DE1473276A1 - Waermefuehler - Google Patents

Description

9 4H 73 ZU.

King-Seeley iEhermos Co., Ann Arbor, Michigan, V.St·A. Wärmefühler

Die Erfindung betrifft einen Wärmefühler, der in enger WärmeÜbertragungsbeziehung mit einem Körper stent, welchem Wärme aus einem im Haushalt verwendeten Gerät, beispielsweise einem flächenerhitzer, zugeleitet wird, und betrifft auch ein verbessertes Verfahren zur Herstellung solcher Wärmefühler.

Mit der Erfindung soll ein verbesserter Wärmefühler geschaffen werden, dessen Einzelteile bestehen aus einem Unterteil, das in seiner Stellung befestigt werden kann, aus einem beweglichen fühlerteil, das unmittelbar in Berührung mit einem Gerät oder einer Vorrichtung liegt, die Wärm· aus dem zugehörenden Pläcnenerhitzer aufnimmt und

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das von diesem Gerät nach unten gedruckt wird, und aus einem elastischen wellenförmigen Stromleiter, der eine Federkraft ausübt, die eine Relativbewegung zwischen dem beweglichen Teil und dem ortsfesten Unterteil bewirkt·

ferner soll mit der Erfindung ein verbesserter Wärmefühler geschaffen werden, der einen elastischen Leiter hat,

der zwischen einem beweglichen fühlerteil und einem ortsfesten Unterteil elastisch eingeschaltet ist und frei von Härtungsproblemen ist; in welchem der elastische Leiter aus Wellenfedern besteht, die frei von Härtung sind und federbelastete Endabschnitte, die den beweglichen Teil des Wärmefühlers umfassen, und andere Endabschnitte haben, die mit dem Unterteil verbunden sind. Ferner soll eine Zerstörung des auf dem Leiter des Wärmefühlers befindlichen elektrischen Isoliermaterials dadurch verhütet werden, daß die Anordnung so getroffen wird, daß keine Isolierung der Leiter notwendig ist. Ferner soll ein Kurzschluß des Wärmefühlers mit nichtisoliertem Draht dadurch ausgeschlossen werden, daß keine physikalische Berührung zwischen den nichtisolierten Leitern und anderen Abschnitten des Wärmefühlers besteht. Zur Verhütung derartiger Berührung werden federnde wellenförmige Stromleiter eingebaut, die eine ziemlich große Breite haben und im Querschnitt rechteckig sind, um auf diese Weise die seitliche Ablenkung der Stromleiter zu verringern, wenn eine Bewegung des beweglichen

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Fühlerteils in bezug auf den ortsfesten Fühlerteil erfolgt.

Bei der neuen Ausführung sind die Wellenfedern die einzigen Mittel, die den beweglichen Fühlerteil von dem ortsfesten Unterteil wegdrücken. Der obere Abschnitt des neuen Wärmefühlers ist mit einer glattflächigen Schutzkappe versehen, die leicht sauber gehalten werden kann und die das Eindringen von Fremdstoffen u. dgl. in das Innere des Wärmefühlers verhindert, denn diese Fremdstoffe können leicht die freie Relativbewegung zwischen dem beweglichen Fühlerteil und dem Unterteil verhindern. Damit das Verklemmen der Schutzkappe auf dem Unterteil verhindert wird, hat die Schutzkappe einen ringförmigen Flansch, der den Außenumfang des Unterteilflansches umgibt, dessen Höhe in bezug auf den Durchmesser des Unterteils niedrig ist, so daß die Kappe frei auf dem Unterteilflansch schwingen kann, wenn durch Seitendrucke ein Verschwingen der Kappe in bezug auf den Unterteil oder die Grundplatte erfolgt. Ferner hat die Fühlvorrichtung ein Schutzrohr für die die Feder durchsetzenden Stromleiter.

Die Herstellung des Wärmefühlers, der einen Kontaktkörper und eine Schutzkappe hat, soll dadurch verbessert werden, daß ein Draht mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten in Bifilarart in bezug auf den Kontaktkörper gewickelt wird. Die Herstellung wird ferner dadurch verbessert, daß die Verbindung des Kontaktkörpers mit der Schutzkappe durch

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Verformen des Kontaktkörpers in bezug auf die Schutzkappe oder durch Verformen der Schutzkappe in bezug auf den Kontaktkörper erfolgt.

Der erfindungsgemäße Wärmefühler aus einem unteren Teil, aus einem eine Öffnung aufweisenden oberen Teil und aus einer Einrichtung, die eine Relativbewegung zwischen dem unteren Teil und dem oberen Teil ermöglicht, kennzeichnet sich durch einen innerhalb dieser öffnung vorhandenen Kontaktkörper, der in Wärmeübertragungsstellung mit einem erwärmten Gegenstand liegt und der eine Kontaktscheibe, die an ihrer Außenkante mit dem oberen Teil verbunden ist, und eine Haltescheibe hat, die von der Kontaktscheibe einen Abstand aufweist, und daß zwischen der Kontaktscheibe und der Haltescheibe ein Draht mit einem hohen Temperaturwiderstandskoeffizienten eingebettet ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen beschrieben*

In den Zeichnungen ist

Pig. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Wärmefühler;

Fig. 2 ein vergrößerter senkrechter Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, gesehen in Richtung der Pfeile;

Fig. 3 ein senkrechter Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2, gesehen in Richtung der pfeile;

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Pig. 4 ein senkrechter Schnitt durch eine abgeänderte Ausführung des Wärmefühlers;

Pig. 5 ein senkrechter Schnitt durch noch eine weitere Ausführung des Wärmefühlers;

Pig. 6 ist eine Teilansicht der in den Fig. 1-3 gezeigten Ausführungsform während der Schlußmontage;

Pig. 7 eine auseinandergezogene dargestellte Abänderung, die beim Zusammensetzen von Vorteil ist;

Pig. 8 eine Ansicht der in Pig. 7 dargestellten Abänderung nach dem Zusammenbau;

Pig. 9 eine schematische Ansicht, die das Wickeln der Bifilarwindung zeigt;

Pig. 10 ein vergrößerter senkrechter Teilschnitt nach Linie 10-10 der Pig. 1, gesehen in Richtung der Pfeile;

Pig. 11 ein senkrechter Schnitt durch eine weitere Abänderung des Wärmefühlers;

Pig. 12 ein waagerechter Schnitt nach Linie 12-12 der Pig. 11;

Pig. 13 ein vergrößerter Schnitt nach Linie 13-13 der Pig. 11}

Pig. 14 eine schaubildliche Ansicht eines rohrförmigen StUSeIs, der bein Zusammensetzen der in Pig. 11 dargestellten Ausführung verwendet wird;

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Fig. 15 ein vergrößerter senkrechter Schnitt durch eine Haltescheibe, die an ihrem Außenumfang nach oben gewölbt ist;

Fig. 16 eine Draufsicht auf einen Haltescheibenzuschnitt, der so verformt ist, daß die in Fig. 15 dargestellte Wölbungswirkung kompensiert wird;

Fig. 17 ein senkrechter Schnitt nach Linie 17-17 der Fig. 16, und

Fig. 18 ist ein senkrechter Schnitt der Haltescheibe der Fig. 16 und 17 nach der Fertigstellung.

Der Wärmefühler 10 (Fig. 1 bis 3) wird konzentrisch in bezug auf eine Flächenheiζvorrichtung (nicht dargestellt), beispielsweise einen Gasbrenner oder eine elektrische Heizvorrichtung, angeordnet, die die Wärme auf ein Gerät, beispielsweise auf einen Kochtopf, überträgt, der auf der Flächenheizvorrichtung aufgesetzt ist. Bei dem dargestellten Beispiel wird der Kochtopf auf einen verbesserten Fühlerabschnitt 12 des Wärmefühlers 10 aufgesetzt. Nähert sich die Unterseite des Kochtopfes einer vorauegewählten Temperatur, dann zeigt der Wärmefühler 10 daa Erreichen dieser Temperatur durch Einschalten einer Lampe oder durch Einschalten eines Summers an. Der Wärmefühler kann aber auch die Wärmeleistung der Flächenheizvorrichtung dadurch regeln,

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daß ein Solenoideidafirentil zu einem Grasbrenner geschaltet oder ein Relais geöffnet oder geschlossen wird, um ein elektrisches Heizelement einzuschalten oder abzuschalten.

Eine ortsfeste Grundplatte 14» die vorzugsweise aus einem keramischen Isoliermaterial, beispielsweise Steatit od. dgl. besteht, trägt ortsfest den Wärmefühler 10 in bezug auf eine Flächenheizvorrichtung.

In der dargestellten Ausführung nach den Fig. 1 bis 3 trägt eine Tragplatte 22, deren lappen 18 und 20 Bohrungen 24 und 26 der Grundplatte 14 durchsetzen, den Wärmefühler 10 konzentrisch in bezug auf eine Flächenheizvorrichtung.

Der Fühlerabsehnitt 12 trägt einen Kontaktkörper 34 aus einem die Wärme gut leitenden Material, z.B. Aluminium, Messing od. dgl., mit einer oberen Scheibe oder Kontaktscheibe 36. Die Scheibe 36 hat eine kegelige Singschulter 38, die aus einem Stück mit der Scheibe 36 besteht. Aus der Scheibe 36 ragt ein Dorn 42, der eine Mittelbohrung 39 einer Haltescheibe 40 durchsetzt, die in einem Axialabstand von der Scheibe 36 durch eine auf dem Dorn 42 vorhandene Schulter 42a gehalten wird. Ein Bifilardraht 44 wird zwischen a_er scheibe 36 und der Haltescheibe 40 in einer von diesen Scheiben begrenzten Ringnut 46 gehalten. Die Enden 48 und 50 des Drahtes 44 erstrecken sich zwischen der Scheibe 36

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und der Haltescheibe 40 an in Umfangsrichtung auf Abstand stehenden Stellen nach außen.

Die obere Fläche der Kontaktscheibe 36 liegt in dichter Wärmeübertragungsberührung mit der Unterfläche eines Kochtopfes od. dgl., der sich in Wär»eübertragungsberührung mit der Flächenheizvorrichtung befindet. Die Fläche der Kontaktscheibe 36 ist in bezug auf ihre Masse und Dicke ziemlich groß, so daß die Scheibe gegenüber Temperaturänderungen des Kochgeschirres sehr empfindlich ist, dagegen verhältnismäßig unempfindlich für Seitenstrahlungen aus der Flächenheizvorrichtung (nicht dargestellt) ist, die vorzugsweise radial auswärts des Kontaktkörpers 34 angeordnet ist.

Die äußere Umfangskante der Scheibe 36 ist mit einem beweglichen Teil oder einer Flanschkappe 30 verbunden, die einen niedrigen Wänieleitkoeffizienten aufweist. In einer Ausführung besteht diese Kappe 30 aus rostfreiem Stahl dünnen Querschnittes, zum Zwecke, die radiale Wärmeübertragung aus der Flächenheizvorrichtung unmittelbar auf den Fühlerabschnitt 12 zu verringern und die Wärmeübertragung der aus der Flächenheizvorrichtung über die Kappe 30 auf den Wärmefühler übertragenen Wärme zu verkleinern. Die Flanschkappe 30 hat eine glatte Oberfläche, die den oberen Abschnitt des Wärmefühlers umschließt, so daß keine Fremd-

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stoffe in das Innere des Wärmefühlers gelangen können, denn diese Fremdstoffe könnten die freie Relativbewegung zwischen dem Fühlerabschnitt 12 und der Grundplatte 14 behindern. Infolge der neuen Ausführung kann der Wärmefühler auch schnell dadurch gereinigt werden, daß die glatte Oberfläche der Kappe 30 abgewischt wird.

Eine zwischen der Kappe 30 und der Grundplatte 14 eingeschaltete Schraubenfeder 72 drückt die Kappe 30 nach oben, so daß der Kontaktkörper 34 ständig am Kochgerät anliegt. Das obere finde der Schraubenfeder 72 liegt an der Innenfläche der Deckenwand der Kappe 30 an, und das untere Ende der Schraubenfeder 72 stützt sich auf dem oberen Plansch 74 der Grundplatte 14 auf. Bin auf der Kappe 30 vorhandener Flansch 28 hat mehrere auf dem Umfang verteilte Nuten 32, die eine entsprechende Zahl auf dem Umfang verteilter Lappen 74 der Grundplatte 14 aufnehmen. Auf diese Weise wird eine Belativdrehung zwischen der Kappe 30 und

der Grundplatte 14 vermieden, und es ist ein begrenzte« Niederdrücken der Kappe 30 und des Kontaktkörpers 34 in bezug auf die Grundplatte 14 möglich.

Um ein Feetklemmen der Kappe 30 auf der Grundplatt· zu verhüten, dae eintreten könnte, wenn seitlieh auf die Kappe 30 wirkende Drucke die Kappe 30 kippen wollen, ist die Länge de« oberen Flansche· 74 in bezug auf den Duroh-

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messer der Grundplatte 14 verhältnismäßig klein. Infolge dieser Ausführung kann die Kappe 30 in bezug auf die Grundplatte 14 ohne Klemmen verkantet werden, da die Innenflächen der Nuten 32 die Lappen 75 des Flansches 74 aufnehmen, so daß die Kappe 30 frei auf der Grundplatte 14 schwingen kann. Bei diesem Schwingen oder Kippen könnte vielleicht die Kappe sonst in einer gedrückten Stellung festgeklemmt werden. Bei heißem Wärmefühler ist es dann sehr schwierig, die Kappe aus diesen festgeklemmten Stellungen zu lösen.

Die Kappe 30 hat mehrere auf ihren Umfang verteilte Lappen 76 (Fig. 1 und 10), die sich an der unteren Kante der Ä-appe befinden und sich nach ihrem Umfalten an die Unterseite des Flansches 74 von Grundplatte 14 anlegen. Die Lappen 76 halten die Kappe 30 auf der Grundplatte 14 gegen die Wirkung der Feder 72 und ermöglichen auch ein Verkanten der Kappe 30 auf der Grundplatte 14 ohne Verklemmen, wenn der Fühlerabschnitt 12 vollständig nach oben geschoben ist.

Der Fühldraht 44 des Fühlerabschnittes 12 ist elektrisch mit einer Wärmeregelanlage über auf Abstand stehende elektrisch leitende Wellenfeder 56 verbunden, die mehre re epiegelbildartig angeordnete Biegungaabschnitte 54 und einen U-förmig gebogenen oberen Bndabschnitt 52 haben, der mit den betreffenden Enden 48 bzw. 50 des ftihldrahtee 44

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beispielsweise an den Stellen 50a durch Schweissen verbunden ist. Sie entgegengesetzten Enden der Wellenfedern 56 durchsetzen Bohrungen der Grundplatte 14 und sind durch Schweifistellen 58a mit auf Abstand stehenden starren Leitern 58 verbunden, die zu einem Klemmenteil oder Steckerteil (nicht dargestellt) führen, der mit der Wärmeregelanlage in einer Zone niedriger Umgebungstemperatur lösbar verbunden werden kann. Der Fühldraht 44 ist mit der Wärmeregelanlage über einen kontinuierlich verlaufenden Stromleiter verbunden, so daß keine durch hohe Temperatur veran-

laßte Korrosion in diesem Stromleiter auftritt und keine Widerstandsänderungen auftreten können, die das Arbeiten des Wärmefühlers beeinflussen würden.

Ein von den Federn 56 getragener Tragblock 60 ist konzentrisch auf dem Dorn 42 angeordnet. Der Block 60 ist auf dem Dorn 42 dadurch befestigt, daß das Ende des Dornes 42 verforat ist und am Tragblock 60 anliegt. Der Tragblock bildet eine sichere Einstell- und Lagervorrichtung für die oberen Endabschnitte 52 der Wellenfedern 56, so daß also der Fühlerabechnitt 12 durch die Wellenfedern 56 nicht gespannt wird. Die oberen Schenkel 52a des U-förmigen oberen Endabschnittes 52 werden in auf Abstand stehenden Nuten 78 aufgenommen, die sich in der oberen Fläche des Tragblockes 60 befinden. Die Federschenkel 54b des oberen End-

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abschnittes 52 liegen unter der unteren Fläche des Tragblockes 60. Zum Einsetzen der linden 52 werden die Schenkel 54a und 54b auseinandergespreizt. Nach dem Zurückfedern halten diese Schenkel den Block 60 elastisch fest·

Alle Drucke aus den Wellenfedern 56 werden daher von dem Tragblock 60 aufgenommen. Infolgedessen wird ein Ausbiegen der Enden 48, 50 des Fühldrahtes 44 und ein Ausbiegen an der Verbindungsstelle 5^a zwischen den Enden 48, 50 und den Enden 52 der Wellenfedern 56 vermieden. Ein derartiges Verbiegen ist unerwünscht, da es die Enden 48 und 50 belastet und infolgedessen den Widerstand des Fühlerabschnittes 12 ändert. Bei diesem Verbiegen oder Ausbiegen könnten auch die Verbindungsstellen zwischen den Enden 48 und 50 und den Wellenfedern 56 brechen. In jedem Falle würde das Arbeiten der Fühlervorrichtung nachteilig beeinflußt.

Der Federtragblock 60 hat von dem Kontaktkörper 34 des Fühlerabschnittes 12 einen Abstand, um zwischen diesen Teilen einen isolierenden Luftspalt zu bilden, damit keine Beeinflussung der Wärmespeicherkapazitäten des Kontaktteiles 34 durch den Tragblock 60 erfolgt, der eine größere WärmeSpeicherkapazität hat als der kontaktkörper 34. Der Kontaktkörper 34 spricht also sehr schnell auf Temperaturen des Kochgeschirres an, das in Wärmeübertragungsberührung mit dem Kontaktkörper 34 liegt. Der Tragblock 60 schirmt

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den Kontaktkörper 34 von den unteren Abschnitten der Fühlervorrichtung ab und verhütet auf diese Weise, daß strahlende Wärme aus dieser unteren Zone auf den Kontaktkörper 34 übertragen wird.

Bei bekannten Wärmefühlern dieser Art waren die Stromleiter mit einem Material isoliert, das bei der Einwirkung hoher Temperaturen im Laufe der Zeit brüchig wurde. Diese Stromleiter berührten sich oft gegenseitig oder berührten benachbarte Abschnitte des Wärmefühlers. Bei mangelnde? Isolierung wurden die Leiter kurzgeschlossen, so daß die Vorrichtung nicht mehr arbeitete. Die Wellenfedern 56 der neuen Ausführung sind daher nicht isoliert und bestehen aus einer Nickellegierung, beispielsweise der bekannten Legierung ^HD^H, die einen hohen Gehalt an Nickel hat und beispielsweise 95 Ί· Nickel und etwa 4»5 Ί* Mangan enthält. In der dargestellten Ausführung haben die gebogenen Abschnitte 54 einen im allgemeinen rechteckigen Querschnitt ziemlich großer Breite, der ein seitliches Ausbiegen oder Ausbuckeln der Stromleiter 56 verhindert, wenn sich der Fühlerabschnitt 12 in bezug auf die Grundplatte 14 bewegt. Die gebogenen Abschnitte 54 können natürlich auch einen kreisförmigen, elliptischen oder einen anderen Querschnitt haben» vorausgesetzt, daß diese Querschnitte so geformt sind, das sie ein eeitliohes Ausbiegen oder Ausbuokeln verhüten« JBine derartige Profilierung und Ausführung verhindert,

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daß sich, die nichtisolierten Stromleiter 56, die von dem Tragblock 60 auf Abstand gehalten werden, gegenseitig berühren oder die angrenzenden Teile der Führvorrichtung während der Relativbewegung des Fühlerabschnittes 12 in bezug auf die Grundplatte 14 berühren. Der neue Wärmefühler kann daher nicht kurzgeschlossen werden, selbst wenn die Stromleiter 56 nicht isoliert sind.

Die nichtisolierten Wellenfedern 56 sind auch sehr biegsam und lassen eine elastische Belativbewegung zwischen dem Fühlerabsehnitt 12, der Kappe 30 und der Grundplatte H zu. Die Wellenfederausführung und die Abschirmung der Wellenfedern 56 von den hohen Temperaturen verringern erfahrungsgemäß die Härtung der Stromleiter, die zwischen einem beweglichen Fühlerabschnitt 12 und einer ortsfesten Grundplatte 14- bei Flächenerhitzern der beschriebenen Art eingesetzt sind.

Die Wellenfedern 56 können anfänglich zusammengedrückt zwischen der festen Grundplatte 12 und den beweglichen Fühlerabschnitt 12 angeordnet sein oder können ungespannt oder unter Zugspannung zwischen diesen Teilen angeordnet sein. Bevorzugt wird jedoch, daß die Spannung in den Wellenfedern, und zwar im Druck- oder im Spannzustand β, beim Gebrauch nicht umgekehrt wird. Bei der in den Fig· 1 bis 3 dargestellten Ausführung sind die Wellenfedern 56 in allen Stellungen, die der bewegliche Fühlerabschnitt 12

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in bezug auf die Grundplatte 14 einnimmt, ständig zusammengedrückt und ergänzen auf diese Weise den Druck der Feder 72, die den Fühlerabschnitt 12 von der Grundplatte 14

wegdrückt, so daß eine sichere Berührung der Kontaktplatte 36 des Kontaktkörpers 34 mit einem Kochgerät od. dgl·

vorhanden ist.

Die in den Pig. 11 bis 14 dargestellte Ausführung stimmt bis auf die nachstehend beschriebenen Unterschiede mit dem Aufbau und der Zusammenbauweise der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführung überein. Bei der in den Fig. 11 bis 14 dargestellten Ausführung hat der Kontaktkörper 34* eine lotrechte Ringschulter 102, auf die der Fühldraht zwischen Kontaktscheibe 36' und Haltescheibe 40· aufgewickelt ist. üine in der unteren Fläche der Kontaktscheibe 36' vorhandene Nut 104, die in Richtung einer Sehne und tangential zum Dorn 42· verläuft, nimmt den Mittelabschnitt des Fühlerdrahtes 44 auf, der in dieser Nut 104 von der Haltescheibe 40' gehalten wird, die in Axialrichtung an der unteren Fläche der Kontaktscheibe 36' anliegt. Mehrere auf dem Umfang verteilte Lappen 106 erstrecken sich aus dem oberen Ende einer gleichen Zahl in dem Dorn 42 * befindlicher langer Hüten 108 radial nach außen und halten die Haltescheibe 40· gegen die Kontaktscheibe 36'. Die Unterflächen der Lappen 109 liegen an der Unterseite des

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Tragblockes 60' an und halten den Tragblock und den Kontaktkörper 34* zusammen.

Das Verfahren zum Herstellen des Kontaktkörpers nach Figo 1 bis 3 besteht aus den folgenden Verfahrensachritten: Die Halteplatte 40 wird auf den Dorn 42 aufgeschoben, so daß die Halteplatte 40 nahe der Schulter 38 axial an der Kontaktplatte 36 anliegt. Radial auswärts der Schulter 38 hat die Kontaktplatte 36 von der Halteplatte einen Abstand, der gleich dem Durchmesser des Fühldrahtes 44 ist.

Die Haltescheibe 40 muß vollkommen eben sein, um den Abstand zwischen der Scheibe 40 und der Scheibe 36 gleich dem Durchmesser des Fühldrahtes 44 zu halten, so daß der Fühldraht 44 sicher im Kontaktkörper 34 geführt wird, ohne daß sich Doppellagen des Drahtes od. dgl. bilden können. Die Haltescheibe 40 wird vorzugsweise durch Stanzen geformt» bei dem gleichzeitig die in der Scheibe 4-0 befindliche Mittellochung 39 für den Dorn 42 gestanzt wird. Ist das Bleoh, aus dem die Haltescheibenzuschnitte geformt werden, ursprünglich eben, dann sind die fertiggestanzten Scheiben etwas vertieft. Eine Vergrößerung dieser Vertiefung ist in Fig. 15 dargestellt, in der die äußere Umfangekante einer Haltescheibe 40a nach oben gedreht ist, so daß die Haltescheibe in der Nähe des Dornabechnittes zu weit weg von der

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Scheibe 36 und in der Nähe der Umfangskante zu nahe an der Scheibe 36 liegt. Das Material, aus dem die Haltescheibe gestanzt wird, hat daher eine ringförmige Erhebung 100 (Fig. 16 und 17), die konzentrisch zur Mittellochung 39 der fertiggestanzten Haltescheibe 40 liegt. Die Erhebung 100 dreht die Umfangskanten des Haltescheibenzuschnittes nach unten und wirkt der Neigung der Kanten, sich beim Stanzen nach oben zu wölben, entgegen, so daß die fertiggestanzte Scheibe 40 vollkommen eben ist, wie Fig. 18 zeigt.

Der Dorn 42 wird dann gedreht, um die Schulter 42a zu bilden, die die Haltescheibe 40 gegen die Kontaktscheibe 36 hält. Dann wird ein Fühldraht in die von der Scheibe 36 und der Haltescheibe 40 begrenzte Eingnut 46 eingelegt und die Haltescheibe 40 wird mit einer Einkerbung 47 (Fig. 9) versehen, um den Draht 44 in bezug auf den Kontaktkörper 34 zu befestigen. Bei der in den Fig. 11 bis 14 dargestellten Abänderung wird der Fühldraht 44 in bezug auf den Kontaktkörper 34' vor dem Aufwickeln dadurch festgelegt, daß der Mittelabschnitt des Fühldrahtes 44 in die in der unteren Fläche der Kontaktscheibe 36* vorhandene Sehnennut 104- eingelegt wird. Der Dorn 42' wird dann über die in der Haltescheibe 40* vorhandene Lochung 39* eingesetzt, bis die obere Fläche der Haltescheibe 40* an der unteren Fläche der Kontaktecheibe 36' anliegt, so daß der

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Fühldraht 44 in der Kontaktscheibe 36' verankert ist. Dann wird die Haltescheibe 40' in Axialanschlag mit der Kontaktscheibe 36' dadurch befestigt, daß über den Dorn 42' ein rohrförmiger Stößel 110 (Fig. 14) geschoben wird, dessen Innendurchmesser gleich dem Außendurchmesser des Dornes 42· ist und der mehrere auf dem Umfang verteilte,radial nach innen gerichtete Schneidkanten 112 hat. Der Stößel 110 wird gegen den Dorn 42· getrieben, wobei die Kanten 112 die im Dorn 42· herzustellenden Nuten 108 schneiden, wodurch lappen 106 gebildet werden, die die Scheibe 40' sicher an ihrer Stelle halten. Die untere Fläche jedes lappens 106 bildet eine Stützfläche oder Auflagefläche für den Kontakttragblock 60¹, der sicher auf dem Dorn 42' dadurch befestigt wird, daß die Lappen 109 des Dornes 42 * über die Unterseite des Blockes 60' gebogen werden.

Bei der Ausführung nach den Pig. 1 bis 3 werden ebenso wie bei der Ausführung nach den Pig. 11 bis 14 der Kontaktkörper und der Draht in ein Gestell eingelegt, das in

Pig. 9 schematisch dargestellt ist. In dieser Pig» 9 ist die Haltescheibe 40 weggelassen, um den Draht 44 zu zeigen. Das Gestell hat eine Einrichtung ( nicht dargestellt), mit der der Kontaktkörper 34 gedreht werden kann, um den Draht 44 auf den Kontaktkörper aufzuwickeln. Während der Drehung des Kontaktkörpers wird der Draht ständig so gespannt, daß

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ein gleichmäßiges Aufwickeln, aber kein Verformen des Drahtes erfolgt. Die Spannung kann durch irgendeine bekannte Einrichtung aufrechterhalten werden. Als Beispiel werden in Fig· 9 die Enden 48 und 50 des Fühldrahtes 44 durch Klemmen 49 auf einseitig eingespannten Pederarmen 51 gehalten, die anfangs von dem Kontaktkörper 34 abgebogen sind, um den zwischen diesen Armen 51 gehaltenen Draht zu spannen. Der Kontaktkörper 34 wird dann um eine Achse gedreht, die der Längsachse des Domes 42 entspricht, wobei

eine Schleife 53 im Draht nahe der Einkerbung 47 oder in

der Sehnennut 104 (Pig. 1t bis 14) gebildet wird. Bei der weiter fortgesetzten Drehung des Kontaktkörpers 34 wird der Draht 44 bifilar zwischen der Scheibe 36 und der Haltescheibe 40 aufgewickelt· Beim Aufwickeln des Drahtes 44 auf dem Kontaktkörper 34 werden die Pederarme 51 bis zu

einer Stelle nach innen gezogen, an der die Arme Grenzschalter 55 schließen, die eine Einrichtung einschalten, welche anzeigt, daß eine vorherbestimmte Drahtlänge auf den Kontaktkörper zwischen der Scheibe 36 und der Haltescheibe 40 aufgewickelt worden ist. An diesem Zeitpunkt erstrecken sich die Klesnenenden 48 und 50 des Drahtes 44 zwischen der Scheibe 36 und der Scheibe 40 an auf Abstand stehenden Umfangeateilen nach außen«

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Beim bifilaren Aufwickeln wird der Draht 44 auf den Kontaktkörper 34 mit der halben Umdrehungszahl aufgewickelt, die zum unifilaren Aufwickeln erforderlich ist. Das Wickelgestell muß außerdem nur halb so groß gemacht werden wie zum unifilaren Aufwickeln, bei dem das Aufwickeln an dem einen Ende der Drahtlänge beginnt. Das Gestell hat also eine einfachere und wirtschaftlich günstigere Ausführung. Bei dem bifilaren Aufwickeln muß auch nicht das eine Ende

des Fühldrahtes durch die Haltescheibe hindurchgefädelt

werden, wie dies beim unifilaren Aufwickeln der Fall ist, wenn der Draht von dem einen Ende der Drahtlänge aus aufgewickelt wird. Der Wegfall des Einfädeins und die geringere

Zahl der beim bifilaren Aufwickeln erforderlichen Umdrehungen verkürzen auch wesentlich die Zeit, die zum Zusammensetzen des Wärmefühlers erforderlich ist, und verringern infolgedessen auto wesentlich die Herstellungskosten.

Die nächste Stufe bei der Herstellung des Kontaktkörpers besteht darin, den Draht 44 zwischen der Scheibe und der Haltescheibe 40 abzudichten, um eine sichere Wärmeübertragung zwischen diesen Scheiben und dem Draht 44, wie in Fig. 13 dargestellt, zu erzielen. Zu diesem Zwecke wird der Kontaktkörper 34 in eine Preßvorrichtung gelegt, die einen ziemlich hohen Druck ausübt und die die Scheiben 36 und 40 zusammenpreßt. Erwünscht, jedoch nicht unbedingt

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erforderlich, ist dabei, daß diese Druckwirkung so groß ist, daß die benachbarten Flächen der Scheiben sich aneinanderlegen. Beispielsweise folgt bei der in den Fig» 1 bis 3 dargestellten Ausführung die Haltescheibe 40 der auf der Scheibe 36 befindlichen Schulter 38, wobei die außen liegenden Umfangeabschnitte der Scheiben 36 und 40 durch Druck aneinandergelegt sind. Die Preßvorrichtung ist am Dorn 42 mit einer zweckdienlichen Ausnehmung versehen. Ebenso befinden sich Ausnehmungen an den Stellen, ah denen sich die Drahtenden 48 und 50 aus dem Kontaktkörper 34 nach außen erstrecken. Werden die Scheiben 36 und 40 aus zweckdienlichen Materialien hergestellt, dann kann der Draht 44 physikalisch in eine Fläche oder in beide angrenzenden Flächen eingebettet und am Umfang des Kontaktkörpers 34 abgedichtet werden.

Das Zusammensetzen des Fühlabschnittes 12 wird dadurch beendet, daß der Tragblock 60 auf den Dorn 42 konzentrisch aufgesetzt und die Enden des Dornes 42 verformt werden, um den Tragblock fest auf dem Dorn zu verankern· Die oberen Endabechnitte 52 der Wellenfedern 56 werden in die im Block 60 vorhandenen Nuten 78 unter Spannung eingelegt, und die Endabschnitte 48 und 50 des Fühldrahtes^rerden mit den oberen Endabschnitten 52 der Wellenfedern 56 beispielsweise durch Schweißen verbunden.

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Bei einem verbesserten Verfahren zum Zusammensetzen des Abschnittes 12 mit der Planschkappe 30 weist die Kontaktscheibe 36 des Kontaktkörpers 34 eine lotrechte Umfangskante 62 (Pig. 6) auf, die frei in die in der Oberseite der Kappe 30 vorhandene Öffnung 64 paßt. Sobald die öffnung der Kappe 30 konzentrisch um die Scheibe 36 gelegt ist, wird dieser Zusammenbau in bezug auf ein Werkzeug gedreht, das die lotrechte Kante 62 der Scheibe 36 an die benachbarten Kanten der Kappe 30 andrückt, so daß die Kappe 30 gegen Drehung in bezug auf den Fühlerabschnitt 12 sicher gehalten wird.

Eine Abänderung zum Zusammensetzen des Fühlerabschnittes 12 in bezug auf die Kappe 30 ist in den Pig. 7 und 8 dargestellt. Bei dieser Ausführung hat eine auf dem Kontaktkörper befindliche Scheibe 66, eine unterschnittene Kante 68, die mit Druck durch die in der Kappe 30 vorhandene Öffnung 64 hindurchgedrückt wird. In dem dargestellten Beispiel weist die öffnung 64 einen nach oben gerichteten Umfangskantenabschnitt 70 auf, der sich elastisch in den unterschnittenen Kantenabschnitt 68 einlegt und eine Drehung

oder eine Axialbewegung des Kontaktkörpers in bezug auf die Kappe 30 verhindert. Beim Zusammensetzen des Fühlerabschnittes 12 wird die öffnung 64 vergrößert, da der Kantenabschnitt 70 beim Einschieben des Kontaktkörpers in die ÖJTf-

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nung 64 nachgibt und elastisch ausfedert. Der unterschnittene Abschnitt 68 tritt dann in die Öffnung 64 ein. Der Kantenabschnitt 70 federt gegen die unterschnittene Kante zurück, wodurch die Größe der Öffnung 64 wieder verkleinert und der Kontaktkörper 34 sicher festgehalten wird.

Wach dem Vereinigen des Kontaktkörpers 34 und der Kappe 30 werden die Wellenfedern 56 mit den Leitern 58 verbunden, und die Lappen 76 der Kappe 30 werden umgebogen, so daß die Lappen an der Unterseite des oberen Flansches 74

der Grundplatte 14 anliegen. Der Wärmefühler 10 ist dann fertig zusammengesetzt.

Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Ausführung mit einem Fühlerabschnitt 78, der mit einer beweglichen Kappe 80 verbunden ist, die elastisch mit einer Grundplatte 82 in Verbindung steht. Die Einzelheiten dieser Ausführung entsprechen den in den Fig. 1 bis 3 beschriebenen Einzelheiten, mit der Ausnahme, daß die Wellenfedern 84 aus einem kräftigeren Material bestehen als die Wellenfedern 56. Die Schraubenfeder 72 und die schwächeren Wellenfedern 56 der Ausführung nach den Fig. 1 bis 3 können erfahrungsgemäß durch die kräftigeren Wellenfedern 84 ersetzt werden, die den Kontaktkörper des Wärmefühlers 78 in enge Wärmeübertragungsberührung mit demjenigen Körper halten, dessen Temperatur oder Wärme gemessen werden soll.

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Die in Pig. 5 dargestellte Ausführung zeigt einen Wärmefühler 86, der von einer Kappe 88 getragen wird, die auf der Grundplatte 90 beweglich gelagert ist. Diese Ausführung ist den bereits beschriebenen Ausführungen ähnlich mit der Ausnahme, daß die eine Wellenfeder 92 mit einem rohrförmigen Leiter 94 elektrisch verbunden ist, während die zweite Wellenfeder 96 mit einem elektrischen Leiter verbunden ist, der den rohrförmigen Leiter 94 durchsetzt und von diesem Leiter 98 elektrisch isoliert ist.

Die dargestellten und beschriebenen Ausführungen sowie die beschriebenen Verfahren sind nur als Erläuterungsbeispiele zu werten, die den Umfang der Erfindung nicht begrenzen. Im Rahmen der Patentansprüche können Abänderungen und Abwandlungen vorgenommen werden.

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Claims (17)

1. - 25 Patentansprüche

   1» Wärmefühler mit einer Kappe und mit einer Grundplatte sowie einer Federvorrichtung, die eine Relativbewegung zwischen der Kappe und der Grundplatte bewirkt, und mit einer in dieser Kappe befindlichen Öffnung zur Aufnahme eines Wärmekontaktteiles, der in Wärmeübertragungsstellung mit einem erwärmten Gegenstand liegt, wobei dieser kontaktteil aus sich gegenüberstehenden Scheiben besteht, die zwischen sich einen Spiraldraht hohen Temperaturwiders tandskoeffizienten einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Scheibe (36) über die Kappe (30) hinausragt, die Kappe (30) überlappt und unmittelbar oberhalb der Kappe an dieser Kappe anliegt, um eine ständig geschlossene ifberlappungs ve rbindung zwischen dem Wärmekontakt (34) und der oberen Fläche der Kappe (30) zu bilden·
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (36) eine an die Öffnung der Kappe (30) sich anlegende einspringende Kante (68) hat.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (36) eine Außenkante (62) hat, die an die Kappe (30) gedrückt wird.
4. 4·· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (30) in einen nach oben gerichteten

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   Umfangsabschnitt (70) endet, der sich elastisch an die einspringende Kante (68) anlegt.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Spiraldraht (44) mit einer Federvorrichtung (56), die die Relativbewegung zwischender Kappe (30) und der Grundplatte (14) bewirkt, elektrisch verbunden ist»
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung eine Wellenfeder mit in entgegengesetzte Richtungen weisenden Wellen ist und daß die Wellenfeder (56) mit ihrem einen Ende (52) mit dem Draht (44) elektrisch verbunden und mit ihrem entgegengesetzten Ende an der Grundplatte (14) befestigt ist.
7. 7» Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (52) der Wellenfeder (56) auf einen mit dem Wärmekontaktteil (34) verbundenen Tragblock (60) aufgefedert ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragblock (60) auf der unteren Seitenfläche der zweiten Scheibe (40) angeordnet ist und eine Wänae-

   speicherkapazität hat, die die andere Scheibe thermisch abschirmt.
9. 9· Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich-109808/0781

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   net, daß zwischen der Scheibe (40) und dem Tragblock (60) ein Luftspalt vorhanden ist.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Federende (52) mit einem ersten Schenkel (54a) in einer oberen Hut (78) des Tragblockes (60) eingreift und mit seinem zweiten Schenkel (54b) unter dem Tragblock (60) liegt, wobei die Schenkel zum Halten des Tragblockes (60) in ihre Stellung eingefedert werden.
11. 11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft der Wellenfeder (56) den Wärmekontaktteil {34) von der Grundplatte (14) weg in gründliche Wärmeübertragungsberührung mit dem erwärmten Gegenstand drückt, und daß die unisolierte Wellenfeder die einzige Vorrichtung bildet, die den Wärmekontaktteil an den Gegenstand mit Druck anlegt.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 5f dadurch gekennzeichnet, daß die Federvorrichtung aus zwei in entgegengesetzte Richtungen weisende Wellenfedern besteht.
13. 13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (30) einen Flansch (28) mit mehreren Nuten (32) hat, welche Vorsprünge (75) umfassen und diese Vorsprünge (75) gleitend aufnehmen, die sich auf dem Flansch (74) der Grundplatte (14) befinden.

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14. 14· Vorrichtung nach. Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (28) auf Abstand stehende Lappen (76) hat, die sich an die Unterseite des Flansches (74) anlegen, so daß die Kappe (30) auf der Grundplatte (14) ohne· Verklemmen gedreht werden kann.
15. 15. Verfahren zur Herstellung eines Wärmefühlers nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Stufen, die darin bestehen, daß eine lotrechte Umfangskante der ersten Scheibe durch die in der Kappe befindliche Öffnung hindurchgeschoben wird und daß dann die lotrechte Umfangskante verformt wird, so daß sie an der Kappe anliegt und eine Relativdrehung der Kappe verhindert.
16. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Kappe vorhandene öffnung vergrößert wird, so daß die einspringende Kante der ersten Scheibe in diese vergrößerte Öffnung eingeschoben werden kann, und daß dann die Größe der öffnung so weit verringert wird, daß die Kappe an dieser Kante anliegt und auf diese Weise eine Relativbewegung verhütet.
17. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der öffnung so verkleinert wird, daß die Kappe gegen die einspringende Kante federt, sobald die Kante in diese öffnung eingesetzt wird.

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