Tauchtemperaturregler mit einem durch einen Temperaturfühler betätigten Schalter und einer thermischen Rückführung. Die Erfindung betrifft einen Tauch temperaturregler mit thermischer Rück führung, welche durch eine elektrische Hilfs kraft betätigt wird. Die bekannten Tauch temperaturregler weisen ein temperatur empfindliches Fühlrohr auf, das heisst aus einem Fühlrohr aus zwei Metallen mit ver schiedenen Ausdehnungskoeffizienten. Durch den Unterschied in der Längenänderung der beiden Metalle wird ein Schalter betätigt, mit dem eine Heizanlage gesteuert werden kann.
Solche Temperaturregler können mit einem Maximalkontakt oder einem Maximal und iflinimalkontakt ausgerüstet sein. Sie be nötigen zu ihrer Betätigung eine verhältnis mässig grosse Temperaturänderung. Zu ihrer Verminderung sind schon verschiedene Vor schläge und Ausführungen in Form von thermischen Rückführungen mit elektrischen Zusatzheizungen bekannt geworden. Dabei befindet sich das beheizte Rückführorgan ausserhalb des Temperaturfühlers. Eine solche Anordnung hat aber dej. Nachteil, da, sie von der Temperatur der Umgebung des Rückführorganes abhängig ist.
Die vorliegende Erfindung verkleinert die Abhängigkeit eines Tauchtemperatur reglers von der Umgebung dadurch in er heblichem Masse, dass die thermische Rück führung durch eine elektrische Heizvorrich- tung bewirkt wird, die auf einen Dehnungs körper des Fühlers selbst arbeitet.
Es zeigen auf der Zeichnung: Fig. 1 ein Schnitt durch ein Ausfüh rungsbeispiel des Tauchtemperaturreglers, Fig. 2 ein Schaltschema für die Anwen- dung eines andern Ausführungsbeispiels des Temperaturreglers bei einer Heizanlage.
In Fig. 1 enthält der dargestellte Tempe raturregler ein, einerseits in einem Flansch 1 befestigtes Ausdehnungsrohr 2, an dessen freies Ende 3 in bekannter Weise ein inner halb desselben angeordneter Basisstab 4 be festigt ist. Dieser Basisstab 4 wirkt nun aber nicht direkt auf das am Flansch 1 befestigte elektxisQhe Schaltorgan 5, wie bei. den üblichen Temperaturreglern dieser Art, son dern auf einen zwischen diesen beiden vor gesehenen, mit dein Basisstab 4 verbunde nen und mit einem Heizkörper 6 beheizbaren Rohrkörper 7, welcher aus dem gleichen Ma terial besteht wie das Ausdehnungsrohr 2,
und in Verbindung mit dem eingebauten Heizkörper 6 als thermisches Rückführungs organ dient. Durch die Anordnung des Rück- führorganes innerhalb des Ausdehnungs rohres ergibt sich der Vorteil, dass die Ein richtung von der Umgebungstemperatur des Apparatekopfes unabhängig ist. Die Rück führung hat die Aufgabe, den Regelvorgang zu stabilisieren. Unstabilität desselben ent steht durch die stets vorhandene Reaktions verzögerung des regulierten Objektes.
Sie hat zur Folge, dass jedes Regelkommando tim diese Verzögerungszeit zu spät kommt; und demzufolge eine Überregulierung stattfindet. Die Rückführung soll dem Regler einen Ist-,vert vortäuschen, der dem wirklichen Istwert gerade um die Reaktionsverzögerung voreilt, so dass der Regler rechtzeitig ein greift und eine Überregulierung verhindert.
Bei den üblichen Temperaturänderungs- geschwindigkeiten, denen das Ausdehnungs rohr 2 ausgesetzt ist, folgt das Rück führungsorgan 7 zufolge seiner kleinen Masse im nichtbeheizten Zustande der Temperatur des Ausdehnungsrohres 2, das heisst Medium- temperatur, so dass die Temperatur dieser beiden Teile praktisch übereinstimmt. Die Dehnungen des Ausdehnungsrohres 2 werden daher im Bereich der Längenausdehnung des Rückführungsorganes durch dasselbe kom pensiert, so dass das Ausdehnungsrohr 2 nur über die Länge 8 des Basisstabes 4 als aktiv zu betrachten ist, während die Länge 9 inaktiv bleibt.
Im kalten Zustand des Temperaturfühlers befindet sich nun der Kontaktarm 5 des Schaltorganes auf Kontakt "k" und schliesst. den Stromkreis in dem der Schalter liebt, beispielsweise eine elektrische Heizleitung 10, welche zur Aufheizung des Mediums dient, dessen Temperatur zu regulieren ist. Bei Erreichen der gewünschten Solltempera- tur schaltet der Kontaktarm 5 auf den Kon takt "w" momentanartig um und unterbricht somit den äussern Stromkreis 10.
Die be- schriebene Kontaktanordnung stellt also einen Kippmechanismus dar, bei dem der Kontaktarm 5 nur in einer der beiden extremen Lagen im stabilen Gleichgewicht ist.
Da jeder elektrische Schalter einen be stimmten Schaltweg ausführt, so ist zu seiner Bewegung unter allen Umständen eine Ar beit erforderlich, welche üblicherweise vom Temperaturfühler übernommen werden muss. Die Schaltfunktion setzt daher eine mehr oder weniger grosse Temperaturdifferenz am Temperaturfühler, die sogenannte statische Schaltdifferenz Ugtat voraus. Im obigen Falle muss sich daher der Temperaturfühler um diesen Betrag abkühlen, ehe der Schalter wieder zurückkippt und den äussern Strom kreis 10 schliesst.
Die dadurch bedingten Temperaturschwankungen des zu regulieren den Mediums werden nun durch das Rück führungsorgan 7 erheblich verkleinert. Beim Umschalten des Kontaktarmes 5 auf den Kontakt "w" wird die im Rüekführung:s- organ 7 angeordnete Heizwicklung einge schaltet, wodurch sein Rohrkörper eine Dehnung im Sinne einer starren Rückfüh rung erfährt, und zwar in entgegengesetzter Richtung wie vorgängig das Ausdehnungs rohr.
Die Stellung des Temperaturfühlers gegenüber dem Schaltorgan ist dann eine solche, wie wenn sieh der Temperaturfühler um einen bestimmten Betrag abgekühlt hätte. Je nach Intensität der Heizwirkung gelingt es dadurch, die zur Ausübung der Schalt funktion erforderliche Temperaturänderung des Temperaturfühlers während der Abküh lung zu verkleinern oder ganz aufzuheben.
Beim Umschalten des Kontaktarmes 5 auf den Kontakt "k" wird die Heizwicklung 6 wieder ausgeschaltet und die thermische Wirkung des Rückführungsorganes 7 klingt in dem Masse ab, wie der Wärmeaustausch mit dem Ausdehnungsrohr 2 stattfindet und sich dadurch seine Temperatur derjenigen des Ausdehnungsrohres angleicht. In der Fig. 2 ist das Schaltschema für die Anwendung des Temperaturreglers auf eine Heizanlage dargestellt, wobei jedoch auf dem Dehnungskörper in der Rückführung zwei Heizwicklungen 61 und 62 vorgesehen sind. Im Gegensatz zu Fig. 1 werden in die sem Beispiel durch die beiden Schalter 12 und 13 je eine Motorspule 16, 17 eines Verstell antriebes gesteuert.
Die Steuerung der Heiz- wicklungen 61, 62 erfolgt über eine Folge schalterkombination 11, bestehend aus zwei, beispielsweise als Momentschalter ausgebilde ten Umschaltelementen 12 und 13, deren Schalttemperaturen um einen bestimmten Be trag auseznanderliegen. Zur thermischen Er läuterung dienen die Kontaktbezeichnungen "1g" für kalt und "w" für warm. Die Schalter schliessen auf "k" bei sinkender Temperatur und schliessen auf "w" bei steigender Tem peratur.
Die gezeichnete Schalterstellung ent spricht der Mittellage, welche bei eingehal tener Solltemperatur eingenommen wird. Da der Schaltpunkt des Schalters 12 in diesem Zustande etwas unter der Solltemperatur liegt, schliesst er auf Kontakt "w". Ander seits schliesst der Schalter 13 auf Kontakt "k", da sein Schaltpunkt in dem erwähnten Zustande etwas über der Solltemperatur liegt. Bei Solltemperatur ist also die Teilheizwick- lung 61 der Rückführung dauernd einge schaltet, wodurch der Dehnungskörper der Rückführung zufolge seiner, gegenüber dem Ausdehnungsrohr, höheren Temperatur eine grössere Dehnung pro Längeneinheit erfährt.
Sinkt nun die Temperatur, so schaltet der Schalter<B>192</B> auf "k" um, wodurch die Teil heizwicklung 61 abgeschaltet und anderseits beispielsweise ein Heisswasserventil der zu regulierenden Anlage durch die Wirkung der Motorspule 16 geöffnet wird. Der dadurch bedingten Zunahme der Mediumtemperatur greift jedoch die Rückführungswirkung vor, indem der Schalter 12 wieder auf den Kon takt "w" umschaltet, ehe die Solltemperatur erreicht oder überschritten ist.
Ist die Tempe ratur nach einer bestimmten Zeit immer noch nicht auf dem Sollwert, dann wird das Heiss- wasserventil nochmals betätigt, bis sich der gewünschte Zustand einstellt.
Steigt die Temperatur, so schaltet der Schalter 13 auf Kontakt "w" um, wodurch die Teilheizwicklung 62 zur Teilheizwicklung 61 parallel geschaltet und anderseits ein Heisswasserventil durch die Wirkung der Motorspule 17 geschlossen wird. Der dadurch bedingten Abnahme der Mediumtemperatur des Apparates greift: durch die nun verstärkte Heizung die Rückführwirkung vor, indem der Schalter 13 wieder auf Kontakt "k" um schaltet und in gleicher Weise wie bereits beschrieben, den gewünschten Zustand her stellt. .
Das beschriebene Ausführungsbeispiel ar beitet somit ebenfalls im Sinne einer ther mischen Rückführung, und zwar ist die Wir kung in diesem Falle nur vorübergehend, also elastisch. Sie ist besonders geeignet, auf einen Regelvorgang stabilisierend zu wirken.
In der Fig. 2 sind mit 14 und 15 zwei Regulierwiderstände bezeichnet, welche zur Einstellung der Wirkung der Rückführungs heizkörper 61 und 62 dienen. Ausserdem ist das Netz mit<I>A, B</I> bezeichnet.
Obwohl das Rückführungsorgan inner halb des Temperaturreglers an beliebigen Stellen angeordnet werden kann, ist die An ordnung gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, wo das Rückführungsorgan in den dem Apparatekopf zugewendeten Teil des Temperaturreglers untergebracht ist, be sonders vorteilhaft, weil dadurch eine leichte Auswechselbarkeit der Heizpatrone 6 ge währleistet ist. Ausserdem ist es günstig, dass dadurch der inaktive Teil des Temperatur fühlers in den Bereich der Einbauarmaturen fällt.