Temp eraturempfindliches Auslenkungselement aus zwei oder mehreren
Kunststoffschichten Auf verschiedenen Gebieten der Technik werden Steuerelemente
benötigt, die in Abhängigkeit von der Temperatur bestimmte Aufgaben durchzuführen
haben. Als gebräuchlichstes Steuerelement ist das Bimetallelement bekannt, das aus
zwei Metallschichten mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht.
Die bei Temperaturänderungen infolge der unterschiedlichen Ausdehnung der einzelnen
Schichten auftretende Verformung wird zur Durchführung irgendwelcher Schaltvorgänge
ausgenutzt. Temperature-sensitive deflection element made up of two or more
Plastic layers Control elements are used in various fields of technology
required to perform certain tasks depending on the temperature
to have. The most common control element is known as the bimetallic element, which consists of
consists of two metal layers with different coefficients of thermal expansion.
The temperature changes due to the different expansion of the individual
Deformation occurring in layers is used to carry out any switching operations
exploited.
Die Bimetalle haben sich in der Praxis gut bewährt, jedoch sind ihre
Anwendungsgebiete durch die geringen Ausdehnungskoeffizienten ihrer Metallschichten
beschränkt. Besonders bei geringen Temperaturunterschieden können bestimmte Steueraufgaben
nur durch übermäßige Bemessung der Steuerelemente durchgeführt werden. The bimetals have proven themselves well in practice, but theirs are
Areas of application due to the low expansion coefficient of their metal layers
limited. Certain control tasks can be performed, especially with small temperature differences
can only be done by over-sizing the controls.
Zum Zwecke der Steigerung der Auslenkempfindlichkeit temperaturempfindlicher
Elemente ist man bereits dazu übergegangen, Schichten aus Kunststoff, Kunstharz
oder Keramik zu verwenden. Es sind Bimaterialelemente bekannt, bei denen beide Schichten
aus verschiedenen keramischen Werkstoffen bestehen. For the purpose of increasing the deflection sensitivity, more temperature-sensitive
Elements have already been used, layers of plastic, synthetic resin
or use ceramics. Bimaterial elements are known in which both layers
consist of different ceramic materials.
Es sind auch Bimaterialelemente mit einer Kunststoffschicht: und einer
Metallschicht bekannt. Auch diese bekannten Elemente sind verhältnismäßig nachteilig,
weil entweder ihre Herstellung nicht einfach ist oder weil bei ihnen infolge mangelnder
Grenzschichthaftung Meßfehler auftreten.There are also bimaterial elements with a plastic layer: and one
Metal layer known. These known elements are also relatively disadvantageous,
either because their production is not easy or because they are inadequate
Boundary layer adhesion measurement errors occur.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein empfindliches, aus zwei oder
mehreren Kunststoffschichten mit unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten
bestehendes Element zu schaffen, das gegenüber den bekannten Bimetallmaterialelementen
ein größeres Anwendungsgebiet erschließt, dessen Herstellung einfach ist und bei
welchem die oben bezeichneten Fehlerquellen vermieden sind. It is the object of the invention to provide a sensitive, of two or
several plastic layers with different thermal expansion coefficients
To create an existing element that compared to the known bimetallic material elements
opens up a larger field of application, the production of which is simple and with
which the above-mentioned sources of error are avoided.
Erfindungsgemäß bestehen alle Schichten des Elementes aus demselben
Kunststoff, und die in die Schichten eingelagerten verschiedenartigen Fremdstoffe
bestimmen den unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten. Zweckmäßigerweise
wird als Kunststoff Polyester-Gießharz verwendet. According to the invention, all layers of the element consist of the same
Plastic, and the various types of foreign matter embedded in the layers
determine the different temperature expansion coefficients. Appropriately
Polyester cast resin is used as the plastic.
Bei einem Bi-Element mit zwei Schichten werden als Fremdstoffe für
die eine Schicht beispielsweise Glasfasern oder Quarzsand verwendet. Die Herstellung
eines derartigen Bi-Elementes kann einfach dadurch erfolgen, daß in einer Gieß-
oder Preßform die Fremdstoffe lose eingelegt werden und der Kunststoff dann eingegossen
oder eingepreßt wird. Der Kunststoff vermischt sich in dem Teil der Form, in dem
sich die Fremdstoffe befinden, mit diesen und bleibt in dem anderen Teil rein. Es
wird also mit einem Arbeitsgang ein Bi-Element erhalten, das die bekannten Bimetall-
elemente
an Empfindlichkeit deshalb übertrifft, weil bei ihm die Ausdehnungskoeffizienten
der einzelnen Schichten stärker voneinander abweichen als bei den bekannten Bimetallelementen.
Das erwähnte Polyester-Gießharz hat beispielsweise im reinen Zustand einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
von 150 - lO~6 mm/mm° C, während es mit Glasfasern als Füllmaterial nur einen Wärmeausdehnungskoeffizienten
von 15 - mm/mm0 C besitzt. Da der Unterschied in bezug auf den Ausdehnungskoeffizienten
bei den Materialien von Bimetall kleiner ist, sind also mit dem erfindungsgemäßen
Bi-Element wesentlich bessere Wirkungen zu erzielen. Außerdem ist die Herstellung
wesentlich einfacher. Fehler durch mangelnde Schichthaftung können nicht auftreten. In the case of a Bi element with two layers, foreign matter for
which uses a layer, for example, glass fibers or quartz sand. The production
such a Bi-element can be done simply in that in a casting
or mold, the foreign matter is loosely inserted and the plastic is then poured in
or pressed in. The plastic mixes in the part of the mold where
the foreign matter is with them and remains pure in the other part. It
a bi-element is obtained in one operation, which uses the well-known bimetallic
elements
in sensitivity therefore surpasses, because with him the expansion coefficients
of the individual layers differ more from one another than in the case of the known bimetal elements.
The above-mentioned polyester casting resin, for example, has a coefficient of thermal expansion in the pure state
of 150 - 10 ~ 6 mm / mm ° C, while with glass fibers as filler material there is only one coefficient of thermal expansion
of 15 - mm / mm0 C. Because the difference in terms of the expansion coefficient
is smaller in the materials of bimetal, so are with the invention
Bi-element to achieve much better effects. Besides, the manufacturing
much easier. Errors due to insufficient layer adhesion cannot occur.
Das Bi-Element nach der Erfindung hat aber noch weitere günstige
Eigenschaften, denn einmal ist seine Formgestaltung durch den Gieß- oder Preßvorgang
sehr einfach, und zum andernmal läßt es sich wegen seiner Isolationseigenschaften
in elektrischen Anlagen besonders gut verwenden. Es läßt sich bei allen Temperaturen,
die sich in dem Beständigkeitsbereich des verwendeten Materials bewegen, anwenden.
Insbesondere ist es für geringe Temperaturschwankungen geeignet, d. h., es kann
vorzugsweise zur Regelung von Raumtemperaturen benutzt werden. The Bi element according to the invention has other favorable ones
Properties, because once there is its shape through the casting or pressing process
very simple, and for the second time it can be used because of its insulating properties
Use particularly well in electrical systems. It can be used at all temperatures,
that are within the range of resistance of the material used.
In particular, it is suitable for small temperature fluctuations, i. i.e., it can
are preferably used to control room temperatures.