DE2027928A1

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Info

Publication number: DE2027928A1
Application number: DE19702027928
Authority: DE
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1970-06-06
Filing date: 1970-06-06
Publication date: 1971-12-09
Also published as: CH524921A; NL7106925A; SE365288B; GB1308272A; CA918213A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stellmotor mit einem mit beheizbarem Dehnstoff gefüllten Arbeitsraum, in dem ein Heizdrahtwickel angeordnet ist, und mit einem vom Dehnstoff verstellbaren Stellglied, insbesondere Kolben.

Derartige Stellmotoren werden zu den verschiedensten Zwecken benutzt. Fließt Strom durch den Heizdraht, erwärmt sich der Dehnstoff und schiebt das Stellglied nach außen. Wird der Heizstrom abgeschaltet, kühlt der Dehnstoff ab und das Stellglied wird, gegebenenfalls unter dem Einfluß einer Rückholfeder, nach innen geschoben. Durch abwechselndes Beheizen und Abkühlen kann man das Stellglied auf einem definierten Punkt halten.

Bei bekannten Stellmotoren liegt der Heizdrahtwickel frei innerhalb des Dehnstoffs im Arbeitsraum. Er hat etwa U-förmigen Verlauf und ist mit seinen beiden Enden an Durchführungen befestigt, die an der dem Stellglied gegenüberliegenden Stirn-· seite des Arbeitsraumes vorgesehen sind«, Um eine möglichst· gleichmäßige Beheizung zu erzielen, erstreckt sich der Wickel über nahezu die gesamte Länge des Arbeitsraums. Hierbei tritt aber die Gefahr auf, daß der Heizdraht von dem Dehnstoff, ζ,Β.

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Wachs, bei dessen Volumenänderung verlagert oder verformt wird, so daß der Wickel gegen die Wand des Arbeitsraums gedrückt wird, wodurch Windungen kurzgeschlossen werden, oder daß der Draht bricht.

Es gibt auch Stellmotoren, bei denen der Heizdraht auf einen zylindrischen, mit einem Hohlraum versehenen Spulenkörper aus Isoliermaterial, z.B. Porzellan gewickelt ist. Der Spulenkörper ist konzentrisch zur Achse des Arbeitsraums angeordnet. Der Spulenkörper hat einen schraubenförmige Umfangsnut, in welche der Heizdraht eingelegt ist«, Der Spulenkörper nimmt ein erhebliches Volumen des Arbeitsraums ein. Er wird vom Heizdraht aufgeheizt und gibt nach Abschalten der Heizleistung Wärme an den Dehnstoff ab, so daß dieser sein Volumen noch weiter vergrößert, so daß sich keine eindeutige Steuerung durch Ein- und Ausschalten der Heizleistung ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellmotor der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem die Gefahr eines Schadens an der Heizdrahtwicklung vermindert und trotzdem ein genaues Arbeiten sichergestellt ist„

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß längs der Wickelachse ein Träger aus draht- oder streifenförmigem Material verläuft.

Bei dieser Konstruktion wird von dem bewährten Heizdrahtwickel, der sich mit geringem Platzbedarf durch einen wesentlichen Teil des Arbeitsraums erstreckt, Gebrauch gemacht. Der sich längs der Wickelachse erstreckende Draht oder Streifen hat eine so geringe Wärmespeicherkapazität, daß er keine oder eine höchstens unbeachtliche Verzögerung zwischen dem Ein- und Ausschalten der Heizleistung und der Bewegung des Stellgliedes hervorruft, Trotzdem genügt auch ein sehr schwacher Träger in Verbindung mit dem Wikkel, um eine unzulässige Verlagerung der Wickelachse zu verhin-

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dem. Auch wird eine axiale Verlagerung der Windungen bereits infolge der Reibung auf dem Träger verhindert oder kann durch andere einfache Maßnahmen unterdrückt werden.

Im einfachsten Fall ist der Heizdraht lose auf einen gekrümmten Träger gewickelt. Der Heizdraht liegt dann nur punktweise am Träger an, so daß der Wärmeübergang auf ein Minimum herabgesetzt ist. Eine axiale Verschiebung der Windungen ist dadurch unterbunden, daß der Wickel wenigstens an den Stellen der Krümmung durch Reibung am Träger fixiert ist.

Mit besonderem Vorzug ist der Träger ein im wesentlichen U-fö reiniger Bügel. Ein solcher Bügel hat im Anschluß an seine beiden Schenkel je eine Krümmung, durch die der Wickel fixiert ist. Außerdem können Anfang und Ende des Heizdrahtwickels nahe beieinander plaziert werden, ohne daß die Gefahr einer gegenseitigen Berührung besteht.

Insbesondere kann der Bügel an einer dem Stellglied gegenüberliegenden Stirnfläche des Arbeitsraums neben zwei elektrischen Durchführungen für den Heizdraht-Anschluß befestigt sein. Hierbei ergeben sich kurze Verbindungen zwischen Heizdraht und elektrischem Anschluß. Außerdem kann die gesamte elektrische Anordnung zu einer Baueinheit zusammengefaßt werden, wenn eine einsetzbare Stirnplatte Träger und Durchführungen trägt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Schenkel des Bügels in der Mittelebene des Arbeitsraums zu beiden Seiten der Bahn eines Kolbens angeordnet und der Mittelsteg des Bügels ist seitlich aus der Mittelebene herausgebogen« Auf diese Weise kann der Bügel die gesamte Länge des Arbeitsraums in der Mittelebene durchsetzen, behindert aber trotzdem nicht die freie Kolbenbewegung β

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Der Träger kann aus den verschiedensten Materialien bestehen, jedoch ergeben Metalle bei kleinstem Querschnitt die größte Festigkeit. Daher sollte der Träger zweckmäßigerweise aus Metall bestehen und es sollte einen elektrische Isolation zwischen Träger und Heizdraht vorgesehen sein. Dies kann beispielsweise ein Überzug aus Isolier-Kunststoff, vorzugsweise Polytetrafluoräthylen, auf dem Träger sein. Dieser Überzug dient gleichzeitig einer Verminderung des Wärmeübergangs. Der Träger kann aber auch aus blankem Metall bestehen, wenn der Heizdraht aus eloxiertem Aluminium besteht.

Im einfachsten Fall ist der Träger ein Draht aus Federstahl.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert,, Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Stellmotor,

Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, durch die elektrische Baueinheit und

Fig. 3 eine Ansicht von unten auf die Baueinheit„

Der Stellmotor besitzt ein Gehäuse 1, das einen Arbeitsraum 2 aufweist, der mit einem thermischen Dehnstoff, z.B. Wachs, gefüllt ist. Der Arbeitsraum wird durch eine zylindrische Umfangswand 3, eine Stirnplatte 4 und eine Querwand 5 begrenzt. Letztere hat eine zentrische Öffnung 6, in der mit Hilfe eines Dichtkörpers 7 ein zylindrischer Kolben 8 verschiebbar ist. Die Stirnplatte 4 wird durch einen Ring 9, die Dichtung 7 durch eine Buchse 10 festgehalten.

Die Stirnplatte 4 trägt zwei Durchführungen 11 und 12, die mit Hilfe von Isolierstücken 13 gegenüber der Platte 4 isoliert sind und'außen in Anschlußklemmen 14, 15 übergehen. An jede Durchführung ist ein Ende eines Heizdrahtwickels 16 angeschlossen.

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Der Wickel 16 liegt lose um einen Träger 17, der die Form eines U-förmig gebogenen Bügels hat. Der Träger besteht aus Federdraht, der mit Polytetrafluoräthylen überzogen ist. Die Schenkel 18 und 19 des Bügels sind in der Stirnplatte 4 befestigt und verlaufen in einer Mittelebene des Arbeitsraums 2 zu beiden Seiten der Bahn 8a des Kolbens 8. Der Mittelsteg 20 des Bügels ist kreisförmig aus dieser Mittelebene herausgebogen, so daß Platz für eine Bewegung des Kolbens 8 geschaffen ist.

Statt eines Drahtes kann auch ein schmaler Blechstreifen verwendet werden. Auch ein Träger aus Kunststoff, der den auftretenden Temperaturen gewachsen ist, kommt in Betracht.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1„) Stellmotor mit einem mit beheizbarem Dehnstoff gefüllten Arbeitsraum, in dem ein Heizdrahtwickel angeordnet ist, und mit einem vom Dehnstoff verstellbaren Stellglied, insbesondere Kolben, dadurch gekennzeichnet, daß längs der Wickelachse ein Träger (17) aus draht- oder streifenförmigem Material verläuft,
2. Stellmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizdraht (16) lose auf einen gekrümmten Träger (17) gewikkelt ist.
3. Stellmotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (17) ein im wesentlichen ü-förmiger Bügel ist.
4. Stellmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (17) an einer dem Stellglied (8) gegenüberliegenden Stirnfläche des Arbeitsraums (2) neben zwei elektrischen Durchführungen (11, 12) für den Heizdraht-Anschluß befestigt ist.
5. Stellmotor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine einsetzbare Stirnplatte (4) Träger (17) und Durchführungen (11, 12) trägt.
6. Stellmotor nach einem der Ansprüche 3 Ms 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel (18, 19) des Bügels in der Mittelebene des Arbeitsraums (2) zu beiden Seiten der Bahn (8a) eines Kolbens angeordnet sind und der Mittelsteg (20) des Bügels seitlich aus der Mittelebene iierausgebogen ist.
7. Stellmotor nach einem der Ansprüche 1 Ms 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (17) aus Metall !besteht und eine elektrische Isolation zwischen Träger und Heizdraht (-16) vorgesehen ist. ■ .

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8. Stellmotor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger einen Überzug aus Isolierkunststoff, vorzugsweise PoIytetrafluoräthylen, aufweist.
9. Stellmotor nach Anspruch 7_f dadurch gekennzeichnet, daß der . Heizdraht (16) aus eloxiertem Aluminium besteht.

10, Stellmotor nach einem der Ansprüche 1 Ms 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (17) ein Draht aus Federstahl ist.

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