Thermostat Thermostaten dienen bekanntlich zur Konstänthaltung der
Temperatur eines oder mehrerer frequenzbestimmender Elemente in Schwingungskreisen.
Die Temperatur des Raumes, in dem sich dieses Element befindet, wird .dabei auf
einer Höhe gehalten, die ietwas über der höchst vorkommenden Außentemperatur liegt.
Die Beheizung dieses: Raumes erfolgt normalerweise elektrisch und muß je nach der
Temperatur der äußeren Umgebung reguliert werden. Ein Beispiel für einen derartigen
Thermostaten ist in der Abb. r dargestellt. Ein Kasten r enthält ein Element--,
dessen Temperatur konstant gehalten werden soll. Dieses Element ist z. B. ein Schwingkristall
oder eine Spule oder ein. Kondensator oder mehrere dieser Elemente. Zur Beheizung
dient eine Heizwicklung 3, durch idie Strom hindurchgeschickt wird. Um die Temperatur
des Raumes sauf möglichst gleichbleibender Höhe zu halten, wird diese Wicklung periodisch
aus- und eingeschaltet, und zwar geschieht diese, Schaltung automatisch durch einen
Temperaturschalter q., der bei einer bestimmten Untertemperatur die Wicklung einschaltet
und bei einer bestimmten Übertemperatur wieder ausschaltet. Die Wärme muß also von
der Wandung des Kastens zu dem Temperaturschalter @eindringen. Es tritt also ein
Temperaturgefälle zwischen der Wandung -und dem Temperaturschalter auf, d. h. die
Temperatur der Wandung ist höher als :die des Temperaturschalters, wenigstens in
dem Augenblick, wo der Temperaturschalter die Ausschaltung des Heizstromes vornimmt.
In der Abb. a sind mehrere Schaltperioden dargestellt, und zwar gilt die Kurve to
für die nähere Umgebung
der Heizwirkung des Kastens und die Kurve
i i für den im Innern des Kastens angeordneten Temperaturschalter. Die Solltemperatur
ist durch die gestrichelte waagerechte Linie 12 dargestellt. Die Kurs e#u besitzt
also wesentlich höhere Amplitudels die Kurve i i. Dies ist aber unerwünscht, üiT
auch das :auf konstanter Temperatur zu haltende Schwingkreiselement diese hohen
Temperaturschwankungen mitmachen muß, und zwar um so genauer, je mehr es in der
Nähe der Wandung :angebracht ist. Aus diesen Ausführungen ist zu ersehen, daß die
Temperaturdifferenz zwischen der Wandung des Kastens und dem Temperaturschalter
von Nachteil ist. Auch eine Ausführungsform, bei der das temperaturempfindliche
Organ unmittelbar oder in der Nähe der Heizleitung angebracht wäre, würde keine
Vorteile bringen, da die Heizleitung an verschiedenen Stellen verschiedene Wärmeleistung
abstrahlt.Thermostat As is known, thermostats are used to keep the
Temperature of one or more frequency-determining elements in oscillation circles.
The temperature of the room in which this element is located is .due to
kept at a height that is slightly above the highest occurring outside temperature.
This room is normally heated electrically and depending on the
Temperature of the external environment can be regulated. An example of such a thing
Thermostat is shown in Fig. R. A box r contains an element--,
whose temperature should be kept constant. This element is e.g. B. a vibrating crystal
or a coil or a. Capacitor or several of these elements. For heating
A heating coil 3 is used, through which current is sent. About the temperature
To keep the room as constant as possible, this winding is periodic
off and on, this is done automatically by one
Temperature switch q., Which switches on the winding at a certain sub-temperature
and switches off again at a certain excess temperature. So the heat must be from
penetrate the wall of the box to the temperature switch @. So it happens
Temperature gradient between the wall and the temperature switch, d. H. the
The temperature of the wall is higher than: that of the temperature switch, at least in
the moment when the temperature switch switches off the heating current.
In Fig. A, several switching periods are shown, namely the curve to applies
for the surrounding area
the heating effect of the box and the curve
i i for the temperature switch located inside the box. The target temperature
is represented by the dashed horizontal line 12. The course e # u owns
so the curve i i of a much higher amplitude. But this is undesirable, üiT
also that: the oscillating circuit element to be kept at a constant temperature, this high
Must take part in temperature fluctuations, and the more precisely the more there is in the
Proximity of the wall: is attached. From these statements it can be seen that the
Temperature difference between the wall of the box and the temperature switch
is disadvantageous. Also an embodiment in which the temperature-sensitive
Organ would be attached directly or in the vicinity of the heating cable, there would be no
Bring advantages because the heating cable has different heat output at different points
radiates.
Es wurde bereits eine Anordnung bekannt, die den Temperaturschalter
in die Mitte des Thermostaten legt und ihn durch eine zusätzliche Heizwicklung,
die mit der Hauptwicklung geschaltet wird, beheizen läßt. Dadurch wird die Temperaturdifferenz
zwischen der geheizten Wandung des Thermostaten und dem Temperaturschalter schon
wesentlich herabgesetzt. Eine solche Anordnung eignet sich jedoch schwerlich für
den vorliegenden Zweck, weil durch die zusätzliche Heizwicklung eine einseitig gerichtete
Wärmewicklung erzeugt wird, die das konstant zu haltende Element ungünstig beeinflußt.
Dies geschieht außer der ,einseitig gerichteten Wärmewicklung noch dadurch, daß,
wie die Lehre gegeben ist, die Temperatur der Hilfsheizung höher liegen soll als
im übrigen Raum. Sollte nun ein konstant zu haltendes Element eingebaut werden,
so müßte sich dieses möglichst weit vom Temperaturschalter befinden. Da das konstant
zu haltende Element auch möglichst weit von der eigentlichen Heizwicklung gehalten
werden muß, so würde eine solche Anlage sehr umfangreich werden. Aus diesem Grunde
wurde diese Anordnung auch nur für Brutapparate verwendet.There is already an arrangement known that the temperature switch
in the middle of the thermostat and replace it with an additional heating coil,
which is switched with the main winding, can be heated. This will reduce the temperature difference
between the heated wall of the thermostat and the temperature switch
substantially reduced. However, such an arrangement is hardly suitable for
the present purpose, because the additional heating winding a unidirectional
Heat winding is generated, which adversely affects the element to be kept constant.
In addition to the unidirectional heat development, this happens because,
As the teaching is given, the temperature of the auxiliary heater should be higher than
in the rest of the room. If an element to be kept constant should now be installed,
so this should be as far as possible from the temperature switch. Since that is constant
element to be held also held as far as possible from the actual heating coil
must be, such a system would be very extensive. For this reason
this arrangement was only used for incubators.
Mehr Aussicht auf Erfolg haben solche Anordnungen, bei denen die Temperatur
der Heizwicklung unmittelbar auf den Temperaturschalter einwirkt. Eine Einwirkung
der Temperatur durch Strahlung oder Leitung über die umgebende Luft hat dieeingangs
geschilderten Nachteile der Temperaturdifferenz zur Folge. Ein gewisser Fortschritt
ist einer bekannten Anordnung beizumessen, bei der die Heizwicklung von außen auf
einen Aluminiumzylinder wirkt, in dessen Wandung der Temperaturschalter eingebaut
ist. Im Innern des befindet sich das konstant zu haltende Element. Es muß jedoch
als Nachteil .angesehen werden, daß der Temperaturschalter die Heizwicklung exzentrisch
berührt, d. h. daß die gegenüberliegende Seite der Heizwicklung einen wesentlich
größeren Einfluß auf den Temperatur-Schalter hat :als die andere Seite. Ist nun
die Heizwicklung nicht restlos gleichförmig aufgebaut, was in den meisten Fällen
zutrifft, so wird der Temperaturschalter hauptsächlich nur von dem Teil der Heizwicklung
beeinflußt, an dem er anliegt, während die wirkliche Raumtemperatur, die in der
Mitte des Thermostaten herrscht, nicht gesteuert wird. Zwar erfolgt auch eine gewisse
Wärmeleitung von der dem Temp.eraturschalter entgegengesetzten Heizwicklung durch
den zylindrischen Aluminiumkörper, aber maßgebend wird stets der direkt anliegende
Teil der Heizwicklung sein, da hier die Wärmeleitung den kürzesten Weg hat.Such arrangements where the temperature
the heating coil acts directly on the temperature switch. An impact
the temperature due to radiation or conduction via the surrounding air has the input
the disadvantages of the temperature difference. Some progress
is to be attached to a known arrangement in which the heating winding from the outside
an aluminum cylinder acts, in the wall of which the temperature switch is installed
is. Inside is the element to be kept constant. However, it must
be regarded as a disadvantage that the temperature switch eccentric the heating coil
touched, d. H. that the opposite side of the heating coil is an essential
has greater influence on the temperature switch: than the other side. Is now
the heating winding is not completely uniform, which in most cases
applies, the temperature switch is mainly only from the part of the heating coil
affects, at which it is applied, while the real room temperature, which is in the
In the middle of the thermostat prevails, it is not controlled. A certain amount also takes place
Heat conduction from the heating coil opposite the temperature switch
the cylindrical aluminum body, but the directly adjacent one is always decisive
Be part of the heating winding, since the heat conduction has the shortest route here.
Die Erfindung schlägt nun vor, obige Nachteile dadurch zu vermeiden,
daß bei einem Thermostaten, der :aus einem Kasten besteht. dessen Wandung auf der
Innenseite ein.- Heizwicklung besitzt und in dessen Innern, räumlich entfernt von
der Heizwicklung, ein Temperaturschalter ,angeordnet ist, sich der Temperaturschalter
in der Mitte des Thermostaten befindet und zwischen der Heizwicklung und dem wärmeempfindlichen
Organ des Temperaturschalters zwei oder mehrere möglichst gleich lange Kupferbänder
angebracht sind, die die Wärme von verschiedenen Stellen der Heizwicklung dem wärmeempfindlichen
Organ des Temperaturschalters zuführen. Dieser Wärmeleiter besitzt sowohl mit der
Heizwicklung als auch mit dem wärmeempfindlichen Organ des Temperaturschalters guten
Wärmekontakt. Durch die Kupferbänder zwischen dem empfindlichen Organ und der Heizwicklung
wird .eine thermische Beziehung beschaffen, die durch die passende räumliche Anordnung
des Organs selbst nicht erreicht wird. Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird
die Temperaturdifferenz z%vzschen der Wandung des Thermostaten und dem Temperaturschalter
erheblich herabgesetzt. Dies ist in der Abb.3 dargestellt. In dieser Abbildung gilt
die Kurve 2o für die Wandung es Kastens und nunmehr gleichzeitig für den Temperaturschalter.
Die Linie 2 1 stellt, weil jetzt praktisch kein Temperaturunterschied zwischen der
näheren Umgebung des Heizkörpers und dem wärmeempfindlichen Element des Temperaturschalters
vorhanden ist, die Solltemperatur des auf konstanter Temperatur zu haltenden Schwingkreiselem.entes
dar. Aus dieser Abbildung ist zu erkennen, daß die Ausschläge der Kurve kleiner
und gleichzeitig die Schaltfrequenz
größer geworden ist. ' Letzteres
ist aber mit Rücksicht auf den Temperaturgang des auf konstanter Temperatur zu haltenden
Elementes sogar erwünscht. Die Temperatur des konstant zu haltenden Elementes folgt
bei hoher Schaltfrequenz nicht der Kurve 2o, sondern einer flacheren Kurve z2, weil
das Luftpolster zwischen Heizkörper und Element eine erhebliche Wärmeträgheit besitzt
und deshalb den schroffen Temperaturänderungen nicht zu folgen vermag.The invention now proposes to avoid the above disadvantages by
that with a thermostat that: consists of a box. whose wall on the
Inside a.- Has heating coil and inside it, spatially removed from
the heating coil, a temperature switch, is arranged, the temperature switch
located in the middle of the thermostat and between the heating coil and the heat sensitive
Organ of the temperature switch two or more equally long copper strips as possible
are attached, the heat from different points of the heating coil to the heat sensitive
Supply the temperature switch organ. This heat conductor possesses both with the
Heating coil as well as with the heat-sensitive organ of the temperature switch good
Thermal contact. Through the copper strips between the sensitive organ and the heating coil
will create a thermal relationship through the appropriate spatial arrangement
of the organ itself is not reached. The arrangement according to the invention is
the temperature difference between the wall of the thermostat and the temperature switch
considerably reduced. This is shown in Figure 3. In this figure
the curve 2o for the wall of the box and now at the same time for the temperature switch.
The line 2 1 represents, because now there is practically no temperature difference between the
the immediate vicinity of the radiator and the heat-sensitive element of the temperature switch
is available, the setpoint temperature of the vibrating gyro element to be kept at a constant temperature
From this figure it can be seen that the deflections of the curve are smaller
and at the same time the switching frequency
got bigger. 'The latter
but is to be kept at a constant temperature with regard to the temperature variation of the
Element even desirable. The temperature of the element to be kept constant follows
at high switching frequency not curve 2o, but a flatter curve z2, because
the air cushion between the radiator and element has considerable thermal inertia
and therefore unable to follow the abrupt changes in temperature.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abb. 4 dargestellt.
In dieser Abbildung ist, ähnlich wie in Abb. i, ein Kasten 3o vorhanden, der auf
der Innenseite .der Wandung die Heizwicklung 3 r trägt. Das auf konstanter Temperatur
zu haltende und nur schematisch angedeutete Schwingkreisielement ist mit
32 und der Temperaturschalter mit 33 bezeichnet. Dieser Temperaturschalter
biesitzt als wärmeempfindliches Elementeine mit dem gesättigten Dampfeiner ,geeigneten
Flüssigkeit gefüllte Dose 34, die einen Stift 35 besitzt. Bei Erhöhung der Temperatur
dehnt sich die Dose aus, und der Stift 35 drückt auf die Glasröhre 36 des Vakuumschalters
3y, dessen Konstruktion im übrigen bekannt ist. Erfindungsgemäß wird nun die Dose
34 mit der Heizwicklung über einen guten Wärmeleiter verbunden. Als solcher dienen
in dem vorliegenden Beispiel zwei Kupferbänder 38, die mit einer möglichst großen
Fläche mit,der Heizwicklung in Wärmekontakt stehen und ebenso mit der Dose auf einer
möglichst großen Fläche Wärmekontakt besitzen, beispielsweise können .die Kupferbänder
an die Dose angedrückt werden. Um eine @elektrische Isolation zwischen der Heizwicklung
und dem Kupferband zu erzielen, ist zwischen beide eine Glimmerscheihe 39 @eingcfügt.An embodiment of the invention is shown in FIG. In this figure, similar to Fig. I, there is a box 3o which carries the heating coil 3 r on the inside .der wall. The oscillating circuit element, which is to be kept at a constant temperature and is only indicated schematically, is denoted by 32 and the temperature switch by 33. This temperature switch has a can 34 filled with the saturated vapor of a suitable liquid, which has a pin 35, as a heat-sensitive element. When the temperature increases, the can expands, and the pin 35 presses on the glass tube 36 of the vacuum switch 3y, the construction of which is otherwise known. According to the invention, the box 34 is now connected to the heating coil via a good heat conductor. In the present example, two copper strips 38 are used as such, which are in thermal contact with the heating coil over the largest possible area and also have thermal contact with the can over as large an area as possible, for example the copper strips can be pressed onto the can. In order to achieve electrical insulation between the heating winding and the copper tape, a mica sheet 39 is inserted between the two.