DE1044141B

DE1044141B - Circuit arrangement for automatic electrical control of the heating in vehicles, preferably rail vehicles

Info

Publication number: DE1044141B
Application number: DEH18147A
Authority: DE
Inventors: Walter Hamann; Dipl-Ing Hermann Saacke
Original assignee: Hagenuk Vorm Neufeldt and Kuhnke GmbH
Current assignee: Hagenuk Vorm Neufeldt and Kuhnke GmbH
Priority date: 1953-10-28
Filing date: 1953-10-28
Publication date: 1958-11-20

Description

Schaltungsanordnung zur selbsttätigen elektrischen Regelung der Heizung in Fahrzeugen, vorzugsweise Eisenbahnfahrzeugen Zur selbsttätigen elektrischen Regelung der Heizung in Fahrzeugen, vorzugsweise Eigenbahnfahrzeuggen mit mehreren, Abteilen., sind, um nicht jedes Abteil mixt einem eigenen Temperaturfühler und einem eigenen Stellglied (Schaltschütz, Magnetventil od. dgl.) ausrüsten zu müssen, Anordnungen geschaffen worden, bei denen die Temperatur der einzelnen Abteile von einem durch sämtliche Abteile geführten gemeinsamen Temperaturfühler abgetastet wird, der entsprechend dem Mittelwert der Abteiltemperaturen ein Stellglied so, beeinflußt, daß es, sobald dieser Mittelwert eine bestimmte Größe annimmt, die Heizenergiezufuhr zu den Abteilen an zentraler Stelle herabsetzt oder ganz abschaltet. Der Temperaturfühler besteht hierbei aus einem durch die Abteile verlegten Rohr, das mit einer Flüssigkeit gefüllt ist, die durch ihre Wärmeausdehnung einen Druckschalter betätigt. Man hat bisweilen als Füllflüssigkeit für das Temperaturfühlrohr auch schon eine bei verhältnismäßig niedriger Temperatur siedende Flüssigkeit benutzt, so daß deren Dampfdruck für die Betätigung des Druckschalters ausschlaggebend war. Bei dieser Ausführungsform sprach der Druckschalter schon diann an, wenn in irgendeinem der Abteile eine bestimmte Temperatur überschritten wurde, ohne Rücksicht darauf, welche Temperatur in den anderen Abteilen herrschte, da der in einem geschlossenen Flüssigkeitssystem sich einstellende Dampfdruck nur von der höchsten in dem System auftretenden Flüssigkeitstemperatur abhängt. In diesem Fall übernahm also jeweils das wärmste Abteil die Heizungsregelung (»Höchstwertregelung«), während bei der erstgenannten Regelungsart das Stellglied durch die Summe - also den Mittelwert - der Temperaturen aller Abteile gesteuert wurde (»Mittellvertregelung«).Circuit arrangement for automatic electrical control of the heating in vehicles, preferably railway vehicles For automatic electrical control the heating in vehicles, preferably own rail vehicles with several compartments., not every compartment mixes its own temperature sensor and its own Actuator (contactor, solenoid valve or the like) to have to equip arrangements have been created in which the temperature of the individual compartments of one by all compartments managed common temperature sensor is scanned, the corresponding the mean value of the compartment temperatures an actuator so that it, as soon as this mean value assumes a certain size, the heating energy supply to the compartments reduces it centrally or switches it off completely. The temperature sensor exists here from a pipe laid through the compartments and filled with a liquid is that actuates a pressure switch due to its thermal expansion. Sometimes one has as a filling liquid for the temperature sensor tube already a relatively low temperature boiling liquid used, so that its vapor pressure for the Actuation of the pressure switch was decisive. In this embodiment spoke the pressure switch is already on if there is a certain one in any of the compartments Temperature has been exceeded, regardless of the temperature in the other compartments prevailed, as it was in a closed fluid system adjusting vapor pressure only from the highest liquid temperature occurring in the system depends. In this case, the warmest compartment took over the heating control ("Maximum value control"), while in the first-mentioned type of control the actuator controlled by the sum - i.e. the mean value - of the temperatures of all compartments was (»medium-term regulation«).

Keine dieser Regelungsarten vermag voll zu befriedigen. Bei der Mittelwertregelung besteht die Möglichkeit, daß ein absichtlich oder unabsichtlich ausgekühltes Abteil die Überheizung sämtlicher anderer Abteile verursacht, und bei der Höchstwertregelung kann ein stark besetztes ungelüftetes Abteil eine ungenügende Beheizung aller anderen Abteile zur Folge haben.None of these types of regulation can fully satisfy. With the mean value control there is a possibility that an intentionally or unintentionally cooled compartment causes overheating of all other compartments, and in the case of the maximum value control A heavily occupied, unventilated compartment can result in insufficient heating of all others Result in compartments.

Die Erfindung schlägt für die Heizungsregelung einen anderen Weg vor, indem sie die Betätigung des zentralen Stellgliedes, d. h. also die Drosselung oder Abstellung der Heizung an zentraler Stelle, erst dann eintreten läßt, wenn die höchstzulässige Temperatur in mehreren Abteilen überschritten wird, so daß weder ein ausgekühltes noch ein überheiztes einzelnes Abteil die Heizungsregelung beeinflußt, womit sich also die neue Heizungsregelung sowohl von der Mittelwertregelung als auch von der Höchstwertregelung vorteilhaft unterscheidet. Nach der Erfindung wird vorgeschlagen, daß bei Schaltungsanordnungen zur Regelung der Heizenergiezufuhr zu mehreren mit Temperaturfühlern ausgerüsteten Abteilen oder Räumen jeder Temperaturfühler durch sein Ansprechen bei Überschreitung der zulässigen Höchsttemperatur einen Hilfswiderstand überbrückt, und daß alle diese Hilfswiderstände miteinander in Reihe in einen Hilfsstromkreis eingeschaltet sind, dessen Strom, sobald eine festgesetzte Mindestzahl von Temperaturfühlern angesprochen hat, ein Relais zum Ansprechen bringt, das in an sich bekannter Weise ein Stellglied (Schaltschütz, Magnetventil od. dgl.) steuert, das die allen Abteilen oder Räumen zugeführte Heizenergie herabsetzt oder abschaltet. Hat ein Fahrzeug beispielsweise zehn Abteile, so kann die Ansprechempfindlichkeit des Relais so bemessen sein, daß es anspricht, wenn beispielsweise sechs der zehn Abteile überheizt und also sechs der zehn Hilfswiderstände überbrückt sind und dadurch die Stromstärke im Hilfsstromkreis entsprechend angestiegen ist.The invention proposes a different way of regulating the heating, by activating the central actuator, d. H. So the throttling or Turning off the heating at a central point, only allows it to occur when the maximum permissible Temperature is exceeded in several compartments, so that neither a cooled down an overheated individual compartment influences the heating control, which means that So the new heating control both from the mean value control and from the Maximum value regulation advantageously differentiates. According to the invention it is proposed that with circuit arrangements for regulating the heating energy supply to several with Temperature sensors equipped compartments or rooms through each temperature sensor its response when the maximum permissible temperature is exceeded an auxiliary resistor bridged, and that all these auxiliary resistors in series with one another in an auxiliary circuit are switched on, its current as soon as a set minimum number of temperature sensors has responded, brings a relay to respond in a manner known per se an actuator (contactor, solenoid valve or the like.) Controls the all compartments or rooms reduced or switched off heating energy. Has a vehicle for example ten compartments, the response sensitivity of the relay can be dimensioned in this way be that it responds when, for example, six of the ten compartments overheated and So six of the ten auxiliary resistors are bridged and thus the current strength has risen accordingly in the auxiliary circuit.

Eine stufenweise Regelung der Heizung kann unter Benutzung des Erfindungsgedankens dadurch verwirklicht werden, daß an Stelle eines Relais zwei oder. mehrere Relais mit verschieden großen Ansprechempfindlichkeiten entweder miteinander in Reihe oder zueinander parallel geschaltet vorgesehen werden. Jedes Relais steuert dann eine Heizstufe. Ist beispielsweise in drei Abteilen die zulässige Höchsttemperatur erreicht, so spricht das empfindlichste Relais an und schaltet eine Heizstufe ab. Ist daraufhin die gesamte Heizenergiezufuhr immer noch zu groß, so wird die zulässige Höchsttemperatur bald auch in weiteren Abteilen erreicht, und deren Temperaturfühler überbrücken weitere Hilfswiderstände. Dadurch steigt -der Strom in dem Hilfsstromkreis -weiter an, und das Relais mit der nächstniedrigen Ansprechempfindlichkeit spricht an und setzt die Heizenergiezufuhr um eine weitere Stufe herab usf.A step-by-step regulation of the heating can be done using the inventive concept be realized in that instead of a relay two or. multiple relays with differently large response sensitivities either in series or with one another be provided connected in parallel to each other. Each relay then controls one Heating level. For example, if the maximum permissible temperature has been reached in three compartments, this is how the most sensitive relay responds and switches a heating level away. If then the total heating energy supply is still too large, the permissible maximum temperature will soon also be reached in other compartments, and their temperature sensors bridge further auxiliary resistors. This increases the current in the auxiliary circuit -continue on, and the relay with the next lowest response sensitivity speaks and sets the heating energy supply down by a further level, and so on.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung bilden die miteinander in Reihe geschalteten, den Temperaturfühlern zugeordneten Hilfswiderstände einen Zweig einer Brückenschaltung, und das oder die Relais liegt bzw. liegen in der Brückendiagonale. Je mehr Temperaturfühler ansprechen und ihre Widerstände überbrücken, desto mehr kommt die Brückenschaltung aus dem Gleichgewicht, so daß die Relais in der Brückendiagonale der Reihe nach ansprechen. Damit die einzelnen Relais verschieden ansprechen, können sie nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auch an verschiedene Abgriffe -der Brückenwiderstände gelegt sein.In an advantageous embodiment of a circuit arrangement according to of the invention form the temperature sensors connected in series with one another associated auxiliary resistors a branch of a bridge circuit, and that or the Relay is or are in the bridge diagonal. The more temperature sensors respond and bridge their resistances, the more the bridge circuit comes out of the Equilibrium, so that the relays in the bridge diagonal respond in sequence. So that the individual relays respond differently, they can after another Feature of the invention also placed on various taps -the bridge resistors be.

Die neue Regelungsart läßt sich auch vorteilhaft in Verbindung mit einem Außentemperaturfühler anwenden, der auf dieselben Stellglieder arbeitet wie das oder die Relais.The new type of control can also be used advantageously in conjunction with use an outside temperature sensor that works on the same actuators as that or the relay.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert; dessen Schaltbild in der Zeichnung wiedergegeben ist. Für ein einfachere Darstellung ist eine elektrische Heizung angenommen worden; das Gesagte gilt aber sinngemäß auch für jede andere zentral regelbare Heizungsart, wobei z. B. an die Stelle der Schaltschütze Magnetventile oder andere elektrisch betätigte Stellglieder treten.The circuit arrangement according to the invention is based on an exemplary embodiment explained in more detail; whose circuit diagram is shown in the drawing. For an easier one Representation has been adopted an electric heater; but what has been said applies mutatis mutandis for any other centrally controllable type of heating, with z. B. to the Place the contactors, solenoid valves or other electrically operated actuators step.

Die Abb. 1, 2 und 3 stellen gemeinsam eine Schaltungsanordnung zur selbsttätigen elektrischen Regelung einer elektrischen Fahrzeugbeheizung nach der Erfindung dar.Figs. 1, 2 and 3 together provide a circuit arrangement automatic electrical control of an electrical vehicle heating system according to the Invention.

T, . . . Tn in Abb. 1 sind Temperaturfühler (Kontaktthermometer), deren Zahl entsprechend der Zahl der Abteile im Fahrzeug gewählt zu denken ist. R1 . .. Rn sind die von diesen Temperaturfühlern bei ihrem Ansprechen überbrückten Hilfswiderstände. (Unter Umständen können auch in einem größeren Abteil oder Fahrzeugraum mehrere Temperaturfühler mit Hilfswiderständen angeordnet oder es können die den einzelnen Temperaturfühlern zugeordneten Hilfswiderstände je nach der Größe des Abteiles oder Raumes verschieden groß bemessen sein.) Die Hilfswiderstände R1 . . . Rn sind miteinander in Reihe geschaltet und bilden einen Zweig der an den Klemmern A und B mit Gleichspannung gespeisten und im übrigen aus den Widerständen W1, W2 und W3 bestehenden Brückenschaltung ABCD, in deren Brückendiagonale die Relais I, II und III liegen. Die Relais II und III sind unsymmetrisch in die Brückendiagonale gelegt insofern, als sie nicht wie das Relais I zwischen die Klemmen C und D, sondern zwischen die Klemme C und verschiedene Abgriffe E bzw. F an dem Widerstand W2 geschaltet sind. Damit die Relais nicht auch bei Unterschreitung einer gewissen Zahl von überbrückten Hilfswiderständen R1 . . . R, also bei Verschiebung des Brückengleichgewichtes nach der anderen Seite, ansprechen, sind sie durch Gleichrichter G gegen Rückstrom gesperrt. Die Relais I, II und III betätigen bei ihrem Ansprechen die ihnen zugeordneten Kontakte 1, 2 und 3 in einem in Abb. 2 dargestellten, bei O und P gespeisten Steuerstromkreis mit den Schaltschützen S1, S2 und S3. Spricht das Relais 1 an, so wird durch Schließung des Kontaktes 1 das Schaltschütz S1, beim Ansprechen des Relais II das Schaltschütz S2 und beim Ansprechen des Relais III das Schaltschütz S2 erregt. Den Schaltschützen S1 bis S3 sind die Heizschalter s1 bzw. s2 bzw. s3 in Abb. 3 zugeordnet, durch die die elektrischen Heizkörper Hl, H2 und H3 geschaltet ,werden. (Jeder Heizkörper Hi, H2 und H3 stellt in Wirklichkeit einen Heizstrang, d. h. die Gesamtzahl der zu der betreffenden Heizstufe gehörigen Abteilheizkörper dar.) R und S sind die Anschlußklemmen der Heizstromquelle. T. . . Tn in Fig. 1 are temperature sensors (contact thermometers), the number of which should be thought of according to the number of compartments in the vehicle. R1. .. Rn are the auxiliary resistances bridged by these temperature sensors when they respond. (Under certain circumstances, several temperature sensors with auxiliary resistors can also be arranged in a larger compartment or vehicle compartment, or the auxiliary resistors assigned to the individual temperature sensors can be of different sizes depending on the size of the compartment or room.) The auxiliary resistors R1. . . Rn are connected in series with one another and form a branch of the bridge circuit ABCD, which is fed with direct voltage at terminals A and B and also consists of resistors W1, W2 and W3, in whose bridge diagonal the relays I, II and III are located. Relays II and III are placed asymmetrically in the bridge diagonal insofar as they are not connected between terminals C and D like relay I, but between terminal C and various taps E and F on resistor W2. So that the relay does not even if a certain number of bridged auxiliary resistors R1 is undershot. . . R, i.e. when the bridge equilibrium is shifted to the other side, respond, they are blocked against reverse current by rectifier G. When they respond, relays I, II and III actuate the contacts 1, 2 and 3 assigned to them in a control circuit shown in Fig. 2, supplied at O and P, with contactors S1, S2 and S3. If the relay 1 responds, the contactor S1 is energized by closing the contact 1, the contactor S2 when the relay II responds and the contactor S2 when the relay III responds. The contactors S1 to S3 are assigned the heating switches s1 or s2 or s3 in Fig. 3, through which the electrical heating elements Hl, H2 and H3 are switched. (Each radiator Hi, H2 and H3 actually represents a heating section, ie the total number of compartment radiators belonging to the relevant heating level.) R and S are the connection terminals of the heating current source.

Denkt man sich den in Abb. 2 noch eingezeichneten Außentemperaturfühler T" zunächst weg, so arbeitet die Schaltung folgendermaßen: Die Widerstände der Brückenschaltung ABCD sind beispielsweise so ausgelegt, daß die Brücke beim Ansprechen von drei Temperaturfühlern in bezug auf das Relais III gerade im Gleichgewicht ist, so daß also durch das Relais III kein Strom fließt. (Die beiden anderen Relais I und II sind ebenfalls stromlos, weil sie gegen Rückstrom gesperrt sind.) Spricht jetzt ein vierter Temperaturfühler an, so bekommt das Relais III Strom, schließt seinen Kontakt 3, und das Schaltschütz S3 öffnet den Heizschalter s3, womit die Heizkörper H3 abgestellt sind. Bei weiterer überbrückung von Hilfswiderständen spricht das Relais II an und schaltet über das Schaltschütz S2 und den Heizschalter s2 die Heizkörper H2 ab. Sprechen noch mehr Temperaturfühler an, so schaltet schließlich das Relais I durch Öffnung des Heizschalters s1 die gesamte Heizung ab.If you think of the outside temperature sensor shown in Fig. 2 T "off, the circuit works as follows: The resistors of the bridge circuit ABCD are designed, for example, so that the bridge when three temperature sensors respond with respect to the relay III is just in equilibrium, so that through the relay III no current flows. (The other two relays I and II are also de-energized, because they are blocked against reverse current.) A fourth temperature sensor is now speaking on, the relay III receives power, closes its contact 3, and the contactor S3 opens the heating switch s3, with which the radiators H3 are switched off. With further bridging auxiliary resistors, relay II responds and switches via the Contactor S2 and the heating switch s2 switch off the radiators H2. Speak even more If the temperature sensor is switched on, relay I is switched on by opening the heating switch s1 turns off the entire heating.

Der in Abb.2 eingezeichnete Außentemperaturfühler T" hat zwei Ansprechstufen und arbeitet beispielsweise parallel zu den Kontakten 2 bzw. 3 der Relais II bzw. III, also ebenfalls auf die Schaltschütze S2 bzw. S3 und schaltet gegebenenfalls die Heizkörper H, und H2 schon vorher ab.The outside temperature sensor T "shown in Fig.2 has two response levels and works, for example, in parallel with contacts 2 or 3 of relay II or III, also on contactors S2 and S3 and switches if necessary the radiators H, and H2 off beforehand.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung befindet sich in der Brückenschaltung ABCD nur ein Relais, und die Relais-Kontakte 2 und 3 nach Abb. 2 fallen fort, so daß der Außentemperaturfühler T" die Zahl der jeweils ein- oder ausgeschalteten Heizstränge, also die jeweilige Heizstufe bestimmt, während die Abteil-Temperaturfühler T1 ... T" (über den Heizschalters,) jeweils die gesamte Heizenergiezufuhr zum Fahrzeug in der beschriebenen Weise ein- oder ausschalten.In a preferred embodiment of a circuit arrangement according to the invention there is only one relay in the bridge circuit ABCD, and the relay contacts 2 and 3 according to FIG. that is, the respective heating level is determined, while the compartment temperature sensors T1 ... T "(via the heating switch) each switch the entire heating energy supply to the vehicle on or off in the manner described.

Sind die Relais in der Brückendiagonale alle symmetrisch angeschlossen, also alle zwischen die Klemmen C und D geschaltet oder wird nur ein Relais benutzt, so kann an die Stelle jedes durch einen Gleichrichter für die eine Stromrichtung gesperrten Relais auch ein polarisiertes Relais treten.If the relays in the bridge diagonal are all symmetrically connected, i.e. all connected between terminals C and D or if only one relay is used, so each can be replaced by a rectifier for one current direction disabled relay also connect a polarized relay.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Circuit arrangement for the automatic electrical control of the heating in vehicles, preferably railway vehicles, with several compartments or rooms equipped with temperature sensors, characterized in that each temperature sensor (T1 ... T ") has an auxiliary resistor through its response when the maximum permissible temperature is exceeded (R1 ... R ") bridged, and that all these auxiliary resistances are connected to one another in series in an auxiliary circuit, the current of which, as soon as a fixed minimum number of temperature sensors has responded, a relay (I, II, III) to respond, which in on In a known manner, an actuator (contactors S1, S2, S3, solenoid valve or the like) controls that reduces or switches off the heating energy supplied to all compartments or rooms.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that Instead of one relay, two or more relays with different sensitivity levels are connected either in series or in parallel with each other and that the Switch relays to different heating levels.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature sensors connected in series with one another associated auxiliary resistors form a branch of a bridge circuit and that the relay or relays is or are in the bridge diagonal.

4. Circuit arrangement according to claims 2 and 3, characterized in that several different heating stages switching relays (I, II, III) in the bridge to different taps (E, F) the bridge resistances are placed so that several bridge diagonals are formed, those with a different number of auxiliary resistors bridged by the temperature sensors are de-energized (, £ fig. 1).

5. Circuit arrangement according to claims 1 to 4, characterized marked that an outside temperature sensor (T ") is connected to the same actuators (contactors, Solenoid valves or the like) works like the relay or relays.

6. Circuit arrangement according to claims 1, 3 and 5, characterized by only one relay in the bridge circuit, that switches the entire heating energy supply to the vehicle on or off during the Outside temperature sensor determines the heating level.

7. Circuit arrangement according to the claims 1 to 6, characterized in that either polarized relays or relays with upstream rectifier can be used.