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Verfahren zur Einstellung von thermometrischen Apparaten mit mindestens
einer Spirale aus mehreren ungleichartigen Metallen Es sind thermometrische Apparate
bekannt, bei welchen die Temperaturunterschiede durch die Veränderung der Form eines
bimetallischen Metallbandes angezeigt werden, das mit dem einen seiner Enden ortsfest
befestigt ist, während sein anderes Ende unmittelbar eine Achse bewegt, die einen
Zeiger trägt, der sich vor einer Gradeinteilung dreht.
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Bei diesen Apparaten ist der aus der Formänderung des Bandes sich
ergebende Ausschlag des Zeigers für einen gleichen Temperaturunterschied eine Funktion
der Länge dieses Bandes, das gewöhnlich in einer Spirale aufgewunden ist. Für die
Regelung solcher Thermometer ist es also notwendig, dem Band eine ganz bestimmte
Länge zu geben, je nach dem Ausschlag, den man zu erhalten wünscht, und, wenn diese
Länge einmal bestimmt ist, den Apparat so einzustellen, d. h. den Zeiger derart
auf die Spindel aufzusetzen, daß er vor der Gradeinteilung eine Stellung einnimmt,
welche der Temperatur entspricht, die das Metallband im Augenblick dieser Einstellung
hat.
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Bei den bislang bekannten Apparaten wurde bei dieser Einstellung so
verfahren, daß man das Band, seinen festen Punkt und die Spindel so lange drehte,
bis der Zeiger die gewünschte Stellung einnahm. Nun besteht aber die Möglichkeit,
daß während dieser Einstellung die Spirale eine thermische und mechanische Beeinflussung
erleidet, wodurch sich ein Fehler in der Einstellung ergibt.
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Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung und der nach demselben
regelbare Apparat bezwecken, diesem Nachteil abzuhelfen.
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Der nach dem neuen Verfahren regelbare Apparat hat wenigstens ein
thermometrisches Element, das aus einer Spirale aus mehreren ungleichartigen Metallen,
vorzugsweise einer Bimetallspirale, besteht, deren peripheres Ende auf einem gegenüber
dem Apparatengehäuse drehbaren Tragkörper befestigt und dessen zentrales Ende mit
einer Zeigerachse verbunden ist.
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Das Verfahren besteht gemäß der Erfindung darin, daß man während der
Vornahme der Einstellung die Spindel gegenüber dem Tragkörper, an dem das periphere
Ende der Spirale befestigt ist, unbeweglich macht, so daß die Achse sich zusammen
mit dem Tragkörper dreht und eine Relativbewegung des einen Teils mit Bezug auf
den anderen ausgeschlossen ist.
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Der Apparat kann mit einem Zifferblatt versehen sein und als Thermometer
dienen, oder er kann als Regler ausgebildet sein.
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Die Zeichnung veranschaulicht eine beispielsweise Ausführungsform
des Apparates.
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Abb. z ist ein Schnitt nach Linie I-1 von Abb. 2 und zeigt einen Apparat,
der als Thermometer
dient und ein einziges thermometrisches Element
aufweist.
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Abb. 2 ist eine Ansicht von unten des Thermometers nach Abb. i, und
zwar teilweise im 5 Schnitt.
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Abb. 3 zeigt im Schnitt eine andere Ausführungsform eines der Tragorgane
der Achse. Nach den Abb. i und 2 wird die Achse ii des Apparates, welche sich mit
einem axialen Spiel in zwei ein Tragorgan bildenden Lagern 12 und 13 dreht, durch
die Spirale 15 bewegt, mit welcher sie durch die Zwinge 14 verbunden ist.
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15 ist eine Bimetallspirale, deren peripheres Ende 16 durch einen
Keil 17 an einer Brücke 18 befestigt ist, die den Tragkörper bildet. Die Brücke
18 weist zu diesem Zwecke einen Teil i9 auf, der so umgebogen ist, daß ein Spalt
offen bleibt, in dem die Windung 16 nach Feststellung der richtigen Länge durch
den Keil =7 festgeklemmt ist.
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Die Brücke 18 besitzt dem Gehäuse 21 gegenüberliegende Reibungsflächen
2o (Abb. i). Diese sind mit dem Gehäuse 21 durch eine Feder 22 in Berührung gebracht.
Das Lager i2 ist an der Brücke 18 befestigt, während das Lager 13 an der Feder 22
sitzt und diese zentriert hält. Wie aus Abb. 2 ersichtlich, ist die Feder 22 und
die Brücke 18 dreischenklig.
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Das Lager 13 ist mittels einer Hülse 24 zentriert, welche am Gehäuse
21 befestigt ist. Der Anpaß 25 dieser Hülse 2¢ kann beispielsweise eine oder zwei
flache Ausfräsungen aufweisen, welche verhindern, daß sich die Hülse 24 gegenüber
dem Gehäuse 21 verdreht.
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Das Gehäuse ist mit Ausbuchtungen 26 versehen, welche in Ausnehmungen
27 eintreten und verhindern, daß sich das Gehäuse 21 dreht, wenn man die Mutter
28 auf dem mit Gewinde versehenen Teil der Hülse 24 anzieht.
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Diese Anordnung ermöglicht, ein beliebiges Stück, z. B. eine Isolationsscheibe
29, an welche durch Niete 30 oder in anderer Weise ein Zifferblattträger oder Zifferblatt
31 befestigt ist, fest mit dem Gehäuse und demgemäß mit dem ganzen Element zu verbinden.
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Der Teil 34 der Spindel ii ist leicht konisch und ermöglicht das Einpassen
in das Rohr eines Zeigers. Der Teil 34 kann auch für das Aufschieben einer Hülse
35 dienen, in welcher eine Stange 36 sitzt, auf die dann das Rohr 37 des Zeigers
32 aufgebracht wird.
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Die Stange 36 kann von beliebiger Länge sein, je nach der Entfernung,
in welcher sich das Zifferblatt vom Apparat befandet.
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Die Spirale ist so wenig wie möglich gegen die Außenluft isoliert.
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Bei der Einstellung des Apparates bestimmt man zuerst die wirksame
Länge der Spirale 15, derart, daß für einen gegebenen Temperaturunterschied die
Achse ii eine gegebene Drehung ausführt, indem man den Keil 17 löst, die Spirale
15 mit Bezug auf die Brücke 18 verdreht und dann mit dem Keil wieder befestigt.
Man kann für diese Regelung ein Arbeitszifferblatt verwenden, welches nach beendigter
Einstellung der Spirallänge durch das endgültige Zifferblatt ersetzt wird, das die
gewünschten Formen und Abmessungen aufweist und in beliebiger Entfernung vom thermometrischen
Element angeordnet sein kann.
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Für die Einstellung des Zeigers auf den richtigen Skalenstrich werden
beispielsweise mit Hilfe eines Schlüssels, den man in die Löcher33, die an der Brücke
18 vorgesehen sind, die Reibungsflächen 2o vom Gehäuse 21 abgehoben, indem man einen
Druck auf die Brücke 18 ausübt. Dann dreht man das Gehäuse, bis der Zeiger auf der
der Außentemperatur entsprechenden Zahl steht. Der durch den Schlüssel auf die Brücke
IS ausgeübte Druck biegt die Feder 22 aus, und dieAchse ii wird dadurch zwischen
die beiden Lager 12 und 13 eingeklemmt, wodurch sie gegen die Brücke 18 unbeweglich
gemacht wird. Wenn eine Temperaturänderung der Spirale 15 während dieser Einstellung
eintritt, so bleibt sie ohne Einfluß auf die Verdrehung des Zeigers gegen die Skala.
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Nach Abb. q. sind drei thermometrische Elemente in an sich bekannter
Weise in Kaskade miteinander vereinigt. Die Achse ii eines jeden Elementes ist verbunden
durch eines ihrer Enden mit der Brücke 18 eines benachbarten Elementes. Die Achse
des dem Zifferblatt 31 nächstgelegenen Elementes trägt den Zeiger 32. Das -Zifferblatt
ist mit dem Gehäuse 2i des vom Zeiger am weitesten entfernten Elementes durch eine
Hülle 40 verbunden, welche den Apparat gegen äußere mechanische Einflüsse schützt.
Dank dieses Aufbaues der thermometrischenElemente in Kaskade addieren sich die Ausschläge
der Bewegungen der Spiralen 15 algebraisch.
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Wenn alle Spiralen 15 im gleichen Sinne auf die Achsen ii wirken,
wird die Verdrehung des Zeigers 32 über dem Zifferblatt 31 gleich sein der Summe
der Verdrehungen der Achsen 1i ; wenn dagegen die Spiralen 15. nicht im gleichen
Drehsinne auf die Achsen ii wirken, sei es, daß sie. negativen und positiven Temperaturunterschieden
ausgesetzt oder daß ihre Wirkungen gegeneinander gerichtet sind, so wird eine Differenzwirkung
auftreten.
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Abb. 5 veranschaulicht drei thermische Elemente, welche in an sich
bekannter Weise parallel zueinander geschaltet sind. Die Achsen ix der Elemente
sind unter sich und mit dem Zeiger 32 verbunden, die Brücken 18 sind mit den Federn
22 eines andern Elementes und alle Gehäuse sind unter sich mit dem Zifferblatt 31
verbunden, beispielsweise durch eine Hülle 40. Dann ist das Kraftmoment, welches
auf die ver- i einigten Achsen ii wirkt, proportional der Anzahl der thermometrischen
Elemente.
Diese Anordnung kann nützlich sein, wenn es sich darum
handelt, mit Hilfe eines solchen Apparates einen schweren Zeiger oder irgendeine
andere Vorrichtung zu betätigen, welche einen gewissen Kraftaufwand erfordert, z.
B. einen elektrischen Schalter, einen Feuermelder USW.
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Die thermometrischen Elemente können entweder nähe aneinander oder
entfernt voneinander angeordnet und in diesem Falle durch lange Spindeln miteinander
verbunden sein, welche unter sich durch Muffen verbunden sind.