DE2450511C3

DE2450511C3 - Device for monitoring and regulating the temperature of a heat generating system, in particular a hot water system

Info

Publication number: DE2450511C3
Application number: DE19742450511
Authority: DE
Inventors: Willi Ing.(Grad.) 7030 Boeblingen Essig; Sigurd Ing.(Grad.) 7300 Esslingen Moeller; Manfred Ing.(Grad.) 7000 Stuttgart Welschke
Original assignee: WILHELM STOERK TEMPERATUR-MESS- und - REGELTECHNIK 7000 STUTTGART
Current assignee: WILHELM STOERK TEMPERATUR-MESS- und - REGELTECHNIK 7000 STUTTGART
Priority date: 1974-10-24
Filing date: 1974-10-24
Publication date: 1978-10-12
Also published as: DE2450511A1; DE2450511B2

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.The invention relates to a device according to the preamble of the main claim.

Es ist bereits aus der DE-AS 11 16 454 ein Temperaturmeßwerk mit Anzeige- und Steuervorrichtung bekanntgeworden, bei welchem eine als Tempera- turmeßgerät dienende, spiralförmig gewickelte Bourdon-Feder, deren äußeres Ende eingespannt ist, mit einem Istwertanzeiger verbunden ist, und bei welchem eine gleichachsig zum Istwertanzeiger angeordneter Sollwertanzeiger und außerdem ein Schalter vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von der relativen Lage der beiden Zeiger betätigbar ist. Die Verwendung einer solchen Bourdon-Feder erlaubt wegen ihres verhältnismäßig großen Laufweges eine genaue Anzeige der jeweiligen Temperatur und weist nur einen geringen μ Raumbedarf auf. Es können sich jedoch dadurch Schwierigkeiten ergeben, daß die Bourdon-Feder nur ein geringes Drehmoment aufweist.It has already become known from DE-AS 11 16 454 a temperature measuring mechanism with display and control device, in which a temperature Tower measuring device, spirally wound Bourdon spring, the outer end of which is clamped, with an actual value indicator is connected, and in which one is arranged coaxially to the actual value indicator Setpoint indicator and also a switch is provided, which depends on the relative position of the both pointer can be actuated. The use of such a Bourdon spring allows an accurate display of the because of its relatively long travel respective temperature and has only a small μ space requirement. However, this can cause it Difficulties arise that the Bourdon spring has only a low torque.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Drehmoment der als Temperaturmeßgerät verwendeten Bourdon-Feder durch ein Getriebe zu verstärken.The invention is based on the object of increasing the torque of the Bourdon spring used as a temperature measuring device by means of a gear.

Eine solche Verstärkung um ungefähr einen Faktor von 1,4 läßt sich erreichen, wenn erfindungsgemäß die Anordnung nach dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gewählt ist. Dabei kann vorteilhaft der Abstand der Schwenkachse von der durch den Drehpunkt gehenden Drehwelle mindestens so groß gewählt sein, wie die Länge der Kurbel bzw. der Abstand des Kurbeizapfens von der Drehwelle istSuch a gain by approximately a factor of 1.4 can be achieved if, according to the invention, the Arrangement is selected according to the characteristic of the main claim. The distance between the The pivot axis of the rotating shaft going through the pivot point should be chosen to be at least as large as the Length of the crank or the distance between the crank pin and the rotating shaft

Weitere Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen in Verbindung mit dem nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigtFurther refinements and expedient developments emerge from the subclaims in Connection with the embodiment described below and shown in the drawing. It shows

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in der Ansicht von der Seite,F i g. 1 a device according to the invention in the view from the side,

F i g. 2 die Vorrichtung nach F i g. 1 in Draufsicht.F i g. 2 the device according to FIG. 1 in plan view.

Die dargestellte Vorrichtung dient zur Überwachung und Regelung der Temperatur einer nicht wiedergegebenen Warmwasseranlage und enthält nach den F i g. 1 und 2 eine als Temperaturmeßgerät dienende Bourdon-Feder 10, deren Federrohr in mehreren Windungen spiralförmig gerollt und an seinem äußeren Ende 11 eingespannt und dort mit einem Kapillar-Rohr 12 an die Warmwasser-Anlage angeschlossen ist Bei steigender Temperatur dreht sich das innere Ende 13 der Bourdon-Feder 10 im Uhrzeigersinne, vermag jedoch nur geringe Kräfte bzw. ein geringes Drehmoment zu übertragen.The device shown serves to monitor and control the temperature of a hot water system, which is not shown, and according to FIGS. 1 and 2 a Bourdon spring 10 serving as a temperature measuring device, the spring tube of which is in several coils rolled spirally and clamped at its outer end 11 and there with a capillary tube 12 to the Hot water system is connected When the temperature rises, the inner end 13 of the rotates Bourdon spring 10 clockwise, but can only apply low forces or a low torque transfer.

Damit die Bourdon-Feder trotz ihrer nur geringen Kräfte die Heizeinrichtung der Warmwasseranlage auszuschalten vermag, wenn der Temperatur-Sollwert erreicht wird, und wieder einschaltet sobald der Sollwert unterschritten wird, ist zwischen der als Meßumformer dienenden Bourdon-Feder 10 und einem als Schaltglied dienenden Mikroschalter 15 eine Schaltmechanik sowie ein mit dieser verbundenes, als Drehmomentwandler dienendes Schiibkurbelgetriebe vorgesehen. Die Schaltmechanik, besteht im einzelnen aus einer Kurvenscheibe 16, die an ihrer oberen Stirnseite einen auswechselbaren Stirnnocken 17 trägt und an einer Nabe 18 sitzt die auf einem senkrecht stehenden, die Drehachse der Nabe 18 und der Kurvenscheibe 16 bildenden Zapfen 19 axial verschiebbar ist. Gleichachsig zum Zapfen 19 ist in einer Befestigungsbrücke 20 der Lagerzapfen 21 eines Sollwert-Zeigers 22 angeordnet dessen freies Zeigerende in F i g. 1 bei 5 angedeutet und im Fenster 3 erkennbar ist. Sein Reibmoment gegenüber dem Lagerzapfen 21 und der Befestigungsbrücke 20 ist mittels einer Tellerfeder 23 so hoch eingestellt, daß zwar eine manuelle Einstellung des Sollwert-Zeigers 22 auf jeden gewünschten Sollwert über der Skala 4 möglich ist, jedoch der Sollwert-Zeiger von der Kurvenscheibe 16 und ihrem Stirnnocken 17 nicht verstellt werden kann. Der abgewinkelte Endabschnitt 24 des Sollwert-Zeigers 22 dient als Anschlag für den Nocken 17 der Kurvenscheibe 16, wenn diese bei steigender Temperatur von der Bourdon-Feder 10 über das nachstehend beschriebene Schubkurbelgetriebe im Uhrzeigersinne angetrieben wird. Bei der weiteren Drehbewegung drückt der Anschlag 24 die Kurvenscheibe 16 in Richtung des Pfeiles 25 auf dem Zapfen 19 axial nach unten. Dabei wird ein zweiarmiger Kipphebel 26, der sich mit seiner Nase 27 an der unteren Stirnseite der Kurvenscheibe 16 abstutzt, ebenfalls im UhrzeigersinneSo that the Bourdon spring is the heating device of the hot water system in spite of its low forces able to switch off when the temperature setpoint is reached, and switch on again as soon as the The nominal value is fallen short of, is between the Bourdon spring 10 serving as a measuring transducer and a Serving as a switching element microswitch 15 a switching mechanism and a connected to this, as Torque converter serving crank mechanism intended. The switching mechanism consists in detail of a cam 16, which at its upper Front side carries a replaceable front cam 17 and on a hub 18 which sits on a perpendicular standing, the axis of rotation of the hub 18 and the cam 16 forming pin 19 is axially displaceable. Coaxial with the pin 19 is in one Fastening bridge 20 of the bearing pin 21 of a setpoint pointer 22 is arranged whose free pointer end is shown in FIG. 1 indicated at 5 and in window 3 is recognizable. Its frictional torque with respect to the bearing pin 21 and the fastening bridge 20 is adjusted by means of a plate spring 23 so high that although a manual setting of the setpoint pointer 22 on any desired setpoint is possible using scale 4, but the setpoint pointer from the cam 16 and its front cam 17 cannot be adjusted. The angled end portion 24 of the setpoint pointer 22 serves as a stop for the cam 17 of the Cam 16, if this with increasing temperature of the Bourdon spring 10 over the following crank mechanism described is driven clockwise. With the further turning movement the stop 24 presses the cam 16 axially in the direction of the arrow 25 on the pin 19 below. It is a two-armed rocker arm 26, which is with its nose 27 on the lower face of the Cam 16 braced, also clockwise

verschwenkt und drückt dann den Tastknopf 28 des Mikroschalters 15 so weit nach innen, daß der Mikroschalter in seine Ausschaltstellung springt und dabei einen an seine Anschlußfahnen 29 angeschlossenen Steuerkreis für den Heizbrenner der Warmwasseranlage unterbricht Der Mikroschalter und mit diesem der Heizbrenner gelangen erst dann wieder in die Einschaltstellung, wenn bei sinkender Temperatur die Bourdon-Feder 10 die Kurvenscheibe 16 so weit rückwärts gedreht hat, daß ihr Nocken 17 von dem Anschlag 24 freikommt Die beschriebene Schaltntechanik bringt dabei den Vorteil mit sich, daß bei jedem durch die Einstellung des Zeigers 22 gewählten Sollwert ein richtungsstabiles Signal zur Betätigung des ortsfest montierten Mikroschalters 15 erzeugt wird, sobald dieser Sollwert erreicht bzw. unterschritten wird. Durch geeignete Wahl der Steigung des Stirnnockens 17 kann die Umschaltdifferenz des Mikroschalters 15 beeinflußt werden. Es ist deshalb möglich, die Kurvenscheibe 16 so auszubilden, daß Stirnnocken mit verschiedener Steigung aufgeschoben werden können und demgemäß die Umschaltdifferenz dem vorliegenden Betriebsfall angepaßt werden kann.pivoted and then pushes the button 28 of the microswitch 15 so far inward that the Microswitch jumps into its off position and one connected to its terminal lugs 29 The control circuit for the heating burner of the hot water system interrupts the microswitch and with this the heating burner will only return to the switch-on position when the temperature drops Bourdon spring 10 has rotated the cam 16 backwards so far that its cam 17 of the Stop 24 comes free The switching mechanism described has the advantage that with each by setting the pointer 22 selected setpoint a directionally stable signal for actuating the stationary mounted microswitch 15 is generated as soon as this target value is reached or undershot. By A suitable choice of the slope of the end cam 17 can influence the switching difference of the microswitch 15 will. It is therefore possible to design the cam 16 so that end cams with different slopes can be postponed and accordingly the switchover difference is adapted to the operating situation at hand can be.

Das erwähnte Schubkurbel-Getriebe dient dazu, von dem inneren Ende 13 der Bourdon-Feder 10 auf die Kurvenscheibe 16 ein Drehmoment zu übertragen, das ausreicht, das Widerstandsmoment zu überwinden, welches beim Anlaufen des Anschlages 24 an den Stirnnocken 17 und bei der anschließenden Axialverschiebung der Kurvenscheibe 16 entsteht Im einzelnen umfaßt das Schubkurbelgetriebe einen mit dem inneren Ende 13 der Bourdon-Feder 10 verbundenen Kurbelarm 30, der mit einem an seinem freien Ende sitzenden Kurbelzapfen 31 in einen Längsschlitz 32 eines Meßwertzeigers 33 eingreift, der mit seinem Zeigerende 6 in der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise den jeweiligen Istwert der Temperatur der Warmwasseranlage erkennen läßt und auf der Kurvenscheibe 16 so befestigt ist, daß er diese mitnimmt, wenn sich die Bourdon-Feder 10 dreht. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß der Abstand a der zentralen Drehwelle 35 des Kurbelarmes 30 von der Achse 36 des Zapfens 19 wesentlich größer als die Länge b des Kurbelarmes 30 ist. Außerdem liegt die Achse 36 des Zapfens 19 zusammen mit der Achse 35 der Drehwelle des Kurbelarmes 30 in einer gemeinsamen Ebene, die wenigstens annähernd in der Mitte des interessierenden Regelbereiches der Skala 4 verläuft. Der Abstand a der beiden Achsen 35 yid 36 ist auf die Länge ödes Kurbelarnies30 derart abgestimmt, daß der Linearitätsfehler der Übertragungsfunktion kleiner als I % bleibt.The aforementioned crank mechanism serves to transmit a torque from the inner end 13 of the Bourdon spring 10 to the cam disk 16 which is sufficient to overcome the moment of resistance that occurs when the stop 24 hits the end cam 17 and during the subsequent axial displacement the cam 16 is produced from Fig. 1, the actual value of the temperature of the hot water system can be seen and is attached to the cam disk 16 in such a way that it takes it with it when the Bourdon spring 10 rotates. The arrangement is such that the distance a of the central rotating shaft 35 of the crank arm 30 from the axis 36 of the pin 19 is substantially greater than the length b of the crank arm 30. In addition, the axis 36 of the pin 19 lies together with the axis 35 of the rotating shaft of the crank arm 30 in a common plane which runs at least approximately in the middle of the regulating range of the scale 4 of interest. The distance a between the two axes 35 and 36 is matched to the length of the crank arm 30 in such a way that the linearity error of the transfer function remains less than 1%.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims;

1. Vorrichtung zur Überwachung und Regelung der Temperatur einer Wärmeerzeugungsanlage, insbesondere einer Warmwasseranlage, mit einer als Temperaturmeßgerät dienenden, spiralförmig gewickelten Bourdon-Feder, die an ihrem äußeren Ende eingespannt ist, mit Istwertanzeiger und gleichachsig angeordnetem Sollwertanzeiger, wobei in Abhängigkeit von der relativen Lage beider Zeiger ein Schalter betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Ende der Bourdon-Feder (10) mit einer Kurbel (30) verbunden ist, die mit ihrem freien Ende in den Längsschlitz (32) des Istwertanzeigers eingreift, der an seinem von der Kurbel abgekehrten Endabschnitt mit einer einen stirnseitigen Nocken (17) tragenden Kurvenscheibe (16) gekuppelt und zusammen mit dieser axial verschiebbar auf einer Schwenkachse (36) drehbar gelagert ist, die in radialem Abstand (a) vom Drehpunkt (35> der Kurbel verläuft, und daß der Soliwertanzeiger (22) mit einem gegen die Stirnseite der Kurvenscheibe (16) gerichteten Steueranschlag (24) verbunden ist1. Device for monitoring and regulating the temperature of a heat generation system, in particular a hot water system, with a spirally wound Bourdon spring serving as a temperature measuring device, which is clamped at its outer end, with actual value indicator and coaxially arranged setpoint indicator, depending on the relative position Both pointers a switch can be operated, characterized in that the inner end of the Bourdon spring (10) is connected to a crank (30) which engages with its free end in the longitudinal slot (32) of the actual value indicator, which at its of the End section facing away from the crank is coupled to a cam disk (16) carrying a cam (17) on the end face and is rotatably mounted together with this cam in an axially displaceable manner on a pivot axis (36) which runs at a radial distance (a) from the pivot point (35> of the crank, and that the solicitation indicator (22) with a against the end face of the cam (16) directed Steuerans chlag (24) is connected

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (24) an dem kürzeren Endabschnitt des auf der Schwenkachse (36) drehbaren, über einer Skala (4) einstellbaren Sollwertanzeigers (22) angeordnet ist2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the stop (24) on the shorter End section of the rotatable on the pivot axis (36) and adjustable via a scale (4) Setpoint indicator (22) is arranged

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der stirnseitige Nocken (17) der Kurvenscheibe (XS) auswechselbar ausgebildet ist3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the frontal cam (17) of the Cam (XS) is designed to be exchangeable

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) der Schwenkachse (36) vom Drehpunkt (35) der Kurbel (30) mindestens so groß wie die Länge (b) der Kurbel (30) ist4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the distance (a) of the pivot axis (36) from the pivot point (35) of the crank (30) is at least as large as the length (b) of the crank (30)

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß die durch den Drehpunkt (35) gehende Welle und die Schwenkachse (36) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die etwa in der Mitte des interessierenden Regelbereiches verläuft.5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the through the pivot point (35) going Shaft and the pivot axis (36) are arranged in a common plane which is approximately in the middle of the regulating range of interest.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearitätsfehler der Übertragungsfunktion des Kurbelgetriebes kleiner als ein Prozent ist6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the linearity error the transfer function of the crank mechanism is less than one percent