DE1151963B

DE1151963B - Temperature controller with thermal feedback

Info

Publication number: DE1151963B
Application number: DER20977A
Authority: DE
Inventors: Chester Keith Bishop
Original assignee: Robertshaw Fulton Controls Co
Current assignee: Robertshaw Controls Co
Priority date: 1956-04-17
Filing date: 1957-04-15
Publication date: 1963-07-25

Description

Temperaturregler mit thennischer Rückführung Die Erfindung betrifft einen Temperaturregler mit therinischer Rückführung, der z. B. zur Regelung der Temperatur eines beheizten Wohnraumes Anwendung finden kann.Thermal feedback temperature controller The invention relates to a thermostat with thermal feedback, the z. B. to regulate the Temperature of a heated living space can be used.

Ein solcher Regler enthält als Meßglied ein Bimetallelement, das sich in Abhängigkeit von der Temperatur der Umgebung ausdehnt oder zusammenzieht und dabei in an sich bekannter Weise einen Stromkreis mit einem Stellglied öffnet oder schließt. Es ist bereits bekannt, an einem solchen Bimetallelement eine Hilfsheizung vorzusehen, von der örtlich während der Beheizung des Raumes das Bimetallelement zusätzlich etwas erwärmt wird, damit die Heizung des Raumes bereits abgeschaltet wird, bevor die gewünschte Raumtemperatur erreicht ist. Gewöhnlich speichert sich während des Heizvorganges im Heizgerät eine gewisse Wärmemenge auf, die noch nach der Abschaltung der Heizung abgegeben wird und den Raum erst dann auf die gewünschte Temperatur bringt.Such a controller contains a bimetal element as a measuring element, which expands or contracts depending on the temperature of the environment and while in a manner known per se, a circuit with an actuator opens or closes. It is already known to have an auxiliary heater on such a bimetal element Provide from the locally the bimetal element during the heating of the room In addition, a little is heated so that the heating of the room is already switched off before the desired room temperature is reached. Usually saves During the heating process in the heater a certain amount of heat that is still after the shutdown of the heating is released and the room is only then set to the desired Temperature brings.

Es ist bereits bekannt, für die Hilfsheizung des Bimetallelementes einen einstellbaren elektrischen Widerstand in Reihe mit dem Bimetallfühler und dem Stellglied zu verwenden, wobei der Bimetallfühler von dem durch ihn hindurchgehenden Strom praktisch nicht erwärmt wird. Die Größe des Hilfsheizwid#rstandes richtet sich nach dem durch ihn hindurchgehenden Strom, der wiederum vom Stromverbrauch des Stellgliedes abhängen kann, und nach der Zeit, in der die im Heizgerät verbliebene Wärme den Raum auf die gewünschte Temperatur noch aufheizen kann.It is already known for the auxiliary heating of the bimetal element an adjustable electrical resistor in series with the bimetal sensor and to use the actuator, with the bimetal sensor from the one passing through it Electricity is practically not heated. The size of the auxiliary heating resistor adjusts according to the electricity passing through it, which in turn depends on electricity consumption of the actuator can depend, and after the time in which the remaining in the heater Warmth can still heat the room to the desired temperature.

Es ist auch bekannt, den Temperaturfühler, also das Bimetallelement selbst, als Hilfsheizwiderstand auszunutzen. Die Schwierigkeit besteht dann nur darin, diesen Hilfsheizwiderstand veränderlich zu machen, wenn die zuvor angegebene bekannte Reihenschaltung verwendet wird. Das Bimetallelement muß, da es selbst einen Teil eines Schalters bildet, ein gewisses Maß an Beweglichkeit besitzen, so daß die Möglichkeit, an verschiedenen Stellen des den Hilfsheizwiderstand bildenden Temperaturfühlers einen einfachen Abgreifer vorzusehen, nicht gegeben ist.It is also known the temperature sensor, i.e. the bimetal element even to use as an auxiliary heating resistor. The only difficulty is then in making this auxiliary heating resistor variable if the one previously indicated known series connection is used. The bimetallic element must, as it is a Forms part of a switch, have a certain degree of mobility, so that the possibility of forming the auxiliary heating resistor at different points Temperature sensor to provide a simple tap is not given.

Die zuvor angegebene Reihenschaltung hat sich außerdem dadurch als unzweckmäßig erwiesen, daß bei einem Austausch des Stellgliedes gegen ein anderes mit wesentlich unterschiedlichem Stromverbrauch der Einstellbereich für den Abgreifer am Hilfsheizwiderstand sehr klein werden kann. Wenn andererseits jedesmal ein beträchtlicher Teil des Hilfsheizwiderstandes erwärmt wird, besteht die Gefahr, daß in ihm eine ziemlich große Wärmemenge gespeichert wird, so daß der Temperaturfühler von dieser gespeicherten Wärme längere Zeit auf einer höheren Temperatur als der Raumtemperatur gehalten wird, so daß die Raumheizung zu spät in Gang gesetzt wird.The above-mentioned series connection has also proven to be proved inexpedient that when replacing the actuator for another the setting range for the gripper with significantly different power consumption can be very small at the auxiliary heating resistor. If, on the other hand, a considerable one every time Part of the auxiliary heating resistor is heated, there is a risk that a quite a large amount of heat is stored, so that the temperature sensor of this stored heat at a higher temperature than room temperature for a longer period of time so that the room heating is started too late.

Es empfiehlt sich daher, den stromdurchflossenen Temperaturfühler, also das Bimetallelement, dem Hilfsheizwiderstand parallel zu schalten. Hierbei tritt jedoch die Schwierigkeit auf, daß dieselbe Wärmemenge vom Hilfsheizwiderstand abgegeben werden kann, wenn sich der Abgreifer an zwei unterschiedhcher. Stellen befindet. Aufgabe der Erfindung ist die Ausschaltung dieser Möglichkeit, damit kein Teil der Wicklung des Hilfsheizwiderstandes praktisch ungenutzt bleibt.It is therefore recommended that the current-carrying temperature sensor, So the bimetallic element to connect the auxiliary heating resistor in parallel. Here however, there arises a problem that the same amount of heat from the auxiliary heating resistor can be released if the pick-up is on two different ones. Place is located. The object of the invention is to eliminate this possibility, so no Part of the winding of the auxiliary heating resistor remains practically unused.

Bei einem Temperaturregler mit einem Bimetallfühler, der als Schaltelement in dem, einen einstellbaren Hilfsheizwiderstand enthaltenden Stromkreis des Stellgliedes, gegebenenfalls mit einer auf dem Bimetall selbst angebrachten zusätzlichen Heizwicklung zur thermischen Rückführung, in Reihe mit den Schaltkontakten liegt, ist gemäß der Erfindung der Bimetallfühler parallel zum Hilfsheizwiderstand geschaltet, der mit einem Abgreifer versehen ist, durch den der Anteil an der gesamten Wärmeentwicklung im Widerstand des Bimetallfühlers einerseits und im Hilfsheizwiderstand andererseits einstellbar ist; die Wärmeübergangszahlen des Hilfsheizwiderstandes und des dem Bimetallfühler zugeordnetenWiderstandes sind dabei derart gewählt, daß ihr Verhältnis - kleiner als ist und das Verhältnis von den Wert von 0,414 nicht unterschreitet.In the case of a temperature controller with a bimetal sensor, which is in series with the switching contacts as a switching element in the circuit of the actuator containing an adjustable auxiliary heating resistor, possibly with an additional heating coil attached to the bimetal itself for thermal feedback, the bimetal sensor is parallel to the invention according to the invention Auxiliary heating resistor connected, which is provided with a tap through which the proportion of the total heat development in the resistance of the bimetal sensor on the one hand and in the auxiliary heating resistor on the other hand can be adjusted; the heat transfer coefficients of the auxiliary heating resistor and the resistor assigned to the bimetal sensor are selected in such a way that their ratio - less than is and the ratio of does not fall below the value of 0.414.

Ein Vorteil der Parallelschaltung des Hilfswiderstandes mit dem selbst einen Hilfsheizwiderstand darstellenden Temperaturfühler besteht darin, daß durch eine geringfügige Verschiebung des Abgreifers größere Stromschwankungen des Stellgliedes kompensiert werden können. Da der Temperaturfühler selbst Wärme gleichzeitig mit dem Hilfsheizwiderstand entwickelt, braucht der letztere nur eine geringere Wärmemenge aufzunehmen, um auf den bereits erwärmten Temperaturfühler einwirken zu können.An advantage of connecting the auxiliary resistor in parallel with the self a temperature sensor representing an auxiliary heating resistor is that by a slight displacement of the tap larger current fluctuations of the actuator can be compensated. Since the temperature sensor itself heats at the same time the auxiliary heating resistor developed, the latter only needs a smaller amount of heat to be able to act on the already heated temperature sensor.

Es sei bemerkt, daß der Erfindungsgegenstand nicht auf Raumheizungen und elektrisch beheizte Anlagen beschränkt ist. Weitere Merkmale des Erfindungsgegenstandes finden sich in den weiteren Ansprüchen. Zum besseren Verständnis des Erfindungsgegenstandes seien nun die Figuren näher erläutert.It should be noted that the subject matter does not apply to space heating and electrically heated equipment is limited. Further features of the subject matter of the invention can be found in the other claims. For a better understanding of the subject matter of the invention the figures are now explained in more detail.

Fig. 1 ist ein Schaltschema der Hilfsheizung für den Temperaturfühler; Fig. 2 ist ein Schaltschema eines Teils der Schaltung nach Fig. 1; Fig. 3 ist ein Diagramin zur besseren Klarstellung der der Erfindung zugrunde liegenden Prinzipien; Fig. 4 ist ein Diagramm, das die gewünschte Beziehung zwischen den zu verwendenden Widerstandswerten und den Wärineübergangszahlen zeigt; Fig. 5 ist eine auseinandergezogene bildliche Darstellung eines Thermostaten mit einer Schaltung gemäß der Erfindung; Fig. 6 ist ein.,Aufriß im Schnitt des Reglers nach Fig. 5; Fig. 7 zeigt Einzelheiten der Konstruktion des Vorwärmers gemäß der Erfindung; Fig. 8 ist ein Schnitt längs der Linie 8-8 in Fig. 7; Fig. 9 ist eine Ansicht der Heizung in Verbindung mit dem Bimetallelement; Fig. 10 ist eine Ansicht im Schnitt von der Heizung längs der Linien 10-10 in Fig. 9; Fig. 11 ist ein Aufriß im Schnitt eines Skalenscheibengehäuses: Fig. 12 ist eine Vorderansicht des Skalenscheibengebäuses.Fig. 1 is a circuit diagram of the auxiliary heater for the temperature sensor; Fig. 2 is a circuit diagram of part of the circuit of Fig. 1; Fig. 3 is a diagram used to better clarify the principles underlying the invention; Fig. 4 is a diagram showing the desired relationship between resistance values to be used and heat transfer numbers; Fig. 5 is an exploded pictorial view of a thermostat having circuitry in accordance with the invention; Fig. 6 is an elevation in section of the regulator of Fig. 5; Fig. 7 shows details of the construction of the preheater according to the invention; Figure 8 is a section taken along line 8-8 in Figure 7; Fig. 9 is a view of the heater in connection with the bimetal element; Figure 10 is a sectional view of the heater taken along lines 10-10 in Figure 9; Fig. 11 is a sectional elevation of a dial housing; Fig. 12 is a front view of the dial housing.

Eine Regelschaltung eines Thermostaten ist in Fig. 1 dargestellt. Sie enthält gewöhnlich einen Abwärtstransformator 10, dessen Sekundärwicklung eine feste, niedrige Spannung, z. B. 24 Volt, einer Schaltung zuführt, die eine Magnetspule 12 und einen Thermostaten 14 zur Regelung der Ab- und Anschaltzeiten beim Betrieb eines Ofens oder einer anderen Heizanlage enthält. Der Thermostat 14 umfaßt ein auf einer Trägerwelle 18 angebrachtes Bimetallelement 16, das an seinem freien Ende einen Schaltkontakt 20 trägt. Der Schaltkontakt bewegt sich bei der Dehnung -und Schrumpfung des Bimetallstreifens 16 und wirkt mit dem festen Kontakt 22 zusammen, um einen Stromkreis zu schließen und zu öffnen. Das Bimetall ist so gestaltet, daß die Kontakte 20 und 22 bei einem Temperaturanstieg sich öffnen und umgekehrt. In dem Thermostaten 14 befindet sich eine Widerstandswicklung 24 als Hilfsheizung, deren festes Ende 26 mit dem Schaltkontakt 20 über eine biegsame Metallverbindung 28 verbunden ist, während deren zweites, frei bleibendes, festes Ende 30 nirgends angeschlossen ist. Ein verstellbarer Kontakthebel 32 der Widerstandswicklung 24 kann zwischen den durch gestrichelte Linien angegebenen Stellungen 34 und 36 hin- und hergeschoben werden. Der feste Anschluß 38 befindet sich etwa in der Mitte des Widerstands 24, teilt ihn in zwei Teile R und R, und kann direkt mit dem Ende des Bimetallstreifens 16 in der Nähe der Trägerwelle 18 verbunden sein. Der Widerstand 40, der vorzugsweise in der Ausführungsform der Erfindung für einen weiter unten erklärten Zweck vorhanden ist, ist nicht wesentlich.A control circuit of a thermostat is depicted in FIG. 1. It usually includes a step-down transformer 10, the secondary winding of which has a fixed, low voltage, e.g. B. 24 volts, a circuit that contains a solenoid 12 and a thermostat 14 for controlling the switch-off and switch-on times when operating a furnace or other heating system. The thermostat 14 comprises a bimetallic element 16 which is attached to a support shaft 18 and which carries a switching contact 20 at its free end. The switching contact moves when the bimetal strip 16 expands and shrinks and interacts with the fixed contact 22 to close and open a circuit. The bimetal is designed so that the contacts 20 and 22 open when the temperature rises and vice versa. In the thermostat 14 there is a resistance winding 24 as auxiliary heating, the fixed end 26 of which is connected to the switching contact 20 via a flexible metal connection 28 , while the second, remaining free, fixed end 30 is not connected anywhere. An adjustable contact lever 32 of the resistance winding 24 can be pushed back and forth between the positions 34 and 36 indicated by dashed lines. The fixed connection 38 is located approximately in the middle of the resistor 24, divides it into two parts R and R, and can be connected directly to the end of the bimetal strip 16 in the vicinity of the support shaft 18. Resistor 40, which is preferably present in the embodiment of the invention for a purpose explained below, is not essential.

Es ergibt sich also ein erster Stromzweig von dem Kontakt 20 durch die Leitung 28, die Klemme 26 über den Widerstand R zum Kontakthebel 32 und ein zweiter hierzu paralleler Zweig vom Kontakt 20 durch die Bimetallspirale 16, den Widerstand 40 und die feste KJemme 38 zum Kontakthebel 32. So there is a first branch from the contact 20 through the line 28, the terminal 26 via the resistor R to the contact lever 32 and a second parallel branch from the contact 20 through the bimetallic spiral 16, the resistor 40 and the fixed terminal 38 to the contact lever 32.

Die innere Impedanz der verschiedenen Arten von Spulenkörpern 12, die gewöhnlich bei Öfen benutzt werden, kann sich nach Herkunft und Art der Spulenkörper ändern, so daß der durch den Thermostaten gehende Strom ein wenig mehr als 1 Amp. oder nur 0,3 oder 0,4 Amp. betragen kann. Es ist schwierig, aus den bekannten Hilfsheizungen die gewünschte Wärmemenge bei allen üblichen Stromwerten zu erhalten. Daher ist gemäß einem Teilmerkmal der Erfindung parallel zur Hilfsheizung R ein Stromzweig durch das Bimetallelement 16 geführt, dessen innerer Widerstand zwar nur ein Bruchteil eines Ohms ist, aber etwas Wärme in seinem Innern erzeugt und dadurch eine Wärmewirkung zusätzlich zu der vom Widerstand 24 der Hilfsheizung stammenden liefert.The internal impedance of the various types of bobbins 12 commonly used in ovens can vary depending on the origin and type of bobbin, so that the current going through the thermostat is a little more than 1 amp. Or only 0.3 or 0, 4 amps. It is difficult to get the desired amount of heat from the known auxiliary heaters at all common current values. Therefore, according to a partial feature of the invention, parallel to the auxiliary heater R, a current branch is routed through the bimetallic element 16 , the internal resistance of which is only a fraction of an ohm, but generates some heat inside and thereby a heating effect in addition to that coming from the resistor 24 of the auxiliary heater supplies.

Die Hilfsheizung ist für einen gegebenen Strom am größten, wenn der Kontakthebel 32 in die äußerste Stellung, die durch die gestrichelten Linien 36 dargestellt ist, geschoben ist. In diesem Fall berührt der Kontakthebel 32 den Widerstand 24 nahe an seinem Ende 30, und es ist die Größe des Stroms natürlich in erster Linie durch die Impedanz des Spulenkörpers 12 bestimmt. Der ganze Strom fließt im Thermostaten von dem Kontakthebel 32 in den Teil R, des Widerstands. Am Punkt 38 teilt sich dann der Strom in zwei parallele Zweige, nämlich in den einen durch das Bimetall 16 und den möglicherweise verwendeten Widerstand 40 und in den anderen durch den Widerstand R und die Verbindung 28. The auxiliary heating is greatest for a given current when the contact lever 32 is pushed into the extreme position shown by the dashed lines 36. In this case, the contact lever 32 contacts the resistor 24 close to its end 30, and the magnitude of the current is of course primarily determined by the impedance of the coil former 12. The whole current flows in the thermostat from the contact lever 32 into the part R, of the resistor. At point 38 , the current then divides into two parallel branches, namely one through the bimetal 16 and the resistor 40 that may be used, and the other through the resistor R and the connection 28.

Die Teilung des Stroms erfolgt im umgekehrten Verhältnis zu dem Widerstand in den parallelen Zweigen. Falls der Gleitschuh 32 vom Ende 30 zur Klemme 38 verschoben wird, nimmt die von der Hilfsheizung gelieferte Wärme in diesem speziellen Beispiel ab, bei dem derselbe Spulenkörper 12 verwendet wird. Dies geschieht, weil der Gesamtwiderstand der Hilfsheizung vermindert wird, während der Gesamtstrom in der Schaltung im wesentlichen konstant bleibt. Um dieselbe Wärmewirkung in der Lage des Kontakthebels 32 an der Klemme 38 wie am Ende 30 zu erzielen, wäre ein Spulenkörper mit einer größeren Stromaufnahme erforderlich.The current is divided in inverse proportion to the resistance in the parallel branches. If the sliding shoe 32 is shifted from the end 30 to the clamp 38 , the heat supplied by the auxiliary heater decreases in this particular example in which the same bobbin 12 is used. This is done because the total resistance of the auxiliary heater is reduced while the total current in the circuit remains essentially constant. In order to achieve the same thermal effect in the position of the contact lever 32 at the terminal 38 as at the end 30 , a coil former with a greater current consumption would be required.

Wenn sich der Kontakthebel 32 an der Klemme 38 befindet und ein vorgegebener Strom durch den Thermostaten fließt, sollte die Hilfsheizwirkung auf den Bimetallstreifen 16 abnehmen, wenn der Kontakthebel in Richtung auf die KJemme 26 zu verschoben wird. Falls man -einen Spulenkörper mit einer größeren Stromaufnahme benutzt, sollte es möglich sein, einen Eich- oder Bezugswert der Hilfsheizwirkung durch eine Verschiebung des Kontakthebels 32 in mehrere Lagen zwischen den Klemmen 38 und 26 zu erhalten. In all diesen Fällen sollte bei einer Verschiebung des Kontakthebels 32 auf das Ende 30 zu die Wärmemenge zur Hilfsheizung zu- und in der entgegengesetzten Richtung abnehmen. Wenn sich der Kontakthebel 32 am Punkt 38 befindet, ein vorgegebener Strom durch die Schaltung des Thermostaten fließt, der Widerstand 40 nicht benutzt oder gewisse Grenzbedingungen nicht eingehalten werden, nimmt jedoch die Wirkung der Hilfsheizung zu, wenn der Kontakthebel 32 dann vom Punkt 38 in Richtung auf die Klemme 26 zu verschoben wird, erreicht ein Maximum und nimmt danach ab, wenn der Kontakthebel auf die Klemme 26 zu weitergleitet, anstatt durchgehend abzunehmen. Diese Charakteristik ist nicht erwünscht, da sie eine günstige Kalibrierung der Lage des Kontakthebels 32 nach den Stromwerten für eine gegebene Hilfsheizwirkung ausschließt, weil sich bei einer Verschiebung des Kontakthebels 32 in jeder Richtung vom Punkt 38 weg eine Steigerung der Hilfsheizwirkung ergibt.When the contact lever 32 is at the terminal 38 and a predetermined current flows through the thermostat, the auxiliary heating effect on the bimetallic strip 16 should decrease when the contact lever is moved in the direction of the terminal 26. If a coil former with a higher current consumption is used, it should be possible to obtain a calibration or reference value for the auxiliary heating effect by moving the contact lever 32 into several positions between the terminals 38 and 26 . In all these cases, the contact lever 32 should supply at the end 30 to the amount of heat to the auxiliary heating and remove it in the opposite direction during a displacement. If the contact lever 32 is at point 38 , a predetermined current flows through the circuit of the thermostat, the resistor 40 is not used or certain limit conditions are not met, the effect of the auxiliary heating increases when the contact lever 32 then moves from point 38 in the direction is shifted towards the terminal 26 , reaches a maximum and then decreases when the contact lever slides on towards the terminal 26 instead of continuously decreasing. This characteristic is not desirable since it excludes a favorable calibration of the position of the contact lever 32 according to the current values for a given Hilfsheizwirkung because off an increase in Hilfsheizwirkung results in a shift of the contact lever 32 in each direction from the point 38th

Um zu zeigen, wie die für eine Abnahme der Hilfsheizung notwendigen Bedingungen erhalten werden, wenn der Kontakthebel 32 vom Punkt 38 auf die Klemme 26 zu verschoben wird, und um dadurch die unerwünschte, zuvor erwähnte Charakteristik auszuschließen, werden in der folgenden Erörterung der Widerstand 40 übersehen und der Widerstand RB des Bimetalls 16 und nur der in Fig. 2 wiedergegebene Rest der Thermostatenschaltung betrachtet. Gemäß Fig. 2 ist die gewünschte Wirkung bei einer Verschiebung des Kontakthebels 32 vom Punkt 38 auf die Klemme 26 zu derart, daß eine Abnahme der Erwärmung des Bimetallelements 16 durch die Hilfsheizung erhalten wird.In order to show how the conditions necessary for a decrease in auxiliary heating are obtained when the contact lever 32 is moved from point 38 to terminal 26 , and thereby to exclude the undesirable characteristic mentioned above, the resistor 40 overlooked and the resistance RB of the bimetal 16 and only the rest of the thermostat circuit shown in Fig. 2 considered. According to FIG. 2, the desired effect when the contact lever 32 is displaced from the point 38 to the terminal 26 is such that the heating of the bimetal element 16 is decreased by the auxiliary heating.

In einem Thermostaten mit Hilfsheizung kann man die Heizwirkung auf den Fühler in Graden, die von jedem Teil der Hilfsheizung aufgebracht wird, dadurch auffinden, daß die in jedem Widerstandsteil erzeugte Wärmemenge (die gleich dem Quadrat des durch den Widerstand fließenden Stroms mal dem Widerstand ist) mit der Wärmeübergangskonstante zwischen dem betreffenden Teil des Widerstandes und dem temperaturempfindlichen Bimetallelement multipliziert wird. Die Gleichung 4 ergibt die gesamte Wärmemenge der Hilfsheizung in den Verhältniszahlen X, Y und Z an. Die Verhältniszahl X ist darin durch die Lage des Kontakthebels 32 am Widerstand R gegeben. Im allgemeinen hat die Kurve für diese Wärmemenge A als Funktion der Lage des Kontaktliebels 32 am Widerstand R die allgemeine, in Fig. 3 gezeigte Form. Dies kann man an Hand der Schaltung in Fig. 2 folgendermaßen erklären. Wenn bei einem konstanten Strom der Kontakthebel 32 vom Punkt 38, wo X = 0 gilt, in Richtung auf die Klemme 26 zu, wo X= 1 ist, verschoben wird, nimmt der Strom in dem Zweig vom Kontakthebel 32 zum festen Punkt 38 über den Bimetallstreifen 16 ab, während der Strom durch den Diese Wärmeübergangskonstante wird mit den Ausdrücken KR und K.R-B für den Widerstand R und den Widerstand des Bimetallstreifens 16 bezeichnet. Die Wärmeübergangskonstante Kder verschiedenen Wärme abstrahlenden Widerstandsteile kann dadurch herausgefunden werden, daß die Verbiegung des Bimetallstreifens 16 durch jedes Wärme liefernde Teil einzeln festgelegt wird, wenn es eine bestimmte Strommenge führt, da ja der innere Widerstand jedes Teils eindeutig meßbar ist.In a thermostat with auxiliary heating, one can find the heating effect on the sensor in degrees, which is applied by each part of the auxiliary heating, by calculating the amount of heat generated in each resistor part (which is equal to the square of the current flowing through the resistor times the resistance) is multiplied by the heat transfer constant between the relevant part of the resistor and the temperature-sensitive bimetal element. Equation 4 gives the total amount of heat from the auxiliary heater in the ratios X, Y and Z. The ratio X is given by the position of the contact lever 32 on the resistor R. In general, the curve for this heat quantity A as a function of the position of the resistor R 32 Kontaktliebels general, in Fig. 3 shown form. This can be explained using the circuit in FIG. 2 as follows. If, at a constant current, the contact lever 32 is shifted from point 38, where X = 0 , in the direction of the terminal 26 , where X = 1 , the current in the branch from the contact lever 32 to the fixed point 38 takes place via the Bimetallic strip 16 from, while the current through the This heat transfer constant is referred to with the expressions KR and KR-B for the resistance R and the resistance of the bimetallic strip 16 . The heat transfer constant K of the various heat-radiating resistor parts can be found out that the bending of the bimetal strip 16 is determined individually by each heat-supplying part when it carries a certain amount of current, since the internal resistance of each part can be clearly measured.

Die Summe der Wirkungen eines jeden Wärme abgebenden Teils ist die gesamte Wärmemenge A der Hilfsheizung. Wenn sich der Kontakthebel 32 am Punkt 38 befindet, rührt diese Wärmemenole von der kombinierten Wirkung des durch das Bimetall 16 fließenden Stroms und des durch den Widerstand R fließenden Stroms her, während bei einer Verschiebung des Kontakthebels 32 vom Punkt 38 nach der Klemme 26 hin diese Wärmemenge durch den in den folgenden Teilen, nämlich den Widerstand R, das Bimetall 16 und den Widerstand R, fließenden Strom zustande kommt. Im Hinblick auf die Fig. 2 kann diese Wärmemenge mathematisch so ausgedrückt werden: A = R2R 12 R, KR, (1) 2KR +12 RBKR-B + 1 worin RB der Widerstand des Bimetallstreifens 16, R, + R2 = R der Widerstand der Hilfsheizung zwischen den Klemmen 38 und 26, KRB die Wärmeübergangskonstante des Bimetalls, KR die Wärmeübergangskonstante des Hilfsheizwiderstands R und I, + 12 = I der gesamte Strom durch den Regler ist. Wenn sind, und da ja und sind, dann ist Gleichung: Zweig vom Kontakthebel 32 zur festen Klemme 26 ansteigt. Dies rührt von der Änderung des Widerstandsverhältnisses zwischen denparallelen Zweigen her.The sum of the effects of each heat emitting part is the total amount of heat A of the auxiliary heater. When the contact lever 32 is at point 38 , this heat emole is due to the combined effect of the current flowing through the bimetal 16 and the current flowing through the resistor R, while when the contact lever 32 is shifted from point 38 to the terminal 26 this Amount of heat due to the current flowing in the following parts, namely the resistor R, the bimetal 16 and the resistor R. With reference to Fig. 2, this amount of heat can be expressed mathematically as follows: A = R2R 12 R, KR, (1) 2KR +12 RBKR-B + 1 where RB is the resistance of the bimetal strip 16, R, + R2 = R the resistance the auxiliary heating between terminals 38 and 26, KRB the heat transfer constant of the bimetal, KR the heat transfer constant of the auxiliary heating resistor R and I, + 12 = I is the total current through the controller. if are, and there yes and then the equation is: branch from contact lever 32 to fixed terminal 26 increases. This is due to the change in the resistance ratio between the parallel branches.

Wenn sich der Kontakthebel 32 am Punkt 38 befindet, ist es wünschenswert, daß die Abnahme der Hilfsheizwirkung auf den Bimetallstreifen 16, die dem über den inneren Widerstand RI3 des Bimetalls und den Widerstand R, fließenden geringeren Strom zuzuschreiben ist, größer ist als die Zunahme der Hilfsheizwirkung auf den Bimetallstreifen 16, die sich aus dem stärkeren Strom im Widerstand R, ergibt.With contact lever 32 at point 38 , it is desirable that the decrease in auxiliary heating effect on bimetal strip 16 attributable to the lower current flowing through internal bimetal resistor RI3 and resistor R be greater than the increase in Auxiliary heating effect on the bimetal strip 16, which results from the stronger current in the resistor R.

Das Problem liegt darin, daß die Bedingung festgestellt werden muß, bei der die Kurve der Fig. 3 kein Maximum (oder keinen Punkt mit waagerechter Tangente) für positive Werte von X zwischen 0 und 1 aufweist. Die Ableitung der Gleichung 4, die nach den üblichen Rechenverfahren bestimmt und in Gleichung 5 gegeben ist, gibt den Wert X an, für den die Wärmemenge A der Hilfsheizung ein Maximum besitzt. Nach Einsetzen von X .. in Gleichung 5 ergibt sich der Maximalwert für die Wännemenge A der Hilfsheizung zu: Die Gleichung 6 ergibt den Wert Xn, bei dem das Maximum der Wärmemenge A der Hilfsheizung vorhanden ist. Wenn X. gleich 0 oder 1 ist, ist kein Maximum der Wärmemeng-.A in dem physikalisch interessierenden Bereich für X vorhanden. Deshalb legt der Fall Xm = 0 eine Beziehung zwischen Z und Y fest, die eine Trennhiiie zwischen den Fällen ist, in denen ein Maximum für positive oder negative Werte von Xm erscheint. Wenn also der Zähler der Gleichung 6 gleich 0 ist, wenn X. = 0 ist, ergibt sich Die Lösung der Gleichung 7 ist nur für positive Werte von Z und Y von Interesse. Fig. 4 zeigt die Grenze zwischen Z und Y, die durch die Gleichung 7 ausgedrückt wird. Für einen Wert Y > Vi- - 1 kann man zeigen, daß der Wert Xm nach Gleichung 6, wenn der Wert Z unter der Kurve liegt, negativ oder größer als 1 ist, wenn ist. Wenn Z über der Kurve liegt, ist der Wert X. The problem is that the condition has to be determined in which the curve of FIG. 3 has no maximum (or no point with a horizontal tangent) for positive values of X between 0 and 1 . The derivation of equation 4, which is determined according to the usual calculation methods and given in equation 5 , indicates the value X for which the amount of heat A of the auxiliary heating has a maximum. After inserting X .. in equation 5 , the maximum value for the heat quantity A of the auxiliary heating results as: Equation 6 gives the value Xn at which the maximum amount of heat A of the auxiliary heater is present. When X. equals 0 or 1 , there is no maximum heat quantity A in the physically interesting region for X. Therefore, the case Xm = 0 establishes a relationship between Z and Y , which is a dividing line between the cases in which a maximum appears for positive or negative values of Xm. So when the numerator of equation 6 is 0 , when X. = 0 , the result is The solution to equation 7 is only of interest for positive values of Z and Y. FIG. 4 shows the boundary between Z and Y, which is expressed by Equation 7 . For a value Y > Vi- - 1 it can be shown that the value Xm according to equation 6, if the value Z is below the curve, is negative or greater than 1 if is. If Z is above the curve, the value is X.

positiv und befindet sich in dem unerwünschten Bereich zwischen 0 und 1. Daher entsprechen Wertepaare Z und Y, die unter der Kurve der Fig. 4 hegen, der gewünschten Charakteristi,# ohne. Maximum oder ohne einen Punkt mit einer horizontalen Tangente in der Kurve der Fig. 3 für positive Werte von X. positive and is located in the undesired range between 0 and 1. Therefore, pairs of values Z and Y, which lie under the curve of FIG. 4, correspond to the desired characteristics, # without. Maximum or without a point with a horizontal tangent in the curve of Fig. 3 for positive values of X.

Es sei also festgestellt, daß die physikalisch erhältlichen Verhältniszahlen, die gleich oder kleiner als die sind, die die Gleichung 7 erfüllen, die gewünschte Abnahme der Wärinemenge der Hilfsheizung ermöglichen, wenn der Kontakthebel 32 vom Punkt 38 auf die Klemme 26 zu verschoben wird. Die Kurve der Fig. 4 stellt einen Linienzug kritischer Werte in dem Diagramm dar. Ordinaten- und Abszissenwerte, deren Linien sich unter der Kurve schneiden, ergeben den erwünschten Betrieb.It should therefore be noted that the physically obtainable ratios, which are equal to or smaller than those which satisfy equation 7 , enable the desired decrease in the amount of heat of the auxiliary heater when the contact lever 32 is moved from point 38 to terminal 26 . The curve of Fig. 4 represents a line of critical values in the diagram. Ordinate and abscissa values, the lines of which intersect below the curve, give the desired operation.

Es leuchtet bei der Betrachtung der Kurve in Fig. 4 ein, daß zur Vermeidung irgendwelcher Änderungen von Z und Y infolge der Herstellungstoleranzen und anderer Ursachen Y bzw. das Verhältnis von R zu RB wenigstens 0,6 und vorzugsweise 1 oder noch höher und Z geringer als der für einen vorgegebenen Y-Wert in der Kurve der Fig. 4 gefundene Wert sein sollte. Bei der Ausführung von Thermostaten mit thremischer Rückführung, die die Schaltung nach Fig. 1 und insbesondere den Teil der Schaltung nach Fig. 2 benutzen, hat man gefunden, daß das Verhältnis verwendet wird, zu groß ist, um die in der zuvor wenn der gewünschte Wert des Widerstands R erwähnten Gleichung gegebenen Forderungen zu erfüllen. Dies ist dem Umstand zuzuschreiben, daß der Widerstand des Bimetallstreifens gewöhnlich sehr niedrig ist. Diesen Zustand kann man durch Einfügen des Widerstandes 40 (s. Fig. 1) in passender Größe günstiger gestalten. Der Widerstand wird auf der Oberfläche des Bimetallstreifens 16 derart festgeklemmt oder angefügt, daß er eine hohe Wärmeäbergangskonstante K aufweist.Looking at the curve in FIG. 4, it is evident that in order to avoid any changes in Z and Y due to manufacturing tolerances and other causes, Y or the ratio of R to RB is at least 0.6 and preferably 1 or more and Z less should be than the value found for a given Y value in the graph of FIG. In the design of thermostats with thermal feedback employing the circuit of FIG. 1, and in particular that portion of the circuit of FIG. 2, it has been found that the ratio used is too great to be as in the previous one if the desired value of the resistance R is to meet given requirements mentioned equation. This is due to the fact that the resistance of the bimetal strip is usually very low. This state can be made more favorable by inserting the resistor 40 (see FIG. 1) in a suitable size. The resistor is clamped or attached to the surface of the bimetal strip 16 in such a way that it has a high heat transfer constant K.

Der Widerstand 40 kann an die Stelle des den Bimetallstreifen 16 enthaltenden Zweigs treten; hierbei wird dann eine biegsame Leitung benutzt, um das Ende des Widerstands 40 an den Schaltkontakt 20 anzuschließen und den Bimetallstreifen zu umgehen.The resistor 40 can take the place of the branch containing the bimetal strip 16; a flexible line is then used to connect the end of the resistor 40 to the switch contact 20 and bypass the bimetal strip.

Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der Widerstand 40 jedoch mit dem Bimetallstreifen 16 in Reihe, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Der Widerstand 40 ist fest an der Oberfläche des Bimetallstreifens 16 befestigt, die Wärmeübergangszahl KR-B wird durch die gesamte Wärmewirkung des Stroms, der durch den Widerstand 40 und den Bimetallstreifen 16 fließt, bestimmt.According to the preferred embodiment of the invention, the resistor 40 is, however, with the bimetallic strip 16 in series, as in Fig. 1 is shown. The resistor 40 is firmly attached to the surface of the bimetal strip 16 , the heat transfer coefficient KR-B is determined by the total thermal effect of the current flowing through the resistor 40 and the bimetal strip 16.

In dem dargestellten Beispiel der Erfindung wurden folgende Widerstände benutzt: R = 0,5 Ohm, R, = 0,46 Ohm, Widerstand 40 = 0,42 Ohm, innerer Widerstand des Bimetallstreifens = 0,08 Ohm. Zu Zwecken der Berechnung war RB = 0,42 + 0,08 = 0,5 Ohni, und KR-B war die kombinierte, äquivalente Wärmeübergangszahl des Bimetallstreifens und des Widerstands 40. In der praktischen Ausführungsform wurden KR-B = 131 und KR = 60 bestimmt.In the example of the invention shown, the following resistors were used: R = 0.5 ohm, R, = 0.46 ohm, resistor 40 = 0.42 ohm, internal resistance of the bimetal strip = 0.08 ohm. For calculation purposes, RB = 0.42 + 0.08 = 0.5 Ohni, and KR-B was the combined equivalent heat transfer coefficient of the bimetal strip and resistor 40. In the practical embodiment, KR-B = 131 and KR = 60 determined.

Diese Verhältniszahlen fallen gut in den gewünschten Bereich, der durch die Kurve in Fig. 4 angegeben ist, und befinden sich unterhalb dieser Kurve, wo eine relativ große, erwünschte Fläche vorhanden ist, so daß sogar bei kleineren Abweichungen der Widerstandswerte und Wärmeübergangszahlen, die bei der Massenherstellung stets vorkommen, der Thermostat zuverlässig den gewünschten Arbeitsvorgang durchführen kann.These ratios fall well within the desired range, the is indicated by the curve in Fig. 4, and are located below this curve, where there is a relatively large, desirable area, so even with smaller ones Deviations in resistance values and heat transfer coefficients that occur in mass production always occur, the thermostat reliably performs the desired work process can.

Da der Abschnitt R, des Widerstands 24 zwischen den Punkten 30 und 38 keine Wirkung auf die die Kurve der Fig. 4 bestimmenden Faktoren hat, ist es wünschenswert, auch diesen Teil in die Hilfsheizung aufzunehmen, zumal dieser Widerstand die erhaltbare Hilfsheizwirkung steigern kann. Wenn nur sehr kleine Wärmemengen der Hilfsheizung gewünscht sein sollten, könnte der Widerstand 24 zur Hilfsheizung weit von dem Fühler des Thermostaten entfernt liegen, so daß Kn entsprechend sehr klein sein würde. So würde das Verhältnis in den meisten Fällen unter der Kurve der Fig. 4 liegen. In dem Fall jedoch würde die durch den Widerstand R, hinzugefügte Wärmemenge, wenn also der Kontakthebel 32 in den Abschnitt zwischen den Punkten 38 und 30 verschoben wird, sehr klein und vom praktischen Standpunkt unzureichend sein, um eine geregelte, veränderliche Wirkung der Hilfsheizung zu erzielen.Since the section R, of the resistor 24 between the points 30 and 38 has no effect on the factors determining the curve of FIG. 4, it is desirable to include this part in the auxiliary heating, especially since this resistance can increase the auxiliary heating effect that can be obtained. If only very small amounts of heat from the auxiliary heating should be desired, the resistor 24 for auxiliary heating could be located far from the sensor of the thermostat, so that Kn would be very small accordingly. That would be the relationship are below the curve of FIG. 4 in most cases. In that case, however, the amount of heat added by the resistor R, if the contact lever 32 is moved into the section between the points 38 and 30 , would be very small and from a practical point of view insufficient to achieve a controlled, variable effect of the auxiliary heating .

In den Fig. 5 bis 12 ist eine Ausführungsform des Thermostaten mit der Hilfsheizschaltung, die oben beschrieben ist, zu sehen. Wie am besten in den Fig. 5 und 6 zu erkennen ist, weist der Thermostat eine im allgemeinen flache, kreisförmige Halteplatte 50 aus einem nichtleitenden, formbaren Kunststoff, zwei Bolzen 52 und 54 Lind einen Teil 56 des Schaltkontaktes auf, die aus einem Stück mit der Platte 50 hergestellt sind und aus deren Außenfläche 58 senkrecht herausragen. Die Halteplatte 50 kann senkrecht auf einer geeigneten Unterlage, die nicht dargestellt ist, angebracht werden, Lind diese wird an einer Wand eines Raumes befestigt, dessen Temperatur geregelt werden soll. Der Bolzen 54 und der Teil 56 sind mit einer Durchbohrung zur Aufnahme von Hohlnieten 60 und 62 ausgestattet, die nach dem Anbringen durch die Unterseite 64 der Halteplatte 50 hindurchragen und diese festklemmen.Referring to Figs. 5 to 12, an embodiment of the thermostat with the auxiliary heating circuit described above can be seen. As best seen in Figs. 5 and 6 , the thermostat has a generally flat, circular retaining plate 50 made of a non-conductive, malleable plastic, two bolts 52 and 54 and a portion 56 of the switch contact, which are in one piece with the plate 50 are made and protrude from the outer surface 58 perpendicularly. The holding plate 50 can be mounted vertically on a suitable base, which is not shown, and this is attached to a wall of a room whose temperature is to be controlled. The bolt 54 and the part 56 are provided with a through-hole for receiving hollow rivets 60 and 62 which, after attachment, protrude through the underside 64 of the holding plate 50 and clamp it in place.

Wie in Fig. 6 zu sehen ist, weist die Unterseite 64 der Platte 50 einen in der Mitte gelegenen Vorsprung 66 auf, der zur Aufnahme des Gewindes einer Schraube 68 mit einer Öffnung versehen ist. Ein zweiter Vorsprung 70 liegt nahe am Rand der Halteplatte 50 zur Halterung des einseitig gelagerten Zapfens 18. Die obere Fläche 58 der Platte 50 ist an der dem Vorsprung 70 gegenüberliegenden Stelle vorzugs,weise mit einer Vertiefung versehen oder abgedreht, um eine passende Lagerfläche 72 herzustellen. In der dargestellten Ausführungsform enthält die einseitige Lagerung des Zapfens 18 ein Zwischenstück 74, das eine vergrößerte, ringförmige Schulter 76 hat, die mit der Lagerfläche 72 zusammenwirkt. Ein Ende des Zwischenstücks 74 ist mit einem Gewinde 78 versehen und wird von einer Unterlegscheibe und einer Gegeni-nutter 80 in der richtigen Lage gehalten. Das Zwischenstück des Zapfens enthält einen runden Stift 82 von geringerem Durchmesser, der von der Schulter 76 nach oben ragt und gut in die Innenbohrung in dem Zapfen 18 hineinpaßt. Der Zapfen 18 ist also auf dem Zwischenstück einseitig gelagert und kann Drehbewegungen ausführen.As can be seen in FIG. 6 , the underside 64 of the plate 50 has a centrally located projection 66 which is provided with an opening for receiving the thread of a screw 68. A second projection 70 is located near the edge of the support plate 50 for supporting the cantilevered pin 18. The upper surface 58 of the plate 50 is at the preference 70 position opposing the protrusion, provided with a recess or turned off, to produce a suitable bearing surface 72 . In the embodiment shown, the one-sided mounting of the pin 18 contains an intermediate piece 74 which has an enlarged, annular shoulder 76 which cooperates with the bearing surface 72 . One end of the intermediate piece 74 is provided with a thread 78 and is held in the correct position by a washer and a counter nut 80. The intermediate piece of the pin contains a round pin 82 of smaller diameter which protrudes upwardly from the shoulder 76 and fits snugly into the internal bore in the pin 18 . The pin 18 is thus mounted on one side on the intermediate piece and can execute rotary movements.

Die Lagerbüchse 84 kann mit dem Zapfen 18 aus einem Stück bestehen oder andersartig mit diesem fest verbunden sein. Wie in Fig. 5 zu sehen ist, ist sie mit einem Ausleger 86 ausgestattet. der an seinem äußeren Ende eine verstellbare Schraube 88 trägt, deren Ende als Leitstift auf einer Führungsscheibe 90 liegt. Die Führungsscheibe 90 wird von einem Steuerhebel 92 des Thermostaten getragen, der einerseits für Schwenkbewegungen um die Schraube 68 herum schwenkbar gelagert ist. Eine Schraubenfeder 170 ist vorgesehen, um die Schraube 88 gegen die Führungsscheibe 90 zu drücken.The bearing bush 84 can consist of one piece with the pin 18 or be firmly connected to it in some other way. As can be seen in FIG. 5 , it is equipped with a boom 86 . which carries an adjustable screw 88 at its outer end, the end of which lies on a guide disk 90 as a guide pin. The guide disc 90 is carried by a control lever 92 of the thermostat on the one hand f or pivoting movements is pivotally mounted about the screw 68 around. A coil spring 170 is provided to press the screw 88 against the guide washer 90.

Der Temperaturfühler 16 ist eine Bimetallspirale, deren Ende 94 radial zur Spirale nach innen ragt und an dem Zapfen 18 festgemacht ist. Das freie Ende der Birnetallspirale 16 trägt den Schaltkontakt 20, der gegen die verstellbare Schraube 22 anstoßen kann, diese bildet den festen Teil des Schaltkontaktes. In der Nähe des festen Teils 22 befindet sich ein Permanentmagnet 96, durch den eine Schnappwirkung zwischen den Kontaktstellen 20 und 22 und ein beträchtlicher Ansprechbereich im Betrieb erzielt werden kann.The temperature sensor 16 is a bimetallic spiral, the end 94 of which protrudes radially inward to the spiral and is fastened to the pin 18. The free end of the pear-shaped spiral 16 carries the switching contact 20, which can abut against the adjustable screw 22, which forms the fixed part of the switching contact. In the vicinity of the fixed part 22 there is a permanent magnet 96, by means of which a snap action between the contact points 20 and 22 and a considerable operating range can be achieved.

Der bewegliche Kontakt 20 weist an der Rückseite ein Blech 100 aus einem magnetischen Stoff auf, das einen Kontaktkörper 102 auf einem biegsamen Metallstreifen 104 trägt. Der Metallstreifen 104 ist am Blech 100, z. B. durch Niete 106 und 108, befestigt. Das Blech 100 ist am freien Ende der Bimetallspirale 16 in der Nähe des Niets 108 örtlich verschweißt. Die Bewegung des Steuerhebels 92 und der Führungsscheibe 90 verändert mit Hilfe des Leitstifts 88 die Lage des Zapfens 18 und des Auslegers 86, um auf diese Weise den Temperatursollwert einzustellen, bei dem sich die Kontakte 20 und 22 öffnen oder schließen.On the rear side, the movable contact 20 has a sheet metal 100 made of a magnetic material, which carries a contact body 102 on a flexible metal strip 104. The metal strip 104 is on the sheet 100, for. B. by rivets 106 and 108 attached. The sheet metal 100 is locally welded at the free end of the bimetal spiral 16 in the vicinity of the rivet 108. The movement of the control lever 92 and the guide disk 90 changes the position of the pin 18 and the arm 86 with the aid of the guide pin 88 in order in this way to set the temperature setpoint at which the contacts 20 and 22 open or close.

Auf dem äußeren Ende des Bolzens 54 und des Teils 56 des Schaltkontaktes wird eine ebene Platte 110 angebracht, die deutlich in Fig. 7 wiedergegeben ist. Die Platte 110 hat an zwei entgegengesetzten Enden je eine Öffnung 112 zur Aufnahme der Hohlniete 60 und 62 (Fig. 5), wobei der Hohlniet 60 auf dem Bolzen 54 in gut leitender Verbindung mit der Platte 110 steht. Diese enthält einen Schlitz 114, der bogenförmig um die Achse eines Niets 116 herum angeordnet ist. Es sind auch für die Aufnahme der Niete 122 und 124 geeignete Öffnungen in der Platte 110 vorgesehen, die die Hilfsheizanordnung 126 tragen. Die Heizanordnung 126 enthält ein Blättchen 128 aus einem Isolationsstoff, das eine bestimmte Form hat, den Widerstandsdraht 24 und die Klemme 26. Wie am besten in Fig. 8 zu sehen ist, ist das Blättchen 128 aus einem Isolationsstoff in einem Abstand von etwa 1,5 mm parallel zur benachbarten Platte 110 mit Hilfe einer Unterlegscheibe 134 aus Isolationsmaterial am Niet 122 angebracht. Eine ähnliche Unterlegscheibe befindet sich am Niet 124. Das Blättchen 128 aus Isolationsstoff hat einen langgestreckten Endabschnitt 138, der eine Kerbe 140 aufweist. Die Endabschnitte werden durch einen zusammenlaufenden Mittelabschnitt verbunden, der die Widerstandswicklung 24 trägt. Eine Öffnung 137 in der Platte 110 nahe an der Klemme 26 nimmt eine Verbindung 28 auf, die, von dem Niet 108 am freien Ende des Bimetallstreifens 16 kommend, nach dem endgültigen Aufbau an der Klemme 26 angelötet wird. A flat plate 110 , which is clearly shown in FIG. 7 , is attached to the outer end of the bolt 54 and the part 56 of the switching contact. The plate 110 has two opposite ends each have an opening 112 for receiving the tubular rivets 60 and 62 (Fig. 5), the tubular rivet 60 is on the bolt 54 in good conductive connection with the plate 110. This contains a slot 114 which is arranged in an arc-shaped manner around the axis of a rivet 116. Apertures suitable for receiving rivets 122 and 124 are also provided in plate 110 which support auxiliary heater assembly 126 . The heater assembly 126 includes a leaflet 128 of an insulating material which has a certain shape, the resistance wire 24 and the terminal 26. As best seen in Fig. 8 can be seen, the leaflets 128, made of an insulating material at a distance of about 1 5 mm parallel to the adjacent plate 110 attached to the rivet 122 with the aid of a washer 134 made of insulating material. A similar washer is located on rivet 124. Insulation sheet 128 has an elongated end portion 138 which has a notch 140. The end sections are connected by a converging middle section which carries the resistance winding 24. An opening 137 in the plate 110 near the terminal 26 receives a connection 28 which, coming from the rivet 108 at the free end of the bimetal strip 16 , is soldered to the terminal 26 after final assembly.

Der Widerstandsdraht 24 in der dargestellten Ausführungsform ist mit Email überzogen (0,28 mm dick) und läuft von der Anschlußklemme 26 zwischen dem Endabschnitt 136 und der Platte 110 her zur schmalsten Stelle des zusammenlaufenden Mittelabschnitts. Dannist der Draht in einer einzigen Lage bis zur breitesten Stelle des zusammenlaufenden Mittelabschnitts aufgewickelt. Das freie Ende 30 des Widerstandsdrahts 24 endet ohne elektrischen Anschluß an anderen Schaltelementen, ist nach der dargestellten Ausführungsform in die Kerbe 140 hineingeführt und um den Isolationsstoff des Blättchens 128 festgemacht.The resistance wire 24 in the illustrated embodiment is coated with enamel (0.28 mm thick) and runs from the connection terminal 26 between the end section 136 and the plate 110 to the narrowest point of the converging central section. The wire is then wound in a single layer to the widest point of the converging central section. The free end 30 of the resistance wire 24 terminates without electrical connection to other circuit elements, is led to the illustrated embodiment, the notch 140 and secured to the insulating material of the leaflet 128th

Die Anzapfung 38 ist an der Wicklung des Widerstandsdrahtes 24 zwischen den Enden auf ungefähr einem Drittel der Gesamtlänge des zusammenlaufenden Mittelabschnitts, von dem breitesten Teil aus gerechnet, starr befestigt und elektrisch angeschlossen. Der Gesamtwiderstand bis zu jedem Ende des Widerstandsdrahts 24 auf dem zusammenlaufenden Mittelabschnitt, von der festen Anzapfung 38 aus gerechnet, beträgt, wie oben festgestellt, 0,4 bis 0,5 Ohm und ist ungefähr gleich auf beiden Seiten, da die Drahtlänge und daher der Widerstand jeder Wicklung am breiteren Teil des zusammenlaufenden Mittelabschnitts größer als am schmaleren Teil ist.The tap 38 is rigidly attached to the winding of the resistance wire 24 between the ends over approximately one third of the total length of the converging middle section, calculated from the widest part, and electrically connected. The total resistance to each end of the resistance wire 24 on the converging central section, counting from the fixed tap 38 , is 0.4-0.5 ohms as stated above and is approximately the same on both sides as the wire length and therefore the Resistance of each winding is greater at the wider part of the converging central section than at the narrower part.

Die Anzapfung 38 wird vorzugsweise durch eine Schleife des Widerstandsdrahtes 24 gebildet, die in der in Fig. 7 gezeigten Weise zusammengedreht wird, um die Anzapfung zu versteifen und eine Öse 142 zur Aufnahme des Endes 156 des Widerstands 40 herzustellen, das in Fig. 9 gezeigt ist. Eine Hülse aus einem Isolationsstoff, die nicht dargestellt ist, wird auf die Anzapfung 38 gestülpt und liegt zwischen der Öse 142 und der angezapften Wicklung, um jeglichen elektrischen Kontakt zwischen der Anzapfung 38 und der Metallplatte 110 zu vermeiden.The tap 38 is preferably formed by a loop of the resistance wire 24, the manner shown 7 is twisted as shown in Fig., To stiffen the tap and for receiving the end 156 produce an eyelet 142 of the resistor 40, shown in Fig. 9 is. A sleeve made of an insulating material, which is not shown, is slipped onto the tap 38 and lies between the eyelet 142 and the tapped winding in order to avoid any electrical contact between the tap 38 and the metal plate 110 .

Auf der der Hilfsheizanordnung 126 gegenüberliegenden Seite der Platte 110 ist ein um den Niet 116 drehbarer Einstellhebel 146 angebracht, dessen einer Arm 32 gebogen ist, so daß er durch den Schlitz 114 hindurchgeht, den Widerstandsdraht berührt und auf ihm entlanggleitet, während der andere Arm 147 sich in Richtung auf den Außenrand der Platte 110 hin erstreckt. Eine Zeigermarke 148 ist am äußersten Ende des Arms 147 vorgesehen, die sich mit entsprechenden Marken auf der Platte 110 decken kann. In der dargestellten Ausführungsform sind diese Marken, die auf der abgewendeten Seite der in Fig. 7 gezeigten Platte 110 liegen, in Amperewerten des durch den in dem Thermostaten fließenden Strom geeicht, um dieselbe Wärmemenge der Hilfsheizung für jeden Stromwert zu erzielen. Der verstellbare Hebelarm 32 steht über den Niet 116 mit der Platte 110 in leitender Verbindung, die ihrerseits über den Hohlniet 60 durch den Bolzen 54 hindurch an die Klemme 150 elektrisch angeschlossen ist. Die Klemme 150 ragt unter der Halteplatte 5,0 hervor, wie in Fig. 6 zu sehen ist.On the opposite side of the plate 110 from the auxiliary heater assembly 126 is an adjustment lever 146 rotatable about the rivet 116 , one arm 32 of which is bent so that it passes through the slot 114, contacts and slides along the resistance wire, while the other arm 147 extends towards the outer edge of the plate 110 . A pointer mark 148 is provided at the extreme end of the arm 147, which can coincide with corresponding marks on the plate 110 . In the illustrated embodiment, these marks, which are on the opposite side of the plate 110 shown in FIG. 7 , are calibrated in amperes of the current flowing through the thermostat in order to achieve the same amount of heat from the auxiliary heater for each current value. The adjustable lever arm 32 is in conductive connection via the rivet 116 with the plate 110 , which in turn is electrically connected to the terminal 150 via the hollow rivet 60 through the bolt 54. The terminal 150 protrudes from beneath the retaining plate 5.0, as shown in FIG. 6 can be seen.

Die Widerstandswickluna 24 wird zwischen ihrem freien Ende 30 und der festen Anzapfung 38 schmaler, damit der Widerstand der Hilfsheizung ungefähr exponentiell mit der Verschiebung des Kontakthebels 32 abnimmt. Wenn also der Kontakthebel in Richtung auf den Punkt 38 zu verschoben wird, nimmt der Gesamtwiderstand ab und verursacht dadurch eine leichte Stromzunahme. Da ja die erzeugte Wärme dem Quadrat des Stroms und dem Widerstand proportional ist, der die Heizung 24 bildet, bringen dessen nichtlineare (im wesentlichen exponentielle) Widerstandsänderungen bei Verschiebung des Kontakthebels 32 annähernd lineare Ab- stände zwischen den kahbrierten Marken auf der Skala der Platte 110 mit sich. Die Verjüngung der Widerstandswicklung 24 zwischen dem festen Punkt 38 und dem Anschluß 26 bewirkt die erwünschte Verringerung des Markenabstandes in der Gegend, in der der Kontakthebel 32 bei einer Verschiebung auf den Anschluß 26 zu am Punkt 38 vorbeigleitet, wie in Fig. 7 zu sehen ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Widerstandswerte R und RB der Fig. 2 annähernd gleich sind und eine leichte Verschiebung des Kontakthebels 32 auf die Klemme 26 zu die relativen Stromwerte I und I, bei dieser Stellung nicht so stark verändert wie eine ähnliche Verschiebung des Kontakthebels 32 in größerer Nähe der Klemmen 26. The resistance winding 24 becomes narrower between its free end 30 and the fixed tap 38 so that the resistance of the auxiliary heating decreases approximately exponentially with the displacement of the contact lever 32 . So if the contact lever is moved in the direction of the point 38 , the total resistance decreases and thereby causes a slight increase in current. Since the heat generated to the square of the current and the resistance is proportional forming the heater 24, to bring the non-linear (substantially exponential) resistance changes with displacement of the contact lever 32 approximately linear spacings between the kahbrierten marks on the scale plate 110 with himself. The tapering of the resistance winding 24 between the fixed point 38 and the connection is effected 26 to see the desired reduction in the mark distance in the area, in which the contact lever glides 32 with a displacement of the terminal 26 to the point 38 as shown in Fig. 7 . The reason for this is that the resistance values R and RB of FIG. 2 are approximately the same and a slight displacement of the contact lever 32 on the terminal 26 to the relative current values I and I does not change as much in this position as a similar displacement of the Contact lever 32 closer to terminals 26.

Wie man aus Fig. 6 erkennen kann, ist der Hilfsheizwiderstand 24 oberhalb des Fühlers 16 angebracht, so daß die in der Widerstandswicklung 24 erzeugte Wärme auf die Bimetallspirale 16 strahlte. Der Hilfsheizwiderstand 24 hat eine Wärmeübergangszahl KR, die zum großen Teil vom Abstand zwischen ihm und dem Außenrand 17 des Bimetallelements 16 abhängt. Die Heizwirkung auf den Bimetallstreifen kommt allein durch die Strahlung zustande, wenn der Wicklung 24 Strom zugeführt wird. Es ist zwischen dem oberen Ende des Zapfens 18 und der Platte 110 keine elektrische Verbindung vorhanden, und es hat auch jeder Teil eine andere elektrische Spannung.As can be seen from FIG. 6 , the auxiliary heating resistor 24 is attached above the sensor 16 , so that the heat generated in the resistance winding 24 is radiated onto the bimetallic spiral 16. The auxiliary heating resistor 24 has a heat transfer coefficient KR which largely depends on the distance between it and the outer edge 17 of the bimetal element 16. The heating effect on the bimetal strip comes about solely through the radiation when the winding 24 is supplied with current. There is no electrical connection between the upper end of the pin 18 and the plate 110 , and each part also has a different electrical voltage.

Der eine Stromzweig durch den Thermostaten von dem beweglichen Kontakt 20 her führt über den Niet 108, die biegsame Leitung 28 zur Klemme 26 der Vorheizwicklung 24 und zum Kontakthebel 32, der mit der Platte 110 verbunden ist. Der andere parallele Zweig fährt von dem Kontakt 20 durch die Bimetallspirale 16 zu deren Ende 94, das mit dem Zapfen 18 verbunden ist, und von der Leitung 156 zur Öse 142 an der Anzapfung 38, die in Fig. 7 dargestellt ist.One branch of the current through the thermostat from the movable contact 20 leads via the rivet 108, the flexible line 28 to the terminal 26 of the preheating winding 24 and to the contact lever 32, which is connected to the plate 110 . The other parallel branch f ährt from the contact 20 by the bimetallic coil 16 to the end 94 which is connected to the pin 18, and from the line 156 to the eyelet 142 at the tap 38, which is shown in Fig. 7.

Der Widerstand 40, der die in Verbindung mit Fig. 4 erklärte, gewünschte Betriebsweise ermöglicht, ist an der Innenfläche der Bimetallspirale 16 befestigt, wie in Fig. 6 ersichtlich ist, und weist infolgedessen eine größere Wärmeübergangszahl KR-B als die Heizwicklung 24 auf. In den Fig. 9 und 10 ist der Widerstand 40 so gezeigt, wie er wirklich konstruiert sein kann. Er enthält eine einzige Wicklung des Widerstandsdrahts 153, dessen kurzes Ende 154 und dessen längeres Ende 156 zwischen zwei Blättchen 158 und 160 aus Isolationsstoff liegen. Das Blättchen 158 ist ein relativ festes Papier mit zwei vorragenden Ecken 162, die auf die gegenüberliegenden Seiten des Bimetallstreifens 16 passen, während das Blättchen 160 ein biegsameres Material ist, z. B. ein durchsichtiger oder ein Deckstreifen mit einer zum Blättchen 158 gekehrten Haftseite. Um die beiden Teile der Wicklung in einem gewissen Abstand voneinander zu halten, sind im Blättchen 158 passende Furchen vorgesehen. Ein Haftmittel wird auf die Fläche 166 gebracht und auf der Innenfläche der inneren Bimetallspirale 16 als zweites Widerstandselement angeordnet, wie in Fig. 6 zu sehen ist. Das kurze Ende 154 wird z. B. durch Löten am Abschnitt 94 des Bimetallstreifens angeschlossen, während das längere Ende 156 an der Öse 142 am Punkt 38 befestigt wird, der am besten in Fig. 7 zu sehen ist.The resistor 40, which allows the declared in connection with FIG. 4, desired mode of operation is fixed to the inner surface of the bimetallic coil 16 as shown in Fig. 6 can be seen, and has consequently a greater heat transfer coefficient KR-B than the heating coil 24. In FIGS. 9 and 10 , the resistor 40 is shown as it can actually be constructed. It contains a single winding of the resistance wire 153, the short end 154 and the longer end 156 of which lie between two leaves 158 and 160 made of insulating material. The leaflet 158 is a relatively strong paper with two protruding corners 162 that fit on opposite sides of the bimetal strip 16 , while the leaflet 160 is a more pliable material, e.g. B. a transparent or a cover strip with an adhesive side facing the leaflet 158. In order to keep the two parts of the winding at a certain distance from one another, matching grooves are provided in the leaflet 158. An adhesive is placed on the surface 166 and disposed on the inner surface of the inner bimetallic coil 16 as a second resistive element, as shown in Fig. 6 is to be seen. The short end 154 is z. B. the bimetallic strip connected by soldering to the portion 94, while the longer end 156 is fixed to the eyelet 142 at the point 38, which is best seen in Figure 7..

Beim Zusammenbau werden die Bimetallspirale 16 und die Lagerbüchse 84 an dem Zapfen 18 befestigt. Dann wird der Zapfen auf dem Zwischenstück 74 der Lagerung in die richtige Lage gebracht. Die Schraubenfeder 170 wird auf das obere Ende des Zapfens 18 gesetzt. Ihr unteres, freies Ende 172 berührt den Abschnitt 94 der Bimetallspirale 16, wie in Fig. 6 erkennbar ist. Ihr oberes Ende kann in die Öffnung 174 in dem Isolationsblättchen 128 eingreifen, wie in Fig. 7 zu sehen ist. Alle in Fig. 7 dargestellten Einzelteile werden vorzugsweise zuerst zusammengebaut. Die entstandene Baugruppe wird auf dem Bolzen 54 und dem Teil 56 der Halteplatte 50 angebracht. Hierdurch kommt eine Baugruppe zustande, die alle benötigten elektrischen Schaltkomponenten enthält.During assembly, the bimetallic spiral 16 and the bearing bush 84 are attached to the journal 18 . Then the pin is brought into the correct position on the intermediate piece 74 of the bearing. The coil spring 170 is placed on the upper end of the pin 18 . Its lower, free end 172 touches the section 94 of the bimetallic spiral 16, as can be seen in FIG. 6 . Its upper end can engage in the opening 174 in the insulating sheet 128 , as can be seen in FIG. 7. All of the items shown in Fig. 7 are preferably assembled first. The resulting assembly is attached to the bolt 54 and part 56 of the retaining plate 50. This creates an assembly that contains all the required electrical switching components.

Ein Gehäuse 180 für eine Skalenscheibe, das in den Fig. 5, 6, 11 und 12 dargestellt ist, ist im allgemeinen zylindrisch ausgebildet und enthält eine große Vertiefung in der Mitte auf seiner Außenseite, um eine runde Skalenscheibe 182 aufnehmen zu können. Eine Lagerbüchse 184 ist als ein Teil des Gehäuses 180 vorgesehen und trägt ein Bimetallthermometer 186, das einer Markenreihe auf der einen Seite der Skalenscheibe 182 gegenübersteht und die Umgebungstemperatur im Bereich des Thermostaten anzeigt. Die Schraube 68 steckt locker in der Lagerbüchse 184 und trägt auf ihrem unteren Ende einen Zwischenring 190, den Steuerhebel 92, einen Federring 192 und eine Mutter 194. Die Mutter 194 ist auf das Ende der Schraube 68 aufgeschraubt und mit einem zylindrischen Teil 196 versehen, der durch den Zwischenring 190 ' den Federring 192 und den Steuerhebel 92 hindurchläuft, wodurch sich der Steuerhebel 92 um die Achse der Schraube 68 drehen kann. Eine Scheibe 195 ist auf dem äußeren Ende der Lagerbüchse 184 befestigt und bedeckt infolgedessen die Bimetallspirale 186. A dial housing 180 , shown in FIGS. 5, 6, 11 and 12, is generally cylindrical in shape and includes a large central recess on its outside for receiving a circular dial 182 can. A bearing bush 184 is provided as part of the housing 180 and carries a bimetal thermometer 186 which faces a row of marks on one side of the dial 182 and indicates the ambient temperature in the area of the thermostat. The screw 68 is loosely in the bearing bush 184 and carries on its lower end an intermediate ring 190, the control lever 92, a spring washer 192 and a nut 194. The nut 194 is screwed onto the end of the screw 68 and provided with a cylindrical part 196 , which runs through the intermediate ring 190 ', the spring ring 192 and the control lever 92 , whereby the control lever 92 can rotate about the axis of the screw 68. A disk 195 is mounted on the outer end of the bearing bush 184 and as a result covers the bimetallic spiral 186.

Am Steuerhebel 92 ist ein Haltearm 198 befestigt, der einen Zeiger 200 trägt und zu einer zweiten Markenreihe auf der Seite der Skalenplatte 182 gehört, die der von dem Zeiger 188 des Thermometers verwendeten gegenüberliegt. Der Haltearm 198 reicht durch eine bogenförmige Öffnung 202 ins Gehäuse 180 hinein, die durch gestrichelte Linien in Fig. 12 angegeben ist. Der äußere Umfang der Führungsscheibe 90, die aus einem Stück mit dem Steuerhebel 92 hergestellt ist, ist auch durch gestrichelte Linien in Fig. 12 dargestellt. Die in den Fig. 11 und 12 gezeigten Bauteile werden auf der Halteplatte 50 in die richtige Lage gebracht und mit einer Mutter 204 festgezogen, die in Fig. 6 zu sehen ist.Attached to the control lever 92 is a support arm 198 which carries a pointer 200 and belongs to a second row of marks on the side of the dial plate 182 opposite that used by the pointer 188 of the thermometer. The holding arm 198 extends into the housing 180 through an arcuate opening 202, which is indicated by dashed lines in FIG. 12. The outer periphery of the guide disk 90, which is made in one piece with the control lever 92 , is also shown by dashed lines in FIG. The components in FIGS. 11 and 12 are placed on the holding plate 50 in the correct position and tightened with a nut 204 which is 6 shown in Fig..

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Temperature controller with a bimetal sensor which, as a switching element, is in the circuit of the actuator containing an adjustable auxiliary heating resistor, possibly with an additional Heizwicklun- attached to the bimetal itself for thermal feedback, in series C to the switching contacts, characterized in that the bimetal sensor (14) is connected in parallel to the auxiliary heating resistor (R) and this is provided with a tap (32) by means of which the proportion of the total heat development in the resistor (RB) of the bimetal sensor on the one hand and in the auxiliary heating resistor (R) on the other hand can be adjusted, and that the heat transfer coefficients of the auxiliary heating resistor (R) and the resistor (RB) of the sensor (14) are chosen such that their ratio less than is and the ratio of does not fall below the value of 0.414.

2. Regulator according to claim 1, characterized in that the auxiliary heating resistor (R) has an elongated section (R3) which connects to the branch point (38) of the parallel circuit, so that outside of the current branch further amounts of heat as auxiliary heating for the bimetal sensor (14 ) are developable. Documents considered: German Patent No. 819 706; . German Patent Application 15809 B VIIId / 21 h (published 12, 31 1952), USA. Patent Nos 2,092,327, 2,687,610; E n g e 1 - 0 1 d en b ur g, "Indirect controllers and control systems", Berlin (VDI), 1944, p. 143, image HI / 34; W. Oppelt, "Small Handbook of Technical Regulations", Weinheim (Verlag Chemie), 1954, p. 191, Fig. 27, 1.