DE1978409U - Fluessigkeitsgefuellter temperaturfuehler mit einer die waermetraegheit vermindernden einlage. - Google Patents

Description

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BöHin-Wllmerselörf

LANDIS '& GYR AG ZUG' (Schweiz)

Plüssigkeitsgefüllter Temperaturfühler mit-einer die Wärmeträgheit

vermindernden Einlage ■

Temperaturfühler für Thermostatschaltor und dergleichen "bestehen beispielsweise aus einem starren, rohrförmigen, mit einer Flüssigkeit gefüllten, abgeschlossenen Behälter, der - zumeist über ein liapillar-"rohr mit einem weiteren abgeschlossenen Behälter mit'veränderbarem Volumen, z.B. einem Faltenbalg,, einer Druckdose und dergleichen, in Verbindung steht. Zweck und Wirkung eines Ausdehnungssystems dieser Art worden als bekannt vorausgesetzt.

Geeignete Füllflüssigkeiten, z.B. OeIe, weisen Wärmeleitzahlen von etwa 0-, 1 bis 0,2 kcal/mh°C auf. .Demgegenüber liegen die Wärmeleitzahlen der für die Herstellung des als Temperaturfühler dienenden Behälters in der Regel verwendeten Metalle um Grb'ssenordnungen höher, für Kupfer z.B. bev 320 kcal/mh⁰G. ■

Das' geringe Wärmeleitvermögen ;der flüssigkeit bedingt bekanntlich eine unerwünscht grosse thermische-Trägheit von flüssigkeitsgefüllten Temperaturfühlern. Zur Erzielung einer kleineren Wärmeträgheit wurden daher bei gebräuchlichen Temperaturfühlern Metalleinlagen in dem Plüssigkeitsvolumen des Fühlers vorgesehen, beispielsweise in Form von eingepassten Lochscheiben oder einer konzentrischen Metallbürste. Diese

Metalleinlagen bilden innerhalb der Flüssigkeit. Wärmebrücken und -^_- müssen mit der Innenwandung des Fühlers einen guten Wärmekontakt . besitzen, erfordern also ein genaues Einpassen.

Es lässt sich zeigen, dass die Wärmeträgheit eines Temperaturfühlers bei einem bestimmten Verhältnis des Volumenanteils der Metalleinlagen zum Gesamtvolumen des Fühlers ein deutliches Minimum aufweist, wobei natürlich die Fühlergeometrie, die äussere Wärmeübergangszahl, die räumliche Verteilung der Metalleinlagen und das Verhältnis der Metalloberfläche zum Metallvolumen als Parameter eingehen.

' Es wurde nun erkannt,, dass sich die Verhältnisse bei geeigneter Wahl der verschiedenen Parameter optimieren lassen, dass aber die bei Temperaturfühlern bekannten Metalleinlagen eine solche Optimierung aus konstruktiven Gründen sehr erschweren, wenn nicht verunmöglichen. Ss wurde ferner gefunden, dass sich diese Nachteile' auf sehr einfache Art vollständig beheben lassen, wenn ein federelastischer metallischer Gerüstkörper mit nahezu beliebig veränderbarer Packungsdichte und .sehr feiner, gleichmässig- über das erfüllte Volumen verteilter Raumstruktur als Einsatz verwendet wird, wie er beispielsweise in Form von Metallgestrick oder Metallgewebe zur Herstellung von Filtermatten bekannter Art dient. .

Ein flüssigkeitsgefüllter Temperaturfühler mit einer die Wärmeträgheit des Fühlers vermindernden Einlage, welche die Innenwandung des Fühlers gut wärmeleitend berührt und die in dem von· der Flüssigkeit eingenommenen Raum Wärmebrücken bildet, ist demnach neuerungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage aus einem Metalltextilerzeugnis besteht. ■

Als besonders geeignet hat sich wegen seiner guten Elastizität, leichten Formbarkeit und gleichförmigen Raumstruktur ein Gestrick: aus Metallrunddraht oder Metallband, vorzugsweise aus ziehhartem Kupfer er-

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wiesen. Durch eine wellenförmige Faltung einer Gewebe- oder Gestric^·" bahn zu einem den Innenraum des Fühlers gleichmässig erfüllenden Ge- ' ■ rüstkcVrper kann die" Wirkung weiter verbessert werden. .

Einzelheiten erge-b'en sich aus den an Hand von Zeichnungsfiguren nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispielen. Ss zeigen: _ ' ■

Fig. 1 .. ein Metallgestrick

je ·
Fig. 2 und 3 einen Temperaturfühler mit Einlage und

Fig. 4 ein Diagramm. ■

Die Fig. 1 lässt das typische Maschenbild "eines·Gestrickes aus Metalldraht oder Metallband erkennen. Ein Gestrick solcher Art ist in Pfeilrichtung a elastisch, in Pfeilrichtung b bleibend, jedoch reversibel zusammendrückbar. Auch'der Biegewiderstand einer Gestrickbahn in zwei verschiedenen zueinander normalen Biegeachsen ist verschieden, sofern diese Biegeaohsen'mit einer Maschenkette'1 nicht einen Winkel von 45° einschliessen. Dieses Metallgestrick bietet daher eine Vielzahl von Möglichkeiten der Einstellung von Elastizität und Raumerfüllung eines Gerüstkörpers -je nach der Geometrie des Fühlers und nach dem angestrebten Mass der thermischen Wirksamkeit der Einlage. .

In der Fig. 2 ist ein Fühler 2 mit kreisförmigem Querschnitt, in der Fig. 3 ein solcher mit rechteckigem Querschnitt zu erkennen. Ein Kapillarrohr 3 führt zu einem nicht dargestellten. Gefäss mit veränderbarem Volumen. Das'freie Ende des Fühlers 2 ist aufgeschnitten, so dass die wellenförmige Faltung einer Einlage 4 sichtbar wird.' Diese Form der Faltung bewirkt einen kräftigen Andruck des ,Gestrickes an die Fühlerinnenwandung und führt zu-kleinen Längen der zusammenhängenden me-

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tallischen Wärmepfade. _: ^: ·

Grundsätzlich möglich, jedoch weniger vorteilhaft ist die Formung einer Textilbahn zu einer Rolle oder zu einem unregelmassigen Körper

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nach Art einer Stopfpackung.

Im Diagramm der Fig. 4 schliesslich ist die thermische Trägheit eines wie beschrieben ausgebildeten Fühlers über der relativen Raumerfüllung des Fühlervolumens durch den Werkstoff des Gerüstkörpers aufgetragen. Man sieht aus der für einen Fühler bestimmter Geometrie ermittelten Kurve, dass sich die thermische Trägheit auf einen Bruchteil des Wertes ohne Einlage absenken lässt,, und dass sich bei Anhäufung von Metallmassen, welche die Wärmekapazität des Fühlers erhöhen und die aufgrund ihrer räumlichen Anordnung zur -Wärmeleitung nur wenig beitragen können, die Verhältnisse sofort stark verschlechtern. Die Einlage soll daher vorzugsweise aus einem Werkstoff mit hohem Wärmeleitvermögen, jedoch mit.möglichst kleiner Wärmekapazität bestehen. Zur Erzielung einer optimalen Wirkung ist die Packungsdichte des Metalltextilerzeugnisses (experimentell) so zu bemessen, dass die thermische Trägheit des Fühlers wenigstens annähernd den in der gegebenen Anordnung erreichbaren Minimalwert aufweist.

Ein grosser Vorteil der Metalltextilerzeugnisse in der Anwendung als wärmebrückenbildende Einlage von Temperaturfühlern ist durch deren geringe Kosten und durch den Wegfall einer genauen Passarbeit bei der Herstellung von Einlage und Fühler gegeben.

Claims (7)

1. SCHUTZAISPEUECHE

   T. Plüssigkeitsgefüllter Temperaturfühler mit einer die Wärmeträgheit des Fühlers vermindernden Einlage, welche die Innenwandung des Fühlers gut wärmeleitend berührt und die in dem von der Flüssigkeit eingenommenen Raum Wärmebrücken bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (4) aus einem Metalltextilerzeugnis besteht.
2. 2. Temperaturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlage (4) aus Metallgestrick besteht.
3. 3. . Temperaturfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalltextilerzeugnis aus Kupfer-Runddraht hergestellt ist.
4. 4. Temperaturfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalltextilerzeugnis aus Kupferband hergestellt ist.
5. 5. Temperaturfühler nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gewebe- bzw. Gestrickbahn des Metalltextilerzeugnisses wellenförmig zu einem Gerüstkörper gefaltet ist. ·
6. 6. Temperaturfühler nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalltextilerzeugnis aus einem Werkstoff mit hohem Wärmeleitvermögen und kleiner Wärmekapazität besteht.
7. 7. 'Temperaturfühler nach Anspruch T oder 5 oder,6, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Packungsdichte des Metalltextilerzeugnisses, dass die thermische Trägheit des Fühlers wenigstens'annähernd den in der gegebenen Anordnung erreichbaren Minimalwert aufweist.