DE1136134B - Bimetallsaeule - Google Patents

Description

• Bimetallsäule Die Erfindung bezieht sich auf eine aus mindestens zwei aufeinanderliegenden, sich bei Temperaturerhöhungen gegenläufig auswölbenden Bimetallamellen bestehende Bimetallsäule, deren Gesamthub sich aus den Einzelhüben der Lamellen summiert.
• Die bekannten Bimetallsäulen mit kreisförmigen Bimetallflächen haben den Nachteil, daß die einzelnen Bimetallamellen an den äußeren Randkanten ringsherum fest gegeneinander aufliegen, so daß die sich bei Erwärmung kugelig auswölbenden Lamellen eine hartelastische, versteifende Charakteristik haben welche nur eine geringe Hubhöhe zuläßt.
• Es sind zwar schon Bimetallsäulen bekanntgeworden, die sich aus rechteckig geformten Bimetallamellen zusammensetzen, so daß die bei Erwärmung einer Formänderung entgegenwirkende Versteifung nicht mehr in dem Maße auftritt wie bisher. Jedoch ist auch hier noch ein Rest an versteifender, hubbegrenzender Kraft vorhanden, was sich vor allem dadurch ergibt, daß sich die Stelle des größten Hubes in der Mitte der gewölbten Bimetallamelle befindet. Außerdem kann bei der Montage mehrerer Bimetallamellen der bekannten Art zu einer Säule nicht selten ein Verwechseln der Seiten auftreten, so daß im Betrieb die erwünschte Summierung der Einzelhübe ausbleibt.
• Die Erfindung bezweckt nun gegenüber den bekannten Ausführungen eine Vergrößerung der Hubhöhe bei gleichbleibender Stabilität gegen mechanische Beanspruchung. Außerdem sollen Fehler durch Verwechseln von Bimetallelementen bei der Montage der Einzellamellen zu einer Säule vermieden werden.
• Die Lösung der gestellten Aufgabe wird darin gesehen, daß jeweils zwei der benachbarten, sich gegenläufig auswölbenden Bimetallamellen an jeweils einer ihrer Randkanten zu einem Doppel-Bimetallelement mechanisch fest verbunden sind und die gegenüberliegenden Randkanten offen bleiben, so daß das Doppel-Bimetallelement in an sich bekannter Weise freie Schenkel bildet, die sich bei Wärmeeinwirkung auseinanderspreizen, und daß die Summe der Spreizweiten der offenen Schenkel den Gesamthub ergibt. Es ist zwar die bloße mechanische Vereinigung zweier zusammengehörender Bilamellen an jeweils einer ihrer Randkanten, so daß sie frei sich spreizende Schenkel aufweisen, bekannt. Mit der Erfindung wird jedoch eine die Summe der Spreizweiten vorteilhaft und sicher in einer Bimetallsäule ausnutzende Anordnung geschaffen, so daß durch die ungehemmte Spreizbewegung der offenen Schenkel eine erheblich größere Hubhöhe erreicht wird, als dieses bei den bekannten Säulen der Fall ist. Jede Einzellamelle, die im Vergleich zu den bekannten Anordnungen prak- tisch nur eine halbe Bi-Scheibe darstellt, die somit im Bereich ihrer größten Auswölbung von der anderen Bi-Scheibenhälfte nicht mehr behindert ist, kann sich frei und ungehemmt über den sonst möglichen Bi-Scheibenhub hinaus bewegen. Dieser Spreizhub kann noch dadurch, daß die auf der Verbindungsseite liegenden Ecken beider Bimetallamellen abgeschrägt sind, erhöht werden, was durch eine zusätzliche Durchbiegung der freien Schenkelecken bis zum möglichen Hubmaximum erzielt wird.
• Außerdem sind Montagefehler beim Aufbau von Bi-Säulen durch die an sich bekannte Verbindung von jeweils zwei Bimetallamellen zu einem Bimetallelement ausgeschlossen, da in jedem Fall die Materialkomponenten zwangläufig die richtige Lage zueinander einnehmen.
• Um eine reibungslose Abstützung bei übereinander angeordneten Bimetallelementen zu erzielen, werden in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zwei Säulenhälften zweckmäßig zentrisch zum Betätigungsorgan und zweckmäßig mit ihren offenen Schenkelseiten einander zugekehrt angeordnet und Bleche jeweils zwischen zwei derart gebildete Zwillingselemente eingefügt, wobei jede so unterteilte Säulenhälfte auf einem zweckmäßig axial zum Betätigungsorgan angeordneten Stift, Bolzen od. dgl. Führung erhält. Während die Stiftbohrungen in den Bi-Elementen gegenüber den Bohrungen in den Zwischenblechen nur so viel Spiel haben, daß sie die größtmögliche Schenkelspreizung zulassen, sind die Bohrungen in den Zwischenblechen erheblich größer gehalten und vorzugsweise als Langloch ausgebildet, damit sich diese, an welchen sich die Schenkel beidseitig abstützen, während der Hubbewegung reibungslos mitbewegen können. Umgekehrt können auch die Bi-Elemente Langlöcher und die dann zweckmäßig je aus einem Stück für beide Säulenhälften bestehenden Zwischenbleche die Führung übernehmende zylindrische Bohrungen verhalten.
• Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform, in der zwei Lamellenpaare in der Mitte parallel zu den beiderseitigen offenen Randkanten durchgehend oder teilweise durchgehend durch eine Schweißnaht od. dgl. zu einer Zwillingsausführung verbunden sind, bewirkt unter Wärmeeinwirkung eine doppelseitige Spreizung der beiderseitigen Schenkelpaare.
• Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 die Draufsicht auf ein einzelnes Bimetallelement, Fig. 2 einen Schnitt nach II-II der Fig. 1, Fig. 3 die Seitenansicht eines Bimetallelementes in erwärmtem Zustand, Fig. 4 eine Draufsicht auf ein einzelnes Bimetallelement mit an der Verbindungskante abgeschrägten Ecken, Fig. 5 einen Schnitt nach V-V der Fig. 4, Fig. 6 einen Schnitt durch zwei gespreizte Bimetallelemente einer Bimetallsäule, deren beide Hälften symmetrisch zum Schaft eines Betätigungsorganes angeordnet sind, Fig. 7 einen Schnitt nach VII-VII der Fig. 6, Fig. 8 und 9 zwei weitere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.
• Das in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Doppel-Bimetallelement für die Bimetallsäule besteht aus zwei Bimetallamellen 1 und 2, die an einer Randkante durch eine Schweißnaht oder eine ähnliche metallische Verbindung3 fest zusammengefügt sind. Aus Fig. 3 ist die Spreizwirkung des Bimetallelements in erwärmtem Zustand zu entnehmen. Das in den Fig. 4 und 5 dargestellte Bimetallelement für die Bimetallsäule zeigt eine abgewandelte Ausführungsform. Bei den ebenfalls nur einseitig durch eine Schweißnaht 6 od. dgl. verbundenen Bimetallamellen 7 und 8 sind die auf der Verbindungsseite liegenden Ecken 9 und 10 abgeschrägt, so daß neben den offenen Randkanten 11 und 12 die Schenkelecken 13 und 14 unter Wärmeeinwirkung eine zusätzliche Durchbiegung erfahren, wodurch die Hubhöhe noch weiter vergrößert wird.
• Die Fig. 6 und 7 zeigen einen Ausschnitt aus einer aus zwei symmetrisch zum Schaft 23 eines Betätigungsorgans angeordneten Hälften bestehenden Bimetallsäule, dargestellt durch je zwei übereinander angeordnete Bimetallelemente nach den Fig. 4 und 5, die auf je einen in Hubrichtung verlaufenden Füh rungsstift 15 gelagert und geführt sind. Zwischen den einzelnen Elementen ist jeweils ein Zwischenblech 16 eingefügt, dessen Stiftbohrungl7 (als Langloch gezeichnet) gegenüber dem Führungsstift 15 so viel Spiel hat, daß sich die Zwischenbleche, an die sich die Schenkelkanten bzw. -ecken abstützen, während des Hubes reibungslos mit diesen verschieben können.
• Die Fig. 8 zeigt eine Zwillingsausführung, bei welcher entweder zwei breite Bimetallamellen in der Mitte parallel zu den beiderseitigen Randkanten durch eine Schweißnaht 18 oder aber zwei Einzelelemente an ihrer Schweißnaht miteinander verbunden sind. Nach Fig. 9 ist die Mittelverbindung durch die Schweißnaht 19 nur teilweise ausgeführt. Die an dieser Naht spiegelbildlich abgeschrägten Ecken 20 und 21 ergeben die bereits bei den Fig. 4 und 5 beschriebene Wirkungsweise. Die Zwillingsausführung ergibt unter Wärmeeinwirkung ein sich beidseitig spreizendes Bimetallelement, dessen Schenkel die Hubkraft an der Außenseite der Bi-Säule übertragen.
• Die Bohrung 22 ist zweckmäßig für den Durchgang eines Betätigungsorganes, beispielsweise eines Ventilschaftes 23, vorgesehen.

Claims (8)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Aus mindestens zwei aufeinanderliegenden, sich bei Temperaturerhöhungen gegenläufig auswölbenden Bimetallamellen bestehende Bimetallsäule, deren Gesamthub sich aus den Einzelhüben der Lamellen summiert, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei der benachbarten, sich gegenläufig auswölbenden Bimetallamellen (1, 2 oder 7, 8) an jeweils einer ihrer Randkanten zu einem Doppel-Bimetallelement mechanisch fest verbunden sind und die gegenüberliegenden Randkanten (4, 5 bzw. 11, 12) offenbleiben, so daß das Doppel-Bimetallelement in an sich bekannter Weise freie Schenkel bildet, die sich bei Wärmeeinwirkung auseinanderspreizen, und daß die Summe der Spreizweiten der offenen Schenkel den Gesamthub ergibt.
2. 2. Bimetallsäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (23) eines Betätigungsorgans zwischen zwei mit ihren Spreizschenkeln einander zugekehrten Bisäulen angeordnet ist.
3. 3. Bimetallsäule nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Verbindungsseite (6) liegenden Ecken (9, 10) der Einzelelemente abgeschrägt sind.
4. 4. Bimetallsäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Doppel-Bimetallelemente an ihrer Schweißnaht zu einem Zwillingselement verbunden sind.
5. 5. Bimetallsäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei als breite Flächen ausgebildete Bimetallamellen durch eine in der Mitte der Lamellen ganz oder teilweise durchgehende Verbindungsnaht (18, 19) zu einem Zwillingselement mit sich spiegelbildlich gegenüberliegenden auseinanderspreizenden Schenkeln verbunden sind.
6. 6. Bimetallsäule nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwillingselemente im Bereich der Schweißnaht (19) in Richtung auf ihre Mittelbohrung (22) hin mit keilförmigen Einschnitten (20, 21) versehen sind.
7. 7. Bimetallsäule nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Doppel-Bimetallelementen bzw. Zwillingselementen, die von Stiften (15) gehalten und geführt sind, verschiebbareZwischenbleche (16) lose eingefügt sind.
8. 8. Bimetallsäule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenbleche (16) für den Durchtritt der Führungsstifte (15) Längsschlitze (17) aufweisen.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 158 436, 696 418, 972 708; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 784736; österreichische Patentschrift Nr. 190 700; französische Patentschrift Nr. 1 168 811; USA.-Patentschrift Nr. 1434 633.