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Temperaturstabilisierungs -Vorrichtung für elektrische Apparate Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Stabilisierung der Temperatur an
elektrischen Apparaten, in denen die Temperaturänderungen eine merkliche Änderung
der elektrischen Eigenschaften und der Arbeitscharakteristik der Apparaturen verursachen.
In manchen Fällen sind die genannten Apparaturen nicht mit einer Temperaturstabilisierungsvorrichtung
versehen. In solchen Fällen sind Temperaturänderungen erträglich, oder aber die
daraus folgendenÄnderungen der elektrischen Eigenschaft haben eine negative Wirkung
bei Inbetriebsetzung der Apparatur. In anderen Fällen ist die Stabilisierungs-Apparatur
mit einem Körper versehen, welcher eine wärmezerstreuende Oberfläche aufweist, die
der Luftzufuhr eines Ventilators unterworfen ist. Um die Geschwindigkeit des Ventilators.
als Funktion der Apparaturtemperatur zu regeln, ist es bekannt, ein thermoempfindliches
Element der zu stabilisierenden Apparatur anzupassen, das durch einen Verstärker
auf den Motor des Ventilators einwirkt. Diese bekannten stabilisierenden Vorrichtungen
geben wegen der drehenden Organe keine Sicherheit für eine gute Wirkung der Apparatur.
Der Verstärker macht die stabilisierende Einrichtung umfangreich und kostspielig.
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Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung, welche keine drehenden Organe
aufweist und frei von Vibration, billig und von einfacher Ausführung ist.
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Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung mit veränderlicher
Leitfähigkeit, die aus einem thermisch und mechanisch mit der zu stabilisierenden
Apparatur verbundenen wärmeleitenden Körper und einem diesem zugeordneten abhängig
von der Temperatur der Apparatur abstehenden Wärmezerstreuungskörper besteht, wobei
die Körper bei höheren Temperaturwerten als der vorbestimmte Stabilisierungswert
sich berühren oder einander sehr nahe stehen und bei Temperaturwerten unter dem
genannten vorbestimmten Wert genügend voneinander entfernt sind.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bestehen zwecks Erreichung
einer merklichen Ausdehnung genannte Teile aus Material mit einem hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten;
weiter sind die Querabmessungen geringer als die Längsabmessungen. Die weiteren
Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind an Hand der Zeichnungen, die
sich lediglich beispielshalber auf eine bevorzugte Ausführungsform und eine Variante
beziehen, veranschaulicht.
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Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine Verwirklichung der Vorrichtung,
wobei der Leitkörper die Ausdehnung erfährt; Fig.2 zeigt im Längschnitt eine Verwirklichung,
wobei die Expansion des Leitkörpers die Ausdehnung erfährt.
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In der Ausführung nach Fig. 1 wurde mit 1 die der Erwärmung ausgesetzte
und zu stabilisierende Apparatur; bestehend beispielsweise aus einem Klystron, bezeichnet;
mit 2 der wärmeleitende Körper und mit 3 der Zerstreuerkörper, der eine zweckmäßige
Strahlungsoberfläche aufweist. Der Körper 2 besteht aus einem Rohr aus Material
mit einem hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie z. B. Aluminium, und ist fest
und gut wärmeleitend an den Flansch 4 des Klystrons 1. angebracht. An einem Ende
weist das Rohr 2 eine Verbreiterung oder Kontaktfläche 5 auf, die einer entsprechenden
Fläche 5' des Wärmezerstreuungskörpers 3 zugekehrt ist. Die angenäherten Flächen
5 und 5' sind gut poliert, um den Wärmedurchgang von einem Körper zum anderen zu
fördern, wenn diese in Berührung stehen.
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Der Zerstreuerkörper 3 ist feststehend und mittels eines Stabes 6
aus Material mit einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie z. B. Invar,
mit dem Rohr 2 verbunden. Genannter Stab geht durch das Innere des Rohrs 2 und ist
mit seinen beiden Seiten an den Körper 3 bzw. an das der Kontaktfläche 5 gegenüberliegende
Ende des Rohrs 2 festgemacht. Bei Erwärmung dehnt sich der Stab 6 praktisch nicht
aus, so daß den einzigen wärmeausdehnungsempfindlichen Teil das Rohr 2 darstellt,
welches während der Wärmeschwanküngen
des Klyströns dazu neigt,
sich mit der Fläche (Expansion) 5 dem Wärmezerstreuerköiper 3 zu nähern oder sich
von diesem zu entfernen.
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Wenn die Temperatur des Klystrons höher ist als der vorbestimmte Wert
oder Stabilisierungswert, dann ist das Rohr 2 gedehnt,-und die beiden Flächen 5
und 5' berühren sich, weswegen die Wärme des Klystrons durch Ableitung übers das-.
Zerstreuejrelement 3 zerstreut wird. ` Wenn die Temperatur des Klyströns unter dem
genannten Wert liegt, dann ist die von. diesem erzeugte Wärme nicht groß genug,
um däs Rohr 2 derart auszudehnen und in Berührung mit dem Körper 3 zu bringen. Das
Klystron bleibt also vom Zerstreuer 3 wärmeisoliert und neigt in einem solchen Falle
zur Annahme der angestrebten Stabiliserungstemperatur.
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In der Verwirklichung nach Fig. 2 ist wieder mit 1 das Klystron, mit
3 der Wärmezerstreuerkörper und mit 4 der Klystronflansch bezeichnet, an welchem
der Wärmeleiter, bestehend aus einer Platte 2', angebracht ist.
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Genannte Plattet' ist vorzugsweise aus Aluminium, es kann jedoch irgendein
anderes gut wärmeleitendes, nicht notwendigerweise einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten
aufweisendes Material dazu nützlich verwendet werden.
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Der Zerstreuerkörper 3 ist fest und mit seinem Teil 7 der mit dem-Klystron
verbundenen Platte 2' gegenübergestellt. Die angenäherten Flächen dieser Teile weisen
analog der Ausführungsform nach Fig. 1 eine gute Politur auf; um bei Berührung den
Wärmedurchgang zu begünstigen. Die Platte 2' weist ein Element (Expansion) 8 auf,
das aus gut wärmeleitendem Material mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie
z. B. Aluminium; besteht; durch eine Bohrung 7' des Teils 7 des Körpers 3 hindurchgeht
und sich im Innern 9 eines röhrenförmigen Organs 10 erstreckt, wobei Element
8 mit diesem an einem Ende fest verbunden ist, während das andere Ende an der Platte
2' festgemacht ist.
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Das Rohr 10 besteht aus schlecht wärmeleitendem Material mit
einem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, wie z. B. Invar.
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Bei der praktischen Verwirklichung dieser Variante besteht das Element
(Expansion) 8 aus einem Stube, der an den beiden Enden an der Platte 2' bzw. an
dem Rohr 10 festgemacht ist. Genannter Stab 8 wird durch eine Wicklung 11, die einem
nicht veranschaulichten, durch den von derPlätte 2' aufgenommenen Thermostaten 12
gesteuerten Speisestromkreis zwischengeschaltet ist, erwärmt Solange der Unterbrecher
des Thermostaten 12 nicht offen ist, fließt der Strom in der Wicklung 11, was stattfindet,
sobald die Platte 2' eine vorbestimmte Temperatur erreicht.
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Infolge des unbedeutenden Wärmeverzuges bildet das Rohr 10 auch während
der Erwärmung das starre Verbindungsorgan zwischen dem festen Körper 3 und der beweglichen
Platte 2' mit dem Klystron. Die Änderung des Abstandes `zwischen der Platte 2' und
dem Teil 7 wird also durch Ausdehnung oder Zusammenzug des Stabes 8 bewirkt, der
von einer Seite von der Platte 2' aufgenommen Wird.
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Die Ausdehnung dieses Stabes wird dadurch gewährleistet, daß die=-gesamte,
von der Wicklung 11 erzeugte Wärme dem -Stabe zugeführt wird, da Wärmeverluste nach
außen infolge der Isolierung des schlecht wärmeleitenden Rohres 10 praktisch an.
möglich sind. Der Raum 9 kann gegebenenfalls mit einem wärmedämmenden Material gefüllt
werden.
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Weiter ist zu bemerken, daß in der Speisephase der Wicklung 11, d.
h. wenn die Temperatur des Klystrons unter dem angestrebten Stabilisierungswert
ist, ein Teil der erzeugten Wärme über die Verbindung Stab 8 -Platte 2' nützlich
dem Klystron zufließt.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Es sei t die Stabilisierungstemperatur
des Klystrons, d. h. jene Temperatur, auf welche die Auslösevorrichtung des Thermostaten
12 eingestellt ist. Man nehme an, daß die Temperatur des Klystrons und praktisch
jene der Platte 2' höher wäre als t. In diesem Falle ist der Unterbrecher des Thermostaten
12 offen, im Heizelement 11 fließt kein Strom, die Platte 2' ist mit dem Wärmezerstreuer
3 in Berührung. Die Temperatur des ,Klystrons- sinkt daher infolge der Wärmezerstreuung
durch Ableitung über die Platte 2' zwischen dem Klystron und dem Zerstreuerkörper.
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Man nehme nun an, die Temperatur des Klystrons und der Platte 2' wäre
unter t. In diesem Falle ist der Unterbrecher geschlossen und in der Wicklung 11
fließt Strom. Die erzeugte Wärme verbreitet sich dem Stube 8 entlang und erreicht
die Platte 2'.
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Die Erwärmung des Stabes 8 bewirkt dessen Ausdehnung, weshalb die
Platte 2' vom Wärmezerstreuer ferngehalten bleifit.
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Die nicht mehr durch Ableitung zerstreute, von der Wicklung 11 und
dem Klystron erzeugte Wärme bewirkt die Erhöhung der Temperatur des Klystrons bis
zur Stabilisierungstemperatur.