DE1137233B

DE1137233B - Thermostat

Info

Publication number: DE1137233B
Application number: DEST9454A
Authority: DE
Inventors: Charles Warren Wood
Original assignee: Standard Thomson Corp
Current assignee: Standard Thomson Corp
Priority date: 1954-03-03
Filing date: 1955-02-17
Publication date: 1962-09-27
Also published as: US2806376A; FR1114431A; GB801881A

Description

Thermostat Zusatz zum Patent 1 086 458 Das Hauptpatent betrifft einen Thermostat, bestehend aus einem Gehäuse, das im Innern ein sich bei Wärmeeinwirkung ausdehnendes Medium enthält und einen von einer elastischen Hülle umschlossenen Kolben mit einem konischen Ende, der bei Temperaturerhöhung von dem sich ausdehnenden Medium nach außen gedrückt und dabei Steuerorgane betätigt, insbesondere in Verbindung mit einem Ventil zum Steuern des Stromes eines erwärmten Mediums, wobei die elastische Hülle sich über das konische Ende des Kolbens hinaus zylindrisch oder nahezu zylindrisch fortsetzt und dieses Ende längs des Fortsatzes größer ist als die Wandstärke der elastischen Hülle im zylindrischen Teil des Kolbens.
Die Erfindung besteht darin, den Gegenstand des Hauptpatents in der Weise zu verbessern, daß der Gehäusemantel mit an sich bekannten, der Vergrößerung der Wärmeübertragungsfläche dienenden Rillen versehen ist, welche beim Kalibriervorgang durch Eindrücken des Gehäusemantels in radialer Richtung erzeugt sind. Gegenstand der Erfindung ist die Gesamtheit der Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 in Verbindung mit dem Oberbegriff desselben.
Ein vorteilhaftes Verfahren zum Kalibrieren des Thermostats gemäß Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß das verschlossene. zylinderförmige Gehäuse in ein Mittel von vorbestimmter konstanter Temperatur eingetaucht wird und Teile der Seitenwandungen in radialer Richtung eingedrückt werden, bis der Raum zwischen der elastischen Hülle und den Seitenwandungen mit dem ausdehnbaren Medium vollständig gefüllt ist und der Kolben anfängt, sich in Bewegung zu setzen.
Es sind Temperaturfühler bekannt, die mit Quecksilber arbeiten und bei denen infolge der oft sehr hohen Arbeitstemperaturen im Inneren der Temperaturfühler sehr hohe Drücke auftreten. Solche Geräte sind aus Festigkeitsgründen mit großen Wandstärken ausgeführt, wodurch der Wärmeübergang und damit die Ansprechempfindlichkeit abnimmt.
Um diesen Nachteil zu verkleinern. wird die Wandung durch Rillen geschwächt, welche die Oberfläche des Fühlergefäßes vergrößern. Temperaturfühler dieser Art werden hauptsächlich für Flüssigkeitsfederthermometer mit dickwandigen Hohlkörpern verwendet, bei denen die Lebensdauer wegen der geringen Dauerstandsfähigkeit des Werkstoffes bei den hohen Arbeitstemperaturen ohnehin nur kurz ist, so daß die durch die Schwächung der Wandung sich ergebende Vergrößerung der maximalen Tangentialspannung nicht mehr ausschlaggebend ist.
Demgegenüber ist bei einem Termostat gemäß der Erfindung mit der Erzeugung der Rillen keine Schwächung der Wandung verbunden, so daß die Lebensdauer nicht durch eine Vergrößerung der auftretenden Spannung nachteilig beeinflußt wird.
Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin. daß durch die Verformung des zylinderförmigen Gehäuses nicht nur die äußere Oberfläche vergrößert wird, sondern auch die innere Oberfläche des Gehäuses und die Oberfläche des ausdehnbaren Mediums, wodurch der Wärmeübergang und die Ansprechempfindlichkeit erheblich verbessert werden und daß die Erzeugung der Rillen in sinnvoller und vorteilhafter Weise gleichzeitig mit dem Kalibrieren des Thermostats verbunden wird.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht des Temperaturfühlers gemäß der Erfindung, teilweise im Schnitt. vor der Kalibrierung; Fig. 2 ist eine Seitenansicht dieser Vorrichtung nach deren Kalibrierung; Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2; Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 3; Fig. 5 ist eine der Fig. 3 ähnliche Schnittansicht und zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem abgeänderten Profil des zylinderförmigen Gehäuses.
Der Hauptteil des Thermostats weist ein zylinderförmiges Gehäuse 10 auf. Innerhalb dieses Gehäuses 10 befindet sich eine Hülle 12 aus elastischem Material mit einer Längsbohrung 14, die sich über einen Teil der Länge der Hülle 12 erstreckt. Die Hülle 12 ist an einem Ende mit einem Flansch 16 versehen, der durch ein Klebemittel an einem Scheibendeckel 20 angebracht sein kann, um den Zusammenbau zu erleichtern. Auf der Außenseite des Scheibendeckels 20 ist ein Verschlußring 21 aufgeklebt.
Beim Zusammenbau der Vorrichtung wird das Gehäuse 10 zunächst teilweise mit einem ausdehnbaren Material 24 gefüllt und danach die Hülle 21 derart eingesetzt, daß sie mit dem Gehäuseboden in Eingriff kommt, wobei das ausdehnbare Material 24 sich zwischen der Innenwand des Gehäuses 10 und der Hülle 12 verteilt (vgl. Fig. 1). Hiernach wird ein Kolben oder eine Stange 34, welche ein konisches Ende 36 aufweist, in die Längsöffnung der Hülle eingesetzt und anschließend das obere Ende 26 des Gehäuses 10, wie aus den Fig. 1 und 4 hervorgeht, nach innen umgebogen, wodurch der Deckel 20 innerhalb des Gehäuses 10 festgehalten wird.
Nach dem Zusammenbau wird die Vorrichtung in folgender Weise kalibriert: Die Vorrichtung wird in eine Flüssigkeit eingebracht, deren Temperatur auf einem konstanten Wert, beispielsweise auf 700 C, gehalten wird. Während die Vorrichtung eingetaucht ist, werden Teile der Seitenwandungen des Gehäuses 10 durch eine geeignete Einrichtung nach innen eingedrückt, so daß Rillen 38 entstehen. Die Seitenwandungen werden so weit eingedrückt, bis das ausdehnbare Material 24 den Raum innerhalb des Gehäuses 10 zwischen dessen Seitenwandungen und der elastischen Hülle 12 vollständig ausfüllt (Fig. 4), und der Kolben 34 gerade beginnt, sich aus dem Gehäuse herauszubewegen. In diesem Augenblick wird der Kalibrierdruck auf die Seitenwandungen aufgehoben und die Vorrichtung aus der Flüssigkeit herausgenommen.
Es ist zu erkennen, daß nach dem Kalibrieren der Vorrichtung der Kolben 34 sich immer dann aus dem Gehäuse 10 nach außen zu bewegen beginnt, wenn die Umgebungstemperatur 700 C erreicht. Dies wird als Arbeitspunkt der thermischen Vorrichtung bezeichnet.
Bei weiterer Temperatursteigung bewegt sich der Kolben 34 in Abhängigkeit von der Temperatur weiter aus dem Gehäuse 10 heraus.
Infolge der nach innen gerichteten Rillen 38 (Fig. 2,3 und 4) kommt der größte Teil des ausdehn- baren Materials 24 mit den umgebenden Wandungen des Gehäuses 10 direkt in Berührung oder dicht an diese Wandungen zu liegen, so daß sich eine hohe Wärmeübergangsgeschwindigkeit von der Außenseite des Gehäuses 10 auf die gesamte Menge des ausdehnbaren - Materials 24 ergibt, was wiederum ein schnelles Ansprechen der Vorrichtung auf Temperaturänderungen ermöglicht.
In Fig. 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die ein dem Gehäuse 10 ähnliches Gehäuse 40 mit einer größeren Anzahl Rillen 42 anderer Form zeigt, wobei ein noch größerer Teil des ausdehnbaren Materials 24 mit den Wandungen des Gehäuses 40 in unmittelbare Berührung kommt, wodurch der Wärmeübergang und damit die Ansprechempfindlichkeit weiter verbessert werden.
Es ist zu erwähnen, daß die Temperaturen von 700 C, die als Beispiel für die Kalibrierung der thermischen Vorrichtung gewählt wurden, nur eine Temperatur darstellen, auf welche die thermische Vorrichtung kalibriert werden kann. Es können ebenso höhere oder tiefere Kalibriertemperaturen entsprechend dem gewünschten Verwendungszweck des Thermostats gewählt werden.

Claims

PATENTANSPRUCHE: 1. Thermostat nach Patent 1 086 458, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusemantel (10) mit an sich bekannten, der Vergrößerung der Wärmeübertragungsffäche dienenden Rillen (38) versehen ist, welche beim Kalibriervorgang durch Eindrücken des Gehäusemantels (10) in radialer Richtung erzeugt sind.
2. Verfahren zum Kalibrieren eines Thermostaten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verschlossene, zylinderförmige Gehäuse (10) in ein Mittel von vorbestimmter konstanter Temperatur eingetaucht wird und Teile der Seitenwandungen in radialer Richtung eingedrückt werden, bis der Raum zwischen der elastischen Hülle (12) und den Seitenwandungen mit dem ausdehnbaren Medium (24) vollständig gefüllt ist und der Kolben (34) anfängt, sich in Bewegung zu setzen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 174 486; britische Patentschrift Nr. 531 280; französische Patentschriften Nr. 1 026 645, 1114431; USA.-Patentschrift Nr. 2507466.