Mechanische Vorrichtung zum .Anzeigen von Temperaturen. Thermometer mit Bimetallfedern sind be reits bekannt: beispielsweise sind solche be kannt, bei welchen das Drehsystem in Form einer Spirale gemäss Fig. 1 ausgeführt ist. Diese Ausführung des Drehsystems hat aber den Nachteil, dass seine Verstellkraft so ge ring ist, dass sie für mechanische Leistungen, wie das Betätigen von Kontakten, nicht im mer ausreicht.
Dieses System ist ausserdem sehr empfindlich gegen Stoss und Schlag. Man hat auch versucht, durch Verwendung stärkerer Metallstreifen eine Versteifung des Systems herbeizuführen, doch wird, weil die Ausbieg@ung mit der Materialstärke des Bi- metalles stark abnimmt, der Verstellwinkel so stark herabgesetzt, dass man wieder zu Übersetzungen greifen muss, die aber neue Fehlerquellen in sich schliessen, wodurch der Gebrauchswert des Messgerätes herabgesetzt wird.
Man hat auch versucht, mehrere der artiger Spiralen zu einem Drehsystem zu ver einigen, ohne aber dadurch die Mängel, die einer Spirale grundsätzlich anhaften, aus schalten zu können.
Es ist ferner bekannt, das Drehsystem von Bimetallthermometern mit einer Schrau benfeder gemäss Fig. 2 auszurüsten. Hier tre ten jedoch Nachteile in Erscheinung, die sich aus der Baulänge des Messsystems ergeben, sofern hinreichend grosse Ausschläge und Verstellkräfte erreicht werden sollen. Auch .der Versuch, zum Beispiel zwei solcher Schraubenfedern hintereinander anzuordnen, konnte den, in der zu grossen Baulänge be gründeten Nachteil nicht beheben.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine mechanische Vorrichtung zum An zeigen von Temperaturen mit einem aus Bi metall bestehenden Drehsystem, bei welcher die geschilderten Nachteile dadurch behoben werden, dass das Drehsystem aus koachsial ineinander angeordneten Bimetallschrauben- federn besteht. Verschiedene Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes; sind in der Zeich nung dargestellt.
Fig. 1 und 2 zeigen je eine Ausführungs form von an sich bekannten, bisher verwen deten Bimetallfedern in Draufsicht bezw. schaubildlicher Darstellung; Fig. 3 zeigt ein Bimetalldrehsystem in einem Längsschnitt, Fig. 4 einen wagrechten Schnitt durch das selbe, Fig. 5 eine Draufsicht auf das Thermo- meter mit Zeiger, Fig. 6 eine Abwicklung des Federsystems.
1, 2, 3 und 4 sind die ineinander angeord neten Bimetallfedern. Hierbei ist die Feder 1 rechtsgängig, die Feder 2 linksgängig, die Feder 3 wieder rechtsgängig und die Feder 4 linksgängig. Das, obere Ende der Feder 1 ist in einer Festpunkteinstellvorrichtung 5 be- festigt,,dass untere Ende der Feder 1 ist mit dem untern Ende der Feder 2 verbunden, das obere Ende der Feder 2 ist mit dem obern Ende der Feder 3 und das untere Ende der Feder 3, ist mit dem untern Ende der Feder 4 verbunden. Am obern Ende der Feder 4 ist der Zeiger 6 angeordnet.
Die Wirkungs weise des Drehsystems ist folgende: Steigt beispielsweise die Temperatur, so dreht sich das Ende der Bimetallfeder 1 um einen bestimmten: Winkel a (Fig. 5), und zwar angenommen im Uhrzeigersinne von der Skala aus gesehen.
Die Feder 2 dreht sich in gleicher Weise um den Winkel %3, die Feder 3 um den Winkel y und die Feder 4 um den Winkel d. Da. die Federn, wie be schrieben, miteinander in mechanischem Zu- sa.mmenhang stehen, so addieren sich diese Winkel am Zeiger 6 zu einem Gesamtwinkel a+f+l+B.
Dieses Beispiel zeigt, dass bei geringer Bauhöhe eine grosse Anzahl von Windungen zu einem System zusammengefasst werden kann, so, dass hierdurch je nach Erfordernis jeder praktisch vorkommende Zeigeraus schlag und die entsprechende Tarsionskraft mit Hilfe der vielseitigen Ausführungsmög lichkeiten des Bimetall-Drehsystems, erzielt werden kann. Die Festpunkteinstellvorrich- tung besteht bei dem vorliegenden Beispiel aus einer Klammer 5 mit Schraube, die an einem Ring 7 befestigt ist. Letzterer ist in dem Rahmen 8 durch die Schraube 9 be festigt. Dieser Rahmen besitzt einen Schlitz 10, in dem die ,Schraube 9 verschiebbar ist.
Will man beispielsweise bei der Eichung eine Windung der Feder 1 ausser Funktion setzen, so verschiebt man den Ring 7 um den Ab stand einer Windung in der achsialen Rich tung des Systems. Will man dagegen nur einen Teil einer Windung ausser Funktion setzen, so verdreht man den Ring in Um- faugsrichtung um den betreffenden Winkel.
Die Nullpunkteinstellung wird durch Dre hung des Rahmens 8 in dem Gehäuse 11, -die Feststellung durch eine oder mehrere Schrau ben 12 vorgenommen. Fig. 7 zeigt in dem obern Teil in Seitenansicht, in dem untern Teil in Grundriss dasselbe Drehsystem aber mit nur drei ineinander angeordneten Bi metallfedern, hierbei bildet der Zeiger 6 mit der innern Feder ein Ganzes.
Die Nullpunkt- einstellvorrzchtung des Systems besteht hier bei aus dem Hebel 13, welcher mit dem einen Ende das Federnsystem trägt und mit Hilfe des Bolzens 14 so an dem Boden angeordnet werden kann, dass er mit seinem rechten Arm auf dem Bodendeckel 15 schleift und hier ,durch eine solche Bremswirkung hervorruft, dass die Einstellung nur mit Hilfe einer ge- wissere Kraftentfaltung möglich ist.
Der Bolzen 14 ist mit einem Schlitz oder Stell- löchern versehen, so dass man den =Nullpunkt ,des. Systems von aussen mit Hilfe eines ge eigneten Werkzeuges einstellen kann. Es bann natürlich hierfür auch eine andere zweckentsprechende, dem erfahrenen Instru- mentenbauer bekannte Einrichtung vorge sehen sein.
Fig. 8 stellt die Draufsicht und Fig. 9 den Querschnitt einer als Zimmerthermometer ausgebildeten Vorrichtung mit Bimetalldreh- system dar.
16 ist ein Gehäusering mit Ven- tilationsIöchern 17, die den Zutritt der Luft oder des zu messenden Mediums zum Mess- system gestatten. Dass Bodenstück 18 besitzt eine Erhöhung 19, in welcher die Haltevor- richtung der Bimetallfeder, gleichzeitig aus gebildet zum Einstellen der Nullpunktlage, angeordnet ist. 20 ist eine Seheibe, auf wel cher die Skala aufgebracht ist.
Diese Skalen scheibe wird gehalten durch drei oder meh rere Träger, die an dem Bodenstück befestigt sind, aber auch aus einem Stück mit diesem hergestellt sein können. 22 ist ein Distanz ring, welcher den Abstand zwischen Skalen blatt 20 und .der durchsichtigen Scheibe 23 herstellt. Zwischen den beiden letzteren be wegt sich der Zeiger 24, welcher mit dem Bi metalldrehsystem aus einem Stück hergestellt ist.
Diese Ausführungsform kann sowohl als Wandthermometer und Fensterthermometer Verwendung finden, sie kann aber auch als Tischthermometer ausgebildet werden, indem sie in der verschiedensten Weise mit einer Grundplatte kombiniert und zu einer Stä.n- derform ausgebildet sein kann.
Es ist nätür- lich nicht notwendig, dass für das Thermo- ineter nur die runde Form gewählt wird, viel mehr kann hierfür jede andere Gestalt, die künstlerisch wirkt, angewandt werden, mehr eckig, oval etc.
Fig. 1.0 stellt den Querschnitt durch ein Badethermometer dar. Es unterscheidet sich von der eben beschriebenen Ausführungsart dadurch, dass dieses schwimmfähig ausgebil det ist. Der Unterteil 2:5 der Kapsel ist direkt aus einem schwimmfähigen Material hergestellt, während der Oberteil 26 aus einem durchsichtigen, wasser- und hitze beständigen. Stoff besteht, auf dessen in nerer Seite die Skala 27 unmittelbar aufge bracht ist, so dass die Temperaturablesung durch Dämpfe, Kondensationswasser usw. nicht beeinträchtigt wird.
Die Kapsel 2,5 trägt Ventilationslöcher 28, die den Zutritt des Messmediums an das Messsystem unmit telbar gestatten. Im vorliegenden Falle ist der Unterteil und Oberteil durch einen Ring 29 zusammengehalten. Zum Halten dieses Thermometers ist eine Öse 30 angeordnet. Dieses Messgerät kann selbstverständlich auch für Trockenmessungen Verwendung finden, seine äussere Gestaltung kann auch die Form einer Taschenuhr oder eine ähnliche Gestalt erhalten, um es bequem in der Tasche bei sich tragen zu können.
Fig. 11 und 12 zeigen, erstere in einem Längsschnitt, letztere in Seitenansicht, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfin .dung für rauhe Betriebe, speziell für Auto kühler. Indem dem Gehäuse 31 angeschlos senen Zylinder 32 ist -das Messsystem 'ä,.3- an geordnet, und zwar ist hierbei das fest stehende Ende 314 des Systems am Zylinder 32 befestigt, während das lose Ende 35 an -der Achse 36, angreift.
Diese Achse ist in -dem Lager .3:7, welches im Zylinder 32, be- festigt ist, und dem obern Lager 38 drehbar gelagert. Es ist hierbei eine Spitzenlagerung vorgesehen, es kann aber auch jede andere bekannte Lagerung hierfür Anwendung fin den. Die Achse trägt die Trommel 39, auf welcher die Skala 40 angebracht ist. Das Thermometer ist abgedeckt durch einen Deckel 41.
Das Gehäuse besitzt ein oder zwei einander gegenüber angeordnete Fenster mit den feststehenden Zeigern 42 in -der Mitte des Fensters, mit dessen Hilfe man an der Skala ,die Temperatur ablesen kann. Die Skala ist hierbei in einer möglichst klaren und sinn fälligen Anordnung ausgebildet, beidem vor liegenden Beispiel derart, dass die Skalen striche mit wachsender Temperatur in ihrer Länge zunehmen, damit der Ablesende be reits aus der Länge der Striche einen Rück schluss auf die Temperatur ziehen kann.
Es können selbstverständlich hierfür auch an- @dere Ausführungen gewählt werden, wie bei spielsweise Fig. 13 zeigt, in welcher an Stelle .der Striche wachsende Ziffern vorgesehen sind, die im vorliegenden Falle immer den zehnfachen Betrag ihres Wertes darstellen. Steht beispielsweise der Zeiger auf 3, so, heisst dies, dass 30 Celsius. Wärme herrscht. Es können aber auch andere Einheiten, zum Bei spiel Reaumur oder Fahrenheit, abgelesen werden.
Zur Befestigung des Thermometers auf der Kühlerhaube ist ein gewöhnlicher Verschlussdeckel 43 vorgesehen, durch wel chen: der Zylinder 32 in .das Innere des Kühlers eingeführt ist. Das Thermometer trägt oben ein Gewinde 44, so dass man mit Hilfe :der Mutter 45 und einer elastischen Beilage 46 :dieses Thermometers auf den Ver- schluss:deckel schrauben kann. Es können aber auch an Stelle :dieser Ausführung andere bekannte Befestigungsformen gewählt wer den, zum Beispiel kann das Gehäuse des Thermometers mitsamt dem Verschlussdeckel aus einem Stück gebildet werden.
Zweck mässig ist der Zylinder unten offen, :damit die Temperatur des. Kühlers ohne weiteres Tem peraturgefälle das Messsystem direkt beein flussen kann. _ Es gibt aber aueh Fälle, wo dieser Zylinder abgeschlossen wird, und zwar dann, wenn es sich beispielsweise um das Messen der Temperatur von Pressöl in Ma schinenlagern handelt, oder wenn die Tempe ratur von Wicklungen an elektrischen Gene ratoren von Dampfkesseln usw. gemessen werden sollen. In letzterem Falle kann aller- Üings an Stelle der drehbaren Skala und des feststehenden Zeigers auch eine feststehende kreisrunde Skala treten und ein beweglicher Zeiger.
Fig. 14, 15 und 16 stellen Grossthermo meter, :dar, die mit besonders grossen Zeigern und grossen Skalen ausgestattet .sind und da zu :dienen, die Temperatur auch auf weite Sicht anzugeben. Diese Thermometer sind mit Bimetalldrehsystemen, aber von beson ders starker Konstruktion ausgerüstet. In Fig. 14 ist :das Thermometer in Dreieckform als Transparent ausgebildet, :dargestellt. Es dient hierbei den Zwecken des öffentlichen Lebens oder der Reklame. Das Instrument ist hierbei an einem Ausleger aufgehängt, die Aufhängung kann aber auch in jeder andern zweckmässigen Form geschehen.
Die Skala wird zweckmässig auf :der Glasabdeckung un mittelbar aufgebracht, das Thermometer kann auch von beulen: Seiten ablesbar ausge bildet werden, wie dies bei Transparenten der Fall ist. Selbstverständlich kann die äussere Form jede beliebige Gestalt aufweisen.
Fig. 15 stellt ein Grossthermometer in einem Standgehäuse dar, welch letztere bis her nur für Normaluhren üblich waren. Die Grösse dieser Ausführung kann beliebig ge wählt werden, beispielsweise kann das Ther- mometer in entsprechender Grösse auch an Türmen angebracht werden.
Fig. 16 zeigt das Grossthermometer, wie es zweckmässig für öffentliche Badeanstalten, für Seebäder usw. ausgebildet wird. Ein Schwimmer 47 trägt :das Stand- und Tauch rohr 48, in welchem ein Bimetalldrehsystem 49 angeordnet ist und die Trommel 50 mit Skala steuert, die in dem Gehäuse 51 am obern Ende des Tauchrohres 48 untergebracht ist. Mittelst des feststehenden Zeigers 52 kann die Temperatur auf der Skala abgelesen werden.
Zur Befestigung dieser gewisser massen als Boje ausgebildeten Einrichtung dient eine Kette oder ein Seil<B>51</B> Die Vor richtung wird zweckmässig so ausgebildet, dass das Drehsystem 49 vom Wasser umspült wird. Die Skala kann auch feststehend und der Zeiger beweglich angeordnet werden. In diesem Falle müssen, :da sich die Achse des Drehsystems und :des Zeigers kreuzen, zwi schen Zeiger und Drehsystem an sich be- kannte Übersetzungselemente vorgesehen werden.
Bei den bisher beschriebenen Thermo metern können die Skalen und Zeiger auch mit selbstleuchtender Farbe hergestellt wer den, damit man die Temperatur auch bei Dunkelheit ablesen kann. Zu :dem gleichen Zwecke ist es auch möglich, die Skalen und Zeiger indirekt oder direkt zu beleuchten. Ferner können die Skalen mit verschiedenen Einteilungen versehen werden. Ihre Einhei ten können zum Beispiel in Celsius, Reaumur oder Fahrenheit gewählt werden und es ist ohne weiteres möglich, dass ein Messgerät mehrere Skalen, unter Umständen sogar auch mehrere Zeiger enthält.
Fig. 17 zeigt eine Einrichtung, bei wel cher das Drehsystem eine Öffnung 57 steuert, beispielsweise den Ventilkegel eines Ventils; .den Schieberkeil eines Schiebers, die Klappe einer Ventilationseinrichtung usw. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Drehschieberkeil 54 auf der Achse 55 gela gert. Auf dieser Achse ist das Bimetalldreh- system von besonders starker Konstruktion angeordnet, welches mit seinem Festpunkt am Gehäuse 56 befestigt ist, während das andere Ende des Systems an der Achse 55 angreift.
Je nach der Temperatur wird der Dreh- sehieber 54 sich einstellen und dadurch die Öffnung 57 mehr oder weniger frei geben. Der Drehschieber 54 kann auch doppelseitig ausgeführt werden und gleichzeitig an zwei Stellen eine Öffnung steuern.
Das Thermometer kann infolge seines ver hältnismässig grossen Drehmomentes auch zur Auslösung elektrischer Signal- oder Steuer einrichtungen dienen, wie dies in den Fig. 18 und 19 ersichtlich ist.
In Fig. 18 ist das Thermometer als Ther mostat ausgebildet, welcher elektrische Sig nale, oder Steuerstromkreise beeinflusst. Als Beispiel ist hier die Regulierung einer Hei zungsanlage in Abhängigkeit von der Raum temperatur dargestellt. Die Temperatur soll zwischen den Kontakten 59 und 60 konstant gehalten werden. Ist die Temperatur zu hoch, so berührt der im Stromkreis mit der Strom quelle 61 verbundene Zeiger 58 den Kontakt 60, welcher einen Doppelschütz 62 so steuert, dass der Elektromotor 63 das Ventil 64 schliesst.
Nimmt nun die Temperatur ab, so geht der Zeiger 58 zurück und schliesst dann den Kontakt 59, so dass nunmehr der Doppel schütz 62 so umgeschaltet wird, dass er den Elektromotor 63 in entgegengesetzter Rich tung steuert, so dass das Ventil 64 wieder ge öffnet wird. Das Ventil betätigt in seinen Endstellungen Endschalter, die den Motor in bekannter Weise abschalten. Die Kontakte 59 und 60 können offene Metallkontakte sein, es können auch Quecksilberschaltröhren zur Anwendung kommen, da. das Drehmoment und der Schaltwinkel des neuen Bimetall drehsystems genügend gross sind, um diese einwandfrei zu steuern.
Mit Hilfe dieses Thermostaten können natürlich alle mög lichen Signal- und Steuervorgänge hervor gerufen und kombiniert werden.
Fig. 19 zeigt das Thermometer als elek trische Schaltvorrichtung ausgebildet zur Fernanzeige von Temperaturen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel schaltet der Zeiger 65 je nach seiner Stellung mehi oder weniger Widerstand ab. Steht der Zeiger beispielsweise auf dem Kontakt 66, so sind nur noch Widerstände zwischen dem Kon takt 6:6 und der Leitung 67 im Stromkreis eingeschaltet, während die Widerstände von 66 bis 69 abgeschaltet sind.
Es fliesst also ein Strom von 66 über die Leitung 68 und über .das Instrument 70 nach der .Stromquelle 71, 72, von hier zurück über die Leitung 67 über die Widerstände bis 66. Dem in .der Schaltvorrichtung vorhandenen Widerstand entspricht unter sonst gleichen Verhältnissen die Stromstärke, die den Zeigerausschlag des Instrumentes beeinflusst. Durch richtige Be messung der Widerstandsstufen in der Schaltvorrichtung zeigt dann das Instrument 70,die Temperatur in den gewünschten Ein heiten an.
An Stelle der Widerstandsschal tung können aber auch andere bekannte elek trische Fernübertragungseinrichtungen vor gesehen werden, wie ein Drehfeldsystem, elektrische Springwerke und dergl. mehr. Ebenso wie für elektrische Zwecke kann der Erfindungsgegenstand zum Niederschreiben der Temperaturen ausgebildet sein. Eine sol che Vorrichtung ist in den Fig. 20, 21 und 22 dargestellt. Das Bimetalldrehsystem 78 bewegt hierbei einen sektorförmigen Rahmen 74, der in den Lagern 75 und 7,6 schwenkbar gelagert ist.
Dieser Rahmen trägt eine Schreibfeder 77, die mit einem kleinen Tin tenvorratsgefäss versehen und oben als Zeiger ausgebildet ist, der über die Skala gleitet und hier ,die augenblicklich herrschende Tempera tur angibt. Das dargestellte Instrument ist als Bandschreiber ausgebildet, bei welchem das Schreibband durch ein Uhrwerk 81 nach unten bewegt wird.
Die Skala 7$ ist gebo gen und gibt dem Papier gleichzeitig eine kreisrunde, Wölbung, so dass ,die Schreibfeder das Papier jederzeit berührt und eine Linie schreibt, die dann das nachträgliche Ablesen .der Temperatur auf dem Bande in bekannter Weise- gestattet. An Stelle dieses Band schreibers kann natürlich auch ein Trommel schreiber verwendet werden.