Gewendelte Feder aus einem Bimetall-Band f r temperaturanzeigende Instrumente
Die Erfindung betrifft eine gewendelte Feder aus einem Bimetallband f r temperaturanzeigende Instru- mente, welches Band mit seiner einen Endwindung an einem gerÏtefesten Zapfen stoffschl ssig angebracht ist und mit seinem anderen Ende mit'einem auf die Temperaturanzeige wirkenden, etwa zentrisch zum Wendel angeordneten Antriebszapfen stoffschlüssig verbun- den ist.
Bei einer bekannten Feder dieser Art hat der Zapfen einen kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser der Zylinderwendel. Deshalb mu¯ bei ihr das Wendelende auf einen kleineren Durchmesser einwärts , gebogen werden. Wendelende und Zapfen sind stoffschlüssig verbunden. Der andere Ende des Wendels ist bei solchen Federn ungefähr zu einer Spirale gebogen und umgreift mit der innersten Spiralwindung einen: re- lativ d nnen Zapfen (Welle), die den Anzeigemechanis mus treibt und stoffschlüssig mit idem Band verbunden ist, Bei solchen Federn ist es schwierig, den gerätefesten Zapfen, die Wendel und den Wellenzapfen auf eine gemeinsame geometrische Achse auszurichten.
Ausserdem ist es schwer, die wirksame FederlÏnge exakt festzulegen. Sie ist bei diesen Federn nicht gleich der gemessenen. Eederlänge.
Um hier Abhilfe zu schaffen, sieht die Erfindung vor, dass die beiden Endwindungen jeweils am Umfang g eines Zapfens solcher Art befestigt sind, der mit seinem Umfang dem Innenumfang der Endwindungen entspricht, und dass mindestens dler eine Zapfen einen Ausschnitt, aufweist, der mit dem Umfang des Zapfens eine geradlinige, von einer Wendelwindung üblerquerte Schul terkante aufweist. Damit lässt sich die wirksame Feder- länge wesentlich besser bestimmen, indem die Schulterkanten im wesentlichen Beginn und Ende der wirksa- men Federlänge bestimmen. Die Wendelwindungen brauchen nicht mehr einwärts gebogen zu werden.
Vorteilhaft ist, wenn die Schulterkante mit der Achsrichtung einen en dem Steigungswinkel der berquerenden WindungentsprechendenWinkeleinschliesst.
Damit erhält man bei Wendeln f r Messgeräte hoher G te noch genauer definierte wirksame FederlÏngen, da die Schulterkanten in diesem Fall genau quer zur FederlÏnge verlaufen und die genaue Grenze zwischen wirksamem und unwirksamem Federteil ist. Auch ein radiales Ausweichen der sich bei Temperaturunterschieden drehenden Teile kann dabei vermieden werden.
In der Zeichnung sind Ausf hrungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Darin zeigen:
Fig. 1 die am Zapfen befestigte Wendel mit einer Anzeigenadel,
Fig. 2 die Anordnung nach Fig. 1 in auseinanderge- zogener Darstellung.
Fig. 3 einen Zapfen mit an ihm befestigtem Wendelende, der gegen ber dieser Darstellung nach Fig. 1 um einen Winkel gedreht ist, in vergr¯¯erter Darstellung,
Fig. 4 Zapfen und Wendelende nach Fig. 3, jedoch mit abgewandelter Ausbildung der Schulterkante.
Ein Zapfen 10, der mit seinem einen nicht gezeig- ten Ende an einem nicht dargestellten AnzeigegerÏt befestigt ist, weist an seinem freien Ende 10a einen stirnseitigen Ausschnitt l0b auf, der zusammen mit der zylindrischen Zapfenoberfläche einerseits eine gewendelte Begrenzungskante l Ob a bildet, die eine konstante Steigung hat und die 360¯ des Zapfenumfanges umfa¯t.
Anfangs- und Endpunkt dieser Begrenzungskante 10ba sind durch eine andere, auf der Zapfenoberfläche lie gende Begrenzungskante des Ausschnittes, nämlich eine Schulterkante 10bc, verbunden, die durch eine in der Durchmesserebene des Zapfens 10 liegende DreieckflÏche 10bd und die zylindrische ZapfenoberflÏche gebildet wird. Eine gewendelte Feder 11 aus Bimetallband mit dem Steigungswinkel α ist auf das Zapfenende 10a mit Endwindungen aufgeschoben, die einen mit den übrigen Windungen bereinstimmenden, durch das Wickeln mit der Steigung a und durch die StÏrke des Wickeldorns gegebenen Krümmungsverlauf haben. Ihr Innendurchmesser ist gleich dem Zapfendurchmesser.
Im Bereich ihrer letzten Wendelwindung berquert sie die Schulterkante 10bc, die etwas lÏnger ist als die Breite des Bimetallbandes. Dabei ist die Feder 11 mit dem Zapfen 10 durch Schweisspunkte 12 stoffschlüssig venbunden, von denen einer möglichst nahe der Schulterkante lObc liegt.
Der Zapfen 13 weist einen stirnseitigen Ausschnitt 13b auf, der identisch geformt ist wie der Ausschnitt lOb des Zapfens 10. Auf dis gleiche Weise wie oben beschrieben sind auch tdie Feder 11 und der Zapfen 13 miteinander verbunden. Der Zapfen 13 ist im nicht gezeigten Anzeigegerät drehbar gelagert. Er geht in eine koaxiale Welle 13c ber, die im Ausführungsbei- spiel der Einfachheit hallier, unmittelbar eine Anzeige- nadel 14 tram.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, bildet die Schulterkante lObc mit der auf der Bandante 11b senkrecht stehen- den Geraden 11a einen. Winkel, der gleich dem Steigungswinkel a ist. Aus der dreieckigen schraffierten FlÏche 15 geht hervor, da¯ bei einer so befestigten Feder 11 die wirksame Federlänge noch nicht exakt gleich der zwischen den beiden Schulterkanten lObc und 13bc der Zapfen 10 und 13 gemessenen Strecke ist. Ausserdem ergibt sich, dass die Feder 1.1 in diesem Befestigungsfall bei Temperaturänderungen die Tendenz hat, AusschlÏge ihres am Zapfen 13 befestigten Endes auszuführen.
Für Messgeräte, an die höhere Genauigkeitsanfor- derungen. gestellt werden, ist es deshalb vorteilhaft, Zapfen 17 zu verwenden, wie sie Fig. 4 zeigt. Btei diesel Zapfen schlie¯t die Schulterkante 17bc mit der Achsrichtung 18 des Zapfens 17 einen Winkel a ein, der igleich dem Steigungswinkel der Federwendel ist. In diesem Fall bildet die Schulterkante 17bc mit den Bandkanten 19b einen rechten Winkel. Somit ist, wenn die Feder 19 bei 20 mit dem Zapfen 17 verbunden wird, die wirksame FederlÏnge gleich der zwi- schen (den Schulterkanten gemessenen Federlänge. Man erhält so genau definierbare wirksame Federlängen.
Aul3erdem hat in diesem Fall das sich drehende Feder- ende nicht die Tendenz, radial auszuscblagen.
Ilm Ausführungsbeispiel wurde nur eine bestimmte Form. eines Ausschnittes gezeigt. Es lässt sich darüber- hinaus eine Vielzahl von anderen Ausschnitten denken, die äquivalente Wirkungen bei befestigten Federn er zaugen.
Ferner können die Zapfen beim Betrieb in entspre chenden Temperaturbereichen auch aus Kunststoff hergestellt sein.
Coiled spring made from a bimetal strip for temperature-indicating instruments
The invention relates to a coiled spring made of a bimetallic strip for temperature-indicating instruments, which strip is firmly attached with its one end turn to a fixed pin and at its other end cohesively connected to a drive pin which acts on the temperature indicator and is arranged approximately centrically to the helix - that is.
In a known spring of this type, the pin has a smaller diameter than the inner diameter of the cylindrical coil. Therefore the end of the helix has to be bent inwards to a smaller diameter. The helix end and the pin are firmly connected. With such springs, the other end of the coil is roughly bent into a spiral and with the innermost spiral turn it encompasses a relatively thin pin (shaft) that drives the display mechanism and is firmly connected to the tape difficult to align the device-fixed journal, the helix and the shaft journal on a common geometric axis.
In addition, it is difficult to determine the effective spring length exactly. With these springs it is not the same as the measured one. Eeder length.
In order to remedy this, the invention provides that the two end turns are each attached to the circumference g of a pin of the type whose circumference corresponds to the inner circumference of the end turns, and that at least one pin has a cutout that connects to the Perimeter of the pin has a straight, crossed by a helical turn Schul terkante. The effective spring length can thus be determined much better, in that the shoulder edges essentially determine the beginning and end of the effective spring length. The helical turns no longer need to be bent inwards.
It is advantageous if the shoulder edge encloses an angle with the axial direction that corresponds to the pitch angle of the winding crossing it.
With coils for high-quality measuring devices, this gives even more precisely defined effective spring lengths, since the shoulder edges in this case run exactly at right angles to the spring length and is the exact boundary between the effective and the ineffective spring part. A radial deflection of the parts rotating in the event of temperature differences can also be avoided.
Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. Show in it:
1 shows the helix attached to the pin with an indicating needle,
2 shows the arrangement according to FIG. 1 in an exploded view.
3 shows a pin with a helical end attached to it, which is rotated by an angle with respect to this illustration according to FIG. 1, in an enlarged illustration,
FIG. 4 pin and helix end according to FIG. 3, but with a modified design of the shoulder edge.
A pin 10, which is attached with its one end, not shown, to a display device, not shown, has at its free end 10a a frontal cutout l0b, which together with the cylindrical pin surface on the one hand forms a coiled delimiting edge l ob a has a constant slope and covers the 360¯ of the journal circumference.
The start and end point of this boundary edge 10ba are connected by another boundary edge of the cutout lying on the pin surface, namely a shoulder edge 10bc, which is formed by a triangular surface 10bd lying in the diameter plane of the pin 10 and the cylindrical pin surface. A coiled spring 11 made of bimetallic tape with the pitch angle? is pushed onto the pin end 10a with end turns which have a curvature that corresponds to the other turns and is given by the winding with the pitch a and the strength of the winding mandrel. Their inside diameter is equal to the journal diameter.
In the area of its last spiral turn, it crosses the shoulder edge 10bc, which is somewhat longer than the width of the bimetal strip. Here, the spring 11 is materially connected to the pin 10 by welding points 12, one of which is as close as possible to the shoulder edge 10bc.
The pin 13 has an end cutout 13b which is shaped identically to the cutout 10b of the pin 10. In the same way as described above, the spring 11 and the pin 13 are also connected to one another. The pin 13 is rotatably mounted in the display device, not shown. It merges into a coaxial shaft 13c which, in the exemplary embodiment of simplicity, immediately trams an indicator needle 14.
As can be seen from FIG. 3, the shoulder edge 10bc forms one with the straight line 11a which is perpendicular to the strip edge 11b. Angle that is equal to the pitch angle a. From the triangular hatched area 15 it can be seen that with a spring 11 fastened in this way, the effective spring length is not exactly equal to the distance measured between the two shoulder edges 10bc and 13bc of the pins 10 and 13. In addition, it can be seen that, in this fastening case, the spring 1.1 has the tendency, when the temperature changes, to deflect its end fastened to the pin 13.
For measuring devices with higher accuracy requirements. are placed, it is therefore advantageous to use pin 17, as shown in FIG. In the case of this pin, the shoulder edge 17bc forms an angle α with the axial direction 18 of the pin 17 which is the same as the pitch angle of the spring coil. In this case, the shoulder edge 17bc forms a right angle with the band edges 19b. Thus, when the spring 19 is connected to the pin 17 at 20, the effective spring length is equal to the spring length measured between the shoulder edges. In this way, precisely definable effective spring lengths are obtained.
In addition, in this case the rotating end of the spring does not have the tendency to deflect radially.
There was only one specific shape in the exemplary embodiment. of a section shown. In addition, a multitude of other cutouts can be imagined that produce equivalent effects with attached springs.
Furthermore, the pins can also be made of plastic during operation in appropriate temperature ranges.