DE3942611A1 - Temperaturfuehlbauteil - Google Patents

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Temperaturfühlbauteil zur Messung der Temperatur einer in einem Flüssigkeitsbett oder im Inneren eines Vorratsbehälters befindlichen Flüssigkeit, beispielsweise in einer Maschine, einem Gerät, einer Apparatur oder dergleichen, das in der Lage ist, die Temperatur der Flüssigkeit abzufühlen, oder das Bett zu steuern.

Beschreibung des Standes der Technik

Üblicherweise bestand ein Temperaturfühlbauteil der genannten Art im allgemeinen aus einem Bimetall, in dem Materialien mit verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten aneinander haften.

Bei einem solchen herkömmlichen Temperaturfühlbauteil biegt (verformt) sich das Bimetall jedoch aufgrund seiner oben beschriebenen Anordnung bei einer Temperaturänderung nur, und seine Bewegung führt nicht unmittelbar zu einer Drehbewegung. Daher muß eine Anordnung bereitgestellt werden, bei der ein Zahnstangentrieb oder ein ähnlicher Umsetzmechanismus zwischengeschaltet ist, so daß die Temperatur auf einer Skala angezeigt wird. zusätzliche Probleme entstehen dadurch, daß, wenn das herkömmliche, aus Metall bestehende Temperaturfühlbauteil in einer korrodierenden Flüssigkeit oder deren Umgebung verwendet wird, Störungen auftreten können, die ein Hindernis für einen Langzeitgebrauch verursachen, und daß es oftmals schwierig ist, das herkömmliche Temperaturfühlbauteil in eine solche Form zu bringen, daß es für einen Teil einer Vorrichtung, in die es eingebaut wird, geeignet ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Temperaturfühlbauteil bereitzustellen, das in der Lage ist, eine Temperaturänderung direkt als Torsions- oder Drehbewegung anzuzeigen, ohne daß die vorgenannten Umsetzmechanismen benötigt werden, das in einer korrodierenden Flüssigkeit oder deren Umgebung verwendet werden kann, um so einen Langzeitgebrauch zu ermöglichen, und das zwanglos in eine Form gebracht werden kann, die für einen Teil einer Vorrichtung, in die es eingebaut wird, geeignet ist.

Zu diesem Zweck wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Temperaturfühlbauteil bereitgestellt, aufweisend einen säulenförmigen oder hohlen zylindrischen Sockel in Form einer runden oder polygonalen Säule oder eines hohlen runden oder polygonalen Zylinders und mindestens ein streifenförmiges Bauteil, bestehend aus einem Material, das einen anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das des Sockels aufweist, wobei das streifenförmige Bauteil an mindestens einem Teil einer äußeren Umfangsoberfläche des Sockes im spitzen Winkel zu einer Achse des Sockels und in einer solchen Richtung angeordnet ist, daß eine Überschneidung auf gegenüberliegenden Seiten des Sockels resultiert. In dem Fall, daß zwei oder mehr der streifenförmigen Bauteile auf dem Sockel vorgesehen sind, werden diese in wechselseitig verschiedenen Richtungen in bezug auf eine Achse des Sockels und im spitzen Winkel zu diesem angeordnet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird ein Temperaturfühlbauteil bereitgestellt, aufweisend einen tafelförmigen Sockel von rechteckiger, polygonaler oder runder Form und mindestens ein streifenförmiges Bauteil, bestehend aus einem Material, daß einen anderen thermischen Ausdehnungskoeffizient besitzt als das des Sockels, wobei das streifenförmige Bauelement zumindest an einem Teil des Sockels auf jeder der einander gegenüberliegenden Seiten und im spitzen Winkel zu einer der Breite nach verlaufenden Mittellinie des Sockels so angebracht ist, daß es sich nach verschiedenen Richtungen hin orientiert.

Das streifenförmige Bauteil ist in Form eines Bandes, Drahtes oder Stabes ausgebildet.

Durch die oben beschriebene Anordnung, in der das streifenförmige Bauteil bzw. die streifenförmigen Bauteile, die aus einem Material bestehen, das einen anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das des Sockels aufweist, und die durch schräge Anordnung an oder Winden um den Sockel herum angeordnet sind, erfährt der Sockel in seiner ursprünglichen Lage eine Verschiebung in seiner Torsionsrichtung (Drehrichtung) um eine der Breite nach verlaufende Mittellinie oder eine seiner Achsen. Dementsprechend kann die Torsionsverschiebung des Sockels um die Mittellinie oder die Achse direkt in eine Bewegung zum Ablesen der Skala oder zur Steuerung des Bettes ohne Zwischenschaltung eines Umsetzmechanismus umgesetzt werden. Zusätzlich ist es möglich, das Temperaturfühlbauteil ohne Nachteile in einer korrodierenden Flüssigkeit oder deren Umgebung zu benutzen, da die Elemente des Temperaturfühlbauteils aus einem anderen Material als Metall geformt werden können, zum Beispiel aus Kunststoff oder Glasfasern, so daß das Temperaturfühlbauteil über längere Zeitabschnitte verwendet werden kann.

Des weiteren ist es aufgrund der Grundform des Sockels, dessen Länge bzw. Durchmesser frei bestimmt werden kann, möglich, das Temperaturfühlbauteil an ein Teil einer Vorrichtung, in die es eingebaut wird, angepaßt anzuordnen.

Die oben genannten und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen verdeutlicht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf ein Temperaturfühlbauteil gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 1a zeigt eine Aufsicht au das Bauteil der Fig. 1;

Fig. 2 zeigt eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform illustriert und der Fig. 1 entspricht;

Fig. 2a zeigt eine Aufsicht auf das Bauteil der Fig. 2;

Fig. 3 zeigt eine Ansicht nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung und entspricht der Fig. 1;

Fig. 3a zeigt eine Aufsicht auf das Bauteil der Fig. 3;

Fig. 4 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung und entspricht der Fig. 1;

Fig. 4a zeigt eine Aufsicht auf das Bauteil der Fig. 4;

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform;

Fig. 7 zeigt eine Querschnitt entlang der Linie VII-VII der Fig. 6;

Fig. 8 zeigt ein charakteristisches Kurvendiagramm eines durch einen tafelförmigen Sockel gebildeten Temperaturfühlbauteils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 9 zeigt ein charakteristisches Kurvendiagramm eines durch einen röhrenförmigen Sockel gebildeten Temperaturfühlbauteils.

Genaue Beschreibung der Erfindung

In den Fig. 1 bis 7 wird ein Sockel 1 durch ein tafelförmiges Bauteil mit rechteckiger, polygonaler oder runder Form, ein rundes Bauteil in der Form einer runden oder polygonalen Säule, ein hohles zylindrisches Bauteil in der Form eines runden oder polygonalen zylinders oder andere ähnliche Bauteile gebildet, wobei ein solches Bauteil, das den Sockel 1 bildet, aus Kunststoff wie zum Beispiel starrem Polyvinylchlorid, Polyurethankunststoff oder Polypropylenkunststoff besteht. Ein streifenförmiges Bauteil 2 wird aus einem Material geformt, das einen anderen thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das des Substrates 1 besitzt und als Band, Draht oder Stab ausgebildet sein kann. Bezüglich des Materials kann das streifenförmige Bauelement zum Beispiel aus Glasfasern, Kohlenstoffasern, einem Metallstreifen, einem Metalldraht, Aramidfasern oder dergleichen gebildet werden. Dieses streifenförmige Bauteil bzw. diese streifenförmigen Bauteile 2 werden an dem Sockel 1 durch Anbringen mittels Formguß oder mit Hilfe eines Klebers oder dergleichen an der Oberfläche oder den Oberflächen des Sockels so befestigt, daß diese, jeweils aus mindestens einem der vorgenannten Materialien gebildeten Bauteile, zumindest an einem Teil jeder der einander gegenüberliegenden Oberflächen 4 oder einer äußeren Umfangsoberfläche 3 des Sockels 1 in wechselseitig gegenüberliegenden Positionen auf gegenüberliegenden Oberflächen oder der äußeren Umfangsoberfläche davon durch schräges Anordnen an oder Winden um den Sockel herum in einem spitzen Winkel nach wechselseitig verschiedenen Richtungen in Bezug auf einem der Breite nach verlaufenden Mittellinie oder einer Achse des Sockels 1 angeordnet sind.

Wie oben beschrieben, weicht der thermische Ausdehnungskoeffizient des Sockels 1 von dem des streifenförmigen Bauteils 2 ab. Es wird jedoch eine solche Anordnung zur Verfügung gestellt, bei der der Sockel 1 einen größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als das streifenförmige Bauteil 2 aufweist. Durch eine Anordnung, in der das streifenförmige Bauteil bzw. die streifenförmigen Bauteile 2 durch schräge Anordnung auf gegenüberliegenden Oberflächen des Sockels oder durch Winden um seine äußere Umfangsoberfläche herum befestigt sind, erfährt der Sockel beim Abfühlen der Temperatur in seiner ursprünglichen Lage eine Verschiebung in einer seiner Torsionsrichtungen (Drehrichtungen) um eine der Breite nach verlaufende Mittellinie oder eine Achse hiervon. Des weiteren können, wie in den Fig. 5 bis 7 gezeigt, das streifenförmige Bauteil oder die streifenförmigen Bauteile 2 im wesentlichen auf der gesamten Oberfläche bzw. den gesamten Oberflächen des Sockels 1 angeordnet sein.

Im Gebrauch wird die Umgebungstemperatur direkt angezeigt oder es würde ohne Verwendung irgendeines Umsetzmechanismus ein Kanal durch ein an einem distalen Ende des Sockels angebrachtes Nadelbauteil, ein Ventil oder dergleichen gesteuert. Die Fig. 8 und 9 zeigen charakteristische Kurvendiagramme, die die Beziehungen zwischen der Temperatur (°C) des Sockels 1 des Temperaturfühlbauteils gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einem Winkel (°), verursacht durch die Verschiebung des Sockels in dessen Torsionsrichtung (Drehrichtung) darstellen. In den Schaubildern gibt α den Fall des aus einem tafelförmigen Bauteil gebildeten Sockels 1, und ß den Fall der aus einem zylindrischen Bauteil gebildeten Sockels 1 an, während α′- und β′- den Zustand der Rückstellung in den jeweiligen Fällen angibt.

Wie oben beschrieben, umfaßt das Temperaturfühlbauteil zur Messung der Temperatur einer Flüssigkeit oder für ähnliche Zwecke den Sockel 1 und das streifenförmige Bauteil bzw. die streifenförmigen Bauteile 2, die aus einem Material gebildet sind, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizient aufweist, der verschieden ist von dem des Sockels 1, und die auf gegenüberliegenden Oberflächen 4 oder der äußeren Umfangsoberfläche 3 des Sockels durch schräge Anordnung an oder Winden um den Sockel herum in wechselseitig verschiedenen Richtungen und im spitzen Winkel befestigt sind. Entsprechend ist in dem Zustand, in dem das Temperaturfühlbauteil zum Abfühlen der Temperatur benutzt wird, die Verschiebung des Sockels 1 um die Mittellinie oder um die Achse in dessen Torsionsrichtung wirksamer im Vergleich zu einem üblichen Temperaturfühler. Folglich kann die Torsionsverschiebung um die Mittellinie oder die Achse direkt ohne Zwischenschaltung eines Umsetzmechanismus in Bewegung umgesetzt werden, um die Skala abzulesen oder den Kanal zu steuern, so daß der Anwendungsbereich des Temperaturfühlbauteils erweitert werden kann. Zusätzlich ist es, wenn das Material entsprechend gewählt wird, möglich, das Temperaturfühlbauteil in einer korrodierenden Flüssigkeit oder deren Umgebung ohne Nachteile zu benutzen, so daß es über längere Zeitabstände verwendet werden kann. Des weiteren ist es aufgrund der Form des Sockels 1, dessen Länge bzw. Durchmesser frei gewählt werden kann, möglich, das Temperaturfühlbauteil in Übereinstimmung mit einem Teil einer Vorrichtung, in die es eingebaut wird, anzuordnen. Auf diese Weise ist das erfindungsgemäße Temperaturfühlbauteil sehr nützlich.

Claims (7)

1. Temperaturfühlbauteil, umfassend
einen säulenförmigen oder hohlen zylindrischen Sockel (1); und
mindestens ein streifenförmiges Bauteil (2), bestehend aus einem Material, das einen thermischen Ausdehungskoeffizienten aufweist, der von dem des Sockels (1) verschieden ist, wobei das streifenförmige Bauteil (2) zumindest an einem Teil einer äußeren Umfangsoberfläche des Sockels (1) im spitzen Winkel im Bezug auf eine Achse des Sockels und in einer solchen Richtung verläuft, daß eine Überschneidung auf gegenüberliegenden Seiten des Sockels (1) resultiert.

2. Temperaturfühlbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das streifenförmige Bauteil (2) in Form eines Bandes, Drahtes oder Stabes ausgebildet ist.

3. Temperaturfühlbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (1) in Form einer runden Säule, einer polygonalen Säule, eines hohlen, runden Zylinders oder eines hohlen polygonalen Zylinders ausgebildet ist.

4. Temperaturfühlbauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr streifenförmige Bauteile (2) an dem Sockel (1) vorgesehen sind, und daß diese in wechselseitig verschiedenen Richtungen in Bezug auf eine Achse des Sockels (1) orientiert sind und im spitzen Winkel in Bezug auf diese Achse angeordnet sind.

5. Temperaturfühlbauteil, umfassend
einen tafelförmigen Sockel (1); und
mindestens ein streifenförmiges Bauteil (2), bestehend aus einem Material, das einen thermischen Ausdehnungskoeffizient aufweist, der von dem des Sockels (1) verschieden ist, wobei das streifenförmige Bauteil (2) zumindest auf einem Teil jeder gegenüberliegenden Seite des Sockels (1) im spitzen Winkel im Bezug auf eine breitseitig verlaufende Mittellinie des Sockels (1) so angebracht ist, daß es sich nach verschiedenen Richtungen erstreckt.

6. Temperaturfühlbauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das streifenförmige Bauteil (2) in Form eines Bandes, Drahtes oder Stabes ausgebildet ist.

7. Temperaturfühlbauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (1) rechteckig, polygonal oder rund ausgebildet ist.