DE56865C - Zeiger - Metallthermometer - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42: Instrumente.

CADMIRAAL in RYP (Nord-Holland) Zeiger - Metallthermometer.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 10. Juli 1890 ab.

Der nachfolgend beschriebene und durch die Zeichnungen Fig. 1 bis 4 dargestellte Zeiger-Metallthermometer dient zur Temperaturbestimmung von Luft, Gasen und mit geringer Abänderung seiner Einrichtung auch von Flüssigkeiten, welche durch die Ausdehnung oder Zusammenziehung eines Systems dünner Metallstreifen von eigentümlicher Anordnung bewirkt wird. Diese Metallstreifen sind in ihrer Längsrichtung beliebig gebogen, um sie gegen äufsere Einflüsse widerstandsfähig zu machen, und aus nur dünnem Blech' hergestellt, um eine möglichst schnelle Wirkung der Temperatur auf das Metallstreifensystem zu erhalten. Die Einrichtung dieses Systems ist aus den Fig.· ι und 4 klar ersichtlich. Das aus den Metallstreifen A B, B C, C D, D E, E F und GH, H I, IK, KL, LM, MN bestehende System ist an seinem einen Ende an einem Winkel w ^J befestigt, welcher auf die Rückwand des Gehäuses G¹ geschraubt ist; das andere Ende des Systems wirkt, indem es sich ausdehnt oder zusammenzieht, auf einen Bügel b^l, welcher seinerseits im Punkte ρ^l auf einen Hebel h ^J h ² einwirkt. Das Ende h^l dieses Hebels ist durch einen dünnen Streifen Bandstahl b ² am Gehäuse befestigt, während das andere Ende /?², welches einen Zahnradsector ^¹ trägt, ein kleines Zahnrädchen ^² in Drehung versetzen kann. Auf der Achse dieses Zahnrädchens ^² ist der Zeiger^³ befestigt, welcher auf einer Scala die Temperatur anzeigt. Sobald nun das Metallstreifensystem durch die Einwirkung der Temperatur ausgedehnt bezw. zusammengezogen wird, wird auch der Hebel h ¹Z?² infolge seiner Verbindung mit dem System durch den Bügel b ^x nach links · bezw. nach rechts bewegt und so der Zeiger ^³ infolge seiner Verbindung mit dem Hebel h^l h² durch den Zahnradsector^¹ und das Zahnrädchen ^² Wärme- oder Kältegrad anzeigen.

Die vorbeschriebene Anordnung des Thermometers ist insbesondere für Temperaturbestimmungen von Luft und anderen Gasen beabsichtigt, während für Flüssigkeiten eine etwas veränderte Construction hergestellt wurde; welche durch Fig. 2 dargestellt ist. ■ Das Metallstreifensystem befindet sich hier vom Zeigersystem getrennt, und zwar in einer luft- und wasserdicht verschlossenen Kapsel n>, welche durch eine Röhrer¹ mit dem Gehäuse ν des Zeigersystems zu einem festen Ganzen verbunden ist. Der Bügel b³ des im Innern der Kapsel w befindlichen Metallstreifensystems wirkt hier nicht auf einen Hebel, sondern, da er an seinem losen Ende zu einer Zahnstange ausgearbeitet ist, auf ein Zahnrädchen ^⁴, welches mit einem kleinen Kronrad k ^x im Innern des Zeigergehäuses ν durch eine durch die Röhre r^l hindurchgehende Welle w¹ verbunden ist. Dieses Kronrad bewirkt die Drehung des Zeigers ^⁵ durch Vermittelung eines kleinen Stirnrädchens in derselben Weise, wie es vorhin bei Beschreibung der Fig. 1 klargelegt wurde.

Das Thermometer kann ebenfalls mit einer Vorrichtung zur Angabe von Maximal- und Minimal-Temperatur versehen werden, und zwar ist diese Vorrichtung, welche in der Mitte der das Gehäuse bedeckenden Glasplatte befestigt ist, durch Fig. 3 in ihren Einzelheiten dargestellt, h ist die das Gehäuse bedeckende

Glasplatte, in deren Mitte ein Knopf α drehbar angebracht ist, welcher nach der Innenseite zu einen Stift s ^x trägt, auf welchem ein Zeiger b befestigt wird. Dieser Zeiger b kann einerseits durch den Knopf α in seine Normalstellung gedreht werden, andererseits aber durch eine auf dem eigentlichen Temperaturzeiger ^⁶ angebrachte Erhöhung e aus der Normalstellung herausgedreht werden, und bleibt beim Zurückgehen des Zeigers ^⁶ in der ertheilten Stellung stehen infolge zweier auf ihm befestigter Federn d d, welche auf der Glasplatte h schleifen.

Um die eigentümliche Wirkungsweise des Metallstreifensystems verständlicher zu machen und die Eigenart der Anordnung gegenüber den bekannten ähnlichen Einrichtungen eingehender zu beleuchten, ist eine schematische Zeichnung (Fig. 5) beigefügt, in welcher die dicken, geraden Striche das sich stärker ausdehnende Metall, z. B. Kupfer, und die dünnen, geraden Striche das sich schwächer ausdehnende Metall, z. B. Eisen, bezeichnen, während die dünne gebogene Linie den Stahlstreifen darstellt, dessen Krümmung durch die Ausdehnung oder Zusammenziehung der Metalltheile vergröfsert oder verkleinert wird.

Das Metallsystem ist, wie bereits gesagt ist, mit dem einen Ende fest mit dem Gehäuse verbunden, während das andere Ende, auf welches sich die Resultante der einzelnen Kraftwirkungen überträgt, auf den beweglichen Arm (h^l h² in Fig. 1) wirkt. Betrachten wir zuerst die Wirkung des Dreiecks BCD in Fig. 5.

Die sich durch eine Temperaturerhöhung ausdehnenden Kupferstreifen B C und C D ziehen den sich bedeutend weniger ausdehnenden Eisenstreifen C G in der Richtung des Pfeiles 1 und wirken gleichzeitig in der Richtung der Pfeile 2 und 3 auf die Punkte B und D des Stahlstreifens, welcher demgemäfs eine Krümmung erfahren mufs. Das Mafs dieser Krümmung überträgt sich durch Vermittelung der Eisenstreifen GH und HI auf das Dreieck DEF, in welchem aber inzwischen derselbe Vorgang wie im Dreieck BCD stattgefunden hat, so dafs also auch der Theil D F des Stahlstreifens durch die Kupferstreifen D E und E F und durch den Eisenstreifen EI in oben geschilderter Weise gekrümmt worden ist. Die Einzelwirkungen der Dreiecke BCD und DEF sind aber durch die Streifen G H und HI zu einer Gesammtwirkung vereinigt, und diese wird nunmehr durch das Dreieck IKL auf Dreieck FOP übertragen, welches aber ebenfalls inzwischen eine Wirkung auf den Stahlstreifen B R, und zwar auf die Strecke FP desselben, ausgeübt hat. Die drei Einzelwirkungen von BCD, DEF und FOP sind nun durch GH /und IKL vereinigt, d. h. aus den drei kleinen Krümmungen, welche die Strecken B D, D F und FP erfahren haben, ist eine grofse geworden, deren Mafs durch den beweglichen Arm auf das Zeigerwerk in beschriebener Weise Überträgen wird.

Es mufs noch bemerkt werden, dafs in den Dreiecken GIHund ILK die Längenverhältnisse der Streifen durch Berechnung mit dem Ausdehnungscoefficient der beiden Metallarten so gewählt sind, dafs diese Dreiecke G IH und ILK neutral sind, d. h. dafs bei Temperaturveränderungen diese Dreiecke die Grundlinie B R nicht beeinflussen. Sie haben nur allein den Zweck, die Wirkung von BCD auf DCF und von diesen wieder auf F O P zu übertragen und zugleich ein festes Ganzes zu bilden.

Wenn die Temperatur eine niedrigere wird, so treten selbstverständlich genau die umgekehrten Wirkungen ein, und es wird der Zeiger eine der ersten entgegengesetzte Bewegung annehmen. Natürlich kann man durch die Ausdehnung oder Zusammenziehung auch andere mechanische Bewegungen wie die eines Zeigers hervorbringen.

Es ist aus Vorstehendem unmittelbar hervorgehend, dafs nicht nur der ganze mechanische Effect der Ausdehnung, sondern auch der der Zusammenziehung vollständig ausgenutzt wird, wodurch sich diese Construction vorteilhaft von anderen unterscheidet.

Bei der amerikanischen Construction des Patentes No. 406152 z. B. wird nur die Ausdehnung der Metallkörper nutzbar gemacht, während die Zusammenziehung unmittelbar keine mechanische Arbeit hervorbringt, sondern dies der Wirkung einer durch die Ausdehnung der Metallkörper zusammengeprefsten Spiralfeder Uberläfst, welche den Kolben (D in Fig. 1 des amerikanischen Patentes No. 406152) und mit ihm die Kolbenstange zurückbewegt, wenn die Temperatur sinkt. Es ist klar, dafs die geringere Wirkung der Spiralfeder nicht hinreicht, die vollständige Zurückbewegung der beim Aufsteigen der Kolbenstange bewegten Theile herbeizuführen, und dafs somit die Angaben eines mit der Vorrichtung verbundenen Zeigerwerkes keine genauen und regelmäfsigen sein können; überdies wird auch die Kraft der Ausdehnung durch das nothwendige Zusammendrücken der Spiralfeder zum grofsen Theile aufgebraucht.

Aufserdem aber bilden bei dem amerikanischen Thermometer die Metallkörper weder einzeln noch zusammen ein festes Ganzes, während bei der Admiraal'sehen Einrichtung der sehr wesentliche und aufserordentlich grofse Vortheil vorhanden ist, dafs durch die eigenthümliche Anordnung und Form ein fester Körper gebildet wird, der bei gröfster Empfindlichkeit für Temperaturänderungen eine grofse Widerstandsfähigkeit gegen alle darauf ein-

wirkenden mechanischen Kräfte besitzt. Der Admiraal'sche Thermometer wird in jeder Lage gleich gut und genau arbeiten, da die inneren Reibungen in jeder Lage dieselben sind, während dies von der amerikanischen Construction nicht behauptet werden kann, denn hier werden die inneren Reibungen je nach der Lage der Vorrichtung verschiedene sein, was natürlich verschiedenartige Angaben zur Folge haben mufs.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Bei Zeiger-Metallthermometern ein aus beliebig gebogenen Metallstreifen bestehendes System von Winkeln, welche unter einander zu einem festen Ganzen verbunden sind und deren Ausdehnung oder Zusammenziehung die gröfsere oder geringere Krümmung eines Metallbügels und dadurch die Drehung eines Zeigers oder andere mechanische Arbeiten herbeiführt,

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.