DE2151420A1 - REGULATORS, IN PARTICULAR TEMPERATURE TRANSDUCERS - Google Patents

Description

"Regler, insbesondere Temperaturweggeber" Die Erfindung bezieht sich auf einen Regler, insbesondere Temperaturweggeber mit einer durch einen'Temperatur- oder DruckfUhler betätigten Membrane oder einem entsprechenden Organ (im folgenden der Einfachheit halber "Membrane" genannt). Derartige Regler bestehen z.B. aus einem Fühler, einem Kapillarrohr und einer Membrane und werden vielfach zur Steuerung und Regelung eingesetzt, z.B. in einem Elektrothermostaten zum Betätigen eines Schalters, welcher einen Stromkreis ein- oder ausschaltet. Die Arbeitsweise mit einem Temperaturfühler ist hierbei etwa derart, daß bei steigender Temperatur eine sich im Fühler befindliche Flüssigkeit ausdehnt und einen Hub der Membrane erzeugt, der zum Betätigen des Schalters herangezogen wird. Dieser schaltet bei sinkender Temperatur am FUhler den Schaltkreis ein und bei steigender Temperatur am FUhler den Schaltkreis ab."Regulator, in particular Temperaturweggeber" The invention relates on a controller, in particular a temperature transducer with a 'temperature or pressure sensor actuated membrane or a corresponding organ (in the following for the sake of simplicity called "membrane"). Such controllers consist e.g. of a Sensor, a capillary tube and a membrane and are often used for control and control used, e.g. in an electric thermostat to operate a switch, which switches a circuit on or off. The way of working with a temperature sensor is such that when the temperature rises, there is a sensor in the sensor The liquid expands and creates a stroke in the diaphragm, which actuates the switch is used. This switches the circuit when the temperature at the sensor drops on and when the temperature at the sensor rises, the circuit is switched off.

Ein Nachteil der bekannten Regler besteht darin, daß bei einem Bruch der Kapillare oder bei sonstiger Undichtheit die Membrane zusammensinkt und dadurch die Anlage einschaltet und dauernd eingeschaltet läßt, was z.B. bei Feuerungsanlagen sehr gefährlich ist.A disadvantage of the known regulator is that in the event of a break the capillary or, in the event of any other leak, the membrane collapses and thereby the system switches on and leaves it switched on continuously, which is the case with combustion systems, for example is very dangerous.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Gefahr zu des Kapillarrohres oder auch einer Beschädigung beheben und z.B. bei einem Bruch/der Membrane oder einem sonstigen Undichtwerden des Systems automatisch ein Abschalten der Anlage zu bewirken. Erfindungsgemäß ist die Membrane als sprunghaft arbeitende Schnappmembrane ausgebildet, deren Arbeitsbereich auf der einen Seite ihrer Null- oder Totpunktlage liegt und bei einem Ausgleich des Innendruckes mit dem Außendruck, z.B. infolge eines Leitungsbruches, die Null-Lage überschreitet und das zu regelnde System schnappartig abregelt. Insbesondere steht zu diesem Zweck der Innenraum der Membrane unter einem innerhalb des Arbeitsbereiches wechselnden Unterdruck, wobei der dem maximalen Arbeitsdruck entsprechende Innendruck um einen Sicherheitsiiub noch unterhalb des der Null-Lage der Membrane entsprechenden Innendruckes liegt.The object of the invention is to reduce this risk of the capillary tube or repair damage and e.g. in the event of a break / the membrane or any other leakage of the system, the system is automatically switched off to effect. According to the invention, the membrane is a snap-action membrane that works abruptly formed whose working area on one side of their zero or dead center position and when the internal pressure is balanced with the external pressure, e.g. as a result of a line break that exceeds the zero position and the system to be controlled snaps regulates. In particular, the interior of the membrane is under one for this purpose negative pressure changing within the working area, whereby the maximum working pressure corresponding internal pressure by a safety margin below that of the zero position the internal pressure corresponding to the membrane.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles zu entnehmen.Further details of the invention are the following description to be found in an exemplary embodiment.

In der Zeichnung zeigen Fig. 1 das Gesamtschema eines mit einer erfindungsgemäßen Membrane ausgestatteten Anlage, Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung der Membrane, Fig. 5 ein Schema für die Wirkungsweise der Membrane und Fig. 4 ein Diagramm für die Arbeitsweise der Membrane.In the drawing, FIG. 1 shows the overall diagram of one with one according to the invention Membrane equipped system, 2 shows an enlarged illustration of the membrane, FIG. 5 a diagram for the mode of operation of the membrane and FIG. 4 a Diagram showing how the membrane works.

Ein mit einer Flüssigkeit gefüllter Fühler 10 bekannter Bauart ist durch ein Kapillarrohr 11 mit einem Regler 12 (Temperaturweggeber) verbunden. Der Regler 12 weist einen Anschlußteil 15 mit einer mit dem Kapillarrohr 11 verbundenen Bohrung 14 auf, die in den Innenraum 15 einer Membrandose 16 mündet, der durch eine Membrane 17 nach außen abgeschlossen ist. Die Membrane 17 betätigt einen Stößel 18, der einen elektrischen Schalter 19 öffnet oder schließt.A liquid-filled sensor 10 is of known type connected by a capillary tube 11 to a controller 12 (temperature transducer). Of the Regulator 12 has a connection part 15 with one connected to the capillary tube 11 Bore 14 which opens into the interior 15 of a diaphragm box 16, which is through a Membrane 17 is closed to the outside. The membrane 17 actuates a plunger 18, which opens or closes an electrical switch 19.

In der Schemazeichnung nach Fig. 5 sind der Fig. 1 entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Wände der Membrandose 16 sind starr ausgebildet, so daß sie an dem Ausdehnungsspiel der den Fühler und den Innenraum 15 der Membrane ausfüllenden Flüssigkeit nicht teilnimmt. Die Membrane 17 besteht gemäß Fig. 3 im wesentlichen aus drei konzentrisch zueinander angeordneten Teilen, nämlich einem starren äußeren Ringteil 20, einem federnden Ring teil 21 und einem starren zentrischen Teil 22, wobei der Teil 20 an seinem Umfange bei 23 gelenkartig mit der Außenwand der Membrandose 1 und der federnde Ringteil 21 wirkungsmäßig gelenkartig mit den Teilen 20 und 22 an den Umfangslinien 24 und 25 verbunden ist.In the schematic drawing according to FIG. 5, parts corresponding to those of FIG. 1 are shown provided with the same reference numerals. The walls of the diaphragm can 16 are rigid, so that they at the expansion game of the sensor and the interior 15 of the membrane filling liquid does not participate. The membrane 17 consists of FIG. 3 in essentially of three concentrically arranged parts, namely one rigid outer ring part 20, a resilient ring part 21 and a rigid central Part 22, the part 20 being articulated to the outer wall at its periphery at 23 the diaphragm box 1 and the resilient ring part 21 operatively articulated with the Parts 20 and 22 on the circumferential lines 24 and 25 is connected.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 ist der federnde Teil 21 durch einen Ring mit wellenförmigem Querschnitt verwirklicht. Die einzelnen Abschnitte 16,20,21 und 22 gehen hierbei stetig ineinander huber und sind vorzugsweise aus einem einzigen Materialstück gefertigt. Die Wirkungsweise ist jedoch grundsätzlich die gleiche wie diejenige des Schemas nach Fig. 3.In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the resilient part is 21 realized by a ring with a wave-shaped cross-section. The individual sections 16, 20, 21 and 22 go steadily into one another and are preferably off made from a single piece of material. However, the mode of action is fundamental the same as that of the diagram of FIG. 3.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist im einzelnen den Figuren 3 und 4 zu entnehmen.The operation of the device described is in detail the Figures 3 and 4 can be seen.

Normalerweise herrscht nach dem Zusammenbau von Fühler 10, Kapillarrohr 11 und Regler 12 im Innern 15 der Membrandose ein Unterdruck, so daß die Membrane 17 durch den Außendruck PO (Atmosphärendruck multipliziert mit der wirksamen Membranfläche) entgegen ihrer Eigenfederung Pf in die gestrichelte Lage 17 (Fig.5) gedrückt wird. Der Umfang 23 wirkt hierbei als Festachse für den als Hebel wirkenden Ringteil 20, wodurch der Abstand Do konstant gehalten wird.Normally, after the assembly of sensor 10, capillary tube prevails 11 and regulator 12 in the interior 15 of the diaphragm box a negative pressure, so that the diaphragm 17 by the external pressure PO (atmospheric pressure multiplied by the effective membrane area) is pressed against its natural resilience Pf in the dashed position 17 (Fig.5). The circumference 23 acts here as a fixed axis for the ring part 20 acting as a lever, whereby the distance Do is kept constant.

Steigt die Temperatur im Fühler 10 und dehnt sich dadurch die Flüssigkeit aus, wird ein bei einem von der Temperatur abhängigen Druck Pt ein Gesamtdruck P1 = Pt + Pf auf die Membrane in deren Lage 17' ausgeübt, so daß der Ringteil 20 aus dessen Lage 20' um den Rand 23 als Achse gekippt wird und sich der Null-Lage 0-0 der Membrane nähert. Der federnde Ringteil 21 wird hierbei durch Zusammendrücken mehr oder weniger vorgespannt, wobei der Durchmesser D1 des Innenteiles 22 ganz oder im wesentlichen ganz konstant gehalten wird, während sich der Durchmesser D2 entsprechend dem Schwenkhub x des Außenteiles 2Q verkürzt.If the temperature rises in the sensor 10 and thereby the liquid expands off, becomes a total pressure P1 at a temperature-dependent pressure Pt = Pt + Pf exerted on the membrane in its position 17 ', so that the ring part 20 from whose position 20 'is tilted around the edge 23 as an axis and the zero position 0-0 approaches the membrane. The resilient ring part 21 is hereby pressed together more or less preloaded, the diameter D1 of the inner part 22 is kept entirely or essentially entirely constant, while the diameter D2 shortened according to the pivot stroke x of the outer part 2Q.

Die Abmessungen sind nun derart getroffen, daß innerhalb des Arbeitsbereiches A (Fig.4), z.B. zwischen den Temperaturen T1 und T2> die Membrane einen Hub H ausführt, indem sich der Mittelteil 22 der Membrane aus der Lage 22" der Null-Lage 0-0 bis auf einen Sicherheitsabstand e nähert und der federnde Teil 21 entsprechend entspannt wird.The dimensions are now such that within the work area A (Fig. 4), e.g. between temperatures T1 and T2> the diaphragm one stroke H. performs by moving the middle part 22 of the membrane out of position 22 "of the zero position 0-0 approaches up to a safety distance e and the resilient part 21 accordingly is relaxed.

Erst bei einem weiteren TempOraturanstieg AT von T2 nach T5> der normalerweise außerhålb des Arbeitsbereiches A der Anlage liegt, würde dle Null-Linie durch die Membrane (entsprechend Punkt XO des Diagramms Fig. 4) erreicht werden, Tritt jedoch ein Bruch des Kapillarrohres 11 oder eine sonstige Undichtheit im Flüssigkeitssystem des Fühlers 10 bzw.Only with a further increase in temperature AT from T2 to T5> der normally outside the work area A of the system, the zero line would be can be achieved through the membrane (corresponding to point XO of the diagram in Fig. 4), However, if the capillary tube 11 breaks or there is some other leak in the fluid system of the sensor 10 resp.

der Membrandose 12 ein, gleicht sich der Außendruck mit dem Druck im Innenraum 15 der Membrandose aus. Die Eigenfederung Pf der Membrane verstellt dadurch die Membrane 17 aus deren Lage 17' über die Null-Lage 0-0 hinaus, wobei im Augenblick des Überschreitens der Null-Lage der zentrische Teil 22 der Membrane sprungartig um den Hub S (bis zum Punkt X1 des Diagramms Fig. 4) vorwärtsbewegt wird und dadurch mittels des Stößels 18 den Schalter 19 dffnet. Das durch die Membrane 17 zu kontrollierende System, z.B. eine Feuerungsanlage, wird dadurch abgeschaltet.the diaphragm box 12, the external pressure is equal to the pressure in the interior 15 of the diaphragm box. The self-springing Pf of the diaphragm is adjusted thereby the membrane 17 from its position 17 'beyond the zero position 0-0, wherein at the moment the zero position is exceeded, the central part 22 of the membrane moved forward abruptly by the stroke S (up to point X1 of the diagram in FIG. 4) is and thereby opens the switch 19 by means of the plunger 18. That through the membrane The system to be controlled, e.g. a combustion system, is thereby switched off.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf Schnappmembrane im engeren Sinne, sondern erstreckt sich auch auf Regelorgane, die eine einer solchen Membrane entsprechende erfindungsgemäße Wirkungsweise zulassen, z.B. auch auf mit einem Schnappmechanlamus vereinigte Kolben od.dgl.The invention is not limited to snap diaphragms in more detail Meaning, but also extends to regulating organs that constitute such a diaphragm allow corresponding mode of operation according to the invention, e.g. also with a snap mechanism lamus combined piston or the like.

Eine Schnappmembrane hat Jedoch den besonderen Vorteil größter Einrachhei t.However, a snap membrane has the particular advantage of greater unity t.

Claims (7)

Ansprüche:Expectations: 1. Temperatur- oder Druckregler, insbesondere für Elektrothermostate: mit einer durch einen Temperatur-oder Druckfühler betätigten Membrane oder einem entsprechenden Organ, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane als sprunghaft arbeitende Schnappmembrane ausgebildet ist, deren Arbeitsbereich auf der einen Seite ihrer Null- oder Totpunktlage liegt und bei einem Ausgleich des Innendruekes mit dem Außendruck, z.B. infolge Leitungsbruches, die Null-Lage überschreitet und schnappartig das zu regelnde System abregelt.1. Temperature or pressure regulators, especially for electric thermostats: with a membrane operated by a temperature or pressure sensor or a corresponding organ, characterized in that the membrane works as erratic Snap membrane is formed, the work area on one side of their Zero or dead center and when the internal pressure is balanced with the external pressure, E.g. as a result of a line break, the zero position exceeds and snaps shut regulating system regulates. 2. Regler nach Anapruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkammer (15) der Membrane (17) innerhalb des Arbeitsbereiches (A) unter einem Unterdruck steht, der um einen Sicherheitsbetrag (Sicherheitshub e) noch unterhalb des der Null-Lage (0-0) der Membrane entsprechenden Innendruckes liegt.2. Regulator according to Anapruch 1, characterized in that the inner chamber (15) of the membrane (17) within the working area (A) under a negative pressure stands, which is a security amount (security stroke e) below that of the Zero position (0-0) of the membrane corresponding to the internal pressure. 3. Regler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (17) einen starren oder im wesentlichen starren Teil (20,22) und einen unter Eigenspannung (P) stehenden federnden Teil (21) auSweist, der bei beiderseitigem Druckausgleich infolge seiner Eigenspannung den starren oder im wesentlichen starren Teil entgegen dem Außendruck (PO) über die Null-Lage 0-0 drückt.3. Regulator according to claim 1 or 2, characterized in that the Membrane (17) a rigid or substantially rigid part (20,22) and one resilient part (21) which is under internal stress (P) and which at mutual pressure equalization due to its internal stress the rigid or essentially pushes the rigid part against the external pressure (PO) via the zero position 0-0. 4. Regler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (17) einen gelenkig wirkenden starren oder im wesentlichen starren Umfangsteil (20) sowie einen starren oder im wesentlichen starren Mittelteil (22) und einen den Umfangsteil mit dem Mittelteil verbindenden, z.B. ringförmigen federnden Teil (21) aufweist. 4. Regulator according to claim 5, characterized in that the membrane (17) an articulated rigid or essentially rigid peripheral part (20) as well as a rigid or substantially rigid central part (22) and a peripheral part having, for example, an annular resilient part (21) connecting to the central part. 5. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (17) an ihrem Außenumfang durch ein starres Gehäuse (16) abgestützt ist.5. Regulator according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the membrane (17) is supported on its outer circumference by a rigid housing (16) is. 6. Regler nach einem der Ansprüche 5 bis 5, dadurch gekennzeicllnet, daß der federnde Teil (21) wellenförmig ausgebildet ist.6. Regulator according to one of claims 5 to 5, characterized in that that the resilient part (21) is wave-shaped. 7. Ileglez7 nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen starren und federnden Teile (20,21,22) sowie gegebenenfalls das Gehäuse (lo) der Membrane (17) aus einem einzigen, die Eigenfederung (Pf) mit Schnppwirkung erzeugenden Flachstück geformt sind.7. Ileglez7 according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the movable rigid and resilient parts (20,21,22) and optionally the housing (lo) of the diaphragm (17) from a single, the natural spring (Pf) with Snap action generating flat piece are formed.