DE595484C - Temperaturregler - Google Patents

Description

Bibliofheek
Bur. Ind. Eigendom

^: 22 MEI 1934 '

AUSGEGEBEN AM 23. APRIL 1934

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVe 595484 KLASSE 47g 2 GRUPPE

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Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlin-Siemensstadt*) Temperatürregler

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Januar 1928 ab

Es ist ein Temperaturregler bekannt, bei welchem zwei in entgegengesetztem Sinne auf den Regler wirkende temperaturempfindliche Organe so angeordnet sind, daß die Wärme

« 5 auf die Organe in verschiedener Weise übergeht. Die temperaturempfindlichen Organe sind teils im oberen Teil des Ofens, wo für gewöhnlich die höchste Temperatur herrscht, und teils unmittelbar mit- dem Ofeneinsatz in Berührung angeordnet. Zufolge dieser Anordnung der temperaturempfindlichen Organe geht die Wärme zwar verschieden auf sie über, derart, daß sich die oben im Ofen befindlichen Organe im allgemeinen schneller erwärmen als die mit dem Einsatzgut in Berührung stehenden Organe. Wesentlich ist : dabei aber, daß dieser verschiedene Wärmeübergang bei dem bekannten Temperaturregler sich nicht zur Verbesserung der \^rerwendung ausnutzen läßt, weil er von im voraus nicht bestimmbaren Faktoren, insbesondere von der Menge und vor allem von der Natur des Einsatzgutes, abhängig ist.

Weiterhin ist ein Temperaturregler mit einstellbarem Empfindlichkeitsgrad und einstellbarer Temperaturdifferenz bekannt, bei welchem ein Gasthermometer mit verstellbar angeordneter isolierender Hülle zur Anwendung kommt. Durch die Verstellung der isolieren-.30 den Hülle soll die Wärmeaufnahme- und die Wärmeabgabefähigkeit des Gasthermometers verändert werden. Diese bekannte Einrichtung enthält mithin nur ein einziges temperaturempfindliches Organ, nämlich das Gas des Thermometers, so daß die wesentliche Voraussetzung der Erfindung, nämlich das Vorhandensein von mindestens zwei temperaturempfindlichen Teilen, die in entgegengesetztem Sinne auf die Regelung einwirken, nicht zutrifft.

Schließlich ist noch ein Temperaturregler in Vorschlag gebracht worden mit einer Vorrichtung, die bei der Regeltemperatur den Wärmeaustausch zwischen dem beheizten Körper und dem wärmeempfindlichen Organ und die Wärmespeicherung im Organ erschwert. Da bei dieser Vorrichtung ebenfalls nur ein einziges temperaturempfindliches Organ, zur "Anwendung kommt, so gilt für sie sinngemäß das -gleiche, was für die oben an zweiter Stelle erwähnte bekannte Einrichtung bemerkt wurde. .

Die Erfindung bezieht sich auf einen Temperaturregler mit mindestens zwei temperaturempfindlichen, die Regelung in entgegengesetztem Sinne steuernden Teilen, die gegebenenfalls miteinander starr verbunden sein können. Gemäß der Erfindung ist ein die Wärmeübertragung verzögerndes Mittel zwischen dem einen der beiden aus physikalisch gleichartigen Stoffen hergestellten temperaturempfindlichen Teile und dem warmen Me-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder ansegeben xvorden:

Dipl.-Tng. Hellmuth- Lange in Bcrlin-Siemensstadt.

diuni einstellbar angeordnet, derart, daß dadurch der Wärmeübergang zu den beiden .temperaturempfindlichen Teilen unterschiedlich gestaltet und dieser Unterschied durch Verstellung des Wärmeübertragungsmittels in gewünschter Weise veränderbar gemacht ist. Mit Hilfe des die Wärmeübertragung verzögernden Mittels kann man bei dem neuen Temperaturregler, je nach Einstellung dieses ίο Mittels die Wärmeträgheit des Ofens mehr oder weniger ausschalten; infolgedessen läßt sich mit dem neuen Temperaturregler insbesondere der Vorteil einer verhältnismäßig sehr schnellen Anh'eizung und einer unbedingt rechtzeitigen Abschaltung der Heizung erreichen, bevor die Temperatur des Ofeneinsatzes den gewünschten Höchstwert übery schritten hat. Der neue Temperaturregler ermöglicht es auch, daß ein schnell nacheinander erfolgendes Erhitzen von verschiedenen Einsätzen stattfinden kann, weil bei ihm in diesem Falle nur eine einfache Verstellung des die Wärmeübertragung verzögernden Mittels erforderlich ist. Bei gleichbleibendem Einsätzgut und gleichbleibender Menge desselben ist im allgemeinen keine Veränderung der Stellung des die Wärmeübertragung ver- - zögernden Mittels nach erfolgter erstmaliger Einstellung mehr erforderlich. Wenn bei dem neuen Temperaturregler in "■■ an sich bekannter Weise zwei oder mehr temperaturempfindliche, in einem Schutzrohr angeordnete elektrische Organe vorgesehen sind, so können diese Organe in verschiedenem Abstand vom Rohrboden angeordnet werden, und ein als einstellbares Wärmeübertragungsmittel dienendes weiteres Rohr kann axial verschiebbar in dem Schutzrohr so angebracht sein, daß mittels dieses zweiten Rohres eines der temperaturempfindlichen Organe für sich abdeckbar ist. ' Gewünschtenfalls kann man die Verzögerung der Wärmeübertragung auch durch einen abschirmend wirkenden Stab er-, zielen, dessen Abstand von zwei oder mehr temperaturempfindlichen Organen veränderbar ist. Sind als temperaturempfindliche Organe ein. geschlossenes Rohr und ein im Rohr* innern angeordneter, mit dem Rohrboden verbundener Stab vorgesehen, so empfiehlt es sich, als einstellbares Wärmeübertragungsmittel in an sich bekannter Weise hinsichtlich der Menge veränderbares Füllmaterial für das Rohr zu verwenden. Schließlich kann man als einstellbares Wärmeübertragungsmittel auch die temperaturempfindlichen. Organe umgebende Rohre mit Durchbrechungen versehen, deren wirksamer Querschnitt durch Verdrehen mindestens eines der beiden Rohre veränderbar ist.

In den Abbildungen sind mehrere Ausführungsbeispiele der neuen Einrichtung dargestellt. In Abb. ί ist in die Ofenwandung ι ein hitzebeständiges Rohr 2 eingesetzt, das zwei hintereinaudergeschaltete Thermoelemente 3 und ein in entgegengesetztem Sinne geschaltetes Thermoelement 4 enthält. ' Die drei Thermoelemente sind mit einem. Kontaktgerät 5 verbunden, dessen Maximal- und Minimalkontakt bei 6 angedeutet sind. Bei einer derartigen Einrichtung ist nun gemaß der Erfindung ein zusätzlicher Massekörper7 vorgesehen, der in dem Beispiel innerhalb des Rohres 2 axial verschiebbar angeordnet ist. Durch die Verstellung des Massekörpers 7, der zweckmäßig eine hohe Wärmekapazität besitzt, wird nun die Geschwindigkeit, mit welcher die Wärmeübertragung auf das Thermoelement 4 stattfindet, "in Abhängigkeit von der Wärmekapazität des Ofens eingestellt. Hat der Ofen beispielsweise eine verhältnismäßig hohe Wärmekapazität, so wird das Rohr 7 weiter in das Rohr 2 hineingeschoben, so daß es das Thermoelement 4 je nach den Verhältnissen . ganz oder fast ganz einhüllt. Infolgedessen wird beim Anheizen des Ofens die Wärmeübertragung auf das Thermoelement 4 entsprechend verlangsamt, und die auf den Regler 5 wirkende Differenz zwischen den von den Thermoelementen 3 und 4 erzeugten- go Strömen wird infolgedessen schneller denjenigen Wert erreichen, bei dem. der Regler 5 die Heizung des Ofens abschaltet bzw. stark drosselt. Hierdurch wird in einfacher, aber sicherer Weise vermieden, daß die Temperatür innerhalb des Ofens über die zulässige Maximalhöhe steigt. Hat ein vollständiger Temperaturausgleich zwischen den Ofenwandungen und dem Ofeninnern einerseits und dem Ofeninnern und dem Thermoelement 4 andererseits und somit auch zwischen Thermoelementen 3 und 4 stattgefunden, so arbeitet der neue Regler im wesentlichen so wie die bekannten Regler.

Der Erfindungsgedanke läßt sich auch bei beliebigen anderen Reglern verwirklichen.

In Abb. 2 ist- seine beispielsweise Anwendung bei' einem mit zwei temperaturempfindlichen Widerständen 8 und 9 arbeitenden Reglern 10 dargestellt. Die beiden Widerstände 8 und 9 haben in dem Ausführungsbeispiel einen gleichartigen Temperaturkoeffizienten, wirken aber infolge ihrer verschiedenen Schaltung mit Bezug auf den Regler 10 im entgegengesetzten Sinne. Gemäß der Erfindung ist nun um das eine der beiden Widerstandsthermometer ein als Rohr gezeichneter Massekörper 11 verstellbar aneordnet. Die Einstellung und die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist im übrigen im wesentlichen die gleiche wie bei der Einrichtung nach Abb. 1. Statt Widerstände mit

einem Temperaturkoeffizienten von gleichem Vorzeichen teils in Reihen-, teils in Parallelschaltung zu .verwenden, kann man auch einen Widerstand mit positivem und einen anderen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten hintereiuandcrschalten und an einem oder an beiden dem Rohr n entsprechenden Massekörpern einstellbar anordnen. In letzterem Falle müssen die beiden Massekörper zweckmäßig möglichst stark voneinander abweichende Wärmekapazität aufweisen.

In Abb. 3a und Jb ist in Draufsicht und in Vorderansicht eine· weitere Ausfülirungsform der Erfindung dargestellt. Ein Stab 12 mit verhältnismäßig geringem Ausdehnungskoeffizienten ist einseitig an einer Platte 13 befestigt; während sein anderes Ende lose durch eine Platte 14 hindurchgreift. Zwischen .den beiden Platten 13 und 14 sind-zu beiden Seiten des Stabes 12 zwei weitere Stäbe-15 von verhältnismäßig hohem Ausdehnungs-, koeffizienten angeordnet und an beiden Platten befestigt. Der nicht dargestellte Regler wird dabei entsprechend dem Unterschied zwischen der Stellung der Platte 14 und dem freien Ende des Stabes 12 eingestellt. Um nun im Sinne der Erfindung die Geschwindigkeit zu verändern, mit welcher beispielsweise der mittlere Stab 12 die Temperatur des Ofens annimmt, ist unterhalb dieses Stabes ein ebenfalls stabförmiger Körper 16. von verhältnismäßig großer Masse verstellbar angebracht. Der Körper 16 ist an seinem eineri Ende rechtwinklig umgebogen und geschlitzt. Durch seinen Schlitz 17 greift ein Schraubenbolzen 18 hindurch, auf dem eine Schraubenmutter 19 verstellbar ist. Wird die Mutter 19 gelöst, so läßt sich der ' 40. Körper 16 dem Stab 12 je nach Bedarf nähern oder von diesem entfernen, so daß 'dadurch die Wärmeaufnahme des Stabes .12 beim Anheizen des Ofens sich ändert.

In den Abb. 4 a und 4 b ist in Draufsicht und in Seitenansicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt.' Innerhalb eines Bimetallstreifens 20, der in nicht dargestellter Weise die Regelorgane . der Ofenheizung steuert, ist ein zylindrischer

50- Massekörper 21 verstellbar angeordnet. Seine ■ jeweilige Lage ist mittels einer Stellschraube 22 gesichert. Dadurch, daß der Massekörper 21 mehr oder weniger zwischen den Bimetallstreifen hineingeschoben wird, wird die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung auf dem inneren der beiden Streifen 20 geändert. Die Abb. 5 zeigt im Schnitt die temperaturempfindlichen Organe eines an sich bekannten Reglers, nämlich" ein sogenanntes Fühlrohr23

■60 und einen im Innern dieses Rohres angeordneten und an dem Rohrboden befestigten Stab 24. Die Erfindung'läßt sich bei diesem bekannten Regler dadurch anwenden, daß in dem Raum zwischen dem Stab 24 und der Inncnwandung des Rohres 23 irgendeine Masse, beispielsweise Sand, Öl, Metallstücke oder Metallspäne, Asbestpulver usw., wie in der Abbildung bei 25 angedeutet ist, bis zu solcher Höhe eingebracht ist, daß die oben angegebenen Bedingungen erreicht sind.

Die Abb. 6a und 6b zeigen in Seitenansicht und im Schnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung für den gleichen Regler, dessen wesentliche Teile in Abb. 5 dargestellt sind. Das' den Stab 24 umgebende Fühlrohr ist in Abb. 6 mit Schlitzen 26 versehen. Außerdem wird in das Rohr 23 ein ebenfalls mit Schlitzen versehenes Rohr 27 eingeschoben. Das Rohr 27 ist dabei drehbar gelagert, so daß der wirksame Querschnitt der Durchtrittsöffnungen für die Luft, deren Temperatüren überwacht werden, durch Drehen des Rohres 27 verändert werden kann. Dadurch läßt sich ebenfalls die Wärmeübertragung auf den Stab 24 beim Anheizen des Ofens verändern.

Die Erfindung läßt sich naturgemäß für beliebige Temperaturregler anwenden, beispielsweise für solche bei Trockenofen, Härteöfen, Kühlräumen usw. go

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Temperaturregler mit mindestens zwei temperaturempfindlichen, die Regelung in entgegengesetztem Sinne steuernden Teilen, die gegebenenfalls miteinander starr verbunden sein können, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Wärmeübertragung verzögerndes Mittel zwischen dem einen der beiden aus physikalisch gleichartigen Stoffen hergestellten temperaturempfindlichen Teile und dem warmen Medium einstellbar angeordnet ist, derart, daß dadurch der Wärmeübergang zu den beiden temperaturempfindlichen Teilen unterschiedlich gestaltet und dieser Unterschied durch Verstellung des Wärmeübertragungsmittels in gewünschter Weise veränderbar gemacht ist.

2. Temperaturregler nach Anspruch 1, insbesondere für temperaturempfindliche, in einem Schutzrohr (2) angeordnete elektrische Organe (3, 4), dadurch gekennzeichnet, daß diese Organe in verschiedenem Abstand vom Rohrboden angeordnet und ein als einstellbares Wärmeübertragungsmittel dienendes weiteres Rohr (7) axial verschiebbar in dem Schutzrohr so

' angeordnet ist, daß mittels dieses Rohres (7) eines der Organe (4) für sich abdeckbar ist.

3· Temperaturregler nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung der Wärmeübertragung durch einen abschirmend wirkenden Stab (16) erzielt ■wird, dessen Abstand von den temperaturempfindlichen Organen (12, 15) veränderbar ist.

4. Temperaturregler nach Anspruch 1, bei welchem als temperaturempfindliche Organe ein geschlossenes Rohr (23) und ein im Rohrinnern angeordneter, mit dem Rohrboden verbundener Stab (24) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als einstellbares Wärmeübertragungsmittel in an sich bekannter Weise hinsichtlich der Menge veränderbares Füllmaterial (25) für das Rohr (23) dient.

5. Temperaturregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als einstellbares Wärmeübertragungsmittel (2) die 20 · temperaturempfindlichen Organe umgebende Rohre (23, 27) mit Durchbrechungen (26) vorgesehen sind, deren wirksamer Querschnitt durch Verdrehen mindestens eines der beiden Rohre veränderbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen