DE581180C

DE581180C - Bimetallthermometer

Info

Publication number: DE581180C
Application number: DEB155217A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-01-12
Filing date: 1932-04-13
Publication date: 1933-07-22
Also published as: CH168482A; GB378314A; NL36283C; US1970219A; AT143246B; FR739202A

Description

Bimetallthermometer Die Erfindung bezieht sich auf ein Bimetallthermometer mit einer Bimetallschraubenfeder als temperaturempfindlichem Drehsystem.
Thermometer mit Bimetallfadern sind bereits bekannt; beispielsweise hat man das Drehsystem in Form einer Spirale gemäß Fig. i ausgeführt. Diese Ausführung des Drehsystems hat aber den Nachteil, daß z. B. seine Verstellkraft so gering ist, daß sie für mechanische Leistungen, wie das Betätigen von Kontakten, nicht immer ausreicht. Dieses System ist außerdem sehr empfindlich gegen Stoß und Schlag. Man hat auch versucht, durch Verwendung stärkerer Metallstreifen eine Versteifung des Systems herbeizuführen, doch wird, weil die Ausbiegung mit der Materialstärke des Bimetalls stark abnimmt, der Verstellwinkel so stark herabgesetzt, daß man wieder zu übersetzungen greifen muß, die neue Fehlerquellen in sich schließen. Hierdurch wird naturgemäß der Gebrauchswert des Meßgerätes herabgesetzt. Man hat auch versucht, mehrere derartiger Spiralen zu einem Drehsystem zu vereinigen, ohne aber dadurch die Mängel, die der Spirale grundsätzlich anhaften, ausschalten zu können.-Es ist ferner bekannt, das Drehsystem von Bimetallthermometern in Form, einer Schraubenfeder gemäß Fig. a auszuführen. Hier treten jedoch Nachteile in Erscheinung, die sich aus der Baulänge des Meßsystems ergeben, wenn hinreichend große Ausschläge und Verstellkräfte erreicht werden sollen. Auch der Versuch, z. B. zwei solcher Schraubenfedern hintereinander anzuordnen, konnte den in der zu großen Baulänge begründeten Nachteilen nicht begegnen.
Bei Gasthermometern ist es bekannt, d'ie Teile des schraubenförmigen Drehsystems ineinander anzuordnen. Der Verwendungsbereich des Gasthermometers ist jedoch ein anderer als der der Bimetallthermometer.
Die Erfindung, durch welche die geschilderten Nachteile der bekannten Bimetalldrehsysteme behoben werden, besteht darin, daß die Bimetallschraubenfedern des Drehsystems verschiedene Durchmesser haben und koaxial ineinander angeordnet sind. Die koaxial ineinander angeordneten Bimetallschraubenfedern können hierbei aus einem einzigen zusammenhängenden Bimetallstreifen bestehen. Hierdurch wird erreicht, daß sich die Drehwinkel der einzelnen Federn bei Temperaturveränderungen addieren, wobei das eine freie Ende beispielsweise der äußeren Feder der feste Bezugspunkt ist, während das freie Ende der inneren Feder als Angriffspunkt für den Zeiger dienen kann. Zwischen den einzelnen Federn ist genügend freier Raum gelassen, damit sich die Windungen der einzelnen Federn gegenseitig nicht reiben. Bei diesein System ist die Stabilität seiner Form wesentlich erhöht. Der mit einem System mit z. B. vier ineinander angeordneten Federn erreichte Zeigerausschlag ist gegenüber dem Ausschlag der bekannten schraubenförmig gewundenen Federn bei gleicher Windungszahl und unter sonst gleichen Bedingungen wesentlich vergrößert. Durch die Stabilität seiner Form, durch seine kurze Baulänge in Verbindung mit der großenTorsionskraft schraubenförmig gewundener Federn werden die Fehler, die den bisher bekannten Birnetallsystemen anhaften, wesentlich verringert. Die Feder braucht nicht mehr an einer Achse abgestützt zu werden, so daß Reibungsarbeiten des Systems von Anfang an vermieden werden. Die Wärmeübertragung auf das Instrument ist infolge der geringen Baulänge des Systems gleichmäßig; seine Masse kann klein gehalten werden, so daß eine schnelle und genaue Anzeige erzielt wird. Die Verdrehung infolge Verziehens des Materials durch die innere Spannung spielt keine nachteilige Rolle mehr, weil das System eine Stütze oder Achse nicht mehr benötigt. Die axiale Ausdehnung der Feder bei Temperaturschwankung tritt bei der Erfindung deshalb nicht mehr in Erscheinung, weil sich diese gegenseitig bei den einzelnen Federn ausgleicht. Die Breite des Federmaterials kann nunmehr aus statischen Gründen schmäler gehalten werden, und die Baulänge bzw. Bauhöhe des Systems kann so eingeschränkt werden, daß die äußere Abmessung z. B. eines Thermometers bis zur Taschenuhrgröße herabgemindert werden kann, ja, daß selbst Metallfieberthermometer mit Hilfe dieses Systems gebaut werden können. Auf der anderen Seite aber kann das System so stark ausgebildet werden, ohne daß die Baugröße des Systems viel Platz beansprucht, daß dadurch auch Großthermometer mit dem Drehsystem ausgestattet werden kÖnnen. Seine kurze und stabile Bauart macht es auch für raube Betriebe geeignet, z. B. zum Messen in Autokühlern, Maschinenlagern, Generatorwicklungen, Dampfkesseln usw.
Die große Richtkraft gestattet es, das System zur Steuerung von Kontakten zu verwenden oder es als Treibsystem . für ein Schreibgerät zu verwenden.
Fig. 3 stellt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des Erfindungsgegenstandes in einem Schnitt dar, Fig. 4 einen Querschnitt desselben, Fig. 5 eine Draufsicht auf ein Thermometer mit Zeiger und Skala, Fig.6 eine schematische Abwicklung des Drehsystems, bestehend aus den einzelnen Schraubenfedern i, 2, 3 und q. gemäß den Fig. 3 bis 5. Hierbei ist die Feder i rechtsgängig, Feder 2 linksgängig, Feder 3 wieder rechtsgängig untd Feder q. linksgängig angenommen: Der linke Anfang der Feder i ist an der Festpunkteinstellung 5 befestigt, das rechte Ende von der Feder z ist mit dem rechten Anfang von Feder 2 verbunden, das linke Ende von Feder 2 mit dem linken Anfang von Feder 3 verbunden, das rechte Ende von Feder 3 mit dem rechten Anfang von Feder q. verbunden. Am linken Ende der Feder q. ist der Zeiger 6 angeordnet. Die Wirkungsweise des Systems ist nun folgende: Steigt beispielsweise die Temperatur, so dreht sich das Ende der Bimetallfeder i um einen bestimmten Winkel a, und zwar z. B. im Uhrzeigersinn bei der Blickrichtung auf die Skala. Die Feder 2 dreht sich in gleicher Weise um den Winkel ß, die Feder 3 um den Winkel y und die Feder q. um den Winkel ö. Die Federn stehen, wie beschrieben, miteinander in solchem mechanischem Zusammenhang, daß sich diese Winkel am Zeiger 6 zu einem Gesamtwinkelausschlag a -@- ß -f- y + d addieren.

Claims

PATENTANSIIIZÜC11r: i. Bimetallthermometer mit einem aus mehr als einer Bimetallschraubenfeder bestehenden temperaturempfindlichen Drehsystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallschraubenfedern des Drehsystems verschiedene Durchmesser haben und koaxial ineinander angeordnet sind. z. Bimetallthermometer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die koaxial ineinander angeordneten Bimetallschraubenfedern aus einem einzigen zusammenhängenden Bimetallstreifen bestehen. 3.. Bimetallthermometer nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehsystem in bekannter Weise einen oder mehrere Kontakte betätigt. q.. Bimetallthermometer nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehsystem in bekannter Weise eine Schreibvorrichtung. betätigt.