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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.