des Mikroschalters 56 zusammen­ wirkende freie Ende 30 der Bimetallfeder 26 in seine offene Stellung überführt, wenn die Bimetallfeder eine vorgesehene Verbiegung erreicht, die einer Eigentemperatur T ₂ entspricht, und in seine geschlossene Stellung zurückgeschaltet, wenn das freie Ende 30 der Bimetallfeder 26 infolge der Abschal­ tung der Heizung sich um einen geringen Betrag wieder zurück­ bewegt hat, was einer Temperatur T ₁ der Bimetallfeder 26 ent­ spricht, wo T ₁ < T ₂ ist. Die Schalthysterese des Mikroschal­ ters 56, die die Größe der Temperaturdifferenz T ₂ - T ₁ be­ stimmt, kann ggfs. einstellbar sein.

Wenn der Hauptschalter 34 geschlossen wird, so steht an der Leitung 61 Spannung an und damit über die Leitung 63 auch am Motor 13 und über den normalerweise geschlossenen Mikroschalter 56 an der Heizwicklung 31 der Bimetallfeder 26. Die Heizwicklung 31 beheizt dann die Bimetallfeder 26 stark, so daß diese sich in relativ kurzer Zeit, z. B. innerhalb von etwa 15 Sekunden aus der gemäß Fig. 1 strichpunktierten Stellung, in welcher die Lamellen des Verschlußorgans 19 vollständig geschlossen sind, in die voll ausgezogene Stellung, in welcher die Lamel­ len des Verschlußorgans 19 vollkommen geöffnet sind, verbiegt. Der Bewegungsab­ lauf erfolgt so, daß die Schieberstange 21 von der Bimetallfeder 26 so weit nach unten mitgezogen wird, bis die Schieberstange 21 mit ihrem Arm 58 am Anschlag 59 anschlägt, in welcher Stellung die Lamellen des Verschlußorgans 19 in der geöffneten Endstellung sind. Zu diesem Zeitpunkt ist der Mikroschalter 56 noch weiterhin geschlossen und bei der weiteren Bewegung des freien Endes 30 der Bimetall­ feder 26 wird, da die Schieberstange 21 sich nicht weiterbewegen kann, der als federnder Haken oder Bügel ausgebildete Puffer 38 gedehnt, wobei dieser Be­ wegungsweg im Vergleich zum Öffnungsweg der Schieberstange 21 sehr klein ist, bis die Bimetallfeder 26 mit der Hülse 28 den Mikroschalter 56 öffnet (strichpunktierte Darstellung in Fig. 2) und dieser die Stromzufuhr zur Heizwicklung 31 unterbricht. Darauf­ hin kann sich die Bimetallfeder 26 abkühlen und ihr freies Ende 30 schließt den Schalter 56 infolge seiner Schalthysterese erst bei einer Eigentemperatur T ₁ der Bimetallfeder 26, die kleiner als die Temperatur T ₂ ist, bei der der Mikroschalter 56 geöffnet wurde. Die Temperatur T ₁ ist so getroffen, daß sich der Arm 58 noch am Anschlag 59 befindet. Die Federkon­ stante des Puffers 38 ist wesentlich größer als die der Rück­ stellfeder 24. Sobald der Mikroschalter 56 wieder geschlos­ sen ist, erhält die Heizwicklung 31 wieder Strom, so daß diese die Bimetallfeder 26 wieder erwärmt, die den Mikroschalter 56 bei Erreichen ihrer Eigentemperatur T ₂ wieder öffnet. Dieses Öffnen und Schließen des Mikroschalters 56 wiederholt sich periodisch, solange der Hauptschalter 34 eingeschaltet bleibt. Eine solche Aus-Ein-Schalt-Periode dauert beispiels­ weise etwa 10-15 Sekunden. Damit sich, wie bevorzugt vor­ gesehen, während dieser Periode die Lamellen des Verschlußorgans 19 bzw. die Schieberstange 21 nicht bewegen, muß beachtet werden, daß die Schalt­ hysterese des Mikroschalters 56 kleiner oder höchstens gleich dem nach Anliegen des Armes 58 am Anschlag 59 auftretenden Dehnungs­ weg des Puffers 38 ist. Wird der Hauptschalter 34 geöffnet, so wird das System spannungslos, der Ventilator ist abgeschaltet und die Bimetallfeder 26 geht, da ihre Heizung dann bleibend abgeschaltet ist, in ihre gemäß Fig. 1 strich­ punktierte Lage zurück. Noch bevor sich die Bimetallfeder 26 ganz in ihre Ursprungslage zurückbewegt hat, sind die Lamellen des Verschlußorgans 19 geschlossen, was möglich ist, da die Schieberstange 21 aufgrund der das freie Ende 30 der Bimetallfeder 26 mit Spiel übergreifenden Hülse 28 und der Rückstellfeder 24 bereits in ihre Ausgangslage zurück­ kehren konnte. In entsprechender Weise wird auch bei Erwärmen der Bimetallfeder 26 wegen des Spiels der Hülse 28 erst nach einem bestimmten Bewegungsweg des freien Endes 30 der Bimetall­ feder 26 die Schieberstange 21 mitgenommen. Dies bedeutet, daß die Schieberstange 21 auch dann ruhig bleibt und die Lamellen des Veschlußorgans 19 geschlos­ sen bleiben, wenn sich die kalte Bimetallfeder 26 aufgrund von Umgebungstemperaturänderungen etwas bewegt. Die Schieberstange 21 steht in ihrer Ruhestellung unter Vorspannung der Rückstell­ feder 24, so daß die Lamellen des Verschlußorgans 19 sicher geschlossen gehalten werden. In der anderen, offenen Endstellung werden die Lamel­ len des Verschlußorgans 19 ebenfalls sicher und so gehalten, daß sie nicht flattern können, da die Schieberstange 21 in dieser Endstellung in Öffnungsrichtung stets auf Zug beansprucht ist.

Indem die dem Offenhalten der Lamellen des Verschlußorgans 19 dienende Stellung der Bimetallfeder 26 nur in engen Grenzen schwankt, da sie zwei­ punktgeregelt ist, wird auch der Platzbedarf für den Be­ wegungsweg der Bimetallfeder 26 vermindert.

Um bei Störungen im Betrieb, beispielsweise bei Hängenbleiben der Lamellen des Verschlußorgans 19, eine Überhitzung der Bimetallfeder 26 zu ver­ meiden, wird in der Nähe des Bimetalles, vorzugsweise etwa im Bereich der Mitte der Bimetallfeder 26, auf der der Ausbie­ gungsbewegung gegenüberliegenden Seite ein Thermo-Überlastschutz 64 an­ gebracht, der bei Erreichen einer bestimmten Temperatur den Stromkreis über die Wicklung der Bimetallfeder 26 unterbricht, ohne den Ventilator auszuschalten.

Claims (10)

1. Verschlußeinrichtung für Lüftungskanäle oder dgl. mit mindestens einem beweglichen Verschlußorgan, dessen Öffnen und Schließen eine elektrisch speisbare Stellvorrichtung dient, die am Gehäuse der Verschlußeinrichtung angeordnet ist, wobei die Stellvorrichtung eine Bimetallfeder und eine auf diese Bimetallfeder einwirkende elektrische Heizung aufweist und ein Endbereich der Bimetallfeder mit dem Gehäuse der Verschlußein­ richtung unbeweglich verbunden und ihr freies Ende mit dem oder den Verschlußorganen zu dessen bzw. deren Verstellung mechanisch gekoppelt ist, wobei die Heizung der Bimetallfeder stark und schwach möglich ist und beim Einschalten der Heizung selbsttätig die starke Beheizung einstellbar ist und die schwache Beheizung selbsttätig erfolgt, wenn die Bimetallfeder das Verschlußorgan in die Offenstellung verstellt hat, nach Patent 23 53 367, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Aufrechterhalten der Offenstellung des mindestens einen Verschlußorganes (19) dienende schwache Beheizung der Bimetallfeder (26) durch in Abhängigkeit der Verbiegung der Bimetallfeder (26) mittels einer Schaltvorrichtung bewirkbares abwechselndes Ein- und Ausschalten der Heizung bewirkbar ist.

2. Verschlußeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung ein Mikroschalter (56) mit Schalthysterese ist.

3. Verschlußeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroschalter (56) einstellbar ist.

4. Verschlußeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Bimetallfeder (26) und dem Verschlußorgan (19) ein die Bewegung der Bimetallfeder während den Aus-Ein-Schaltperioden aufnehmender Puffer (38) vorgesehen ist.

5. Verschlußeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffer (38) zwischen Bimetallfeder (26) und Stell­ vorrichtung (21) angeordnet ist.

6. Verschlußeinrichtung, bei der die Stellvorrichtung als Schieberstange (21) ausgebildet ist, deren eines Ende (23) über eine Rückstellfeder (24) mit dem Gehäuse (14) verbunden ist, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetall­ feder (26) über ein als Puffer (38) dienendes, federndes Mittel mit dem anderen Ende (23′) der Schieberstange (21) ver­ bunden ist.

7. Verschlußeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Schieberstange (21) in Öffnungsrichtung des Verschlußorgans (19) durch einen gehäusefesten Anschlag (59) begrenzt ist, der die Offenstellung des Verschlußorgans (19) angibt.

8. Verschlußeinrichtung nach Anspruch 5 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das als Puffer (38) dienende federnde Mittel als federnd nachgiebiger Haken oder Bügel ausgebildet ist.

9. Verschlußeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein freies Ende (30) der als Blattfeder ausgebildeten Bimetallfeder (26) innerhalb einer mit dem Verschlußorgan gekoppelten Hülse (28) mit er­ heblichem Spiel in Bewegungsrichtung des freien Endes (30) der Bimetall­ feder (26) befindet.

10. Verschlußeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Bimetallfeder (26), vorzugsweise nahe deren Mitte ein Thermo-Überlastschutz (64) angeordnet ist.