DE2422681C3 - Expansion bar - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eitlen Ausdehnungsstab mit elektrischer Beheizung zur Einwirkung auf SchaltgeräThe invention relates to vain expansion rod with electrical heating to act on switchgear
te, insbesondere fir |3k$ende Energieregler.te, especially fir | 3k $ ende energy regulators.
Aas dec 4eutsc<hga Qlenlegea^chrift, U 65 215 ist ' φ Äusdehnungsjsßib beJkanntgfeMwden, der über ekiea Winkelhebel auf einen elektrischen Schnappschalter einwirken kana Dieser besteht aus einem Stab aus einem Material mit einem relativ hohen thermischen Äusdghnungslcoeffizienten, um das epe Hülse aus Widerstandsmaterial bzw. unter Zwischenschaltung einer elektrischen Isolierung, eine elektrische Heizwicklung gejegt ist Der Ausdehnungsstab wirkt über in die Enden eingepreßte Kugeln, auf die Ubertragungshe-Jjel eijj, Derartige Ausdehnungsstäbe haben Bimetallen "gegenüber den Vorteil einer großen Steifigkeit und einer sehr großen Betätigungsfcraft bei allerdings sehr kleinen Ausdehnungswegen. In ihrer Herstellung und insbesondere in der Anbringung der elektrischen Beheizung werfen sie jedoch Probleme auf. Eine Beheizung, die auf der Oberfläche des Ausdehnungsstabes angebracht ist strahlt bei seiner Beheizung mit mehr als der Hälfte der Fläche nach außen, so daß diese Energie nicht zur Beheizung des Stabes wirksam wird. Bei einer Heizwicklung mit untergelegter elektrischer Isolation behindert diese zwischengelegte elektrische Isolation auch den Wärmeübergang. Außerdem haben die in Fonti von Hülsen oder Wicklungen auf der Oberfläche des Ausdehnungsstabes angebrachten Heizwiderstände die Eigenschaft bei der Beheizung wegen ihrer größeren Ausdehnung unter der erhöhten Temperatur von der Oberfläche des Ausdehnungsstabes abzuheben, so daß eine Kontaktwärmeübertragung nicht mehr zustande kommt. Der Erfolg ist, daß diese Ausdehnungsstäbe eine relativ große Energie zu ihrer Beheizung benötigen und vor allem der Beheizung nicht mit der nötigen Unmittelbarkeit in ihrer Ausdehnung folgen.Aas dec 4eutsc <hga Qlenlegea ^ chrift, U 65 215 is known 'φ Äusdehnungsjsßib, which can act on an electrical snap switch via an angle lever . with the interposition of electrical insulation, an electrical heating coil is inserted. The expansion rod acts via balls pressed into the ends on the transmission he-Jjel eijj, Such expansion rods have bimetallic "over the advantage of great rigidity and a very large actuationfcraft with, however, very small expansion paths However, they pose problems in their manufacture and in particular in the installation of the electrical heater heating of the rod becomes effective. In the case of a heating coil with underlying electrical insulation, this interposed electrical insulation also hinders the transfer of heat. In addition, the heating resistors attached to the surface of the expansion rod by sleeves or windings in Fonti have the property of being lifted off the surface of the expansion rod during heating because of their greater expansion under the increased temperature, so that contact heat transfer no longer takes place. The success is that these expansion rods require a relatively large amount of energy to heat them and, above all, do not follow the heating with the necessary immediacy in their expansion.
Ausgabe der Erfindung ist es daher, einen Ausdehnungsstab der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der bei einfacher, möglichst weitgehend maschineller Herstellung eine einfache und problemlose sowie unmittelbare Beheizung des Ausdehnungsmaterials ermöglicht.The output of the invention is therefore to provide an expansion rod of the type mentioned, which allows simple and problem-free and direct heating of the expansion material with a simple, as far as possible machine production.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ausdehnungsstab einen langgestreckten, rohrförmigen, metallischen MaMeI und einen in diesem in einer Isoliermasse eingebetteten stromdurchflossenen Widerstandsdraht besitztThis object is achieved according to the invention in that the expansion rod has an elongated, tubular, metallic MaMeI and an in this has a current-carrying resistance wire embedded in an insulating compound
Ein solcher Ausdehnungsstab hat nicht nur eine sehr große Festigkeit, sondern auch ideale Eigenschaften bezüglich seiner Beheizung. Die bei der Beheizung freigesetzte Wärme kommt von innen her und wird daher erst dann nach außen abgegeben, wenn der gesamte Ausdehnungsstab aufgeheizt ist.Such an expansion rod not only has a very high strength, but also ideal properties regarding its heating. The heat released during heating comes from within and is therefore only released to the outside when the entire expansion rod is heated up.
Vorteilhaft ist der Ausdehnungsstab aus einem Rohrheizkörper mit an seinen Enden freigelegtem Widerstandsdraht hergestellt. Im Gegensatz zu üblichen Rohrheizkörpern sollte jedoch der Widerstandsdraht gerade und ungewendelt sein. Dies ermöglicht unter anderem auch geringste Abmessungen des Ausdehnungsstabes, Die Dicke dieses Ausdehnungsstabes kann in der Größenordnung von 3 mm liegen, so daß bei ausreichender Steifigkeit, jedoch geringster Energieaufnahme ein räumlich kleinbauender Ausdehnungsstab geschaffen wird, der auch geringe Abmessungen des Gerätes ermöglicht, in das er eingebaut ist.The expansion rod is advantageously made from a tubular heater with resistance wire exposed at its ends. Unlike usual However, with tubular heaters, the resistance wire should be straight and uncoiled. This enables under also the smallest dimensions of the expansion rod, the thickness of this expansion rod can are of the order of 3 mm, so that with sufficient rigidity, but the lowest possible energy consumption, a spatially small expansion rod is created, which also allows small dimensions of the device in which it is built.
Der Widerstandsdraht kann zur mechanischen Übertragung der Ausdehnungsbewegungen ausgebildet sein. Da er von dem metallischen Mantel und der zwischenliegenden Isoliermasse abgestützt ist, ist der Draht ausreichend steif, um auch relativ hohe AüsdehnuhgskräfteThe resistance wire can be designed for mechanical transmission of the expansion movements. Since it is supported by the metallic jacket and the insulating compound lying between it, the wire is sufficiently stiff to withstand relatively high expansion forces
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aufzunehmen. Besonders vorteilhaft sind-jedoch auf die Enden des Mantels Kappen aufgesetzt, di&zur mechanischen Übertragung der Ausdebnungsbewegung ausgebildet sind. Aus den Kappen können the Enden des Wi&erstandsdrahtes-bzw. seiner elektrischen Anschlüsse seitlich herausragen. Dadurch ist die Behgizungsfunküon von der Übertragungsfunktion getrennt und der auf dem Atödehnungsstab lastende Druck wird unmittelbar von dem Mantel aufgenommen.to record. Particularly advantageous, however, are the Caps on the ends of the jacket, di & to the mechanical Transmission of the expansion movement are formed. The ends of the Wi & erstandsdrahtes-or. its electrical connections protrude laterally. This is the ventilation function separated from the transfer function and the pressure on the elongation rod becomes immediate taken up by the coat.
Es ist ferner bevorzugt, daß der Widerstandsdraht von dem gesamten Strom durchflossen ist, der dem an den Energieregler angeschlossenen Elektrogerät zügeführt wird. Durch diese Reihenschaltung des Heizwiderstandes ist es möglich, den Widerstandsdraht relativ kräftig und kurz auszuführen. Das bringt Vorteile bezüglich des Anschlusses und ermöglicht es auch, mit einem ungewendelten Draht und somit einem dünnen Ausdehnungsstab auszukommen. Außerdem sind dabei die Spannungsdifferenzen auf beiden Seiten des Stabes so gering, daß bezüglich der Isolierung beim Anschluß auf beiden Seiten keine große Mühe aufgewendet werden muß. Bei der Differenzspannung, die kaum über ein Volt betragen wird, fließen selbst bei einer punktuellen Berührung mit dem Mantel nur so geringe Ströme, daß sie für die Wirkungsweise außer Betracht bleiben können. It is further preferred that the resistance wire is traversed by the entire current that is connected to the electrical device connected to the energy regulator is supplied. Through this series connection of the heating resistor it is possible to make the resistance wire relatively strong and short. That brings advantages regarding of the connector and also enables it to be used with an uncoiled wire and thus a thin one Get along with the expansion rod. In addition, there are the voltage differences on both sides of the rod so small that no great effort is expended in terms of insulation when connecting on both sides got to. The differential voltage, which will hardly be more than one volt, will flow even with a punctual one Contact with the jacket only currents so small that they can be disregarded for the mode of operation.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteraüsprüchen gekennzeichnet Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigtDevelopments of the invention are in the subordinate claims Some embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail below. It shows
F i g. 1 eine vergrößerte Ansicht eines Ausdehnungsstabes nach der Erfindung mit (geschnittenen) Halterungs- und Übertragungsteilen,F i g. 1 is an enlarged view of an expansion rod according to the invention with (cut) support and transmission parts,
F i g. 2 ein Detail des Ausdehnungsstabes im Längsschnitt nach der Linie H-II in F i g. 1,F i g. 2 shows a detail of the expansion rod in a longitudinal section along the line H-II in FIG. 1,
F i g. 3 ein Detail eines abgewandelten Ausdehnungsstabes und F i g. 3 shows a detail of a modified expansion rod and
F i g. 4 ein Detail einer weiteren Variante.F i g. 4 shows a detail of a further variant.
Der in F i g. 1 und 2 dargestellte Ausdehnungsstab 44 besitzt einen metallischen Mantel 60 aus rostfreiem Stahl, in dem mittig axial ein massiver, d. h. ungewendelter Widerstandsdraht 61 aus einem üblichen Widerstandsmaterial angeordnet ist. Er ist in dem rohrförmigen Mantel 60 in einer mineralischen, isolierenden Einbettmasse 62 angeordnet die sehr hochverdichtet ist, so daß sie zwar gute elektrisch isolierende Eigenschaften hat, jedoch eine ausreichende Wärmeübertragung ermöglicht. Bei dem aus Mantel 60, Widerstpndsdraht 61 und Einbettmasse 62 bestehenden Körper handelt es sich um einen Abschnitt eines sehr dünnen Rohrheizkörpers mit ungewendeltem Widerstandsdraht, der sehr einfach und in großen Längen serienmäßig hergestellt werden kann. Die Einbettmasse ist dabei ein übliches Einbettmaterial, das bei der Herstellung des Rohrheizkörpers als Schüttgutmasse eingefüllt und dann hochverdichtet wird.The in F i g. 1 and 2 shown expansion rod 44 has a metallic jacket 60 made of stainless Steel, in the center axially a massive, i. H. Uncoiled resistance wire 61 made from a conventional resistance material is arranged. It is in the tubular jacket 60 in a mineral, insulating investment material 62 arranged which is very highly compressed, so that although it has good electrical insulating properties but allows sufficient heat transfer. In the case of the jacket 60, resistance wire 61 and investment material 62 existing body is a section of a very thin tubular heater with non-coiled resistance wire, which is very simple and mass-produced in great lengths can be. The embedding compound is a common embedding material that is used in the manufacture of the tubular heating element is filled in as bulk material and then highly compressed.
Nach dem Ablängen des Rohrheizkörperabschnittes auf die spätere Heizdrahtlänge wird der Widerstandsdraht an beiden Enden ein Stück durch Abschälen des Mantels und der Einbettmasse freigelegt. Dort ist der Widerstandsdraht 61 mit einer Kontaktschelle 63 verschweißt, die ihrerseits mit einer Zuleitungslitze 55 elektrisch leitend verbunden ist. Bei der Kontaktschelle 63 kann es sich um einen Blechstreifen handeln, der um den Widerstandsdraht 61 und die Litze 55 herumgelegt und dann verlötet oder verschweißt istAfter cutting the tubular heating element section to length to the later heating wire length, the resistance wire is cut a piece at both ends by peeling off the The jacket and the investment material are exposed. There the resistance wire 61 is welded to a contact clip 63, which in turn is electrically conductively connected to a lead wire 55. At the contact clamp 63 can be a sheet-metal strip that is wrapped around the resistance wire 61 and the stranded wire 55 and then soldered or welded
Die Schelle 63 ragt seitlich von dem Ausdehnungsstah hinweg, und zwar durch einen Schlitz 64 in einer Kappe 65 hindurch. Die Kappe 65 hat eine Hutform und ätzt dementsprechend nüt einer Schulter 70 auf den äuueren Stirnflächen des Mantels au£. Die Kappe 65 bildet das Auflager des Ausdehnungsstabes; mit dem er sich im dargestellten Beispiel zwischen dem Betätigungspunkt 49 der Schnappfeder 48 eines nicht vollständig dargestelltea Schnappschalters «nd einer Justierschraube43,abstützii diein eineitÜbertragungshebel 33 eingeschraubt ist Der iObertragungshebel 33 kann beispielsweise zu einem Einstellorgan für die Leistungseinstellung eines Energiereglers führen, während der Schnappschalter dessen Schaltorgan istThe clamp 63 protrudes laterally from the expansion steel away, through a slot 64 in a Cap 65 through. The cap 65 has a hat shape and accordingly etches on one shoulder 70 the outer end faces of the mantle. The cap 65 forms the support of the expansion rod; with the he is not completely in the example shown between the actuation point 49 of the snap spring 48 The illustrated snap-action switch and an adjusting screw 43 are supported and screwed into a transmission lever 33 can, for example, become an adjusting element for power adjustment of an energy regulator, while the snap switch is its switching element
Damit der Ausdehnungsstab zwischen seinen Anlagepunkten, beispielsweise der Justierschraube 43 und dem Betätigungspunkt 49, sicher geführt ist ist er durch Öffnungen 58 in Armen 57 einer Halterung 56 gesteckt, die den Ausdehnungsstab zwar gegen seitliche Verschiebung führt jedoch seine Längsbewegung gestattet. Die Halterung 56 ist durch herausgebogene abgewinkelte Lappen 71, die in Schlitze 72 des Schaltergehäuses 12 gesteckt sind, an diesem festgelegtSo that the expansion rod between its contact points, for example the adjusting screw 43 and the actuation point 49, is safely guided, it is inserted through openings 58 in arms 57 of a holder 56, which leads the expansion rod against lateral displacement, but allows its longitudinal movement. The bracket 56 is by bent out angled tabs 71, which are in slots 72 of the switch housing 12 are inserted, fixed on this
Die Halterung ist vorzugsweise bereits vor dem Aufbringen der Kappen, d. h. schon bei der Herstellung des Ausdehnungsstabes, angebracht worden. Sie dient dann auch zur Erleichterung der Handhabung des ja außerordentlich kleinen Ausdehnungsstabes, dessen bevorzugte Länge für die Verwendung in einem Energieregler für eine Elektrokochplatte in der Größenordnung zwischen 30 und 40 mm liegt Bei einer Dicke in der Größenordnung zwischen 3 und 4 mm ist ausreichende Steifigkeit gegeben und man kommt mit einer sehr geringen Beheizung aus, die unter 5 W liegen kann. Wenn man bedenkt, daß bei normalem Betrieb einer Elektrokochplatte der Ausdehnungsstab nur über einen relativ geringen Zeitraum beheizt ist, nämlich nur, wenn die Kochplatte volle Leistung bekommt, braucht der Energieregler nur sehr wenig Leistung, was sich auf seine Baugröße und die Anforderungen, die an seinen Einbau zu stellen sind, vorteilhaft auswirkt.The holder is preferably already in place before the caps are applied, i. H. during the production of the Expansion bar, has been attached. It then also serves to facilitate the handling of the yes extraordinarily small expansion rod, its preferred length for use in an energy regulator for an electric hotplate in the order of magnitude between 30 and 40 mm On the order of between 3 and 4 mm, there is sufficient stiffness and a very low one comes with it Heating off, which can be below 5 W. If you consider that in normal operation an electric hotplate the expansion rod is only heated for a relatively short period of time, namely only when the When the hotplate gets full power, the energy regulator needs very little power, which affects its Size and the requirements that are to be placed on its installation, has an advantageous effect.
Die bevorzugte Beheizung in Reihenschaltung mit dem beheizten Elektrogerät erlaubt es, mit relativ dikken und kurzen Widerstandsdrähten zu arbeiten. Außer der vereinfachten Anschlußmöglichkeit an einem dikken Draht sind auch die Isolationsprobleme vereinfacht, da die geringe Spannungsdifferenz von weniger als 1 Volt zwischen beiden Seiten des Ausdehnungsstabes Kurzschlüsse nicht nur ungefährlich macht, sondern auch weitgehend ausschließt. Wenn beispielsweise die Schelle 63 an den Rändern des Schlitzes 64 der metallischen Kappe 65 durch eine Verdrehung Schluß bekäme, so würde wahrscheinlich schon eine stets vorhandene Oxydhaut ausreichen, um einen Stromfluß über den Mantel 60 zu unterbinden. Wenn man ganz sicher gehen will, so kann durch einen einfachen Lacküberzug jeder Gefahr eines elektrischen Schlusses ausgeschaltet werden.The preferred heating in series with the heated electrical device allows it to be relatively thick and short resistance wires to work. In addition to the simplified connection option to a dikken Wire are also simplified the insulation problems, because the small voltage difference of less than 1 volt not only makes short circuits between both sides of the expansion rod harmless, but also largely excludes. For example, if the clamp 63 on the edges of the slot 64 of the metallic If cap 65 were to be terminated by twisting, one would probably already be there Oxide skin is sufficient to prevent a current flow through the jacket 60. If you are absolutely sure want to go, any risk of an electrical short-circuit can be eliminated by a simple coating of varnish will.
In F i g. 3 ist ein Ausdehnungsstab dargestellt, der bei im übrigen gleicher Ausbildung anstatt der Schelle 63 einen seitlich abgebogenen und durch den Schlitz 64 der Kappe 65 herausgeführten Widerstandsdraht 61 besitzt. An diesem kann dann unmittelbar eine Anschlußlitze angebracht werden. Obwohl bei dieser Ausführungsform ein Teil, nämlich die Schelle 63, eingespart wird, kann sich die Ausführung mit der Schelle trotzdem rentieren, da sich die Abbiegung relativ schlecht maschinell und automatisch ausführen läßt.In Fig. 3 shows an expansion rod which, with the rest of the same design, instead of the clamp 63 a laterally bent resistance wire 61 led out through the slot 64 of the cap 65 owns. A pigtail can then be attached directly to this. Although in this embodiment a part, namely the clamp 63, is saved, the execution with the clamp Nevertheless, it is profitable, since the turn can be carried out relatively poorly by machine and automatically.
In F i g. 4 ist eine Ausführung dargestellt, bei der die mechanische Übertragung der AusdehnungsbewegungIn Fig. 4 shows an embodiment in which the mechanical transmission of the expansion movement
nicht über den Mantel 60, sondern über den Widerstandsdraht 61 erfolgt, der über die Schelle 63 nach oben heräüsragt und dort an einem isolierenden mechanischen Kontaktstück 74 abgestützt ist. Hier wird die Kappe 65 eingespart, es ist jedoch dafür zu sorgen, daß die Schnittkanten des Widerstandsdrahtes sehr sauber sind, damit die Übertragung der Kraft ohne Elastizitäten oder Nachgiebigkeiten erfolgt. Außerdem ist eine solche Ausführung nur dann sinnvoll, wenn der Widerstandsdraht ausreichend stark ist. Dies wird sicherlich nur bei größeren Leistungen des Elektrogerätes und relativ geringer Spannung der Fall sein. Die Ausführungsform nach F i g. 2 ist daher allgemeiner in ihrer Anwendungsweise, weil hier relativ einfach durch die Wahl eines Widerstandsdrahtes mit anderem Durchmesser oder anderer Leitfähigkeit einfach eine Anpassung an unterschiedliche Leistungen und Spannungen erfolgen kann, ohne daß auf die mechanische Tragfähigkeit des Drahtes Rücksicht genommen werden muß.not over the jacket 60, but over the resistance wire 61 takes place, which protrudes upwards over the clamp 63 and there on an insulating mechanical Contact piece 74 is supported. The cap 65 is saved here, but care must be taken that the cut edges of the resistance wire are very clean so that the force can be transmitted without elasticity or resilience. Also is Such a design only makes sense if the resistance wire is sufficiently strong. This certainly will only be the case with higher outputs of the electrical device and relatively low voltage. the Embodiment according to FIG. 2 is therefore more general in its application, because it is relatively easy to use here choosing a resistance wire with a different diameter or conductivity is just one Adaptation to different powers and voltages can be done without taking the mechanical load-bearing capacity of the wire into account got to.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (13)
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