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Druckhülse mit Arbeitskolben für Regel- und Anzeigevorrichtungen Die Erfindung betrifft eine Druckhülse mit Arbeitskolben für Regel- und Anzeigevorrichtungen mit flüssigem, verdampfbarem oder gasförmigem Druckmittel, bei der ein mit dem Druckmittel gefüllter, dehnbarer zylindrischer Raum, etwa aus Gummi, durch eine, an seinem offenen Ende einen druckdicht befestigten Randflansch aufweisende Dichtung gegen einen federbelastenden Arbeitskolben wirkend abgeschlossen ist, wobei der Druck des zu messenden Mittels über den geschlossenen Boden der Dichtung auf den Arbeitskolben übertragen wird.
Die Erfindung besteht darin, dass die Druckhülse aus axial und zentrisch aneinandergefügten Körpern verschiedenen in der Grösse abfallenden Durchmessers besteht, und dass der von einer derartigen Druckhülse umschlossene, ebenfalls zweistufige Gummihohlzylinder mit seiner unteren, einen grösseren Durchmesser aufweisenden, den nicht zur Steuerung bestimmten Temperaturbereich erfassenden Stufe bei dem der Ausgangstemperatur (bzw. dem Ausgangsdruck) entsprechenden Volumen nur den zugehörigen Teil des Rauminhaltes dieser Stufe ausfüllt, während seine obere, für den eigentlichen kleinen Regelbereich bestimmte, mit einem kleinen Durchmesser ausgeführte Stufe zur Herbeiführung des bei diesem tatsächlichen Regelbereich einzuleitenden Steuerweges in die ebenfalls einen kleinen Durchmesser aufweisende Stufe der Druckhülse hineinragt.
Diese Vorrichtung ist insbesondere für eine Temperaturregelung innerhalb eines beschränkten Temperaturbereiches gedacht. Es soll als Beispiel angenommen werden, dass die Temperatur in dem Bereich zwischen 80 und 100 C mittels einer Druckhülse mit Arbeitskolben zu regeln ist. Zur Steuerung dieser ist ein verhältnismässig grosser Weg erforderlich, z. B. 0, 5 mm pro 0 C. Für den Temperaturbereich von 80 bis 1000 C ergibt sich dadurch ein Steuerweg von 10 mm. Da aber von einer Ausgangstemperatur (bei nicht betriebenem zu steuerndem Gerät) von z. B. 00 C auszugehen ist, wirkt insgesamt ein Temperaturunterschied von 100 C auf die Steuervorrichtung ein, der bei einstufig ausgebildetem Gummihohlzylinder einer gesamten Längenausdehnung von 50 mm entspricht.
Eine derartig gross dimensionierte Druckhülse ist in herkömmlichen Thermostaten kaum unterzubringen und ausserdem zu aufwendig.
Dieser Nachteil ist durch die erfindungsgemässe mehrstufige Ausbildung der Druckhülse sowie des Gummihohlzylinders beseitigt. Während des nicht zur Steuerung zu erfassenden Temperaturbereiches von 0 bis 80 C wird durch die Volumenzunahme des Gummihohlzylinders zunächst die untere, in ihrem Durchmesser sehr gross gehaltene Stufe der Druckhülse ausgefüllt. In diesem Temperaturbereich ist die sich auf den Druckkolben auswirkende Längenausdehnung des Gummihohlzylinders zunächst pro Temperatureinheit gegenüber der Längenausdehnung im Regelbereich um die Verhältniszahl kleiner, die sich durch die Division des Flächeninhaltes der oberen Stufe des Gummihohlzylinders durch den Flächeninhalt der unteren Stufe des Gummihohlzylinders ergibt.
Bei einer zweiten Ausführungsart nach der Erfindung ergibt sich in dem Temperaturbereich von 0 bis 80 C überhaupt keine Längenausdehnung, da in der unteren Stufe des Gummihohlzylinders bzw. der Druckhülse zunächst eine seitliche Ausdehnung erfolgt, bis die Stufe gefüllt ist, und anschliessend erst eine axiale Ausdehnung innerhalb der oberen Stufe der Druckhülse. Die Deckflächen des Gummihohlzylinders und der Druckhülse berühren einander auch in der Ruhelage.
Bei der ersten Ausführung ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass sowohl die zweistufige Druckhülse wie auch der zweistufige Gummihohlzylinder aus zwei hohlzylinderförmigen Teilen verschiedenen Durchmessers bestehen, derart, dass sich jeweils der grössere Teil in den axial und zentrisch zu diesem ausgerichteten kleineren Teil fortsetzt. Dabei entspricht der äussere Durchmesser der oberen Stufe der Druckhülse.
Die obere Stufe des zweistufigen Gummihohlzylinders ist vorzugsweise von einer leicht in der oberen Stufe der Druckhülse gleitenden Zwischenhülse aus festem Werkstoff, z. B. aus Metall, fest umschlossen, wodurch eine seitliche Ausdehnung des sich nicht innerhalb der oberen Stufe der Druckhülse befindenden Teiles der oberen Stufe des Gummihohlzylinders ausgeschlossen ist. An Stelle der Zwischenhülse ist auch eine Schraubenfeder verwendbar.
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Der Einschnürungsrand ?/' zwischen den beiden Stufen 3 a', 3 b'" des Gummihohlzylinders liegt in jedem Betriebszustand, d. h. bei jedem beliebigen Temperatur- bzw. Druckzustand fest gegen den Einschnürungsrand If'zwischen den beiden Stufen 1 a', 1 b'der Druckhülse an.
Um dieses zu erreichen, ist im entsprechenden Bereich des Gummihohlzylinders 3 a', 3 b... ein Metallring 9 eingegossen. Ausserdem sind die Wände der unteren Stufe 3 a'des Gummihohlzylinders gegenüber den Wänden der oberen Stufe 3'" dünner ausgebildet. Im Temperaturbereich unterhalb des Regelbereiches werden sich somit die Wände der unteren Stufe 3 a'des Gummihohlzylinders zunächst nach aussen wölben, bis der gesamte von der unteren Stufe 1 a'der Druckhülse eingeschlossene Raum ausgefüllt ist. Während diesem Betriebszustand ergibt sich somit keine oder nur eine ganz geringfügige Axialausdehnung. Erst wenn die untere Stufe 1 a'vollständig ausgefüllt ist, bewirkt ein weiterer Temperatur- bzw.
Druckanstieg eine Axialausdehnung der oberen Stufe 3 b'" des Gummihohlzylinders. Alle übrigen Konstruktionsmerkmale entsprechen dem ersten Ausführungsbeispiel. Es wurden aus diesem Grunde auch die gleichen Bezugszeichen verwendet.
Es ist auch möglich, die beiden Stufen vollständig voneinander zu trennen, was an Hand von Fig. 4 leicht einzusehen ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Druckhülse mit Arbeitskolben für Regel- und Anzeigevorrichtungen mit flüssigem, verdampfbarem oder gasförmigem Druckmittel, bei der ein mit dem Druckmittel gefüllter, dehnbarer zylindrischer Raum, etwa aus Gummi, durch eine, an seinem offenen Ende einen druckdicht befestigten Randflansch aufweisende Dichtung gegen einen federbelastenden Arbeitskolben wirkend abgeschlossen ist, wobei der Druck des zu messenden Mittels über den geschlossenen Boden der Dichtung auf den Arbeitskolben übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckhülse aus axial und zentrisch aneinandergefügten Körpern (1 a, 1 b, 1 a', 1 b') verschiedenen in der Grösse abfallenden Durchmessers besteht, und dass der von einer derartigen Druckhülse umschlossene, ebenfalls zweistufige Gummihohlzylinder mit seiner unteren,
einen grösseren Durchmesser aufweisenden, den nicht zur Steuerung bestimmten Temperaturbereich erfassenden Stufe (3 a, 3 a') bei dem der Ausgangstemperatur (bzw. dem Ausgangsdruck) entsprechenden Volumen nur den zugehörigen Teil des Rauminhaltes dieser Stufe (3 a, 3 a') ausfüllt, während seine obere, für
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ragt.