DE1807641C - Fühler für die Wärmemeldung - Google Patents

Description

45 normalerweise drei- oder viermal so lang wie die

Strecke sein mußte. Als Ergebnis stellten sich die

Nachteile eines ausgedehnten und übermäßigen Materialaufwandes ein, und es zeigte sich nebenbei eine Verlangsamung der Ansprechzeit des Fühlers bei

Die Erfindung betrifft einen Fühler für die Wärme- 50 kurz und plötzlich auftretenden hohen Temperaturen,

meldung, bestehend aus einem drahtförmigen Fühler die nur an einem sehr kleinen Abschnitt der Strecke

und einem drahtförmigen tragenden Teil. auftraten.

Eines der Probleme bei Feuermeldesystemen und Es ist des weiteren ein Temperaturüberwacher bein anderen Wärmemeldesystemen und in einigen an- kanntpeworden, der aus zwei an eine Stromquelle anderen abtastenden Geräten bestand darin, eine an- 55 schließbaren und in engem Abstand voneinander gegemessene Halterung und einen Schutz für einen führte Leitern besteht, wobei die Leiter bei unbeab-Fühler von drahtförmigem Typ zu schaffen. Die Füh- sichtigten Temperaturerhöhungen infolge von durch ler selbst sind vorzugsweise ziemlich klein im Durch- Abschmelzen entstehender Tropfenbildung sich memesser und müssen geschützt werden. Sie müssen tallisch und damit elektrisch leitend miteinander verebenso in Abständen an eine feste Struktur befestigt 60 binden. Dieser bekannte Temperaturüberwacher werden, und wenn sie direkt an die Wände eines kann nur einen bestimmten Temperaturpunkt mel-Flugzeugmaschinenrumpfes angebracht wurden, so den, der dem Schmelzpunkt des verwendeten Metalltrug die Vibration dazu bei, sie zu zerstören. Es Überzugs entspricht, also keinen Temperaturverlauf mußte oft eine besondere elektrische Isolation vor- überwachen. Bei diesem Temperaturüberwacher wergsschen werden. Diese Fühler mußten oft in Lagen 65 den z. B. die zwei Leiter miteinander verdrillt, um gebracht werden, in denen sie, wenn sie ungeschützt einen engen Abstand der Leiter voneinander zu gewann, zufällig verletzt werden oder auf andere Weise währleisten, so daß ein metallisches Verbinden der zerstört werden konnten. Leiter bei einer entstehenden Tropfenbildung mög-

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lieh wird. Hierbei sind in keiner Weise Maßnahmen gendeu Teiles und des Fühlers erreicht man, daß man

für eine mechanische Stabilität getroffen, es handelt nicht nur Fühlermaterial einspart, sondern auch die

sich um zwei gleichartig beschaffene Leiter, die ge- Wärmemeldeeigenschaft entlang dem gesamten Füh-

meinsam Strom führen und die gleiche Aufgabe er- ler gleich beschaffen ist und man gleichzeitig eine sehr

füllen, so daß ein echtes tragendes Teil hierbei fehlt. 5 gute mechanische Stabilität dieser Anordnung erhält.

Dieser bekannte Temperaturiiberwacher ist daher Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vor-

nicht für Anwendungsfälle geeignet, bei denen me- teilhafte Weiterbildung erfahren, daß Has tragende

chanische Vibrationen oder Erschütterungen auftre- Teil eine größere Steifigkeit aufweist als der Fühler,

ten und eine frühzeitige Temperaturmeldung gefor- Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfin-

dert wird (deutsches Gebrauchsmuster 1 833 928). to dung besteht darin, daß das tragende Teil mit einem

Zum Schutz gegen Einbruch oder Feuergefahr ist wärmeisolierenden Material überzogen ist. Durch weiter ein elektrisches Sicherheitskabel bekanntge- diese Maßnahme wird z. B. verhindert, daß in den worden, bei welchem der Meldestromkreis durch die Fühler übergefühiic Wärme nicht in das Material des leitende Verbindung vun im Ruhezustand gegen- tragenden Teils durch direkte Berührung oder Wärmeeinander isolierten Leitungen geschlossen wird. Bei 15 strahlung übertragen werden kann, so daß sich dadiesem bekannten Skherheitskabel ist also immer ein durch ein lineares Ansprechverhalten erzielen läßt. Meldestromkreis erforderlich, der mindestens zwei Bei einer anderen Ausführungsform besteht 1. B. dicht nebeneinander angeordnete elektrische Leitun- das tragende Teil aus einerr, Rohr, und bei dieser gen umfaßt, die im Falle eines Kurzschlusses einen Anordning läßt sich in vorteilhaf'er W<;ise der Hohl-Stn mkreis schließen. Das eigentliche temperatur- ao raum des jtohres für einen Rückleitungsdraht vererfassende Element ist also hierbei nichl die elek- wenden, der von einem Ende des Fühleis abgeleitet trische Leitung an sich, sondern die isolierende ist und gegen das Rohr isoliert ist.
Schicht um die elektrische Leitung, von deren Be- V/eiter kann das tragende Teil um eine zylindrische schaffenheit und Temperaturempfindlichkeit das An- Achse gewunden sein, die in ihrem Durchmesser kleisprechverhalten des Sicherheitskabels abhängig ist. as ner als der Durchmesser des Fühlers ist.
Naturgedrungen hängt hierbei auch die Sicherheit Um darüber hinaus noch die Wirkungsweise einer der Meldung weitgehend von der Beschaffenheit der Vorrichtung nach der Erfindung besonders zuvervenvendeten Isolation ab, die z. B. bei einem be- lässig zu gestalten, kann die Erfindung dadurch noch stimmten Temperaturpunkt schmelzen muß, jedoch eine besonders zweckmäßige Ausführungsform erhalnicht verbrennen oder verkohlen darf, damit in jedem 30 ten, daß der Fühler selbst mit Draht umwunden ist, Fall eine elektrische Leitungsverbindung zwischen den dessen Durchmesser wesentlich kleiner als der Durchbeiden Leitern erfolgen kann. Dieses bekannte Sicher- messer des Fühlers ist, und daß uer Draht dazu dient, heitskabel kann darüber hinaus nur einen einzigen den Fühler und das tragende Te«I voneinander zu Temperaturpunkt erfassen, wobei dieser Temperatur- trennen und daß die Wendelung des Drahtes dabei punkt de-n Schmelzpunkt der isolierenden Schicht 35 sehr viel enger als die Wendelung des Fühlers und entspricht, die die Meldeleitungen umgibt und elek- des tragenden Teiles ist. Durch diese letztere Maßtrisch voneinander trennt. Dieses Sicherheitskabel ist nähme wird insbesondere erreicht, daß die Berührung derart aufgebaut, daß die einzelnen Leitungsstränge des Fühlers mit dem tragenden Teil punktförmig erin schraubenförmigen Nuten einer metallenen Sicher- folgt, so daß ein Wärmeaustausch zwischen Fühler heitsseele eingefügt sind, oder es werden nach einem 40 und tragendem Teil weitgehend verhindert wird,
anderen Ausführungsbeispiel die zweiadrigen Lei- Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung tungssträrge um einen mittleren Hilfsdraht schrau- sind aus der Zeichnung ersichtlich, in der die Erfinbenfönnig angeordnet, wobei jedoch der als Seele dung an Hand einer bevorzugten Ausführungsform dienende Hilfsdraht keine Wendelung aufweist. Für erläutert ist. In dieser zeigt

einen Temperaturfühler ist jedoch eine derartige Kon- 45 F i g. 1 eine vergrößerte Schnittdarstcllung der

struktionsweise ungeeignet, da die einzelnen zwei- Wärmemeldevorrichtung nach der vorliegenden Er-

adrigen Leitungsstränge nahezu allseitig eingebettet findung,

sind und daher ein möglichst allseitiger Temperatur- Fig. 2 eine Ansicht ähnlich der der Fig. 1 einer

zutritt zu diesen Leitungen weitgehend verhindert ist. abgewandelten Ausführungsform nach «Jer Erfindung,

Auch tritt eine Temperaturmeldung erst nach ge- 50 F i g. 3 eine andere Ansicht ähnlich der der F i g. 1

nügend langer Einwirkung von Hitze auf die elek- einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Er-

trische Isolation ein, so daß dieses bekannte Sicher- findung,

heitskabel ein vergleichsweise schlechtes Ansprech- F i g. 4 eine Ansicht ähnlich der der F i g. 1 einer

verhalten und einen großen Unsichtrheitsfaktor mit noch weiteren Ausführungsform der Erfindung,

sich bringt (deutsche Patentschrift 224 274). 55 F i g. 5 eine vergrößerte Schnittdarstellung längs

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be- der Linie 6-6 in F ί g. 4.

steht darin, einen Fühler für die Wärmemeldung zu Gemäß Fig. 1 kann der Fühler 11 einen offenen schaffen, der bei gutem Ansprechverhalten eine be- Kanal 13 mit einem Gas aufweisen, um die duichsonders gute mechanische Stabilität aufweist, so daß schnittliche Temperatur längs des Fählers 11 abzuauch bei anhaltenden und häufigen mechanischen 60 tasten, oder er xann in seinem Inneren ein Gas ausVibrationen oder Erschütterungen eine sichere War- sendendes Material 14 aufweisen, um einzelne Spitmemeldung gewährleistet wird. zentemperaturen abzutasten, oder er kann eine Kom-

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß crfin- bination dieser beiden Möglichkeiten aufweisen, wie

dungsgemäß die drahtförmigen Teile ungleicher dies in Fig. I gezeigt ist. Das tragende Teil 12 kann

Steigung so miteinander verdrillt sind, daß die Ampli- 65 ein festes Teil sein, oder es kann rohrförmig ausge-

tude der Wendelung des Fühlers kleiner als die bildet sein. Die zwei drahtähnlichen Teile 11 und 12

Amplitude der Wendelung des tragenden Teiles ist. sind miteinander mit gleicher Steigung verdrillt, und

Durch diese Auslegung und Anordnung des tra- sie berühren einander entsprechend der Wendelung

in einer Linie 15 zwischen ihnen. Das tragende Teil 12 ist vorzugsweise größer und stärker, und dadurch kann die Kombination eine größere Last tragen und Vibrationen besser widerstehen.

Die Wendelung ist im Vergleich zum Durchmesser von entweder dem Fühler 11 oder dem tragenden Teil 12, groß, bzw. ist vorzugsweise ein Vielfaches dieses Durchmessers dieser Teile. Ebenso ist der innere Durchmesser der Wendelung, die für das tragcnde Teil 12 vorgesehen wird, vorzugsweise nahezu Null, was sich auf Grund der Materialstärke des Teiles 12 ergibt, und ist zumindest kleiner als der Durchmesser des Fühlers 11, so daß die Teile 11 und 12 fest aneinander anliegen. Das verdrillte tragende Teil 12 trägt den verdrillten Fühler 11 auf seiner ge- is samten Länge. Da das tragende Teil 12 nur tangentiale Berührung mit dem Fühler 11 hat, weist der Fühler 11 weiterhin eine schnelle Ansprechzeit bei minimaler Wärmeübertragung zwischen dem tragenden Teil 12 und dem Fühler 11 auf. Eine direkte Er- ao wärmung des Fühlers 11 entsprechend eines großen Teils seiner Oberfläche wird somit ungeachtet der Richtung der Wärmebeaufschlagung erzielt. Der Fühler 11 kann relativ kurz sein, verglichen mit einer Vorrichtung, bei der der Fühler 11 um ein gerades as festes Tragteil gewunden ist, das selbst keinen Drall aufweist, und ein kurzer Fühler 11 hat eine kürzere Ansprechzeit zur Folge. Die Formgebung der Wendelung des tragenden Teiles 12 mit einem Durchmesser von vorzugsweise nahezu Null der Wendelachse bewirkt, daß sich der Fühler 11 spiralförmig um das tragende Teil 12 windet, *ind es wird dadurch ein Bruch auf Grund von Zugspannungen und Druckkräften, die einen geraden Fühler brechen würden, weitgehendst verhindert.

In Fi g. 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung gezeigt, in der eine Anordnung 20 aus einem tragenden Teil 21 besteht, das mit einem isolierenden Material 22 überzogen ist, wie z. B. einem Glasüberzug, keramischem oder Porzellanüberzug oder anderem gegen Hitze widerstandsfähigem Überzug, entweder einzeln oder in Kombinalion. Das Material, aus dem das tragende Teil 21 und der Fühler 11 hergestellt werden, hängt von dem jeweiligen Verwendungszweck ab. Vorzugsweise werden die Wärmeausdehnungskoeffizienten daran angepaßt Dies ist jedoch, nicht immer erforderlich· Ein typischer Werkstoff für den Fühler 11 ist rostfreier Stahl. Ein anderer Werkstoff ist Molybdän, und das tragende Teil kann aus den gleichen Werkstoffen hergestellt sein.

Wie in Fig. 3 gezeigt, kann die Kombination 30 aus einem tragenden Teil 31, das rohrförmig ist und dem Fühler 11 bestehen und kann mit einer Isolation 32 überzogen sein und einen isolierten Draht 33 be-Inhalten, der die RUcklcitung von einem Ende des Fühlers 11 zum anderen Ende herstellt. Dies ist dort angebracht, wo ein Rückleitungselement erforderlich ist, und es wird auf diese Weise der Raum, der zur Aufnahme eines solchen Elementes dient, sehr klein gehalten.

Wie in den Fig.4 und S veranschaulicht ist, kann der Fühler 11 selbst mit einer sehr viel engeren Wendelung eines dünnen Drahtes 40 umwunden sein, der dazu beiträgt, die Linienverbindung zu vermeiden und nur an bestimmten Punkten eine Berührung mit dem tragenden Teil 12 gestattet, wobei die gleiche Festigkeit der Anordnung sichergestellt ist

Die Linienberührung wird durch den sehr dünnen Draht vorgesehen, und die gesamte bedeckte Fläche ist bei dieser Anordnung kleiner als die bei den anderen AusfüLoingsformen. Der Fühler 11 und das tragende Teil 12 können elastische OxydUberzüge aufweisen, wenn dies erwünscht sein sollte.

Die Gewichtsersparnis pro Einheit, die mit Hilfe der vorliegenden Erfindung durch den sich ergebenden kürzeren Fühler geschaffen wird, tragen zur Schmälenuig der Herstellungskosten dieses Teiles bei.

Verschiedene Steigungen der Wendelung des tragenden Teiles wurden hergestellt und getestet, und es wurde festgestellt, daß bei Steigungen größer als etwa 1,14 cm, die Ansprechzeit kleiner als 5Sekunden wird, wenn ein Halter von 15,24 cm einem Standard-Test-Brenner ausgesetzt ist.

Ebenso haben Vibrationstests gezeigt, daß direkte Befestigungen der Konstruktion mit Metaltklammern oder mit vibrationsdämpfenden Einlagen bis zu wenigstens 20 G's zufriedenstellend sind, wobei Vibrationsamplituden bis zu 0,0914 cm von 0 bis 1000 Schwingungen pro Sekunde auftraten. Molybdänsulfid wurde auf die äußere Fläche des tragenden Teiles 12 aufgebracht und manchmal auf den Fühler 11 ebenso als Schmiermittel, so daß die Reibung zwischen der haltenden Klammer and den Teilen und zwischen dem tragenden Teil und dem Fühler effektiv veßBtndert wurde.

Hierza 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 In einem der besser gehalterten Systeme wurde Patentansprüche: aus diesem Oiunde beim Gebrauch der temperatur erfassende Fühler von einem im allgemeinen rohr-

1. Fühler für die Wärmemeldung, bestehend förmigen perforierten Schirm umgeben. Fühlerhalteaus einem drahtförmigen Fühler und einem S rangen wurden voneinander in Abständen innerhalb drahtförmigen tragenden Teil, dadurch ge- des rohrförmigen Schirmes vorgesehen, und Schlitze kennzeichnet, daß die drahtförmigen Teile und Spalte in dem Schirm ermöglichten den Eintritt (11, 12) ungleicher Stärke mit gleicher Steigung von. Hitze oder Flammen, die abgetastet werden so miteinander verdrillt sind, daß die Amplitude sollten. Obwohl diese Vorrichtung viele Vorzüge der Wendelung des Fühlers (11) kleiner als die io aufweist, so besteht doch bei diesem System die Amplitude der Wendelung des tragenden Teiles Schwierigkeit, daß eine Zeitverzögerung beim An-(12, 31) ist sprechen des Fühlers bei einem plötzlichen Tem-

2. Fühler nach Anspruch 1, dadurch gekenn- peraturanstieg auftrat. Eine Ansprechanforderung ist zeichnet, daß das tragende Teil (12) im Durch- z. B. eine Ansprechzeit von 5 Sekunden oder weniger, messer größer als der Durchmesser des Fühler» 15 wenn das vollständige Element (einschließlich des (U) '^st· Schirms, wenn dieser vorhanden ist) eine Länge von

3. Fühler nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge- etwa 15 cm aufweist, die einer Temperatur von etwa kennzeichnet, daß das tragende Teil (12) eine UOO⁰C ausgesetzt ist. Eine andere derartige Angrößere Steifigkeit aufweist als der Fühler (11). förderung ist eine Ansprechzeit von 10 Sekunden

4. Fühler nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- ao oder weniger bei 550° C für die gleiche Länge von durch gekennzeichnet, daß das tragende Teil (12) 15 cm. Viele bekannte Vorrichtungen konnten nicht mit wärmeisolierendem Material überzogen ist. innerhalb der doppelten oder dreifachen vorgeschrie-

5. Fühler nach den Ansprüchen 1 bis 4, be- benen Zeit ansnrecnen und andere kamen, wenn sie stehend aus einem drahtförmigen Fühler und nicht mit einem Schirm versehen waren, durch diese einem rohrförmigen tragenden Teil, dadurch ge- 25 Abschirmungen und Haltesysteme nahe an die gekennzeichnet, daß das rohrförmige tragende Teil forderte Grenze heran. Außerdem sind sie ohne (31) im Inneicii einen Rückleitungsdraht (33) Schutz und Halterung einer Zerstörung ausgesetzt aufweist, der von einen End. des Fühlers (11) und können daher oft nicht ohne eine derartige Ababgeleitet ist und gegen dis Rohr (31) isoiiert ist. schirmung verwendet werden.

6. Fühler nach den Ansprüchen 1 bis 5, da- 30 überdies waren bekannte Halterungen und Abdurch gekennzeichnet, daß das tragende Teil (12; schirmsysteme oft sehr kompliziert oder zu teuer, um 31) um eine zylindrische Achse gewunden ist, die im großen Maße zur Verwendung des gesamten in ihrem Durchmesser kleiner als der Durch- Systems beizutragen. Ein anderes und in vieler Sicht messer des Fühlers (11) ist. besseres System besteht aus eine^ Spiralwindung des

7. Fühler nach den Ansprüchen 1 bis 6, da- 35 Fühlers um und auf einem tragenden Teil. Das tradurch gekennzeichnet, daß der Fühler (11) selbst _gende Teil war beträchtlich größer im Durchmesser mit Draht (40) umwunden ist, dessen Durch- als der Fühler und bot einen angemessenen Halt und messer wesentlich kleiner als der Durchmesser allgemein gute Ergebnisse. Eine unerwünschte Eigendes Fühlers (11) ist, und daß der Draht (40) dazu schaft dieser speziellen Kombination war die, daß ein dient, den Fühler (11) und das tragende Teil (12; 40 ziemlich langer Fühler erforderlich war, da der Füh-31) voneinander zu trennen, daß die Wendelung ler verdrillt werden mußte, und zwar in ziemlich des Drahtes (40) sehr viel enger als die Wende- engen Windungen, um in allen Richtungen einer lung des Fühlers (11) und des tragenden Teiles Wärmebeeinflussung ausgesetzt zu sein. Dies be-(12; 31) ist. deutete, daß bei einer gegebenen Strecke der Fühler