DE2143244A1

DE2143244A1 - Fuehler fuer temperaturmess- und regelgeraete

Info

Publication number: DE2143244A1
Application number: DE19712143244
Authority: DE
Inventors: Manfred Stuhl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-08-28
Filing date: 1971-08-28
Publication date: 1973-03-01

Description

Fühler für Temperatur- Meß- und @eglgeräte Die Neuerung besteht aus eir@ Kombination von Bimetall oder Biktjnststoff mit einem weiteren Metall oder Kunststoff. I)ie Kombination besteht vorzugsweise in der Form, daß sich das weitere Metallteil oder der weitere kunststoffteil @reieckförmig oder Kegelförmig auf dem Bimetall oder Bikunststoff aufbaut und mit diesem vorzugsweise kraft- oder formschlüssig verbunden ist.
Bimetall als Temperaturfühler ist weitgehend bekannt.
Eine weitere bekannte Form für mechanische Temperaturfühler ist das Drelecksband aus Metal mit geringem Wärmeausdehnungskoeffizienten z.B. Invar auf einer Metallsohle mit großem Temperaturausdhnungskoeffizienten.
Während das Bimetall stark kraftabhängig arbeitet sind die Ausdehnungswege der Dreieckskombination relativ gering, was sich in entsprechenden Schaltdifferenzen der damit arbeitenden Temperaturregler ausdrückt.
I)er Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fühler zu entwickeln der möglichst große Arbeitswege in Abhängigkeit von der Temperatur liefert. Diese großen Wege sollen dann zu kleinen Schaltdifferenzen bei den kompletten Geräten führen oder den Einsatz möglichst billiger Schaltaysteme fiir normale Schaltdifferenzgüte ermöglichen. Die Abhängigkeit der Ausdehnung des Temperaturfühlers von der einwirkenden Betätigungskraft des Schaltelementes oder dessen Betätigungssystems soll möglichst gering sein.
Die Neuerung besteht darin, daf3 auf einer Bimetallbasis oder einer Bikunststoffbasis ein Metallblech oder Kunststoffteil in Form eines Dreiecks oder eines Kegels angebracht werden. Dabei sollte der Ausdebnungskoeffi -zient des Metallbandes oder Kunststoffes möglichst groß gewählt werden, weil damit noch größere Arbeitswege erzeugt werden. Dies ist aber nur danii ZU empfehlen, wenn das Arbeiten des Bimetalles nur in einer 4ichtung ausgenützt wird. Wirddie I)urchwölbung des Bimetalles auf zwei Seiten ausgenützt, so empfiehlt es sich für das zusätzliche Metall oder Kunststoffdreieck oder für den zusätzlichen Metall-oder Kunststoffkegel einen Werkstoff mit geringer Wärmeausdehnung zu verwenden.
Das System arbeitet wie folgt: Das Bimetall oder der Bikunststoff in Form eines sandes oder einer Scheibe oder einer geschlitzen Scheibe oder eines Sternes wölb@@ sich bei Erwärmung in der einen bzw. beim Erkalten in der anderen Richtung durch Das Dreieck oder der kegelförmige Teil aus Metall oder Kunststoff ist an den Enden der streifenförmigen oder der Perlferie der Scheiben- oder sternförmigen Rasis aus Bimetall oder @ikunststoff befestigt. Mit der Wölbung des Bimetalls oder des Bikunststoffes wird die Basislänge bzw. der Basisdurchmesser verkleinert, damit bewegt sich die Spitze des Dreiecks oder des Kegels in Abhängigkeit von der Temperatur nach außen. Wenn man nun zusätzlich fiir das Dreieck oder den Kegel ein Material mit großem Ausdehnungskoeffizienten gewählt hat, so ergibt dies noch einen zusätzLichen Anstieg der Dreiecks bzw. der Kegelspitze. Als größtmögliche Ausdehnung des Systems kann man die Anhebung der Dreiecks oder Kegelspitze plus der Durchwölbung des Bimetalles verwenden. Man kann aber auch den temperaturabhangigen Weg der Dreiecke oder Kegelspitze allein ausnützen.
Nützt man die Wölbung der Hasts in zwei Richtungen aus, so erhält eine Ausdehnungskurve als Funktion von der Temperatur, die bei einer bestimmten Temperatur ein Minimum hat. Dieses Verhalten ist fiir die Lösiing verschiedener Temperaturregelaufgaben senr intersswant und zwar dann, wenn man einer einem bestimmten Temperaturpunkt und unterhalb eines anderen Temperaturpunktes die gleiche Aussage vom Regler haben will.
Die Lösung vereinigt zusätzlich die Forderung nach einem Temperaturfühler mit möglichst großen Arbeitswegen in Abhängigkeit von der Temperatur und die relativ geringe Kraftabhängigkeit des Systems. Die Neuerung ist nachstehend anhand von Ausf2hrungsbeispielen mit Abbildungen näher erläutert.
Fig. 1 a Seitenansicht und Draufsicht fiir die Kombination Bimetallstreifen mit Metall~ dreieck.
Mit dem Bimatallstrelfen 1 ist st ein Metall 2 das zu einem Dreieck gebogen ist, verbunden Die Löcher 3 verbessern die Biegemöglichkeit an dieser Stelle b Gleiches bei veränderter Temperatur Fig. 2 Seitenansicht und Draufsicht auf sternförmiges Bimetall mit sternförmigem Metallteil.
Mit dem Blzetallstern 4 ist ein Metallstern 5 so verbunden, daß der Metallstern 5 in der Mitte eine Spitze bildet.
Fig. 3 zeigt den Ausdehnungsverlauf des Fühleraystems in Abhängigkeit von der Temperatur, wenn das Bimetall oberhalb und unterhalb seiner gestreckten Lage verwendet wird.

Claims

Schutzansprüche

Temperaturausdehnungsfühler für Meß- und Regelzwecke dadurch gekennzeichnet , üai3 er aus einer Kombination von Bimetall oder Bikunststoffbasis mit einem Metall oder Kunststoffteil besteht, das sich relativ dünnwandig vorzugsweise in Breiecks oder Kegelform über der Bimetall oder Bikunststoffbasis erhebt.
2. Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Bimetall oder der Bikunststoff ecine Streifenform hat, über dem sich das Metall oder Kunststoffteil in Dreieckform als Band aufbaut.
3. Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetall - oder die Bikunststoffbasis schaibenförmig ist.
4. Nach Anspruch 1 + 3 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bimetall oder Bikunststoffbasis inder Mitte gelocht ist.
5. Nach Anspruch 1 + 3 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Bimetall oder Bikunststoffbasis mhrfach vorzugsweise radial geschlitzt 4t.
6. Nach Anspruch 1 + 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetall- oder Bikunststoffbasis vom Außenrand und oder vom Lochrand vorzugsweise radial geschlitzt ist.
7. Anspruch nach 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetall- bzw. Bikunststoffbasis sternförmig mit mindestens 3 Ecken ist.
8. Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Basis eine andere geometrische Form hat.
9. Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das vorzugsweise dünnwandige Metall oder Kunststoffteil kegelförmig ist und dabei vom Rand her vorzugsweise radial geschlitzt ist.
10. Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das vor, zugsweise diinnwandige Metall oder Kunststoffteil sternförmig ist und im komplettierten Zustand über der Bimetall- bzw. Kunststoffbasis eine sternförmige Pyramide bildet.
11. Nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Metall oder Kunststoffteil eine andere geometrische Form hat,die sich zu dem beschriebenen Effekt eignet.
12.Nach Anspruch 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daU die Variat@on@@ler beiden Komponenten aus Bimetall bzw.

Bikunststoff und Metall- bzw. Kunststoff beliebig miteinander kombiniert worden.
13. Nach Anspruch 1 - 13 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die beiden Komponenten aus Bimetall bzw. Blkunststoff und Metall bzw. Kunststoff durch @@eten, schweißen @@@@ stecken miteinander verbunden werden.
14. Anspruch nach 1 d a d u r c h g e k n n z e i c h n e t, daß mehere Temperatur@@de@uungselemennte dies@r Art zu einer kaskede @intereißande@ ge@chait@@ werd@@ kä@@en.

L e e r s e i t e