Bimetall. Die Verwendung von Bimetallstreifen begegnet in der Technik
beispielsweise zur Herstellung von Temperaturregelapparaten und ähnlichen Instrumenten
lebhaftem Interesse. Es kommt dabei darauf an, zwei Metalle zu kombinieren, die
innerhalb eines gewissen zu regulierenden Temperaturgebietes ausreichend verschiedene
Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen. Infolge dieser verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten
tritt bei Erwärmung eine Krümmung des Birnetallstreifens ein, wodurch ein Kontakt
geöffnet oder geschlossen oder ein beliebiger Vorgang ausgelöst werden kann.Bimetal. The use of bimetal strips is encountered in technology
for example for the production of temperature control devices and similar instruments
keen interest. It is important to combine two metals that
sufficiently different within a certain temperature range to be regulated
Have coefficients of thermal expansion. As a result of these different expansion coefficients
If the bulb is heated, the strip of pear bends, creating contact
opened or closed or any process can be triggered.
Bis jetzt hat man zu diesem Zweck vorwiegend Kombinationen von Metallen
oder Legierungen mit Invar, d. h. einer 36prozentigen
Nickeleisenlegierung,
verwandt. Diese Bimetalle erfüllen ihren Zweck sehr gut bei Temperaturen, die zwischen
Zimmertemperatur und etwa ioo° liegen, da innerhalb dieses Temperaturgebietes die
Ausdehnung von Invar praktisch Null ist, wie aus Abb. i ersichtlich. Von .etwa i5o°
an wächst jedoch die Wärmeausdehnung des Invars mit steigender Temperatur so stark
an, äaß der Ausdehnungskoeffizient des Invars schließlich sogar -den von Platin
übertrifft. Würde man also Invar beispielsweise mit Platin kombinieren, so würde
man bis etwa ioo° eine ziemlich starke Ausbiegung erhalten, die aber mit wachsender
Temperatur, infolge des dann geringer werdenden Unterschiedes zwischen den Ausdehnungskoeffizienten
von Invar und Platin, wieder abnehmen, bei etwa 22o° Null werden und dann nach der
entgegengesetzten Seite erfolgen würde. Bimetalle, die Invar als eine Komponente
enthalten, sind also nur bis etwa ioo° brauchbar. Nickeleisenlegierungen mit einem
Gehalt von etwa 45 Prozent Nickel und darüber weisen zwar dieses unregelmäßige Verhalten
des Invars nicht auf, ihre Ausdehnungskoeffizienten sind aber schon bei Zimmertemperatur
so hoch, daß ein genügend damit hergestelltes Bimetall beim Erwärmen keine erhebliche
Ausbiegung aufweist.Up until now, combinations of metals have mainly been used for this purpose
or alloys with invar, d. H. a 36 percent
Nickel iron alloy,
related. These bimetals serve their purpose very well at temperatures between
Room temperature and about 100 °, because within this temperature range the
Extent of Invar is practically zero, as can be seen from Fig. I. From about i5o °
however, the thermal expansion of the invar increases so much with increasing temperature
on, the coefficient of expansion of the Invar was finally even that of platinum
surpasses. So if you were to combine Invar with platinum, for example, you would
a fairly strong curvature is obtained up to about 100 °, but with increasing
Temperature, as a result of the then decreasing difference between the expansion coefficients
of invar and platinum, decrease again, become zero at about 22o ° and then after the
opposite side would be done. Bimetals containing invar as a component
are therefore only usable up to about 100 °. Nickel iron alloys with a
Nickel content of around 45 percent and above show this irregular behavior
of the Invars do not show up, but their coefficients of expansion are already at room temperature
so high that a bimetal sufficiently produced with it will not be significant when heated
Has deflection.
Es ist nun gelungen, durch eingehende Versuche Nickeleisenlegierungen
zu finden, die einen niedrigen Ausdehnungskoeffizienten besitzen, der auch bei höheren
Temperaturen bedeutend unter denjenigen anderer Metalle, wie Platin, Nickel usw.,
bleibt. Eine solche Legierung besteht beispielsweise aus 42 Prozent Nickel und 58
Prozent Eise. Ihr Ausdehnungskoeffizient ist in Abb. i wiedergegeben. In Abb. 2
ist die Durchbiegung eines Bimetalles, das aus der genannten Legierung und einer
Nickelkupferlegierung besteht, in der unteren ausgezogenen Kurve wiedergegeben.
Man sieht, daß die Durchbiegung bis 400° groß und gleichmäßig ist. Zum Vergleich
sind in derselben Abbildung die Ausbiegungen von Bimetallen gezeichnet, deren eine
Komponente aus 36prozentiger Nickeleisenlegierung besteht (ausgezogene Kurven),
sowie die Ausbiegung eines mit 39prozentiger Nickeleisenlegierung gebildeten Bimetalles
(gestrichelte Kurve). Von etwa 25o° an nimmt die Ausbiegung der Invarbimetalle einen
konstanten Wert an, so daß diese Bimetalle zur Regelung von Temperaturen nicht über
25o° verwendet werden können. Die Ausbiegungskurve der 39prozentigen Legierung biegt
bei etwa 300° um, versagt also ebenfalls oberhalb dieser Temperatur, während die
42prozentige Legierung bis etwa 40o° eine durchaus gleichmäßige Ausbiegung ergibt.We have now succeeded in making nickel iron alloys through in-depth experiments
to find that have a low coefficient of expansion, which is also higher
Temperatures significantly below those of other metals such as platinum, nickel, etc.,
remain. Such an alloy consists of 42 percent nickel and 58 percent, for example
Percent ice. Its expansion coefficient is shown in Fig. I. In Fig. 2
is the deflection of a bimetal, which consists of the alloy mentioned and a
Nickel-copper alloy is shown in the lower solid curve.
You can see that the deflection is large and uniform up to 400 °. For comparison
the bends of bimetals are drawn in the same figure, one of which
Component consists of 36 percent nickel iron alloy (solid curves),
as well as the bending of a bimetal formed with 39 percent nickel iron alloy
(dashed curve). From about 25o ° the invarbimetallic flexes less
constant value, so that these bimetals do not have to regulate temperatures
25o ° can be used. The deflection curve of the 39 percent alloy bends
at about 300 ° um, so also fails above this temperature, while the
42 percent alloy results in an even curve up to around 40o °.