DE2453741C3 - Thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe - Google Patents

Thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe

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Description

Das Hauptpatent betrifft eine thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe, bei der der elektrische Heizwiderstand und ein Temperaturfühler innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet ist, wobei in an sich bekannter Weise als Temperaturfühler ein magnetothermisches Metallplättchen mit Curie-Punkt-Ausnutzung dient, und die auf das magnetothermische Metallplättchen ansprechende Tastvorrichtung außerhalb der Glasscheibe gegenüber dem Metallplättchen angeordnet ist.
Als auf das magnetothermische Metallplättchen ansprechende Tastvorrichtungen können gemäß dem Hauptpatent ein von einem in zwei Endstellungen bewegbaren Dauermagneten betätigter Ein-Aus-Schalter, ein magnetfeldabhängiger Widerstand oder eine stromdurchflossene Spule mit einem Eisenkern dienen, dessen magnetisches Joch das magnetothermische Metallplättchen bildet, wobei die durch die sprunghaften Änderungen der relativen Permeabilität des Metallplättchen und die dadurch hervorgerufenen Änderungen der Selbstinduktion der Spule sich ergebenden Stromänderungen als Steuergröße für den Heizstrom dienen.
Die Erfindung betrifft weitere besonders zweckmäßige Ausführungsformen für nach dem Prinzip des Hauplpatentes arbeitende thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare Glasscheiben.
Die Erfindung besteht darin, daß die auf das magnetothermische Metallplättchen ansprechende,
40 außerha'b der Glasscheibe angeordnete Tastvorrichtung einen beweglich gelagerten Magnetkörper umfaßt, der auf eine Anordnung einwirkt, die bei durch den Magnetkörper hervorgerufenen Formänderungen ihre elektrischen Größen ändert, die ihrerseits zur Ansteuerung eines Schaltschützes dienen.
Es sind Vorrichtungen bekannt, bei denen die Änderung der magnetischen Eigenschaften von Werkstoffen in Abhängigkeit von der Temperatur für Schaltzwecke, insbesondere zur Regelung der Temperatur ausgenutzt wird (DE-PS 6 47 747, DE-AS 15 65 198). In diesen Fällen ist jedoch jeweils das magnetothermische Steuerelement in unmittelbarer Nachbarschaft des Permanentmagnetkörpers angeordnet, so daß bei Temperaturen unterhalb des Curie-Punktes das Steuerelement und der Permanentmagnetkörper in unmittelbarem Kontakt miteinander stehen.
Ebenfalls bekannt ist es, zur Regelung von Heiz- und Kochgeräten sogenannte »Kohledruckregler« zu verwenden (DE-AS 10 66 295, DE-OS 15 40 920). Hierbei wird aber der auf die Kohleplatten ausgeübte Druck, und damit der elektrische Widerstand des Kohledruckreglers, entweder durch einen Bimetallstreifen als Istwertgeber, oder durch eine von Hand zu betätigende Schraube als Sollwertgeber, verändert.
Anordnungen im Sinne der Erfindung, die bei durch den Magnetkörper hervorgerufenen Formänderungen ihre elektrischen Größen ändern, sind z. B. elektrische Wandler, wie sie in elektrischen Dehnungsmessern oder
in Druckmeßdosen verwendet werden. Sie können auf dem Prinzip der Kapazitätsänderung beruhen, wie es beim Kondensatormikrophon angewendet wird, oder auf dem Tauchspulprinzip, bei dem sich die Induktion der Spule bei Lageänderung des Magneten ändert, oder auf dem Prinzip der Widerstandsänderung. Es ist auch möglich, sogenannte piezoelektriscne Kristalle als Meßgeber zu verwenden, d.h. Kristalle, bei denen in Abhängigkeit von dem auf sie einwirkenden Druck elektrische Ladungen an der Oberfläche auftreten.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung kann die bei Formänderungen ihre elektrischen Größen ändernde Anordnung zwischen der Oberfläche der Glasscheibe und dem Magnetkörper vorgesehen sein. Bei Temperaturen unterhalb der Curie-Temperatur werden dann durch die Anziehungskraft des Magneten formändernde Druckkräfte auf die Anordnung ausgeübt, die sich im Bereich der Curie-Temperatur verringern und schließlich ganz verschwinden.
Bei bestimmten Anordnungen kann es stattdessen zweckmäßig sein, unterhalb der Curie-Temperatur die Anordnung zu entlasten, oder formändernde Zugkräfte auf die Meßgeberanordnung zur Einwirkung zu bringen. Das läßt sich dadurch erreichen, daß der Oberfläche der Glasscheibe benachbart der Magnetkörper angeordnet ist, und daß die ihre elektrischen Größen ändernde Meßgeberanordnung zwischen dem Magnetkörper und dem die Anordnung umgebenden Gehäuse vorgesehen ist Diese Ausführungsform hat auch den Vorteil, daß infolge der größeren Nähe des Magnetkörpers zum Curie-Metallplättchen größere formändernde Kräfte zur Verfügung stehen als im anderen Fall, in dem zwischen dem Magnetkörper und der Glasoberfläche die Meßgeberanordnung untergebracht ist
In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung wird die Meßgeberanordnung unter eine Vorspannung gesetzt, beispielsweise durch die Einwirkung einer Federkraft. Dadurch ist es möglich, im Bedarfsfall die Trägheit der Vorrichtung zu erhöhen, und sie beispielsweise gegen Erschütterungen unempfindlich zu machen.
Zu den Anordnungen, die ihren elektrischen Widerstand bei Formänderung ändern, gehören auch Kohledruckmeßgeräte, die nach dem Prinzip des Kohlemikrophons arbeiten. Solche Kohledruckmeßgeräte, die beispielsweise auch als Kohledruckregler für andere Zwecke verwendet werden, haben sich für den erfindungsgemäßen Zweck besonders bewährt. Sie können beispiehweise so aufgebaut sein, daß mehrere Kohleplättchen oder Kohlelamellen übereinander angeordnet sind, und daß der Druck des Magnetkörpers auf diese Kohlelamellen zur Einwirkung kommt.
Nach dem Prinzip des Kohledruckreglers aufgebaute Temperaturregler werden nachfolgend als bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt
F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Kohlelamellen zwischen der Glasoberfläche und dem Magnetkörper liegen, und
F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Magnetkorper der Glasoberfläche benachbart angeordnet ist
Die elektrisch beheizbare Glasscheibe besteht aus den beiden Silikatglasscheiben 41,42, die mit Hilfe der thermoplastischen Zwischenschicht 43 zu einer Verbundglasscheibe miteinander verbunden sind. In der thermoplastischen Zwischenschicht 43 sind als Heizleiter die Widerstandsdrähte 44 eingebettet Auf der den Widerstandsdrähten 44 abgewandten Seite der thermoplastischen Zwischenschicht 43 ist das Metallplättchen 45 aus einer Heuslerschen Legierung mit einer Curie-Temperatur von etwa 600C angeordnet
Der in Fig. 1 dargestellte Kohledruckregler besteht aus dem auf der Glasoberfläche befestigten Gehäuse 46 aus einem elektrisch isolierenden Material, in dem eine Anzahl von Kohieplättchen 47, und darüber der Permanentmagnet 48 angeordnet sind. Die Kohleplättchen sind einerseits über die Kontaktplatte 49 mit der Anschlußfahne 50, und andererseits über die Kontaktplatte 51 mit der Anschlußfahne 52 kontaktiert Die Anschlußfahne 52 ist durch eine entsprechende öffnung im Gehäuse 46 aus diesem herausgeführt Zwischen dem
« Schraubverschluß 53 und der Kontaktplatte 51 ist eine Wendelfeder 54 angeordnet, durch die die Kohleplättchen unter eine geeignete Vorspannung gesetzt werden, um dadurch den Einfluß von unvermeidlichen Erschütterungen auszuschalten.
ίο Wenn bei Erwärmung der Glasscheibe in der Nähe der Curie-Temperatur des Metallplättchens 45 dessen Permeabilität abnimmt, wird dadurch die durch den Magnetkörper 48 auf die Kohleplättchen 47 ausgeübte Kraft geringer. Die durch die Druckverringerung
i> auftretenden Widerstandsänderungen zwischen den Anschlußfahnen 50 und 52 werden für die Steuerung ausgewertet. Die Auswertung erfolgt in an sich bekannter Weise in einer Triggerstufe, wobei letztlich ein Schaltschütz angesteuert wird, wodurch der
■i» Heizwiderstand 44 ein- bzw. ausgeschaltet wird
Der Aufbau des in F i g. 2 dargestellten Kohledruckreglers unterscheidet sich von dem zuerst beschriebenen nur dadurch, daß in dem Gehäuse 56 die Kohleplättchen 57, der Permanentmagnet 58 und die
•>r> Wendelfeder 59 in umgekehrter Reihenfolge angeordnet sind. Dadurch kann u. U. eine größere Kraftwirkung zwischen dem Metallplättchen 45 und dem Magnetkörper 58, und damit eine Vergrößerung des Effektes erzielt werden. Zur Kontaktierung dienen wiederum Kontaktplatten 60, 61, die über Anschlußfahnen 62, 63 mit dem elektronischen Teil des Reglers verbunden werden. Die steuertechnische Auswertung erfolgt wiederum in bekannter Weise.
Mit Hilfe der beschriebenen Anordnung läßt sich
1^ ohne Schwierigkeiten die gewünschte Temperatur mit einer Genauigkeit von ±2° C regeln.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe, bei der der elektrische Heizwiderstand und ein Temperaturfühler innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet, und in an sich bekannter Weise als Temperaturfühler ein magnetothermisches Metallplättchen mit Curie-Punkt-Ausnutzung dient, und die auf das magnetothermische Metallplättchen ansprechende Tastvorrichtung außerhalb der Glasscheibe gegenüber dem Metallplättchen angeordnet ist, nach Patent 24 33 312.8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das magnetothermische Metallplättchen ansprechende außerhalb der Glasscheibe angeordnete Tastvorrichtung einen beweglich gelagerten Magnetkörper (48; 58) umfaßt, der auf eine Anordnung (47; 57) einwirkt, die bei durch den Magnetkörper (48; 58) hervorgerufenen Formänderungen ihre elektrischen Größen ändert, die ihrerseits zur Ansteuerung eines Schaltschützes dienen.
2. Thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ihre elektrischen Größen 2r> ändernde Anordnung ein auf dem Prinzip der Kapazitätsänderung, der Induktionsänderung oder der Widerstandsänderung aufgebauter elektrischer Wandler ist.
3. Thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare J< > Verbundglasscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ihre elektrischen Größen ändernde Anordnung einen den Piezoeffekt aufweisenden Kristall umfaßt.
4. Thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare J5
Verbundglasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ihre elektrischen Größen ändernde Anordnung (47) zwischen der Oberfläche der Glasscheibe (41) und dem Magiietkörper(48) vorgesehen ist
5. Thermostatisch regelbare elektrisch beheizbare Verbundglasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkörper (58) der Oberfläche der Glasscheibe (41) benachbart, und die ihre elektrischen Größen ändernde Anordnung (57) zwischen dem Magnetkörper (58) und dem die Anordnung umgebenden Gehäuse (56) vorgesehen ist.
6. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ihre elektrischen Größen ändernde Anordnung (47; 57) unter eine mechanische Vorspannung gesetzt ist, etwa mit Hilfe einer Feder (54; 59).
7. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach einem der Ansorüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ihre elektrischen Größen ändernde Anordnung in Form einer Kohledruckmeßdose bzw. eines Kohledruckreglers (47; 57) aufgebaut ist.
8. Elektrisch beheizbare Glasscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ihre elektrischen Größen ändernde Anordnung ein Gehäuse (46; 56), einen in dem Gehäuse beweglich gelagerten Dauermagneten (48; 58), von dem Dauermagneten mechanisch beeinflußte übereinanderliegende Kohleplättchen (47; 57) und eine die Kohleplättchen (47; 57) unter Druckvorspannung setzende Feder (54;59) umfaßt.
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