DE2814515A1 - Temperaturempfindliches element - Google Patents
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Description
P c t s η t α η vv ü! {δ
Ώ'φί. ι·-·«?. Fi-Ti-J-Tui-ίξβη KuIlSr
Dr. rev. ::.,., ^>;'..,:;γ; T^raadt
Lx-.-Ing. E..iii:j Leyii
Luci!e-Grohn-Sirc3s33 D 8 niCndtcn SO
• 3·
Unser Zeichen: A 14 Lh/fi
Gunnar LAGHER
Fjälkinge (Schweden)
Fjälkinge (Schweden)
Teraperaturempfindliches Element
8H9fU 1/0978
28H515
- f- A 14 137
G. LAGHER
Die Erfindung betrifft ein temperaturempfindiiches Element aus zwei unterschiedlichen Materialien.
Es sind temperaturempfindliche Elemente bekannt, die z.B. für Thermostate verwendet werden, bei denen, wenn sie
Temperaturänderungen ausgesetzt werden, ein freies Ende des Elementes sich relativ zu einem fest eingespannten
Ende des Elementes bewegt. Solche temperaturempfindlichen Elemente können Stäbe oder Rohre aus einem Material mit
einem hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten sein oder auch sogenannte Bimetall-Elemente. Bimetall-Elemente bestehen
aus bandförmigen Teilen aus zwei unterschiedlichen Metallen. Die Metallbänder sind an ihren Enden miteinander verbunden.
Die Metalle haben unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten, so daß ein Streifen oder Band sich mehr
ausdehnt als der andere wenn die Streifen sich ändernden bzw. erhöhenden Temperaturen ausgesetzt sind. Der Bimetall-Streifen
wird daher gebogen und sein freies Ende bewegt sich quer zu seiner Längsrichtung. Die Bewegung wird z.B.
auf einen elektrischen Schalter oder über ein Gestänge auf mechanische Regeleinrichtungen übertragen.
Diese bekannten temperaturempfindlichen Elemente und insbesondere die Bimetall-Streifen haben den Nachteil, daß sie
nur relativ kleine Auslenkungen innerhalb eines begrenzten Temperaturbereiches aufweisen, beispielsweise bei der Steuerung
einer Zimmertemperatur. Um eine ausreichende Auslenkung oder Bewegung zu erhalten, wurden daher mehrere dieser Elemente
in Reihe geschaltet. Solche Reihenanordnungen von temperaturempfindlichen Elementen sind jedoch räumlich und materialmäßig
aufwendig und führen zu relativ großen Thermostaten.
Der Erfindung liegt daher hauptsächlich die Aufgabe zugrunde,
809841/0978
S-
ein temperaturempfindliches Element zu schaffen, das für Temperaturregler, wie z.B. Thermostaten und dergleichen,
geeignet ist und das innerhalb eines begrenzten Temperaturbereiches eine ausreichende Auslenkung aufweist, um z.B.
einen mechanischen oder elektromechanischen Regler zu schalten.
Gemäß der Erfindung wird dies erreicht durch einen langgestreckten
Metallstreifen, der eine Mehrzahl von Löchern aufweist, ferner durch eine Schicht aus einem Polymer-Material,
mit dem der Metallstreifen überzogen ist und das sich in die Löcher hineinerstreckt.
Zweckmäßigerweise ist der Metallstreifen im wesentlichen über seine gesamte Länge mit Löchern versehen und das
Polymer-Material kann auf den Metallstreifen aufgegossen oder aufgespritzt werden.
Das Polymer-Material hat einen Ausdehnungskoeffizienten, der beträchtlich verschieden von demjenigen des Metallstreifens
ist.
Der Metallstreifen kann aus rostfreiem Stahl bestehen.
Vorzugsweise ist die Dicke der Polymer-Schicht größer als die des Metallstreifens und sie kann aus einem Kunststoff
oder aus einem Hartgummi bestehen, die die Temperaturen aushalten, denen das Element ausgesetzt ist und die einen
hohen Ausdehnungskoeffizienten haben.
Der Metallstreifen kann in Form einer Schraubenlinie gewickelt sein, wobei eine Fläche nach innen und die andere
nach außen gerichtet ist und die Polymer-Schicht vorzugsweise auf der Innenseite des spiralförmig bzw. schraubenlinienförmig
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28U515
• Ιο-gewickelten Metallstreifens aufgebracht ist.
Der Metallstreifen besteht vorteilhafterweise aus Streckmetall,
Vorzugsweise wird der Metallstreifen vorgespannt bzw. vorgedehnt, ehe die Polymer-Schicht aufgebracht wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Element aus einem rohrförmigen Teil mit einem
ersten Ende und einem zweiten Ende besteht und daß ein fortlaufender schraubenlinienförmiger Schlitz in dem rohrförmigen
Teil kontinuierlich ausgebildet ist, der sich von einem Punkt angrenzend und im Abstand einwärts vom ersten
Ende bis zu einem Punkt angrenzend und im Abstand einwärts vom zweiten Ende des rohrförmigen Teiles erstreckt, so daß
an den beiden Enden des Rohres ringförmige Endstücke verbleiben.
Die Polymerschicht ist vorzugsweise auf die Innenseite des rohrförmigen Teiles aufgebracht und bildet eine schraubenlinienförmig
gewickelte Schicht im Innern des Rohres.
Das erfindungsgemäße Element hat eine stärkere Auslenkung bzw. eine größere Bewegung und damit eine stärkere Kraft
je Grad Temperaturänderung als die bisher bekannten Elemente. Es kann ferner schnell, einfach und billig hergestellt
werden.
Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnung erläutert, in der
Fig. 1 in Seitenansicht eine Ausführungsform eines temperaturempfindlichen
Elementes in Schraubenlinienform zeigt.
Fig. 1a ist ein Schnitt längs der Linie A-A von Fig. 1.
- 4 809841 /0978
28U515
Fig. 2 zeigt in Draufsicht eine weitere Ausführungsform
eines temperaturempfindlichen Elementes in Streifenform.
Fig. 2a ist eine Seitenansicht des Elementes nach Fig. 2.
In Fig. 1 ist ein metallisches Rohr 1 dargestellt, das einen schraubenlinienförmigen durchgehenden Schlitz besitzt, der
sich über den größten Teil seiner Länge erstreckt, jedoch nicht über die gesamte Länge, d.h. der Schlitz endigt an
Punkten, die einen Abstand von den Enden des Rohres haben. Das metallische Rohr 1 besteht somit aus einem schraubenlinienförmigen
Streifen 3, der zwischen zwei ringförmigen Endteilen 4 verläuft. Sowohl der Streifen 3 wie auch die
Endteile sind mit Löchern 5 oder anderen öffnungen versehen. Im Innern des Rohres 1 ist ein thermoplastisches Material
angebracht, d.h. auf die Innenfläche des Rohres aufgebracht, z.B. aufgespritzt oder eingegossen, wobei als
Material ein geeignetes Polymer verwendet wird, wodurch die Innenfläche des Rohres mit einer Schicht 6 überzogen
oder beschichtet wird, deren Dicke größer ist als die Dicke des Rohres bzw. des Rohrmantels. Das Polymermaterial
dringt in die Löcher 5 ein und füllt diese aus, so daß es an dem schraubenlinienförmigen Streifen 3 und an den Endteilen
4 des Rohres gehalten und verankert wird. Nachdem das Rohr 1 innen mit der Schicht 6 aus Polymer-Material
überzogen worden ist, wird in diese Schicht ein schraubenlinienförmiger
Schlitz ausgebildet, der dem Schlitz im Rohr entspricht, so daß ein schraubenlinienförmiger Streifen
oder eine Schicht aus Polymer-Material gebildet wird, der dem Streifen 3 des Rohres entspricht. Die Endteile 4 des
Rohres sind jedoch ebenfalls mit dem Polymer-Material innen beschichtet. Ehe die Polymer-Schicht aufgebracht wird, kann
der Metallstreifen 3 vorgespannt oder vorgedehnt v/erden in
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28H515
derselben Richtung, in der die Polymer-Schicht die Schraubenlinie bei der niedersten Temperatur dreht, in der das temperaturempfindliche
Element arbeiten soll.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausfuhrungsform der Erfindung, bei
der das temperaturempfindliche Element streifenförmig eben ausgebildet ist. Das Element besteht aus einem im wesentlichen
geradlinigen Metallstreifen 7, der mit Löchern 9 versehen
ist, und der mit einer Schicht aus einem Polymer-Material überzogen ist, die vorzugsweise dicker ist als die Dicke
des Metallstreifens und die auf diesen aufgegossen oder aufgespritzt wird. Eine sehr gute Kombination ergibt sich, wenn
der Metallstreifen aus sogenanntem Streckmetall besteht, das mit einer Polymerschicht 8 beschichtet ist, wie Fig.
2a zeigt.
Das temperaturempfindliche Element nach Fig. 2, bei dem
die Metallschicht aus einem Streckmetall besteht, kann als Bimetall-Thermostat verwendet v/erden, durch Vorspannen
oder Vorrecken des Metalles können aber auch topfförmige
Platten oder U-förmige Federn erzeugt werden.
Der Metallstreifen kann aus Blech bestehen und die Dicke kann in Bereich üblicher Blechdicken liegen.
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Claims (8)
- A 14 137 G. LAGHERAnsprücheTemperaturempfindliches Element aus zwei Materialien mit unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten, dadurch gekennzeichnet , daß es aus einem Streifen (3, 7 ) aus Metall besteht, der mit einer Vielzahl von Löchern (5, 9) versehen ist, und der ferner mit einer Schicht (6, 8) aus einem Polymer-Material beschichtet ist, die in die Löcher (5, 9) eingreift und darin verankert ist.
- 2. Temperaturempfindliches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Metallstreifen (3) in Form einer Schraubenlinie gewickelt ist, und daß die Polymer-Sdicht (6) auf die Innenfläche des schraubenlinienförmigen Streifens (3) aufgebracht ist.
- 3. Temperaturempfindliches Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke der Polymer-Schicht (6, 8) größer ist als die Dicke des Metallstreifens (3, 7).
- 4. Temperaturempfindliches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Metallstreifen (7) aus Streckmetall gebildet ist.
- 5. Temperaturempfindliches Element nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstreifen (3, 7) vor dem Aufbringen der Polymer-Schicht (6, 8) vorgedehnt worden ist.009841 /0978
- 6. Temperaturempfindliches Element nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Metallstreifen (3) aus einem Rohr (1) gebildet ist, das mit einem schraubenlinienförmigen Schlitz (2) versehen ist, der sich von einem Punkt im Abstand vom einen Ende des Rohres (1) bis zu einem Punkt im Abstand vom anderen Ende des Rohres (1) erstreckt, so daß ringförmige, ungeschlitzte Endteile (4) an beiden Enden des Rohres (1) gebildet werden.
- 7. Temperaturempfindliches Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Polymer-Schicht (6) auf der Innenseite des schraubenlinienförmigen Streifens (3) und auf der Innenseite der ringförmigen Endteile (4) aufgebracht ist.
- 8. Temperaturempfindliches Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Metallstreifen aus rostfreiem Stahl besteht.U /0978
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