DE949011C - Anzeigeinstrument mit Bimetall-Mehrfachspirale - Google Patents

Anzeigeinstrument mit Bimetall-Mehrfachspirale

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DE949011C
DE949011C DEE9986A DEE0009986A DE949011C DE 949011 C DE949011 C DE 949011C DE E9986 A DEE9986 A DE E9986A DE E0009986 A DEE0009986 A DE E0009986A DE 949011 C DE949011 C DE 949011C
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DE
Germany
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spiral
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spirals
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DEE9986A
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English (en)
Inventor
Heinrich Hoffmann
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Ellenberger and Poensgen GmbH
Original Assignee
Ellenberger and Poensgen GmbH
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K5/00Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material
    • G01K5/48Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid
    • G01K5/56Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid constrained so that expansion or contraction causes a deformation of the solid
    • G01K5/62Measuring temperature based on the expansion or contraction of a material the material being a solid constrained so that expansion or contraction causes a deformation of the solid the solid body being formed of compounded strips or plates, e.g. bimetallic strip

Description

  • Anzeigeinstrument mit Bimetall-Mehrfachspirale Es ist bekannt, die temperaturabhängige Ausbiegung eines Bimetallstreifens zur Anzeige der Temperatur oder eines von der Temperatur abgeleiteten Wertes, z. B. der Stromstärke, eines das Bimetall oder einen benachbarten Heizwiderstand durchfließenden und es dabei erwärmenden Stromes zu verwenden. Es ist auch bekannt, das Bimetall als Regelorgan heranzuziehen, wobei das bewegliche Ende des Bimetall mit einem Sdhaltkontakt verbunden ist, der einem festen Kontakt gegenübersteht. Bei derartigen Geräten kommt es darauf an, einen möglichst großen Ausschlag des freien Bimetallendes, bezogen auf die Veränderung des Meßwertes, zu erzielen, um eine ausreichende Meßgenauigkeit und Schaltgeschwindigkeit herbeizuführen. Häufig wird das das Bimetall enthaltende Meßgerät als Meßfühler ausgebildet, wobei geringe Abmessungen des Meßfühlers und damit des Bimetalls erforderlich sind, um den Fühler auch in enge oder schwer zugängliche Meßstellen einführen zu können. Durch die kleine Ausführung des Bimetalls wird auch eine Einsparung von wertvollem Buntmetall ermöglicht.
  • Um auf engem Raum ein einseitig eingespanntes Bimetall uniterbringen zu können, dessen freies Ende einen großen Ausschlag, bezogen auf die - Temperaturänderung, hervorbringt, wurde vorgeschlagen, von einem bandförmigen Zuschnitt auszugehen, der ein im wesentlichen gerader Bimetallstreifen mit einer etwa rechtwinkligen Stufe in der Mitte ist. Dieser Streifen wurde von beiden Enden her von innen nach außen spiralig aufgewickelt, so daß jedes Ende des BimetaIlstreifens den inneren Teil einer Spirale bildet. Jeder dieser beiden Spiralen wurde bis zu dem abgestuften Teil des Streifens gewickelt, so daß die Abstufung außen zu liegen kommt und den Übergang zwischen den beiden Ihintereinanderliegenden Spiralen bildet.
  • Beide Spiralen begrenzen einen durchgehenden zylindrischen axialen Holraum, in den ein fester Zapfen teilweise eingeführt wurde, in dem das eine Spiralenende befestigt war, während von der anderen Seite her ein zweiter drehbar gelagerter Zapfen eingeschoben wurde, an dem das andere Spiralenende befestigt war, und der die bei Temperaturänderung auftretende Drehbewegung dieses Spiralenendes auf einen Zeiger übertrug. Der Nachteil dieser bekannten Bimetall-Doppelspirale besteht vor allem in der geringen Verwindungssteifigkeit des stufenförmigen Übergangsteties zwischen den beiden Spiralen. Dieses Teil liegt nämlich auf dem Umfang der Doppelspirale und hat somit einen verhältnismäßig großen Krümmungsradius, weshalb es einer die beiden Spiralen quer zur Achse abknickenden Kraft nur einen unzureichenden Widerstand entgegenzusetzen vermag. Eine solche die beiden Spiralen gegeneinander auf Verwindung beanspruchende Kraft wird in dem Bimetallstreifen bei jeder Temperaturänderung erzeugt, denn die Biegekraft tritt in zudem Bimetall nicht nur in Längsrichtung des Streifens oder in Walzrichtung auf, sondern in gleicher Größe auch quer zur Streifenlängs,richtung und in allen dazwischenliegenden Richtungen. Um der vorbekanntenDoppelspirale die erforderliche Steifigkeit zu geben, mußte sie aus wenigen Wicklungen eines verhältnismäßig dicken Bimetallstreifens hergestellt und durch die ins Innere der Doppelspirale tauchenden Zapfen geführt werden, wobei der feststehende und der drehbare Zapfen durch das stufenförmige tbergang6-stück des Bimetalts mit unkontrollierbaren Radialkräften beansprucht wurden, so daß die Lagerreibung erhöht und die Empfindlichkeit und Anzeigegenauigkeit des Geräts verringert wurden. Die vorbekannte Doppelspirale konnte daher nur zum Aufbau von verhältnismäßig robusten einfachen Temperaturmeßgeräten verwendet werden, die lediglich zur Anzeige verhältnismäßig großer Temperaturunterschiede geeignet waren.
  • Es sind auch schon Auslöser mit schraubenförmig gewundenem Bimetall bekannt, bei denen ein einziges einheitliches, winkelförmiges Bimetallstück verwendet wird, dessen gegeneinander geneigte Schenkeltei4e in entgegengesetztem Sinne schraubenförmig gewunden sind und dessen Winkelspitze die den Auslösevorgang herbeiführende Auslösestelle bildet. Derartige Spiralen haben den Nachteil, daß sie bei großer Empfindlichkeit, d. h. Schenkellänge, schwierig herzustellen sind. Die atomaren Kräfte der Bimetalle und die Hystereseerscheinung werden durch die bei schraubenförmigen Federwindungen im Band ausgelösten, unter einem Winkel zur Schenkelachse verlaufenden Seitenkräfte zeitweilig aufgehoben oder beschleunigt. Hierdurch arbeiten derartige Spiralen nicht kontinuierlich, und der Arbeitspunkt wandert in verschiedenen Winkeln und Richtungen.
  • Nach der Erfindung -können diese Mängel bei einer Bimetall-Doppelspirale aus einem bandförmigen abgestuften Zuschnitt dadurch beseitigt werden, daß die beiden durch die Stufen verbundenen, axial hintereinanderliegenden Spiralen, von der Stufe aus beginnend, nach außen gewickelt sind, so daß die freien Spiralenenden außen liegen, während die Stufe innen liegt und mit kleinem Krümmungsradius um mindestens I800 kreisförmig gebogen ist. Durch den geringen Krümmungsradius des nunmehr innenliegenden, aus dem abgestuften Teil des Zuschnittes hergestellten etwa rohrförmigen Verbindungsstückes zwischen den beiden Spiralen wird eine gegenüber der bekannten Doppelspirale mit außenliegendem Übergangs stück von großem Krümmungsradius erheblich verbesserte Verwindungssteifigkeit erzielt, so daß mit gleichem Raum- und Materialaufwand nunmehr eine Doppelspirale aus vielen Windungen eines dünnen Bimetallstreifens hergestellt werden kann, die bei gleicher zeitlicher Temperaturänderung bzw. Temperaturdifferenz eine größere Winkelgeschwindigkeit bzw. einen größeren Drehweg des freien Endes des Bimetallstreifens ergibt, verglichen mit der vorbekannten Doppelspirale. Hierdurch wird der Anwendungsbereich der Doppelspirale wesentlich vergrößert, wofür im folgenden einige der Erfindung angepaßte Ausführungsbeispiele gegeben werden.
  • Da die freien Enden der neuen Bimetall-Spirale außen liegen, wird es möglich, in weiterer Ausbildung der Erfindung mehrere Bimetallstreifen mit je einem freien äußeren Ende, die axial hintereinander angeordnet sind, aus einem gemeinsamen Zuschnitt zu wickeln, der für jede Spirale einen Streifen aufweist, wobei jeder Streifen an eine besondere Wärmequelle angeschloslsen sein kann und mit dem benachbarten Streifen über eine etwa rechtwinklige Stufe zusammenhängt. Der Innenteil jeder Spirale hängt dabei also mit dem inneren Teil der übrigen Spiralen über den gemeinsamen Zuschnitt zusammen, und jede Spirale macht die Drehbewegung der Innenteile der benachbarten Spiralen mit. Es kann aber jede Spirale thermisch oder -bei elektrothermischer Messungelektri,soh über ihr freies Ende mit einem besonderen zu messenden Medium in Verbindung stehen, so daß sich die gesamte Drehbewegung jeder Spirale aus dem Einfluß dieses besonderen Mediums und aus dem Einfluß der den benachbarten Spiralen zugeführten Meßgrößen zusammensetzt. Mit der neuen Mehrfachspirale können also beliebige Summen- bzw. Differenzmessungen vorgenommen werden, wofür bisher mehrere komplizierte Instrumente erforderlich waren.
  • Die Möglichkeit der gleichzeitigen Erfassung von Temperaturänderungen in verschiedenen Wärmequellen kann in Weiterführung der Erfinw dung noch dadurch auf besonders einfache Weise herbeigeführt werden, daß die Mehrfachsp irale über ihren axialen Hohlraum mit einem zu überwachenden Medium in Wärmekontakt steht, z. B. durch ein den Hohlraum und das Medium zumindest teilweise durchsetzendes Rohr oder einen Stab aus gut wärmeleitendem Material oder durch einen stabförmigen Heizwiderstand, während weitere wärmeleitende Verbindungen zur Mehrfachspirale, z. B. über deren Gehäuse, vorgesehen sein können. Diese Ausnutzung des axialen Hohlraums wird dadurch ermöglicht, daß die neue Doppel spirale infolge ihrer vergrößerten Verwindungssteifigleit keiner zusätzlichen Führung mehr bedarf und daß die freien Spiralenden und die an diese anzuschließenden Organe nicht mehr wie bei der vorbekannten Spirale in den axialen Hohlraum hineinragen, sondern am Umfang der Doppelspirale angeordnet sind. Beispielsweise kann durch das erwähnte, die Spiralen zentrisch durchsetzende Rohr ein flüssiges oder gasförmiges Medium, dessen Temperatur gemessen werden soll, bewegt werden, während das die Doppelspirale umschließende Gehäuse mit einer anderen Wärmequelle in Verbindung steht.
  • Der Anwendungsbereich des mit der neuen Doppelspirale arbeitenden Instruments wird in Weiterbildung der Erfindung noch dadurch vergrößert, daß die Abhängigkeit zwilschen Temperatur und Winkelweg des freien Spiralenendes durch Veränderung der Lage eines Magneten zur Spirale reibungslos und stufenlos einstellblar ist, wobei der Magnet in der Nähe der Spirale und in deren Ebene angeordnet ist. Die Spirale, welche hierbei magnetisierbares Material, z. B. Nickel, enthält, ist nidht rotationssymmetrisch, und daher verändern sich bei z. B. radialer Annäherung eines Stabmagneten die zwischen den Lagen der Spirale durch das Magnetfeld erzeugten Anziehungskräfte, wodurch die Spirale eine veränderbare Vorspannung erhält.
  • Ein weiterer Vorteil des mit der neuen Spirale aufgebauten erfindungsgemäßen Geräts besteht darin, daß der Zeiger bzw. der zu betätigende bewegliche Schaltkontakt durch das freie Spiralenende getragen und geführt werden kann, ohne daß wie bisher eine zusätzliche Lagerung, z. B. für die Zeigerachse, erforderlich ist. Hierdurch wird die Lagerreibung verringert, und das neue Gerät erhält einen einfacheren Aufbau als die vorbekannten Meßgeräte. Ebenso kann bei der neuen Doppelspirale das feste außenliegende Spiralenende ohne Zu'hiifenahme-besondererBefestigungsmittel federnd, großflächig und reibungsschlüssig an der Innenwand eines die Spirale umgebenden Gehäuses aus gut wärmeleitendem Material, z. B. aus Messing, anliegen, wodurch ein guter Wärmeübergang erzielt wird.
  • Die Regelcharakteristik kann bei einem Gerät nach der Erfindung mit mindestens einem durch das freie Spiralenende gesteuerten beweglichen Schaltkontakt noch dadurch verändert werden, daß der Schaltweg durch Verstellung der Lage des vorzugsweise federnden Festkontakts gegenüber dem beweglichen Kontakt mit einer Verstellschraube geändert wird, die eine Skala tragen kann, welche mit einer Markierung im Gehäuse des Geräts zusammenwirkt. Dabei kann bei Geräten mit abschraubbarer Kappe diese Abdeckkappe nach Art einer Verstelischraube zur Einstellung des darunterliegenden Magneten oder des Festkontakts ausgebildet sein. Bei einem gekapselten Gerät nach der Erfindung, durch das insbesondere die Temperatur eines umgebenden gasförmigen Mediums überwacht werden soll, wird die thermische Verbindung zweckmäßig durch Ventilationskanäle in der Kapselung hergestellt, die durch das Gehäuse und/oder die Abdeckkappe begrenzt sind. Diese Kanäle werden vorzugsweis!e gekrümmt ausgeführt, wodurch ein Berührungsschutz und ein Schutz gegen das Eindringen von Staub und Fremdkörpern in das Innere des Geräts erzielt wird. Infolge der mit der neuen Doppelspirale möglichen, besonders gedrängten Bauweise des erfindungsgemäßen Geräts ist es in Weiterbildung der Erfindung möglich, das Gerät als Einschraubelement in der Größe einer normalen Schraubstöpselsicherung aufzubauen, wodurch seine Anbringung wesentlich erleichtert ist.
  • Die neue Doppelspirale läßt, wie bereits ausgeführt, bei der Anwendung als Thermoschalter infolge des großen Winkelwegs und der- großen Win;kelgeschwintdigkeitvershältnismäßig hoheSchaltleistungen zu. Die Sehalileistung kann noch weiter dadurch vergrößert werden, daß durch das freie Spiralenende ein beweglicher Schalthebel gesteuert wird, der als Sprungsohalter ausgebildet und von dem freien, etwa rechtwinklig an fhm angreifenden Spiralenende oder einem daran befestigten, vorzugsweise isolierenden; Ansatzstück lose umfaßt i;st.
  • Bei dieser Art der Verbindung zwischen Spirale und Schalthebel sind also keinerlei Ubertragungsglieder erforderlich. Bei Schaltern dieser Art, die betriebsmäßig größeren Erschütterungen ausgesetzt sein können, kann der Schalthebel alis Doppelhebel ausgebildet werden, wobei beide Hebelteile in bezug auf den Drehpunkt gleiches Trägheitsmoment aufweisen. Ungewollte Schalt'bewegungen des Hebels unter dem Einfluß von Erschütterungen können dann nicht mehr auftreten, weil sich die durch die Erschütterungen hervorgerufenen Drehmomente in den beiden Teilen des Hebels aufheben.
  • Der mit der neuen Doppelspirale erreichbare große Schaltweg ermöglicht in weiterer Ausbildung der Erfindung den Aufbau eines Regel- oder Überwachungsgerätes, mit dem in einfacher Weise drei Temperaturbereiche eines Mediums durch je einen dem betreffenden Temperaturbereich zugeordneten elektrischen Verbraucher angezeigt werden können.
  • Dabei ist der vom freien Spiralenende ges,teuerte bewegliche Schaltkontakt zwischen zwei Festkontakten verschwenkbar, und das feste Spiralenende ist an dem einen Pol einer Spannungsquelle angeschlossen, mit deren anderem Pol über einen gegemeinsamen Widerstand drei Verbraucher einpolig verbunden sind, deren andere Pole bzw. an die Festkontakte und einen an die Bimetall-Spirale angeschlossenen Widerstände gelegt sind. Wenn der bewegliche Kontakt, z. B. bei Unterschreitung eines Sollwertes der Temperatur, gegen den einen Festkontakt anliegt, so erhält der zugehörige Verbraucher, z. B. eine farbige Signallampe, über den gemeinsamen Vorwiderstand vollen Betriebsstrom, wobei an dem den drei Lampen gemeinsamen Anschluß die Spannung auf die Betr-iebsspannung der Lampen absinkt. Die an dem für Temperaturüberschreitung vorgesehenen anderen Festkontakt angeschlossene Lampe ist stromlos, und die dritte Lampe, welche dem Sollbereich der Temperatur zugeordnet und über einen besonderen Widerstand mit dem Bimetall und dem Gegenpol der Spannungsquelle verbunden ist, führt wegen des ihr vorgeschalteten Widerstandes einen so geringen Strom, daß sie nicht aufleuchtet. Wenn der bewegliche Kontakt eine dem Temperatursollbereich entsprechende Mittellage zwischen den beiden Festkontakten annimmt, sind die beiden an den Festkontakten angeschlossenen Lampen stromlos; infolgedessen steigt die Spannung an dem gemeinsamen Pol der drei Lampen so weit an, daß die mittlere Lampe aufleuchtet. An Stelle der Signallampen oder zusätzlich zu diesen können auch Erregerspulen von Relais- oder Schaltschützen in die betreffenden Stromkreise geschaltet sein. Zur Schonung der Schaltkontakte können diese eine hohe Induktivität aufweisenden Erregerspulen durch Widerstände mit negativer Spannungscharakteristik überbrückt sein.
  • Wie eingangs bereits ausgeführt wurde, kann die Doppelspirale auch zur Strommessung benutzt werden, wobei der zu messende Strom entweder einen der Spirale benachbarten Heizwiderstand durch fließt oder durch die Spirale selbst geleitet wird und diese dabei erwärmt. Einen besonders großen Winkelweg des freien Spiralenendes erhält man, wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung der zu messende oder überwachende Strom sowohl durch einen stabförmigen Heizleiter im Innern der Mehrfachspirale als auch durch einen neben der Mehrfachspirale angeordneten Elektromagneben geleitet wird, durch dessen Feld die Anzeigecharakteristik bzw. Empfindlichkeit, wie bereits erwähnt, beeinflußt wird. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Stromwärme und die mit dem Strom wadh sende magnetische Feldstärke in gleichem Sinne auf die Doppelspirale einwirken. Hierdurch wird bei geringem Eigenverbrauch eine große Empfindlichkeit des elektrothermischen Anzeigegeräts erreicht, so daß schon bei kleiner prozentualer Änderung des Stromes in dem zu überwachen den Stromkreis eine zur Betätigung eines Signalkontakts ausreichende Drehbewegung des freien Spiralenendes einsetzt. Mit einem solchen Gerät kann z. B. der Ausfall einer einzelnen Lampe in einer Gruppe von mehreren parallel geschalteten Lampen, bei spielsweise den Po&itionslampen an einem Kraftfahrzeug, angezeigt werden, wobei der Signalstromkreis und der Verbzraucherstromkreis elektrisch getrennt sein können.
  • Die Erfindung möge an Hand der in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigt Fig. I einen Zuschnitt zur Herstellung der neuen Doppelspirale, Fig. 2 das Biegen des abgestuften Verbindungsstücks zwischen den beiden zu wickelnden Spiralen aus dem Zuschnitt, Fig. 3 einen Axialschnitt durch die Doppelspirale, Fig. 4 eine Draufsicht auf die nach Linie IV-IV der Fig. 3 geschnittene Doppelspirale, -Fig. 5 eine Draufsicht auf die obere Spirale der Doppelspirale, Fig. 6 ein Meßgerät mit der neuen Spirale, Fig. 7 ein ehensolches Anzeigegerät, Fig. 8 ein Anzeigegerät mit der neuen Spirale mit drei Anzeigestufen, Fig. g einen Schnitt durch die Ebene IX-IX der Fig. 8, Fig. 10 ein Schaltschema mit dem Gerät nach Fig. 8 und 9, Fig. 1I ein anderes Schaltschema mit dem Gerät nach Fig. 8 und 9, Fig. I2 einen Thermoschalter mit Sprungsehalteinrichtung, der durch die neue Doppelspirale gesteuert ist, Fig. 13 ein Unberstromrelais mit der neuen Doppelspirale.
  • Der bandförmige Zuschnitt (Fig. I) besteht aus geraden Bimetalistreifen I, 2, die bei 3 stufenförmig miteinander verbunden sind. Der stufenförmige Verbindungsstreifen wird um seine Längsachse um mindestens I800 rohrförmig zusammengebogen (Fig. 2), wonach die am oberen und unteren Ende des so gebildeten Verbindungsrohres ansetzenden Streifen I, 2, von innen beginnend, in Pfeilrichtung nach außen hin spiralförmig aufgewickelt werden.
  • Falls eine Doppelspirale gewünscht wird, deren Spiralen bei gleicher Temperaturänderung einander entgegengesetzte Drehbewegungen ausführen, muß die Wickelrichtung einer der beiden Stufen (Fig. 2) umgekehrt werden. Wenn für kompliziertere Messungen mehrere einseitig zusammenhängende, axial hintereinanderliegende Spiralen gewünscht werden, so ist ein Zuschnitt zu wählen, der mehrere über stufenförmige Mittelteile zusammenhängende Streifen 1 2, 4 aufweist, wie dies in Fig. I strichpunktiert dargestellt ist.
  • Die fertig gewickelte Mehrfachspirale ist in Fig. 3 im Axialschnitt und in Fig. 4 und 5 in einer Draufsicht auf die untere bzw. obere Spirale dargestellt. Die Pfeile bezeichnen die Drehrichtung des beweglichen Spiralenendes 5 bei Erwärmung. Mit 6 ist das feste Spiralenende gekennzeichnet.
  • Fig. 6 stellt ein Zeigerinstrument und Fig. 7 einen Kontaktgeber mit der neuen Doppelspirale dar. In einem Gehäuse 22, 22' ist das untere Ende 6 der Doppelspirale befestigt, während das obere Ende 5 einen über einer Skala 23 spielenden Zeiger 24 (Fig. 6) bzw. einen beweglichen Kontakt 25 trägt, der einem festen Kontakt 26 gegenübersteht, wobei beide Kontakte an einem Signalstromkreis mit einer Hupe 27 liegen (Fig. 7). Die zu messende bzw. anzuzeigende Temperaturänderung wird der Doppelspirale über das Gehäuse 22, 22' und über ein Rohr 28 zugeführt, wobei, wie insbesondere in Fig. 7 dargestellt ist, das Rohr 28 und das Gehäuse 22' von verschiedlenen zu überwachenden wärmetragenden Medien 29, 30 durchströmt bzw. umgeben sein kann.
  • Das Rohr 28 kann auch noch von einem zu überwachenden Strom durchflossen sein, der durch die in dem Rohr erzeugte Stromwärme auf die Doppelspirale I, 2 einwirkt.
  • Die Fig. 8 und 9 zeigen im Axial- und Radialschnitt einen mit einer derartigen Doppelspirale aufgebauten Thermostaten. In - einem Messinggehäuse 7 ist der untere Teil I der Bimetall-Doppelspirale durch seine eigene Federkraft ohne Anwendung zusätzlicher Befestigungselemente gehalten, wobei das freie Ende des unteren Spiralenteils großflächig auf der Innenwand des Messinggehäuses 7 anliegt, so daß eine sichere Halterung und ein geringer Wärmeübergangswiderstand erreicht ist. Das Messinggehäuse 7 wird mit seinem Gewinde 8 in das zu messende Medium eingeschraubt, wobei eine in das Gehäuse eingelötete und die Doppelspirale axial durchsetzende, als Temperaturfühler wirkende Stange 9 den Wärmeübergang und damit die Anzeigegeschwindigkeit noch weiter vergrößert. Die bei Temperaturänderung auftretende Drehbewegung der unteren Spirale I wird durch das rohrförmige Verbindungsstück 3 auf die obere Spirale 2 übertragen und addiert sich zur Drehbewegung der oberen Spirale. Die Summe der Drehbewegungen ergibt den Ausschlag des am oberen Spiralenende angebrachten beweglichen Schaltkontakts I0, der zwischen zwei festen Gegenkontakten 11, I2 spielen kann. Der Schaltweg und damit der Anzeigebereich ist durch Veränderung der Lage der Festkontakte II, 12 gegenüberdem beweglichen Kontakt 10 mittels Stellschrauben I3, I4 einstellbar; die Kontaktbügel I5, welche die Festkontakte tragen, legen sich stets federnd gegen ihre Einstelischraube. Diese Schrauben können, wie bei I3 gezeigt, mit einem Drehgriff I3' versehen sein, auf dem eine Skala angebracht sein kann, die mit einer Markierung I6' an der im Messinggehäuse 7 befestigten Isolierstoff-Ahdeckkappe I6 zusammenwirkt.
  • Fig. 10 zeigt eine mit diesem Schalter aufgebaute Signalanlage, mit der drei aufeinanderfolgende Temperaturbereiche durch Aufleuchten einer roten (Untertemperatur) bzw. einer weißen (Sollbereich) bzw. einer grünen Signallampe (Übertemperatur) angezeigt werden. Die rote Signallampe R ist einpolig an den Festkontakt II, die grüne Signallampe GR einpolig an den Festkontakt 12 und die weiße Signallampe W einpolig über einen Widerstand 17 an Masse gelegt. Der andere Anschluß der Signallampen ist über einen gemeinsamen Vorwiderstand I8 an den spannungsführenden Pol einer Batterie 19 gelegt, deren anderer Pol, ebenso wie die Doppelspirale mit dem beweglichen Kontakt I0, an Masse liegt. Wenn der bewegliche Kontakt 10 zwischen den Festkontakten II, 12 spielt, so erhält die weiße Lampe über die Batterie 19 und den Vorwiderstand I8 sowie den-Widerstand I7 vollen Betriebs strom und leuchtet auf, während die rote und die grüne Signallampe stromlos sind. Wenn sich der bewegliche Kontakt 10 gegen den Festkontakt II bzw. I2 legt, so erhält über I9, I8 und den betreffenden Festkontakt sowie dile Doppel spirale die rote bzw. grüne Signallampe Strom und leuchtet auf, wobei die Spannung an dem dem Vorwiderstand I8 zugewendeten gemeinsamen Anschluß der drei Lampen auf die Lampenspannung absinkt, so daß der die weiße Lampe durchfließende Strom wegen des dieser Lampe vorgeschalteten Widerstandes I7 so klein wird, daß diese Lampe erlischt.
  • Fig. II stellt eine ähnliche Anordnung dar wie Fig. I0, wobei jedoch die Signallampen durch die Erregerwicklungen 20 von Relais oder Schaltschützen ersetzt sind. Dabei ist die beim Ausschalten normalerweise auftretende Indulktionsspannung der Wicklungen 20 durch parallel geschaltete Widerstände 21 mit negativer Spannungscharakteristik (Varistoren) begrenzt, um die Schaltkontakte I0, II, 12 zu schonen.
  • Fig. 12 zeigt einen Raumthermostaten zur temperaturabhängigen Einschaltung beispielsweise eines elektrischen, Raumlheizgeräts. Zur Bewältigung der hierbei auftretenden verhältnismäßig großen Abschaltleistung ist ein Kippschalter vorgesehen, der infolge der großen Schaltbarkeit der neuen Doppelspirale von derselben leicht bewegt werden kann.
  • Auf einem Isolierstoffsockel 3I ist ein Lagerbock 32 festgeschraubt, auf dem ein Ende der Doppelspirale I, 2 befestigt ist. An dem anderen freien Ende der Doppelspirale ist ein Isolierstoffteil 33 aufgenietet, der die Zunge 34 eines Drahtbügels gabel- oder fensterförmig mit Spiel umfaßt, der an dem als Doppelhebel ausgebildeten Schalthebel 35 des Kippschalters befestigt ist. Der Doppelhebel 35 ist in dem Schneidenpaar 36' des Lagerbocks 36 gelagert und steht in bekannter Weise unter der Wirkung der Kippfeder 37. Dem beweglichen Kontakt 38 des Kipphebels steht der federnd angebrachte Festkontakt 39 gegenüber. Wenn die dargestellte Doppelspirale erwärmt wird, hat sie das Bestreben sich auseinanderzuwickeln, wobei die in der Figur untere Kante des Ausschnittes im Isolierstück 33 gegen die Zunge 34 drückt und diese 5Q bewegt, daß der Kontakt 38 das Bestreben hat, sich vom Kontakt 39 zu entfernen. Der federnde Festkontakt 39 folgt dem Kontakt 38 etwa so weit, bis die Wachse der Kippfeder 37 in die Ebene des Doppelhebels zu liegen kommt. Danach wird der Kipphebel 35 durch die Feder 37 in die strichpunktiert angedeutete Ausschaltstellung geschnellt, ohne daß diese rasche Bewegung durch die Doppelspirale gebremst werden kann. Der erwähnte Freilauf des Kipphebels wird durch das Spiel zwischen 34 und 33 ermöglicht.
  • Die Trägheitsmomente der beiden Hälften des Doppelhebels 35 bezüglich des Drehpunkts 36' sind einander gleich, wodurch der Einfluß von etwa durch Erschütterungen des Thermostaten auftretenden Beschleunigungskräften auf die Hebelbewegung kompensiert wird.
  • Das mit dem Isolierstück 33 verbundene Spiralenende ist umgebogen und liegt einem Stabmagneten 40 gegenüber, welcher der Doppelspirale eine die Schaltcharakteristik beeinflussende Vorspannung erteilt. Durch axiales Verschieben des Magneten 40 über die Stange 41 und den Bund 42 können also die Ansprechwerte des Thermoschalters beliebig verändert werden. Diese Einstellung wird im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Verdrehen der Abdeckkappe 43 bewirkt, gegen die der Bund 42 durch die Feder 44 angedrückt ist.
  • Die Schraubkappe 43 begrenzt zusammen mit dem Schaltergehäuse 44' Entlüftungskanäle 45, die gekrümmt verlaufen, um einen Berührungsschutz und einen Schutz gegen Eindringen von Staub und Fremdkörpern in das Innere des Thermostaten zu verhindern.
  • In dem Unterstromrelais nach Fig. I3 liegt die Doppelspirale I, 2 im Stromkreis einer Signallampe 46, welcher bei Absinken der Temperatur dler Doppelspirale durch deren freies Ende 5 eingeschaltet wird. Der zu uberwachende, aus einer Batterie 47 über einen Schalter 48 der Verbrauchergruppe 49 zufließende Strom wird durch den die Doppelspirale I, 2 axial durchsetzenden Heizleiter 50 des Unterstromrelais und parallel dazu durch den auf die Doppelspirale wirkenden Elektromagneten 51 geleitet. Der die Vorspannung der Doppeispiralen verändernde Magnet 5I und der Heizleiter 50 sind so angeordnet, daß sie gleichsinnig auf die Doppelspirale einwirken, derart, daß bei Unterschreitung des Verbr aucher-Neunstromes (Ausfall eines Teils der angeschlossenen Verbraucher) das freie Spiralenende 5 auf den Kontakt 52 zu bewegt wird, bis der Signalstromkreis geschlossen ist, so daß die Signallampe 46 aufleuchtet, wodurch der Ausfall eines oder mehrerer der angeschlossenen Verbraucher 49 angezeigt wird. Durch das Zusammenwirken des Elektromagneten 51 und des Heizleiters 50 wird bei kleinem Eigenverbrauch eine große Anzeigeempfindlicihkeit erreicht, so daß mit dem einen geringen technischen Aufwand erfordernden neuen Unterstromrelais beispielsweise mehrere Glühbirnen in einem Kraftwagen, die gleichzeitig brennen müssen, einzeln überwacht werden können.

Claims (17)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Mit aus einem abgestuften und bandförmigen Zuschnitt hergestellten Bimetallspiralen arbeitendes Meß-, Regel- oder Anzeigegerät, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Stufe verbundenen, axial hintereinanderliegenden Spimalen von der Stufe aus derart nach außen gewickelt sind, daß die freien Spiralenenden außen liegen, während die Stufe innen liegt und mit einem kleinen Krümmungsradius um mindestens I800 kreisförmig gebogen ist.
  2. 2. Gerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bimetallspiralen mit je einem freien äußeren Ende axial hintereinander angeordnet und aus einem gemeinsamen Zuschnitt gewickelt sind, der für jede Spirale einen Streifen aufweist, wobei jeder Streifen an eine besondere Wärmequelle angeschlossen sein kann und mit dem benachbarten Streifen über eine Stufe zusammenhängt.
  3. 3. Gerät nach Anspruch I und 2 zur thermischen und/oder elektrothermischen Überwachung mehrerer räumlich getrennter Medien in Abhängigkeit voneinander, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfachspirale über ihren axialen Hohlraum mit einem zu überwachenden Medium in Wärmekontakt steht, z. B. durch ein den Hohlraum und das Medium zumindest teilweise durchsetzendes Rohr oder einen Stab aus gut wärmeleitendem Material oder durch einen stabförmigen Heizwiderstand, während weitere wärmeleitende Verbindungen zur Mehrfachspirale, z. B. über deren Gehäuse, vorgesehen sein können.
  4. 4. Gerät nach Anspruch t oder einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abhängigkeit zwischen Temperatur und Winkelweg des freien Endes der magnetisiertbates Material enthaltenden Spirale durch Veränderung der Lage eines Magneten zur Spirale reibungslos und stufenlos einstellbar ist, wobei der Magnet in der Nähe der Spirale und in deren Ebene angeordnet ist.
  5. 5. Meß- oder Anzeigegerät nach Anspruch I oder einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit mindestens einem körperlichen Zeiger und Regelgerät mit mindestens einem beweglichen Schaltkontakt, dadurch gekennzeichnet, daß Zeiger bzw. beweglicher Schaltkontakt durch das bewegliche Spiralenende getragen und geführt sind.
  6. 6. Regelgerät nach Anspruch I oder einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche mit mindestens einem beweglichen Scihalt,kontakt, der durch das freie Spiralenende gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltweg durch Veränderung der Lage des vorzugsweise federnden Festkontakts gegenüber dem beweglichen Kontakt mit einer Verstellschraube einstellbar ist, die eine Skala tragen kann, welche mit einer Markierung im Gehäuse des Geräts zusammenwirkt.
  7. 7. Regelgerät nach Anspruch 4 und 6, insbesondere Schutzschalter mit Abdeckkappe, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckkappe nach Art einer Verstellschraube zur Einstellung des Magneten und/oder des Festkontakts ausgebildet ist.
  8. 8. Gerät nach einem der vorhergehenden An- -sprüche, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralen über Ventilationskanäle, die durch das Gehäuse und/oder die Abdeckkappe begrenzt sind, mit der Umgebung in Verbindung stehen.
  9. 9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilationskanäle gekrümmt sind.
  10. Io. Gerät nach Anspruch 7 bis 9, gekennzeichnet durch seine Ausbildung als Einschraub--element.
  11. II. Gerät nach Anspruch I oder einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einem durch das freie Spiralenende gesteuerten beweglichen Schalthebel, dadurch gekennzeic'hnet, daß der Schalthebel als Sprungschalter ausgebildet und von freien, etwa rechtwinklig an ihm angreifenden Spiralenenden oder einem daran befestigten, vorzugsweise isolierenden Ansatzstück lose umfaßt ist.
  12. I2. Gerät nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel als Doppelhebel ausgebildet ist, wobei beide Hebelteile in bezug auf den Drehpunkt gleiches Trägheitsmoment aufweisen.
  13. 13. Anzeige- oder Regelgerät mit einem vom freien Spiralenende zwischen zwei Festkontakten verschwenkbaren beweglichen Kontakt nach Anspruch I oder einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feste Spilralenende an den einen Pol einer Spannungsquelle angesclhlossen ist, mit deren anderem Pol drei Verbraucher über einen gemeinsamen Widerstand einpolig verbunden sind, deren andere Pole bzw. an die Festkontakte und einen an die Bimetallspirale angeschlossenen Widerstand gelegt sind.
  14. 14. Gerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbraucher verschiedenfarbige Signallampen sind.
  15. 15. Gerät nach Anspruch I3, dadurch gekennzeichnet, - daß die Verbraucher Erregerspulen für Relais oder Schaltschütze sind.
  16. I6. Gerät nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspulen durch Widerstände mit negativer Spannungscharakteristik überbrückt sind.
  17. 17. Elektfothermisch,es Anzeigegerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 3 und 4, gekennzeichnet durch einen stabförmigen Heizleiter im Innern der Meshlrfachspirale und durch einen Elektromagneten neben der Mehrfachsp ir ale, die beide gleichsinnig wirkend in den zu überwachsenden Stromkreis eingeschaltet sind.
    In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 83I OI7, 646 oog.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE646009C (de) * 1937-06-07 Schiele Industriewerke Inhaber Ausloeser aus schraubenfoermig gewundenem Bimetall
DE831017C (de) * 1946-10-02 1952-02-11 Hermann Schlaich Bimetallfeder

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE646009C (de) * 1937-06-07 Schiele Industriewerke Inhaber Ausloeser aus schraubenfoermig gewundenem Bimetall
DE831017C (de) * 1946-10-02 1952-02-11 Hermann Schlaich Bimetallfeder

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