DE1180544B

DE1180544B - Bimetallic expansion body

Info

Publication number: DE1180544B
Application number: DEG36189A
Authority: DE
Inventors: Josef Lingnau
Original assignee: Gustav F Gerdts KG
Current assignee: Gustav F Gerdts KG
Priority date: 1962-10-20
Filing date: 1962-10-20
Publication date: 1964-10-29

Description

Bimetallausdehnungskörper Die Erfindung betrifft einen Bimetallausdehnungskörper, insbesondere zur temperaturabhängigen Steuerung von Kondenswasserableitern, mit einer aus mindestens zwei aufeinanderliegenden, sich gegenläufig auswölbenden, im kalten Zustand ebenen, vorzugsweise eckigen Bimetallelementen bestehenden Bi-Säule, deren Gesamthub bei Wärmeeinwirkung sich aus den Einzelhüben der Bimetallelemente summiert.Bimetal expansion body The invention relates to a bimetallic expansion body, especially for temperature-dependent control of condensate drains, with one of at least two superposed, oppositely bulging, im cold state flat, preferably angular bimetallic elements consisting of bi-pillar, their total stroke when exposed to heat is derived from the individual strokes of the bimetal elements summed up.

Aus verschiedenen Bereichen der Technik sind bereits aus Bimetallscheiben gebildete Ausdehnungskörper bekanntgeworden, bei welchen sich die Bimetallscheiben bei Wärmeeinwirkung an ihren äußeren Randkanten gegeneinander abstützen. Ihnen haftet der Nachteil an, daß, da die einzelnen Scheibenkörper nur eine sehr begrenzte Hubhöhe haben, eine Vielzahl von Scheiben erforderlich ist, um den verlangten Gesamthub zu erhalten. Es sind aber auch, um einen größeren Hub zu erweichen, Bimetallausdehnungskörper bekanntgeworden, bei denen jeweils zwei Bimetallstreifen an den Randkanten einseitig miteinander verbunden sind, so daß die verbundenen Streifen zwei freie Schenkel bilden, die sich bei Temperaturerhöhungen auseinanderspreizen.From different areas of technology are already made of bimetal disks formed expansion body became known, in which the bimetal disks support each other at their outer edges when exposed to heat. You are liable the disadvantage that, since the individual disc bodies only have a very limited lifting height have a large number of washers is required to achieve the required total stroke to obtain. But there are also bimetallic expansion bodies in order to soften a larger stroke became known, in each of which two bimetal strips on the edge edges on one side are connected together so that the connected strips have two free legs that spread apart when the temperature rises.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, Ausdehnungskörper der zuletzt genannten Art nunmehr dahingehend zu verbessern, daß mit einer geringeren Anzahl von Einzelelementen nicht nur eine Hubvergrößerung, sondern auch noch zusätzlich eine bessere Anpassung an eine vorgegebene Charakteristik, beispielsweise an den Verlauf der Sattdampfkurve, erreicht wird.The invention has the task of expanding the body last-mentioned type now to improve that with a lower Number of individual elements not only increases the stroke, but also an additional one better adaptation to a given characteristic, for example to the Course of the saturated steam curve is reached.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird darin gesehen, daß jedes Bimetallelement der Säule an mindestens zwei sich gegenüberliegenden Seiten mit durch gleichsinnige Umlappung um 180° gebildeten Schenkeln versehen ist, die einander zugekehrt sind und im kalten Zustand flach auf dem ursprünglichen Bimetallelement, der Grundplattenebene, aufliegen.The solution to the problem is seen in the fact that each bimetal element of the column on at least two opposite sides with the same direction Lap is provided by 180 ° formed legs that face each other and in the cold state flat on the original bimetal element, the base plate plane, rest.

Die erfindungsgemäß gestalteten Bimetallelemente der Ausdehnungskörper bilden im kalten Zustand einen ebenen oder annähernd ebenen Thermostatblock, der eine leichte Justierung der Grundeinstellung, beispielsweise bei einem Kondensatorableiter, ermöglicht. Bei Temperaturerhöhungen bewirken die freien Schenkel mit ihrer Spreizung in Verbindung mit der Eigenauswölbung des Grundplattenteiles erheblich vergrößerte Einzelhübe, die sich in bekannter Weise zu dem Gesamthub der Säule addieren. Außerdem ergibt sich durch diese zweifache Ausdehnungsfunktion eine gute progressive Federcharakteristik, die eine besonders vorteilhafte Anpassung an die Sattdampflinie erlaubt. Die freien Schenkel mit ihrer geringeren Schließkraft erlauben eine gute Angleichung im unteren Bereich der parabolisch verlaufenden Sattdampf7inie, während der andere Grundplattenteil mit seiner größeren Schließkraft dagegen im oberen Bereich wirkt.In the cold state, the bimetal elements of the expansion bodies designed according to the invention form a flat or approximately flat thermostat block, which enables easy adjustment of the basic setting, for example in the case of a capacitor arrester. In the event of temperature increases, the free legs with their spreading in conjunction with the intrinsic bulging of the base plate part cause considerably larger individual strokes, which add up in a known manner to the total stroke of the column. In addition, this double expansion function results in a good progressive spring characteristic, which allows a particularly advantageous adaptation to the saturated steam line. The free legs with their lower closing force allow a good adjustment in the lower area of the parabolic saturated steam line, while the other part of the base plate with its higher closing force acts in the upper area.

Zur weiteren Hubvergrößerung ist noch die Möglichkeit gegeben, die Elemente im Biegebereich ihrer Umlappungen mit Einschnitten zu versehen, welche die Plattenbreite in diesem Bereich verringern und dadurch eine zusätzliche Durchbiegung der freien Schenkelecken bis zum möglichen Hubmaximum erlauben. Eine weiter verfeinerte Abstimmung auf die Sattdampfkurve kann nach einer anderen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung noch dadurch erreicht werden, daß die Schenkel eines jeden Bi-Elementes gleich lang sind, zwischen den Schenkeln verschiedener Elemente jedoch Längenunterschiede bestehen.To further increase the stroke, there is still the option to use the To provide elements in the bending area of their laps with incisions, which reduce the width of the panel in this area and thereby create additional deflection allow free leg corners up to the maximum possible stroke. A further refined one Adjustment to the saturated steam curve can be done according to another advantageous training the invention can still be achieved in that the legs of each Bi-element are of the same length, but differ in length between the legs of different elements exist.

Für die Umlappung der Schenkel ist zweckmäßig ein Radius zu wählen, der den Faserverlauf innerhalb der Lamellen nicht beeinträchtigt, so daß trotz guter Spreizwirkung der Schenkel die innere Reibung gering bleibt, so daß die Materialermüdungs- und Bruchgefahr herabgesetzt werden. Die durch die Umlappungsradien gebildeten Bogen der Elemente sind zweckmäßig zu der den Schenkeln abgekehrten Seite der Grundplatte geneigt.It is advisable to choose a radius for the overlapping of the legs, which does not affect the fiber flow within the lamellas, so that despite good Expansion effect of the legs, the internal friction remains low, so that the material fatigue and the risk of breakage are reduced. The arcs formed by the lap radii of the elements are expediently on the side of the base plate facing away from the legs inclined.

Es ist zweckmäßig, die Bi-Elemente mit ihren Schenkeln aus einem Stück herzustellen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Schenkel an die Grundplatte anzuschweißen. Hierbei kann es vorteilhaft sein, die Grundplatte aus einem stärkeren Bimetall als die Schenkel herzustellen, so daß bei einsetzender Temperaturzunahme eine voreilende Auswölbung der Schenkel eintritt. Bei weiterem Temperaturzuwachs wölbt sich dann. die stärkere Grundplatte aus, so daß die Schenkel auf dieser zur Anlage kommen und die entstehenden höheren Kräfte von der Grundplatte aufgenommen werden, womit eine überlastung der Schenkel vermieden wird. Die gleiche Wirkung kann selbstverständlich auch bei einem Bi-Element mit Grundplatte und Schenkeln. gleicher Materialstärke erreicht werden. An der den Schenkeln abgekehrten Seite der Grundplatte kann zur Unterstützung dieser Wirkung noch eine zusätzliche Bimetallplatte angeordnet sein.It is useful to have the Bi-elements with their legs from one piece to manufacture. But there is also the option of attaching the legs to the base plate to be welded on. Here it can be advantageous to make the base plate from a stronger one Manufacture bimetal as the legs, so that when the temperature increases a leading bulge of the legs occurs. With a further increase in temperature then bulges. the thicker base plate so that the legs on this to System come and the resulting higher forces are absorbed by the base plate so that overloading the thighs is avoided. Same effect can of course also be used with a bi-element with a base plate and legs. same Material thickness can be achieved. On the one facing away from the thighs An additional side of the base plate can support this effect Be arranged bimetal plate.

Weiterhin wird vorgeschlagen, jeweils zwei Bi-Elemente zu ihrer Auflageebene spiegelbildlich oder um 90° seitenverdreht übereinanderzuschichten. Wichtig ist in jedem Falle eine möglichst reibungsfreie Abstützung der einzelnen Elemente aneinander. Die Führung der aufeinanderliegenden Bi-Elemente kann beispielsweise sowohl an ihrem Umfang als auch innerhalb der Elemente durch axial zum Betätigungsorgan angeordnete Stifte, Bolzen od. dgl. erfolgen.It is also proposed that two bi-elements be added to their support plane to be stacked mirror-inverted or rotated by 90 °. Important is in any case, the most friction-free possible support of the individual elements on one another. The leadership of the superimposed Bi-elements can, for example, both on their Circumference as well as within the elements by axially arranged to the actuator Pins, bolts or the like. Take place.

Zur Herabsetzung der Empfindlichkeit der Bi-Säule gegen Schmutz und Feststoffe und deren Ablagerungen zwischen der Grundplatte und den Schenkeln der Elemente können die Grundplatte und/oder die Schenkel mit einen Abstand zwischen der Grundplatte und den Schenkeln bewirkenden Eindrückungen, Sicken od. dgl. versehen sein.To reduce the sensitivity of the bi-column to dirt and Solids and their deposits between the base plate and the legs of the Elements can be the base plate and / or the legs with a distance between the base plate and the legs causing indentations, beads or the like. Provided be.

Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Es zeigt F i g. 1 ein einzelnes Bimetallelement des Bimetallausdehnungskörpers in Draufsicht, F i g. 2 einen Schnitt durch einen Kondenswasserableiter ohne Gehäuse mit schematisch dargestellter Bi-Säule, F i g. 3 einen Schnitt durch eine Bi-Säule im Anfangsstadium der Erwärmung, F i g. 4 die Bi-Säule nach F i g. 3 bei weiterer Erwärmung, F i g. 5 zwei um 90° seitenverdreht aufeinanderliegende Bi-Elemente in perspektivischer Ansicht, F i g. 6 eine weitere Ausführungsart eines Bimetallelementes des Erfindungsgegenstandes in Draufsicht, F i g. 7 das Bi-Element nach F i g. 6 im Schnitt bei erhöhter Temperatur.The drawing illustrates some exemplary embodiments of the subject matter of the invention. It shows F i g. 1 a single bimetal element of the bimetal expansion body in Top view, FIG. 2 shows a section through a condensation drain without a housing with the bi-column shown schematically, FIG. 3 shows a section through a bi-column in the initial stage of warming, F i g. 4 the bi-column according to FIG. 3 for further Warming, F i g. 5 two Bi-elements lying on top of each other, laterally rotated by 90 ° in perspective view, F i g. 6 shows another embodiment of a bimetal element of the subject matter of the invention in plan view, FIG. 7 the Bi element according to FIG. 6th on average at elevated temperature.

Der Bimetallausdehnungskörper besteht aus einzelnen, lose übereinandergeschichteten Bi-Elementen 1, die aus einer Grundplatte 1 a bestehen, welche nach der Erfindung mit zwei um 180° umgelappten und einanderzugekehrten Schenkeln 1 b versehen ist, welche im kalten Zustand auf der ebenen Grundplatte la flach aufliegen. Zwischen den freien Sehenkelrandkanten ist zweckmäßig eine Bohrung 2 in der Grundplatte 1 a für den Durchgang eines Betätigungsorgans, z. B. eines Ventilschaftes 3, vorgesehen. Vorteilhaft weist, wie aus F i g. 1 ersichtlich, das beispielsweise quadratische Bi-Element 1 im Biegebereich seiner Umlappungen 4 Einschnitte 5 auf, so daß ein verkürzter Verbindungssteg zwischen der Grundplatte 1 a und den Schenkeln 16 verbleibt, der bei Erwärmung eine zusätzliche Durchbiegung der freien Schenkelecken 6 und damit eine weitere Vergrößerung des Hubes ermöglicht.The bimetallic expansion body consists of individual, loosely stacked one on top of the other Bi-elements 1, which consist of a base plate 1 a, which according to the invention is provided with two legs 1 b which are folded over by 180 ° and facing each other, which lie flat on the flat base plate la in the cold state. Between A hole 2 in the base plate 1 is expediently the free leg edge a for the passage of an actuator, e.g. B. a valve stem 3 is provided. Advantageously, as shown in FIG. 1 can be seen, for example, the square Bi-element 1 in the bending area of its laps 4 incisions 5, so that a shortened connecting web between the base plate 1 a and the legs 16 remains, which when heated an additional deflection of the free leg corners 6 and thus allows a further increase in the stroke.

Wie in F i g. 3 gezeigt, ist die Bi-Säule zweckmäßig aus spiegelbildlich bzw. um 90° seitenverdreht aufeinanderliegenden Bi-Elementen 1 aufgebaut. Im ersten Stadium der Erwärmung sind die Schenkel 1 b abgespreizt und durchgebogen, während die Grundplatte 1 a nur leicht durchgewölbt ist, so daß die geringere Schließkraft der abgespreizten Schenkel im unteren Bereich der Sattdampflinie allein wirkt. Erst bei weiterem Temperaturanstieg wölbt sich die Grundplatte l a, wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, weiter durch und verstärkt so stufenlos die Schließkraft der Schenkel 1 b für den oberen Bereich der Sattdampfkurve. In F i g. 5 sind zwei um 90' seitenverdreht aufeinanderliegende Bi-Elemente in perspektivischer Ansicht dargestellt, welche durch entsprechende Umlappungsradien Elementenbogen 7 bilden, die, um ein mehrfaches übereinanderschichten der Einzelelemente zu ermöglichen, zweckmäßig nach einer Seite der Grundplatte la geneigt sind.As in Fig. As shown in FIG. 3, the bi-pillar is expediently constructed from bi-elements 1 lying on top of one another in a mirror image or laterally rotated by 90 °. In the first stage of heating, the legs 1 b are splayed and bent, while the base plate 1 a is only slightly arched, so that the lower closing force of the splayed legs in the lower region of the saturated steam line alone acts. Only with further temperature increase, the base plate l a bulge, as g of F i. 4 can be seen, continues through and so steplessly increases the closing force of the legs 1b for the upper region of the saturated steam curve. In Fig. 5, two bi-elements lying on top of one another, laterally rotated by 90 ', are shown in a perspective view, which form element arcs 7 through corresponding lap radii, which are expediently inclined to one side of the base plate la in order to allow the individual elements to be stacked several times.

Die F i g. 6 und 7 zeigen als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Bi-Element des Bimetallausdehnungskörpers, welches aus einer Grundplatte 1 a mit kreuzförmig sich gegenüberliegenden Schenkeln 1 b besteht.The F i g. 6 and 7 show a further exemplary embodiment of the invention a Bi element of the bimetallic expansion body, which consists of a base plate 1 a with cross-shaped opposing legs 1 b.

Claims

Claims: 1. Bimetal expansion body, in particular for the temperature-dependent control of condensate drains, with a bi-column consisting of at least two superposed, oppositely bulging, flat, preferably angular bimetallic elements when cold, the total stroke of which is added from the individual strokes of the pear-shaped elements during thermal expansion characterized in that each bimetal element (1) of the column is provided on at least two opposite sides with legs (1 b) formed by overlapping in the same direction by 180 °, which face each other and, in the cold state, on the original bimetal element, the base plate plane (la) , lie flat. z. Bimetal expansion body according to claim 1, characterized in that the legs (1b) of the bimetal element are of equal length. 3. Bimetallic expansion body according to claim 1, characterized in that the legs of the same length (1 b) of a Bi-element compared to the legs of the same length (1 b) of the other Bi-element have different lengths. 4. Bimetallic expansion body according to spoke 1 and one or more of the preceding claims, characterized in that in each case two Bi-elements (1) lie one above the other in mirror image to the common support plane. 5. bimetallic expansion body according to claim 1 and one or more of the preceding claims, characterized in that two bi-elements (1) are laterally rotated by 90 ° one above the other. 6. Bimetallic expansion body according to claim 1 and one or more of the preceding claims, characterized in that the arc (7) of the bimetallic elements formed by the Urnlappungsradien to the legs (1 b) facing away from the base plate (1 a) are inclined. 7. Bimetallic expansion body according to claim 1 and one or more of the preceding claims, characterized in that the legs (1 b) of the elements have a smaller material thickness than the base plate (1 a). B. bimetallic expansion body according to claim 1 and one or more of the preceding claims, characterized in that the legs (1 b) are welded to the base plate (1 a). 9. bimetal expansion body according to claim 1 and one or more of the preceding claims, characterized in that the bimetal elements (1) on the side facing away from the legs (1 b) is assigned a further bimetal plate. 10. Bimetallic expansion body according to claim 1 and one or more of the preceding claims, characterized in that the width of the element (1) in the bending area of the laps (4) is reduced by incisions (5). Considered publications: German Auslegeschriften No. 1132 400, 1136134; German utility model number 1747 237.