-
-
Dehnstoffelement
-
Stand der Technik Die Erfindung betrifft ein Dehnstoffelement der
im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
-
Bei einem solchen Dehnstoffelement ist die temperaturabhängige Verschiebung
des Stellglieds von dem räumlichen Ausdehnungskoeffizienten des Dehnstoffkörpers
abhängig, da im allgemeinen der Dehnstoffkörper an drei Seiten vom Gehäuse ohne
Freiraum umgeben ist.
-
Die Volumenänderung des Dehnstoffs bei Temperaturzunahme wird vollständig
in eine Längenausdehnung in Richtung des Stellglieds umgesetzt. Der Stellweg des
Stellglieds entspricht exakt dieser umgesetzten Längenausdehnung.
-
Sind dem Dehnstoffkörper jedoch Ausweichmöglichkeiten quer zur Verschieberichtung
des Stellglieds gegeben,
so ist der Verschiebeweg des Stellglieds
bei Temperaturzunahme lediglich gleich der reinen Längenausdehnung des Dehnstoffkörpers
und damit geringer.
-
Maßgeblich für den Verschiebeweg des Stellglieds ist hier der sogenannte
lineare Ausdehnungskoeffizient. In beiden Fällen ist der Ausdehnungskoeffizient
konstant und kann, einmal vorgegeben, nicht nachträglich verändert werden.
-
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Dehnstoffelement mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß der
Ausdehnungskoeffizient in Grenzen einstellbar ist. Durch den eingepreßten Einstellstift
wird der Dehnstoffkörper quasi in zwei Teilkörper aufgeteilt, von denen der eine,
die freieDurchgangsbohrung aufweisende Teilkörper einen linearen Ausdehnungskoeffizienten
und der andere, den eingepreßten Einstellstift enthaltende Teilkörper einen räumlichen
Ausdehnungskoeffizienten aufweist. Der Längenzuwachs des gesamten Dehnstoffkörpers
bei Temperaturzunahme setzt sich daher zusammen aus dem Längenzuwachs des ersten
Teilkörpers, der durch den räumlichen Ausdehnungskoeffizienten be stimmt ist,und
dem Längenzuwachs des zweiten Teilkörpers, der von dem linearen Ausdehnungskoeffizienten
abhängig ist. Durch Verändern der Einpreßtiefe des Einstellstiftes können die Längen
der Teilkörper ge-.
-
ändert werden, damit die Teilzuwächse und damit die Ausdehnungslänge
des Dehnstoffelements. Nach außen wirkt sich dies wie eine Änderung des Ausdehnungs-.
-
koeffizienten des Dehnstoffelementes aus.
-
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Dehnstoffelements liegt in der guten
Justierbarkeit, der eifacen Anpassung des Ausdehnungskoeffizienten an geforderte
Bedingungen sowie in der billigen Herstellung von Dehnstoffelementen mit unterschiedlichen
Ausdehnungskoeffizienten aus gleichen Bauteilen.
-
Zeichnung Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung
zeigt einen Längsschnitt eines Dehnstoffelements.
-
Beschreibung des Ausführungsbeispiels Das im Längsschnitt daryestellte
Dehnstoffelement weist ein zylinderförmiges Gehäuse 10 mit einem Außengewinde 11
auf. Im Gehäuse 10 ist ein als zylindrischer Stößel ausgebildetes Stellglied 12
axial geführt. Das Stellglied 12 ragt teilweise aus dem Gehäuse 10 heraus und wird
an seiner im Gehäuse 10 verbleibenden Stirnfläche 121 von einem Dehnstoffkörper
13 beaufschlagt. Hierzu sind Stellglied 12 und Dehnstoffkörper 13 hintereinander
aufgereiht in einer Sackbohrung 14 im Gehäuse 10 fluchtend angeordnet. Am Grunde
der Sackbohrung 14 mündet mittig eine von der stellgliedfernen Stirnseite des Gehäuses
10 her kommende Gewindebohrung 15, in welcher ein Einstellstift 16 mit seinem Außengewinde
17 verschraubbar ist.
-
Der Dehnstoffkörper 13 weist eine mittige Durchgangsbohrung 18 auf.
An dem dem Stellglied 12 gegenüberliegenden Ende des Dehnstoffkörpers 13 ragt der
Einstellstift 16 hinein. Der Innendurchmesser der Durchgangs-
bohrung
18 und der Außendurchmesser des Einstellstiftes 16 sind dabei so aufeinander abgestimmt,
daß im Eindringbereich des Einstellstiftes 16 der Dehnstoffkörper 13 mit Preßsitz
auf dem Einstellstift 16 aufsitzt. Die durch den eingepreßten Einstellstift 16 hervorgerufene
Pressung des Dehnstoffkörpers 13 liegt jedoch unter der Fließgrenze des verwendeten
Dehnstoffs.
-
Durch mehr oder weniger starkes Einschrauben des Einstellstiftes 16
in die Gewindebohrung 15 läßt sich die Eindringtiefe 11 des Einstellstiftes in die
Durchgangsbohrung 18 des Dehnstoffkörpers 13 verändern. Für den Teilbereich mit
der Länge 11 des Dehnstoffkörpers ist bei Ausdehnung des Dehnstoffes infolge Temperaturzunahme
der räumliche Ausdehnungskoeffizient g maßgebend. Die gesamte räumliche Ausdehnung
des Dehnstoffs in dem Teilbereich mit der Länge 11 wird in eine Längenausdehnung
in Richtung auf das Stellglied 12 umgesetzt.
-
Die Längenausdehnung Al1 ergibt sich dabei gemäß All = ll k wobei
T die Temperaturzunahme und ob der resultierende lineare Ausdehnungskoeffizient
ist, der sich aus der Volumenausdehnung des Teils des Dehnstoffkörpers 13 mit der
Länge 11, umgerechnet auf die Längenausdehnung in Richtung zum Stellglied 12, ab
züglich der Gehäuseausdehnung durch Temperatur und Pressung1 ergibt.
-
Für den Teilbereich des Dehnstoffkörpers 13 mit der Länge 12 ist der
lineare Ausdehnungskoeffizient A>L maßgebend. Der Längenzuwachs dieses Teilbereichs
bei Anstieg der Temperatur um ÄT ergibt sich zu 1 = 1 .o( ¢ # T.
-
2 2 L Die gesamte Längenausdehnung Al des Dehnstoffkörpers 13, und
damit der Verschiebeweg des Stellglieds 12, ergibt sich durch Addition der Teilausdehnungen
#l1 und Q 1 zu 2 #l = (11 # α'+l2 # OtL) #l = l #αres # #T .
-
Für das gesamte Dehnstoffelement mit der Länge 1 ergibt sich somit
ein resultierender Ausdehnungskoeffizient αres, der abhängig ist von dem Verhältnis
der Teillängen 11 und 12, das durch die Einpreßtiefe des Einstellstiftes 16 festgelegt
ist. Durch Verändern der Einpreßtiefe des Einstellstiftes 16 kann somit der resultierende
Ausdehnungskoeffizient ihres in Grenzen verändert werden.
-
Damit ergibt sich eine Justiermöglichkeit des Dehnstoffelements ohne
dessen Einbaulage zu verändern, eine Möglichkeit zur Anpassung des Verschiebewegs
des Dehnstoffelements an geforderte Bedingungen und die Möglichkeit der billigen
Herstellung von Dehnstoffelementen mit verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten aus
gleichen Bauteilen.
-
- Leerseite -