DE2036931C3 - Thermostat - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Thermostaten entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein solcher Thermostat ist aus der DT-OS 15 23 412 bekannt. In einem abgeschlossenen Thermostatgehäuse ist dabei neben dem in seiner Temperatur zu stabilisierenden Bauteil ein Heizwiderstand und ein keramischer Kaltleiter angeordnet. Bei Annäherung an eine bestimmte Grenztemperatur vergrößert der Kaltleiter sehr rasch seinen Widerstand. Dadurch wird der über den Kaltleiter geführte Basisstrom eines außerhalb des Gehäuses vorgesehenen Transistors, dessen Kollektor-Emitter-Strecke in Serie zum Heizwiderstand liegt, stark reduziert, was eine verstärkte Verringerung des Emitterstromes und damit eine Verkleinerung der Heizleistung des Heizwiderstandes zur Folge hat. Auf diese Weise wird die Innentemperatur des Thermostaten sehr genau einreguliert. Um darüber hinaus rasche Änderungen der Umgebungstemperatur rechtzeitig ausregeln zu können ist außerdem außerhalb des Gehäuses emitterseitig des Transistors eine Zenerdiode vorgesehen und ein Widerstand zwischen die Basiselektrode und den vom Emitter abgewandten Anschluß der Zenerdiode geschaltet. Die Basis-Emitter-Strecke des Transistors liegt auf diese Weise in einem Querzweig einer Brückenschaltung, deren Längszweige von dem Kaltleiter, dem Heizwiderstand, dem weiteren Widerstand und der Zenerdiode gebildet werden. Zwar läßt sich mit Hilfe eines solchen Thermostaten die Temperatur im Innern eines Thermostatgehäuses sehr stabil halten, jedoch ist der hierzu erforderliche Schaltungsaufwand für manche Anwendungsfälle zu groß.

Weiter ist es aus der DT-OS 15 23 396 bekannt zumindest einen der Temperaturfühler einer Regelschaltung eines Thermostaten, die über einen Transistorverstärker den Heizstrom eines Heizwiderstandes regeln, so in einer Ausnehmung des Thermostatgehäuses anzuordnen, daß der Temperaturfühler durch Verschieben, insbesondere durch teilweises Herausziehen aus der Ausnehmung, stärker dem Zugriff der Umgebungstemperatur des Thermostaten ausgesetzt werden kann, wodurch ebenfalls rasche Änderungen der Umgebungstemperatur rechtzeitig ausgeregelt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber einen Thermostaten der eingangs genannten Art so weiterzubilden daß ein äußerst einfacher Aufbau der Temperaturregelung erhalten wird, ohne daß dadurch eine größere Regel- bzw. Temperaturgenauigkeit preisgegeben werden muß.

Erfindungsgemäß ergibt sich die Losung dieser Aufgabe durch eine den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 entsprechende Ausbildung eines solchen Thermostaten.

Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß der als Heizwiderstand dienende Kaltleiter neben der Beheizung des Thermostaten gleichzeitig seinen Heizstrom selbsttätig so einsteilt, daß seine Temperatur konstant bleibt, der als Temperaturfühler verwendete zweite Kaltleiter hingegen, der im wesentlichen nur von der Umgebungstemperatur des Thermostaten beeinflußt wird, rechtzeitig, da er in Serie mit dem Heizwiderstand liegt' durch rasche Änderungen der Umgebungstemperatur verursachten Regelstörungen entgegenwirkt, bevor diese das Thermostatisch beeinflussen können.

Weitere Ausgestallungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dies hat u. a. die Vorteile, daß die Temperaturgenauigkeit des Thermostaten einjustiert werden kann, daß Fertigungstoleranzen und Kennlinienungenauigkeiten des Heizwiderstandes ausgleichbar sind und daß dadurch die Widerstandsänderung am Temperaturfühler größer wird als am Heizwiderstand, so daß die durch die Veränderung der Umgebungstemperatur hervorgerufene Veränderung des Widerstandswertes des Temperaturfühlers von einer mehr oder weniger starken Drosselung bis zu einer nahezu vollständigen Abschaltung de·- Wärmeentwicklung am Heizwiderstand führt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand von sieben Figuren noch näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fi^. 1 einen Thermostaten mit einem keramischen Kaltleiter als Heizwiderstand und einem scheibenförmig ausgebildeten Kaltleiter als Temperaturfühler,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Darstellung des Thermostaten in F i g. 1 gemäß der Schnittlinie A-A.

Fig. 3 einen weiteren Schnitt &urch die Darstellung des Thermostaten in F i g. 1 gemäß der Schnittlinie B-B,

Fig.4 einen Thermostaten mit einem keramischen Kaltleiter als Heizwiderstand und einem prismaförmig ausgebildeten Kaltleiter als Temperaturfühler,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Darstellung des 1 hermostaten in F i g. 4 gemäß der Schnittlinie C-Q

Fig. 6 einen weiteren Thermostaten mit einem keramischen Kaltleiter als Heizwiderstand und einem prismaförmig ausgebildeten Kaltleiter als Temperaturfühlerund

Fig. 7 die Reihenschaltung von Temperaturfühler und Heizwiderstand.

Bei den Thermostaten nach Fig. 1, Fig. 2, Fig.3, F i g. 4, F i g. 5 und F i g. 6 liegt, wie in F i g. 7 gezeigt, ein keramischer Kaltleiter 1 als Heizwiderstand mit einem Kaltleiter 2 als Temperaturfühler in Serie an der Versorgungsspannung U. Eine durch die Veränderung der Umgebungstemperatur hervorgerufene Veränderung des Widerstandswertes des Temperaturfühlers 2 bewirkt eine mehr oder weniger starke Drosselung bzw. eine nahezu vollständige Abschaltung des durch den Heizwiderstand 1 fließenden Stromes und damit der

Wärmeentwicklung. Wegen der Regeleigenschaf'.en des Temperaturfühlers 2 dient in erster Linie der Heizwiderstand 1, der ein keramischer Kaltleiter ist. als lleizorgan. Da ein keramischer Kaltlei'er jedoch auch einen eigenen .Sperrpunkt besitzt, ersetzt ein derartiger lleizwidersiand 1 gleichzeitig einen als zusatzliches .Sicherungsorgan gegen (ibertemperaiur häufig vorgeschriebenen Thermoschalter. Die in den Figuren gezeigten Thermostaten dienen beispielsweise der Regelung der Umgebungstemperatur eines in einem Gehäuse 10 abgeschlossenen Schwingquarzes.

Nach F ig. 1, Fi g. 2, F i g. 3 ist der Temperaturfühler 2, der scheibenförmig ausgebildet ist, mit einem gut wärmeleitenden Blech 3 verbunden und an der Außenisolation des Thermostaten, nämlich dem zur Gehäusekuppe b gehörenden ßodenteil 4 mit Abstand zum Hei/widerstand 1 befestigt. Das Blech 3 umgreift cien Hei/widerstand 1 so weit, d.jß Temperaturschwankungen aus einem genügend großen Umgebungsbereich erfaßt werden, wodurch die Verwendung zusätzlicher Temperaturfühler vermieden wird. Da der Temperaturfühler 2 vom Heizwidersiund 1 räumlich getrennt ist, trägt er nur geringfügig zur Beheizung des Thermostaten bei. Wegen der räuml chen Trennung von Temperaturfühler 2 und Hei/widerstand 1 ist es erforderlich, daß sich am Temperaturfühler 2 eine größere Widerslandsänderung ergibt als am llei/.widerstand 1, damit nicht der Heizwiderstand 1 eine Temperaturregelung für den Temperaturfühler 2 bewirkt. Der Abstand zwischen dem Heizwiderstand I und dem Temperaturfühler bestimmt die Güte des Thermostaten und wird durch Biegen des Bleches 3 durch Verdrehen der Stellschraube 5 oder mitteis äquivalenter Justiermittel fein eingestellt. Nach den Fig. 1, 2, 3, 4 und 5 ist eine Firsteliung des Abstandes des Temperaturfühlers 2 vom :leizwiderstand I ohne Abnehmen der Gehäusekappe 6 möglich. Wird die Stellschraube 5 in der durch den Pfeil 8 (Fig. 2) angedeuteten Richtung bewegt, so bewegt sich der i'emperaturfiihler in der durch den Pfeil 9 (Fig. I) angedeuteten Richtung. Damit wird der Abstand des Temperaturfühlers 2 vom I leizwiderstand I entweder vergröbert oder verkleinert. Durch die Veränderbarkeit ues Abstandes von Temperaturfühler 2 und Heizwiderstand I ist außer einer Finslcllbarkeit der Regelgenauigkeit noch der Vorteil gegeben, daß Ferligungstoleranzen des Thermoslaienaufbaues und Kennlinienungenauigkeiten der Kaltleitermassen des Heizwidersiandes 1

ίο bzw.desTemperalurfühlers 2 ausgleichbar sind.

Bei Temperaturfühlern 2 mit zu starker Ansprechempfindlichkeit dürfen diese nur sehr wenig den Schwankungen der Umgebungstemperatur ausgesetzt sein. Nach F i g. 4, I·" i g. 5 wird dies dadurch erreicht, daß der Temperaturfühler 2, der prismaförmig ausgebildet ist, in eine öffnung 7 des aus den Heizwiderständen 1 gebildeten Heizmantels und damit in den Bereich der konstanten Innentemperatur des Thermostaten eintaucht. Auch in F i g. 4, 5 ist der Temperaturfühler 2 mit einem gut wärmeleitfähigen Riech 3 verbunden, das zur Veränderung des Abstandes des Heiz.widerstandes 1 vom Temperaturfühler 2 mittels einer Stellschraube 5 verbiegbar ist. Die Veränderung des Abstandes geschieht durch Bewegung der Stellschraube 5 in der durch den Pfeil 8(F ig. 5) angedeuteten Richtung.

Bei dem in F i g. 6 gezeigten Thermostaten ist der Temperaturfühler 2 in einer Ausnehmung 1! des Bodenteils 4 des Thermostatengehäuses untergebracht. Er ist mittels der Stellschraube 5, nachdem die Gehäusekappe 6 entfernt ist, gemäß der durch den Pfeil 12 angedeuteten Richtung verschiebbar. Gegebenenfalls ist in dem von Temperaturfühler 2 nicht ausgefüllten Raum der Ausnehmung 11 eine Rückstellfeder für den Temperaturfühler 2 untergebracht. Durch die Verschiebung des Temperaturfühlers 2 ist der Abstand vom Heiz.widerstand 1, der aus keramischen Kaltleiterplatten besteht, veränderbar und damit die Regel- bzw. Temperaturgenauigkeit des Thermostaten einstellbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   !.Thermostat mit einem abgeschlossenen Gehäuse und einem Heizwiderstand, der in gutem Wärmekontakt mit dem Gehäuse steht und mit einem mit dem Heizwiderstand elektrisch verbundenen, aus einem keramischen Kaltleiter bestehenden Temperaturfühler, dadurch gekennzeichnet, daß auch der Heizwiderstand (1) ein keramischer Kaltleiter ist, daß Heizwiderstand und '° Temperaturfühler in Serie geschaltet sind und daß der als Temperaturfühler dienende Kaltleiter vom Heizwiderstand getrennt vorwiegend von der Umgebungstemperatur des Thermostaten beeinflußbar angeordnet ist. '5
2. 2. Thermostat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Justiermittel (3,5) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die räumliche Entfernung des Temperaturfühlers vom Heizwiderstand veränderbar ist.
3. 3. Thermostat nach einem der Ansprüche I oder 2, *o dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturkoeffizieni: des als Temperaturfühler verwendeten Kaltleiters größer gewählt ist, als der des Heizwiderstandes.