DE1232380B

DE1232380B - Thermobimetall-Anordnung

Info

Publication number: DE1232380B
Application number: DE1960V0018044
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Dieter Gras
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1960-02-13
Filing date: 1960-02-13
Publication date: 1967-01-12

Description

Thermobimetall-Anordnung Thermobimetalle haben in der Technik eine weitgehende Verbreitung gefunden. Insbesondere werden Thermobimetalle zum Ein- und Ausschalten elektrischer Kontakte benutzt. Bei diesen spielt die Größe der vom Thermobimetall ausgeübten mechanischen Kraft keine oder keine wesentliche Rolle.
Grundsätzlich anders liegen die Verhältnisse jedoch dort, wo irgendwelche Regeiglieder mechanisch bewegt werden müssen. Hierbei kann die Anwendung von Thermobimetallen überall dort Schwierigkeiten verursachen, wo die zu betätigenden Arbeitsorgane eine andere Abhängigkeit des Weges oder der Kraft von der Temperatur erfordern, als sie das Thermobimetall selbst besitzt.
Solch ein Fall liegt z. B. vor, wenn das Arbeitsorgan eines Regelgliedes durch ein Thermobimetall bei Temperaturerhöhung bis zu einer vorgegebenen Endlage bewegt werden soll, aber bei weiter steigender Temperatur die Kraftwirkung auf das Arbeitsorgan nicht zunehmen darf.
Es sind bereits Thermobimetall-Anordnungen bekanntgeworden, bei denen zwischen dem einen Ende des Bimetalles und dem Bimetallträger eine Feder eingeschaltet ist; die bei steigender Kraftwirkung des Bimetalls nachgibt, so daß dadurch eine zu hohe mechanische Beanspruchung des Bimetalls verhindert wird.
Wenngleich durch diese bekannte Anordnung bei einem zu starken Ansteigen der Temperatur die Kraftwirkung auf das Arbeitsorgan geringer ist als ohne vorgeschaltete Feder, so nimmt die Kraftwirkung mit wachsender Temperatur doch ständig zu, was in vielen Fällen zu einer unerwünschten Beeinträchtigung der Wirkungsweise der vom Bimetall betätigten Arbeitsorgane führt und damit als ein Nachteil empfunden wird.
Durch die Erfindung wird eine Thermobimetall-Anordnung für Steuer- und Regelgeräte mit mechanisch zu bewegenden Arbeitsorganen wie Klappen, Ventilen, Schiebern od. dgl. geschaffen, durch die die vorerwähnten Schwierigkeiten überwunden werden und den Thermobimetallen ein weiterer Anwendungsbereich erschlossen wird.
Gemäß der Erfindung wird eine Thermobimetall-Anordnung zur unmittelbaren Steuerung von mechanischen Stellgliedern vorgeschlagen, bei der eine Bimetallfeder und eine nachgiebige Feder hintereinandergeschaltet sind und das eine Ende der nachgiebigen Feder mit dem Träger der Bimetall-Anordnung verbunden ist, mit dem Merkmal, daß eine nachgiebige Feder zwischen dem Stellglied und der Bimetallfeder und ein die Bewegung der Bimetallfeder begrenzender Anschlag vorgesehen sind.
Für den vorliegenden Zweck können sowohl das Thermobimetall als auch die nachgiebigen Federn, insbesondere als Schrauben- oder Spiralfedern ausgebildet werden.
Als Beispiel der Erfindung sei eine Anordnung genannt, bei der eine durch ein Thermobimetall betätigte Ventilklappe in ihrer geschlossenen Stellung mit vorgegebener elastischer Kraft gehalten werden soll. Dabei soll die auf die geschlossene Ventilklappe ausgeübte mechanische Kraft bei weiterer Temperaturerhöhung nicht zunehmen.
Diese Forderung kann durch die erfindungsgemäße Anordnung, einer Kombination eines Thermobimetalls mit nachgiebigen Federn und einer mechanischen Sperrvorrichtung, erfüllt werden.
Zu diesem Zweck wird beispielsweise eine als Spirale ausgebildete Thermobimetallfeder verwendet, deren beide Enden mit den Enden nachgiebiger Federn verbunden sind. Das freie Ende der einen nachgiebigen Feder ist am Gehäuse der Thermobimetall-Anordnung befestigt, wogegen das freie Ende der zweiten nachgiebigen Feder mit dem Stellglied, etwa einer Ventilklappe, verbunden ist. An der Verbindungsstelle der zweiten nachgiebigen Feder und der Thermobimetallfeder ist das Ende der Thermobimetallfeder abgewinkelt oder in anderer Weise mit einem geeigneten Anschlag versehen. Eine am Gehäuse der Thermobimetall-Anordnung vorgesehene Sperre, etwa ein Anschlag, eine Sperrnase oder ein Sperrstift wird derart angebracht, daß sich beim Schließen der Ventilklappe das abgewinkelte Ende der Thermobimetallfeder oder ein mit dieser verbundener Anschlag gegen die genannte Sperre legt.
Auf diese Weise wirkt auf die Ventilklappe, nachdem sich durch Temperaturzunahme das abgewinkelte Ende der Thermobimetallfeder gegen die Sperre gelegt hat, nur die mechanische Spannung der nachliebigen Feder. Auch eine weitere Erhöhung der Temperatur ändert nichts an diesem Zustand, weil die mechanische Sperre verhindert, daß die nachgiebige Feder noch mehr gespannt wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Thermobimetall-Anordnung sowie eine graphische Darstellung angegeben.
A b b. 1 zeigt die Thermobimetall-Anordnung mit mechanischer Sperrvorrichtung, bei der eine Ventilklappe durch eine Thermobimetallfeder über eine vorgeschaltete nachgiebige Spiralfeder betätigt wird; A b b. 2 zeigt schematisch den Verlauf der auf die Ventilklappe gemäß der Anordnung A b b. 1 in Abhängigkeit von der Temperatur ausgeübten Kraft.
Die in A b b. 1 angegebenen Bezugszeichen bedeuten im einzelnen: 1 = Ventilklappe 2 = Anschlag für Ventilklappe 3 = Thermobimetallfeder 4 4' = Nachgiebige Spiralfedern 5 = Abgewinkeltes Ende der Thermobimtallfeder 6 = Sperrstift Bei der in A b b. 1 gezeigten Thermobimetall-Anordnung mit Sperrglied nimmt die auf die Ventilklappe ausgeübte Kraft nach erreichter Temperatur T1 nicht mehr zu, da bei dieser Temperatur das in Ab b. 1 mit 5 bezeichnete abgewinkelte Ende der Thermobimetallfeder 3 sich gegen den Sperrstift 6 legt und von der Temperatur T1 ab nur die mechanische Spannung der einfachen Feder 4 auf die Ventilklappe 1 wirkt. Der Verlauf der auf die Ventilklappe mit steigender Temperatur ausgeübten Kraft zeigt die graphische Darstellung in A b b. 2.
Neben der Ausbiegung und der Steifigkeit des Thermobirnetalls bestimmen auch die Federsteifigkeit der Spiralfeder und die Lage des Sperrgliedes das Betriebsverhalten der Thermobimetall-Anordnung. Hierdurch ist eine bessere Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen möglich als durch die Anwendung eines Thermobimetalls allein.

Claims

Patentanspruch: Thermobimetall-Anordnung zur unmittelbaren Steuerung von mechanischen Stellgliedern, bei der eine Bimetallfeder und eine nachgiebige Feder hintereinandergeschaltet sind und das eine Ende der nachgiebigen Feder mit dem Träger der Bimetall-Anordnung verbunden ist, d a -durch gekennzeichnet, daß eine nachgiebige Feder zwischen dem Stellglied und der Bimetallfeder und ein die Bewegung der Bimetallfeder begrenzender Anschlag vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 434 994, 409 738; schweizerische Patentschrift Nr. 215 164; Feinwerktechnik, 1953, S. 182 bis 187.