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Elektrischer Temperaturregler Bei Temperaturreglern mit Doppelmetallstreifen
wurde die Verstellung der Temperatur bisher gewöhnlich dadurch bewirkt, daß man
in der Nähe der Einspannstelle eine Schraube, gegebenenfalls auchunterZwischenfügung
einer Feder, auf den Doppelmetallstreifen drücken ließ und denselben dadurch je
nach der gewünschten Temperatur mehr oder weniger durchbog. Es sind auch Anordnungen
bekannt, bei denen der Doppelmetallstreifen an einem federnden Organ befestigt wird,
welches durch eine Schraube je nach der gewünschten Temperatur verbogen wird und
damit den Doppelmetallstreifen, ohne ihn zu deformieren, als Ganzes in eine andere
Lage bringt.
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Derartige Temperaturregler müssen, wenn sie Erschütterungen ausgesetzt
sind oder wenn sie höhere Leistungen zuschalten haben, momentan schalten, was bekanntlich
am zweckmäßigsten und einfachsten dadurch erzielt wird, daß am Ende des Doppelmetallstreifens
ein Anker angebracht ist, der einem Magneten gegenübersteht. Bei einer derartigen
Anordnung und . in den beiden erstgenannten Ausführungen tritt jedoch der Übelstand
ein, daß die Größe des Luftspalts zwischen den Magnetpolen und dem Anker abhängig
ist von der jeweils eingestellten Temperatur. Das liegt daran, daß die durch das
Verstellorgan (Schraube) bewirkte Durchbiegung des Trägers des Doppelmetallstreifens
nach einer Parabel erfolgt, während der Doppelmetallstreifen sich unter dem Einfluß
der Temperatur kreisbogenförmig durchbiegt. Zum Verständnis ist dieses Verhalten
in den Abb. i bis 3 zeichnerisch dargestellt. Der Doppelmetallstreifen sowie das
ihn tragende federnde Organ sind nur durch Striche dargestellt, um eine Verwirrung
des Bildes durch unnötig viele Linien zu vermeiden, und zwar ist der Doppelmetallstreifen
gestrichelt, das federnde Organ ausgezogen gezeichnet.
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Es bedeuten in allen drei Abbildungen i den federnden Träger des Doppelmetallstreifens,
z den Doppelmetallstreifen, 3 die Befestigungsstelle des Trägers des Doppelmetallstreifens,
q. die Stelle, an der Doppelmetallstreifen und federnder Träger miteinander fest
verbunden sind, 5 den am Ende des Doppelmetallstreifens angebrachten Anker, 6 die
Pole des ihm gegenüberstehenden Magneten und 7 den Luftspalt zwischen Anker und
Magnet.
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In der Abb. i ist sowohl der federnde Träger i als auch der Doppelmetallstreifen
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gestreckt gezeichnet. Anker 5 und Magnetpole 6 stehen einander
in parallelen Ebenen gegenüber.
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Abb.2 stellt den bekannten Fall dar; der federnde Träger ist durch
die Verstellschraubc, 21 verbogen. 2a stellt den noch nicht durch Wärmeeinwirkung
verbogenen Doppelmetall' streifen in gestrecktem Zustand dar. Bei Erwärmung auf
die Schalttemperatur biegt sich der Doppelmetallstreifen kreisbogenförmig nach der
Linie 2 durch: Da federnder Träger und Doppelmetallstreifen an einer Verbindungsstelle
¢ eine gemeinsame Tangente haben, der federnde Träger jedoch parabelförmig, beginnend
von seiner Enspannstelle 3 aus, der Doppelmetallstreifen kreisbogenförmig durchgebogen
ist, steht im Betriebszustand der Anker 5 den Polschuhen 6 nicht mehr parallel gegenüber.
Der Luftspalt hat nicht mehr eine gleichmäßige Stärke. Es ist verständlich, daß
jetzt die Kraft; mit der der Magnet auf den Anker einivirlr-t, eine andere sein
muß als vorher. Die Folge davon ist, daß der Temperaturregler jetzt eine gegenüber
früher verschiedene Empfindlichkeit .hat, d. h. daß die Temperaturdifferenz zwischen
Ein- und Ausschalten der Kontakte eine andere geworden ist. Im extremen Fall, der
praktisch- aber möglich ist, kann das sogar dazu führen, daß der Anker mit einer
Kante am Magneten anliegt und in dieser Lage klebenbleibt, wodurch die Regelwirkung
selbstverständlich vollkommen unterbunden ist.
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Die Abb. 3 stellt den erstrebenswerten Zustand dar. Der federnde Träger
i des Doppelmetallstreifens 2 ist hier so geformt, daß er sich bei einer durch die
Einstellung der bei ¢ angreifenden Stellschraube 21 hervorgerufenen - Duschbiegung
d kreisbogenförmig durchbiegt: Der Doppelmetallstreifen 2a ist als Tangente an diesem
Kreis hier ebenfalls zunächst gestreckt. Er biegt sich unter dem Einfluß der Erwärmung
kreisbogenförmig durch, und zwar sind die Kreisbögen, die Doppelmetallstreifen und
federnder Träger bilden, konzentrisch: Das Ergebnis ist, daß der Anker bei dem Schließen
des Kontaktes gegenüber dem Magneten unabhängig von der Stellung des Bimetallträgers
dieselbe Lage hat. ° Die vorliegende Erfindung gibt ein Mittel an, diesen als erstrebenswert
erkannten Zustand zu erreichen. Gibt man nämlich dem federnden Träger des Doppelmetallstreifens
einen sich nach seinem freien Ende zu verjüngenden Querschnitt, und zwar bei einer
Blattfeder am einfachsten die Form einer dreieckigen Verjüngung, so erfolgt dieDurchbiegung
dieser Feder nicht mehr nach einer Parabel, sondern nach einem Kreisbogen. Dieser
Kreisbogen läßt sich zwar nicht mathematisch genau erreichen, da am Ende der Feder
noch ein gewisser tragender Querschnitt - vorhanden sein muß. Immerhin ist eine
An-.;eiäherung an den theoretischen Zustand in so en,qn GrQnzen möglich, daß ein
einwandfrbie Arbeiten bei jeder Stellung der Ein-'< stelfsschraube bzw. bei jedem
Wert der Soll-` Temperatur mit dem erfindungsgemäßen Regler möglich ist.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in Abb. q. und 5 gezeigt. Abb. q. ist
ein Längsschnitt durch das Regelorgan, Abb. 5 eine Draufsicht. Es bedeutet g den
federnden Träger, welcher an den Stellen io auf einer Unterlage befestigt ist. An
seinem freien Ende i i ist mit diesem Träger der Döppelmetallstreifen 12 vernietet.
An dem freienEnde 13 des Doppelmetall-Streifens befindet sich der mit ihm
bewegliche Kontakt sowie der Anker 16. 14 ist das Verstellorgan, welches
bei 15 auf das freie Ende des federnden Trägers g drückt. 17 ist- der Magnet, der
auf den Anker 16 einwirkt. Die Wirkungsweise ist an Hand der Abb. 3 bereits geschildert
und weicht auch bei der praktischen Durchführung hiervon nicht ab.
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In Abb. q. und 5 ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform dargestellt.
Es hat hier der aus gleichmäßig starkem Blech hergestellte federnde Träger zwei
dreieckige Verjüngungen 9 auf beiden Seiten, deren Spitzen bei i i miteinander verbunden
sind. An dem sich aus dieser Konstruktion ergebenden, dreieckig sich nach der Kontaktstelle
hin verjüngenden Durchbruch ist an dem Verbindungsstück der Spitzen der beiden federnden
Trägcr der Doppelmetallstreifen befestigt. Auch der Doppelmetallstreifen hat also
einen sich nach seinem freien Ende zu verjüngenden Querschnitt: Das hat den Vorteil,
daß die Kraft des Doppelmetallstreifens der zulässigen Beanspruchung seines größten
Querschnittes entspricht, daß jedoch die auf Erschütterungen reagierende Masse desselben
sehr viel verkleinert ist. Da bei dieser Ausführungsform der Doppelmetallstreifen
an seiner Befestigungsstelle verhältnismäßig breit ist und daher die kügelkalottenförmige
Durchbiegung desselben ungünstig auf die Durchbiegung quer zur Längsrichtung einwirken
würde, ist der Doppelmetallstreifen in seiner Längsrichtung bei 18 ein oder mehrere
Male geschlitzt.