DE6606761U

DE6606761U - Waermefuehler aus festem werkstoff.

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Publication number: DE6606761U
Application number: DE19676606761
Authority: DE
Original assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Current assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Priority date: 1967-05-27
Filing date: 1967-05-27
Publication date: 1970-12-10

Description

Gebrauchsmusteranmeldung in D,
Az.: J 16 554/42 i Gbm.
"Wärmefühler aus festem Werkstoff" Anm.: Fa. Inter Control H. Köhler Elektrik GmbH & Co. KG

Neue Beschreibun

Wärmefühler aus festem Werkstoff

Die Neuerung betrifft einen Wärmefühler aus festem Werkstoff, dessen in eine Richtung erfolgende Wärmedehnung zum Anzeigen von Temperaturänderungen dient.

Solche Wärmeschalter mit einem Invarstab als Wärmefühler sind bereits bekannt. Die Nachteile dieser Wärmefühler bestehen darin, daß die erreichbaren Schaltwege zu gering sind, und daß der Werkstoff teuer ist. Verwendet man aber Werkstoffe mit großer Wärmedehnzahl, so ist damit der Nachteil verbunden, daß eine wesentliche Anzeigeverzögerung

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auftritt, weil sicK der Werkstoff infolge dos durch den Scholtor horvorgorufenon Bowogungswidorstandos zunächst quer zur Anzeigerichtung ausdehnt,

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zu vermeiden, daß ein Wärmefühler aus festem Werkstoff geschaffen wird, dessen in einer Richtung erfolgende Wärmedehnung zur Anzeige von Temperatu.ränderungen dient, wobei nach dem neuen Vorschlag der Wärmefühler von einem Gehäuse umschlossen und nur in der Anzeigerichtung frei ist.

Bei einem solchen Wärmefühler ist der Schaltweg genau proportional zur Temperaturänderung.

Andere bekannte Wärmefühler bestehen aus einem stabförmigen Gehäuse, das mit Silikonöl gefüllt ist» Es kann an einem Ende offen und durch einen dicht geführten Kolben verschlossen sein. Bei anderen Ausführungsformen ist anstelle des Kolbens eine Membrandruckdose angeordnet.

Diese Vorrichtungen ergeben Schwierigkeiten bei der Abdichtung und weisen außerdem den Nachteil auf, daß bei Beschädigung des Gehäuses die Umgebung durch Silikonäl verschmutzt wird und ferner, daß die Verwendung des Silikonöls bei der Hontage zeitraubende Vorkehrungen erfordert.

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f Die Aufgabe nach der Neuerung kann beispielsweise auch do-

durch gelöst werden, daß ein Wärmefühler geschaffen wird, der stabförmig ausgebildet ist und quer zur Anzeigerichtung, sowie an einem Ende von einem Gehäuse umschlossen ist, während das andere Ende mit dem Schaltwerk eines Wärmeschalters in Eingriff steht, wobei nach dem Vorschlag der Neuerung der Wärmefühler derart vorgespannt ist, daß er das Gehäuse bei der Schalttemperatur in der zur Anzeigerichtung senkrechten Richtung völlig ausfüllt.

Bei einem praktischen Ausfuhrungsbeispiel werden ein zylindrisches Gehäuse und ein zylindrischer Stab verwendet, wobei nach einem vorteilhaften weiteren neuen Vorschlag der Durchmesser des den Wärmefühler bildenden Stabes so bemessen ist, daß er im ungespgnnten Zustand mit Schiebesitz im Gehäuse angeordnet ist.

Dabei kann am Gegenende des Eingriffs des Wärmefühlers mit dem Schaltwerk ein zum Gehäuse verstellbarer Anschlag angeordnet sein, weil wie die Neuerung ferner vorschlägt, dieser Anschlag eine hadenschraube sein kann. Dadurch wird

der Vorteil geschaffen, daß zum Aufbringen der Vorspannung lediglich die Schraube, nicht aber das Schaltwerk relativ Wärmefühler verstellt zu werden brauchen.

Ferner schlägt die Neuerung vor, als Wiederlager für das mit dem Schaltwerk in Eingriff stehende Ende des Wärmefühlers eine Blattfeder zu verwenden, deren Hebelarm und Kraft

der gewünschten Vorspannung entsprechend bemessen ist^

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Es ist weiterhin bei dem neuen Wärmefühler zweckmäßig, zwischen dem einen Ende des Wärmefühlers und der Blattifödsr einen die Wärmedehnung des Fühlers übertragenden Bolzen anzuordnen.

Ein weiterer Vorteil des Wärmefühlers nach der Neuerung ist, daß zwischen ihm und dem Gehäuse Schmierstoff angeordnet ist, wobei es nach einem weiteren Merkmal besonders vorteilhaft ist!, einen festen Schmierstoff zu verwenden, da dieser beii. Zusammenbau und einer eventuellen Wiederinstandsetzung einfacher zu handhaben ist, und im Gegensatz zu flüssigen Schmierstoffen weder verdunsten noch gegebenenfalls durch ein Leck des Gehäuses auslaufen kann. Auch entfällt das Problem des Abdichtens, wie es die Verwendung flüssiger Schmierstoffe mit sich bringt.

Es wird ferner vorgeschlagen, einen Schmierstoff mit Graphit-Basis zu verwenden, oder einen solchen mit Molybdänsulfit-Basis.

Weitere Vorschläge beziehen sich auf die Auswahl des Werkstoffs für den stabförmigen Wärmefühler selbst. Er soll zweckmäßig eine möglichst große "Wärmedehnzahl und einen

möglichst kleinen Verformungswiderstand wenigstens in der Anzeigerichtung aufweisen. Ein Werkstoff bei dem diese Eigenschaften in optimaler Weise verkörpert sind,- ist Silikongummi.

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Verwendung finden kann aber als Werkstoff für den stabförmigen Wärmefühler ebenfalls ein thermoplastischer Kunststoff v/ie Polyäthylen, Polytetrafluorethylen oder dgl.

Am zweckmäßigsten wird aus Kostengründen für Temperaturen

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bis etwa zu 80 C- thermoplastischer Kunststoff verwendet, dann Silikongummi bis etwa zu 180 C, darüberhinaus bis ca. 300 C Polytetrafluorethylen oder Polyäthylen.

Nachfolgend wird die Neuerung anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Den Wärmefühler nach der Neuerung im ungespannten Zustand,

Fig. 2 den Wärmefühler nach Fig. 1 in vorgespanntem Zustand.

In den Zeichnungen ist der 'Werkstoff, dessen Wärmedehnung zur Anzeige verwendet werden soll, mit 1 bezeichnet. Er ist als zylindrischer Stab ausgebildet und kann aus Silikongummi, thermoplastischen Werkstoffen wie Polyäthylen oder Polytetrafluoröthylen hergestellt sein. Der Werkstoff 1 ist in einem zylindrischen Gehäuse 2 angeordnet, welches im Längsschnitt dargestellt ist. Das Gehäuse ist beiderseits offen ausgebildet und weist an dem in der Zeichnung unteren Ende ein Innengewinde 3 auf. Mit ihm steht das Außengewinde einer Hadonschraube 4 in Eingriff, die einen gowindelosen Fortsatz 5 aufweist.

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Dieser Fortsatz steht mit der einen Stirnfläche des Stabes 1 in Eingriff.

Am Gegenende ist der Stab auf einen Bolzen 6 abgestützt der er« Außenende mit einer Blattfeder 7 in Eingriff steht. Die Blattfeder 7 ist an dem in der Zeichnung linken Ende bei 8 fest mit dem Schaltergehäuse verbunden. An dem in der Zeichnung rechten Ende weist sie einen Druckstift 9 auf, der beispielsweise mit der Blattfeder 10 eines Sprungkontaktwerkes in Eingriff steht.

Der Durchmesser der Teile 5 und 6 ist so gewählt, daß sie mit Schiebesitz in das Gehäuse 2 passen.

Wenn der Durchmesser des Stabes 1 so bemessen ist, wie in Fig. 1 dargestellt, daß er nämlich die Wandungen des Gehäuses 2 nicht berührt, so wird er sich beim Erwärmen zunächst in Breitenrichtung ausdehnen, bevor überhaupt eine zur Anzeige der Wärmedehnung bzw. Temperaturerhöhung dienende Längsdehnung erfolgen kann« Dadurch ergibt sich ein Vorzug für die Anzeige der Temperaturerhöhung, der unerwünscht ist.

Ist dagegen der Stab 1, wie in Fig« 2 dargestellt, durch Anziehen der liadenschraubo 4 so woit vorgespannt, daß seine Außenfläche die. Innenwandung des Gehäuses 2 berührt, so kann er sich bei Erwärmung nicht mohr quer zur Anzoigerichtung ausdehnen, sodaß sich die Volumenvergrößerung nur parallel zur Anzeigerichtung auswirken kann. Die Anzcigetrcigheit ist damit vermieden. Die

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Auslenkung der Blattfeder 7 und damit die Einwirkung auf die Blattfeder 10 des Schalters erfolgt daher bei Temperaturerhöhung sofort.

Bei der Bemessung der Teile wird die Longe des Stabe= 1 so gewählt, daß bei der zulässigen Temperaturtoleranz von wenigen Grad während des Schaltvorgangs und der Bemessung der übrigen, am Schaltvorgang beteiligten Teile des Schalters und natürlich auch unter Berücksichtigung des V/ärmedehnwertes des Werkstoffs ein ausreichender Schaltweg zustande kommt.

Dann wird unter Berücksichtigung praktischer Gesichtspunkte der Innendurchmesser des Gehäuses 2 festgelegt, womit dann auch der Durchmesser der Madenschraube 4 und des Bolzens 6 gegeben ist.

Der Durchmesser des Stabes 1 wird so bestimmt, daß er etwa bei zv/ei Drittel der größtmöglichen Vorspannkraft und der niedrigsten Temperatur, bei der der Schaltvorgang erfolgen soll, gleich dem Innendurchmesser des Gehäuses 2 ist.

Wird daher der Wärmefühler bei Raumtemperatur zusammengebaut und ist er für eine niedrigste Schalttemperatur von SO C bestimmt, so wird der Durchmesser des Stabes 1 bei Raumtemperatur sicher

geringer sein, als im vorgespannten Zustand für 80 C.

Das genaue Ein justieren erfolgt dann zweckmäßig durch Erwärmung des ganzen Schalters auf 80° und Anziehen der Madenschraube 4 solange, bis sich die Blattfeder 7 gerade abzuheben beginnt.

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Ist der Durchmesser des Stabes 1 etwas zu groß bemessen, so wird sich die Madenschraube 4 weniger weit in das Gehäuse einschrauben lassen und umgekehrt.

Bei Absenken auf Normaltemperatur kann dann entweder der ungespannte Zustand eintreten oder es bleibt eine gewisse Restv^rspannung vorhanden. Auf jeden Fall wird der Stabdurchmesser 1 bei einer Umgebungstemperatur, die unterhalb der eingestellten Schalttemperatur liegt, geringer sein und sich ein ähnliches Bild ergeben, wie in Fig. 1 dargestellt.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Teile so zu bemessen, daß bereits bei Umgebungstemperatur, die in Fig. 2 dargestellten Verhältnisse vorhanden sind. Dann ist eben der Schaltpunkt ca- 20 . Wird nun durch den Sollwerteinsteller eine höhere als die dem Schalter entsprechende niedrigste Tempera⁴... .· eingestellt, so entsteht am Wärmefühler zwischen der niedrigsten Schaltt&mperatur und der höheren Solltemperatur ein Leerweg, durch den kein Schaltvorgang ausgeführt wird. Trotzdem sind natUrlich von der 3chalttemperatur ab kein Leerweg und keine Schaltverzögerungen mehr vorhanden.

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Claims

Nürnberg, den 16. Juli Bu.-R.

Betr.:

Gebrauchsmusteranm. in D.
J 16 554/42 i Gbm

"Wärmefühler aus festem Werkstoff"
Änm.: Fa. Inter Control H. Köhler
Elektrik GmbH & Co. KG

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K e υ e P-** Einsprüche

1. Wärmefühler aus festem Werkstoff, desseii in einer Richtung erfolgende Wärmedehnung zur Anzeige von Temperaturänderungen dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmefühler (i) von einem Gehäuse (2, 3) umschlossen und nur in der Anzeigerichtung frei ist.

2. Wärmefühler nach Anspruch 1 der stabförmig ausgebildet ist und quer zur Anzeigerichtung, sowie an einem Ende von einem Gehäuse umschlossen ist während das andere Ende mit dem Schaltwerk eines Wärmeschalters in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmefühler (i) derart vorgespannt ist, daß er das Gehäuse (2, 3) bei der 3chalttemperatur in den zur Anzeigerichtung senkrechten Richtungen völlig ausfüllt.

3. Wärmefühler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sein Durchmesser so bemessen ist, daß er in ungespanntem Zustand mit Schiebesitz im Gehäuse (2, 3) angeordnet ist.

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4. Wärmefühler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Gegenende seines Eingriffs mit dem Schaltwerk ein zum Gehäuse (2, 3) verstellbarer Anschlag (4) angeordnet ist.

j δ. Wärmefühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der An

schlag (4) eine Madenschraube ist,

6. Wärmefühler nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, aaß zwischen dem Schaltwerk des. 'Wärmeschalters und dem einen Ende des Wärmefühlers (l) eine am Wärmeschalter angespannte Blattfeder (7) angeordnet ist.

7. Wärmefühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Ende des Wärmefühlers (1) und der Blattfeder ein die Wärmedehnung des Wärmefühlers übertragender Bolzen (6) angeox.dnet ist.

8. Wärmefühler nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen ihm und dem Gehäuse (2) Schmierstoff angeordnet ist.

9. Wärmefühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierstoff ein fester Schmierstoff ist«

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