DE628333C - Thermostat fuer Piezokristalle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Thermostaten zur Regelung der Temperatur eines Piezokristalles, wie er bei Geräten für drahtlose Telegraphie verwendet wird.
Die bekannten Thermostaten enthalten verhältnismäßig zerbrechliche Teile und benötigen besondere Schutzeinrichtungen hierfür. Ferner halten sie nicht genau die konstante Temperatur inne, da ein Teil der Flüs- sigkeit, die das eine Element des Thermostaten bildet, der Raumtemperatur ausgesetzt ist. Es sind bereits Wärmeschalter bekannt, bei denen eine kontaktbildende Quecksilbersäule durch einen gasförmigen Expatnsionskörper gesteuert wird. Auch sind Wärmeschalter bekannt, bei denen das Expansionsmittel teilweise aus Gas, teilweise aus Flüssigkeit (Öl) besteht. Allen diesen bekannten Anordnungen haften verschiedene Mängel an. Ein gasförmiger Expansionskörper besitzt feeine genügende Wärmeleitfähigkeit. Ferner berührt das Expansionsmittel auch bei Anordnungen, die Öl als SteuerfLüssigkeit enthalten, unmittelbar die Oberfläche des im Knierohr befindlichen Quecksilbers. Das bedingt, daß der Apparat durch Umkippen und Erschütterungen in seiner Wirkungsweise beeinträchtigt wird, da hierbei die Flüssigkeitsverteilung vielfach geändert wird, so daß auch nach Wiedereinstellung des Apparates in seine normale Lage verschiedene Teile des Gas-, Öl- und Quecfcsilberinhaltes ihre gegenseitige Lage geändert haben.

Nach der Erfindung wird zur Ausübung der Thermostatwirkung von einem verbesserten Wärmeschalter mit durch Expansionsflüssigkeit, wie Öl u. dgl., gesteuerter Quecksilbermasse Gebrauch gemacht, wobei die oben erwähnten Nachteile vermieden werden. Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Quecksilber in einer besonderen deformierbaren Kammer sich, befindet, welche dasselbe von der die Kammer allseitig- umgebenden Expansionsfliüssigkeit trennt. Hierdurch ist die Möglichkeit einer Änderung der räumlichen Verteilung der Flüssigkeiten vollkommen ausgeschlossen. Infolgedessen wird der Apparat weder durch Umkippen noch durch starke Erschütterungen in seiner Wirkungsweise beeinträchtigt.

Fig. ι zeigt einen Thermostaten gemäß der Erfindung im Grundriß, sowie die dazugehörige Schaltung.

Fig. 2 ist ein Schnitt nach 2-2 der Fig. 1.

Fig. 3 zeigt in größerem Maßstabe den unteren Teil von Fig. 2 in einer abgeänderten Ausführung.

Fig. 4 zeigt einen Teil der Fig. 2 in größerem Maßstabe.

Der Thermostat 1 befindet sich in 'einem Metallgehäuse 2, das von einem schweren Metalldeckel 3 abgeschlossen ist, zum Zwecke,

die Temperatur möglichst konstant zu halten. Auf diesem Deckel ist durch Schrauben 6 und 7 ein Zylinder 4 befestigt, in dem sich der Piezokristall 5 befindet. Dieser Zylinder ist seinerseits durch einen Deckel 8 abgeschlossen. Um den Kristall 5 liegen Distanzringe 11 und 12, deren Höhe etwas größer ist als die Dicke des Kristalls und die durch Stifte 13 auseinandergehalten werden. Der Deckel 3 bildet gleichzeitig die untere -Elektrode. Die obere Elektrode 16 ist durch Schrauben 17 und 18 an eine Platte 16^a angeschraubt, auf der andererseits ein elastischer Bügel 19 befestigt ist. Die Spannung dieses Bügels wird durch eine Schraube 21 eingestellt.

Innerhalb des Gehäuses 2 liegt das .Temperaturregelelement 25, das aus zwei Räumen besteht. Der obere Raum-26 ist mit einem innerten Gas, wie Helium, Stickstoff oder Argon, gefüllt; der untere Raum 27 besteht aus elastischem Stoff und ist so geformt, daß sein Volumen sich merklich ändert, wenn das Verhältnis, des Innendruckes zum Auißendruck geändert wird. Es enthält eine Quecksilberfüllung 28 von einer solchen Hohe, daß bei normaler Raumtemperatur diese mit der unteren Elektrode 29 (Fig. 4) Kontakt macht. Etwas höher liegt eine zweite Elektrode 30, die einen !elektrischen Kreis schließt, wenn das Quecksilber bei einer Erhöhung der .Temperatur weiter steigt. Die untere Kammer 27 wird zentriert und in der richtigen Höhe gehalten durch einen Ring 31 und durch Filzringie32 undj33_x die ihrerseits durch 'einen Ring 3 4 abgeschlossen' sind. Die obere Kammer 26 ist von einer Heizwicklung 2,7 umgeben. Ein Kurzschluß des Heizdrahtes 37 mit dem Deckel 3 wird durch Ansätze 3 8 verhindert. Die Enden des Heiz-Widerstandes sind mit den Klemmen 42 und 42' verbunden, die Muttern 43 und Scheiben _: 47 /und Isolierrohre 49 und 50 tragen. Die Elektroden 29 und 30 sind mit Klemmen 51 und 52 verbunden, die die Muttern 53 und 54_r die Scheiben 55 und 56 und die Isolations-. rohre 55° und 56« tragen, 57 ist ein Relais, dessen Spule über eine Batterie 57° und Leitungen 60 und 61 mit den Kontakten¹29 und 30 verbunden ist, um den Heizkreis S9,, 33, 62 zu regeln. Wenn das Qucksilber genügend hoch steigt, wird der Relaiskreis durch Schließen der Kontakte 29 und 30 geschlossen. Der verbleibende Raum im Gehäuse 2 ist mit Öl 63 oder einer ähnlichen" Flüssigkeit gefüllt, das durch den Stutzen 64 eingefüllt wird. 'Nach dem Einfüllen wird dieser Stutzen durch die Schraube 66 verschlössen. In_ dem Block 3 ist ein Thermometer 70 eingelassen. Fig. 3 zeigt eine andere Einrichtung zur Einstellung des Temperaturbereiches. Sie enthält eine Einstellschraube 71, eine federnde Scheibe 72 und eine Membran 73, durch deren Heben oder Senken das Volumen der Flüssigkeit in dem Raum 2 geändert werden kann.

Fig. 4 zeigt die Befestigung der Metallwiände 80 an den verdickten .Teilen 81 der oberen Kammer 26. Der Teil 81 enthält eine Öffnung 82, in die die Elektroden 29 und 30 hineinragen.

Die Arbeitsweise des beschriebenen Gerätes ist folgende:

Bei allen Temperaturen unterhalb eines gewissen "Wertes, steht das Quecksilber 28 •nicht hoch genug in der Bohrung 82, um den Relaiskreis zwischen den Elektroden 29 und 3P zu sichließen. Wenn dieser Kreis offen ist, schließt sich das Relais 57, so daß Strom durch die Heizwicklung 36 fließt, wodurch die Temperatur des ganzen Gerätes erhöht mrd. Die nicht leitende Flüssigkeit 63 dehnt sich¹ schneller aus, als die dicken Wände des Gehäuses 2. Hierdurch wird die Kammer 27 etwas zusammengedrückt, was ein Ansteigen des Quecksilbers in der Bohrung 82 zur Folge hat. Bei einer bestimmten Temperatur wird demnach der Kreis zwischen den Elektroden 29 und 30 geschlossen. Dieses hat zwo: Folge, daß das Relais 57 den Heizkreis öffnet und den Widerstand 36 stromlos macht. Wenn sich nun der Block 2 und sein Inhalt abkühlt, zieht sich die nicht leitende Flüssigkeit 63 schneller zusammen als der Block 1; es fällt das Quecksilber in der Bohrung 82, es öffnet sich der Kreis zwischen den Elektroden 29 und 30, und der Kreislauf beginnt von neuem. Die .Temperatur wird so auf einem Wert gehalten, der gerade genügt, um den Kreis zwischen den Elektroden 29 und 30 zu schließen.

Erforderlichenfalls kann man das Relais too 57 weglassen und das Heizelement bei Erreichung der richtigen Temperatur dadurch kurzsichBeßen, daß durch eine nicht gezeichnete Leitung die Klemme 51 mit der Klemme 42' und durch eine andere Leitung 52 mit 42 verbunden wird. Der Heizstrom wird dann über 'einen strombegrenzenden Widerstand mit den Klemmen 42 und 42' verbunden.

Zur Einstellung ' der aufrechtzuhaltenden Temperatur braucht man nur die Menge des Öles¹ 63 zu verändern. Zu diesem Zweck wird durch den Stutzen 64 Öl eingefüllt und die Temperatur des Gehäuses 2 dann auf den gewünschten Wert gebracht. Wenn die neue -Temperatur leinen kleineren Wert hat, wird mehr Flüssigkeit eingefüllt und umgekehrt. Wenn die gewünschte aufrechtzuerhaltende Temperatur erhalten ist, wird der Stutzen durch die Schraube 66 abgeschlossen und der Raum in dem Stutzen über der Schraube mit Wachs 83 gefüllt.

Wenn das Regelgerät auf eine bestimmte ■Temperatur eingestellt ist und aus irgendeinem Grunde seine Temperatur über diesen Wert steigt, so wird das Quecksilber durch die Bohrung 82 in den oberen Raum 26 gedrückt, wodurch das in diesem befindliche Gas komprimiert wird. „Das Verhältnis der Größe des Raumes 26 zu dem verbleibenden Raum muß so sein, daß innerhalb der üibliehen Temperaturgrenzen der Gasdruck nicht zu groß wird. Wenn das Gerät bei einer gegebenen Temperatur in Betrieb ist und sich aus irgendeinem Grunde abkühlen sollte, wird Gas aus dem Raum 26 durch die Bohrung 82 in den Raum 27 gedrückt, so daß dieser expandiert und dadurch das verringerte Volumen der Flüssigkeit ausgeglichen wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Thermostat für Piezokristall© mit Regelung der Heizung durch Kontaktthermometer, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflüssigkeit (28) (z. B. Quecksilber) in ,einer deformierbaren Kammer (27) sich befindet, die durch eine enge Verbindung (82), worin sich die Kontaktvorrichtung (30, 29) befindet, mit einer darüber befindlichen Gaskammer (26) in Verbindung steht und in ihrem Volumen durch 'eine die genannte Kammer umgebende, 'beheizte, verhältnismäßig gut wärmeleitende Flüssigkeit (63), die ihren Behälter ganz ausfüllt, automatisch geregelt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen