DE6606761U - HEAT SENSOR MADE OF SOLID MATERIAL. - Google Patents

Description

Gebrauchsmusteranmeldung in D,
Az.: J 16 554/42 i Gbm.
"Wärmefühler aus festem Werkstoff" Anm.: Fa. Inter Control H. Köhler Elektrik GmbH & Co. KGUtility model registration in D,
Ref .: J 16 554/42 i Gbm.
"Heat sensor made of solid material" Note: Inter Control H. Koehler Elektrik GmbH & Co. KG

Neue BeschreibunNew description

Wärmefühler aus festem WerkstoffHeat sensor made of solid material

Die Neuerung betrifft einen Wärmefühler aus festem Werkstoff, dessen in eine Richtung erfolgende Wärmedehnung zum Anzeigen von Temperaturänderungen dient.The innovation relates to a heat sensor made of solid material, whose thermal expansion takes place in one direction is used to display temperature changes.

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 AnzeigeverzögerungSuch heat switches with an invar rod as a heat sensor are already known. The disadvantages of these heat sensors consist in the fact that the achievable switching paths are too short and that the material is expensive. But if you use Materials with a high coefficient of thermal expansion have the disadvantage that there is a considerable delay in the display

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auftritt, weil sicK der Werkstoff infolge dos durch den Scholtor horvorgorufenon Bowogungswidorstandos zunächst quer zur Anzeigerichtung ausdehnt,occurs because the material sinks as a result of the Scholtor horvorgorufenon Bowogungswidorstandos initially extends across the display direction,

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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.to avoid creating a heat sensor made of solid material, its unidirectional Thermal expansion is used to display temperature changes, according to the new proposal, the heat sensor is enclosed by a housing and only free in the display direction is.

Bei einem solchen Wärmefühler ist der Schaltweg genau proportional zur Temperaturänderung.With such a heat sensor, the switching path is exactly proportional to the change in temperature.

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.Other known heat sensors consist of a rod-shaped Housing that is filled with silicone oil »It can be open at one end and closed by a tightly guided piston be. In other embodiments, a diaphragm pressure cell is arranged instead of the piston.

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.These devices give difficulties in sealing and also have the disadvantage that if damaged of the housing, the environment is polluted by silicone oil and further that the use of the silicone oil in the Honing requires time consuming precautions.

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f Die Aufgabe nach der Neuerung kann beispielsweise auch do- f The task after the innovation can, for example, also 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.be solved by that a heat sensor is created, which is rod-shaped and transversely to the display direction, and is enclosed at one end by a housing, while the other end with the switching mechanism of a thermal switch in Engagement is, according to the proposal of the innovation, the heat sensor is biased such that it is the housing the switching temperature is completely filled in the direction perpendicular to the display direction.

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.In a practical exemplary embodiment, a cylindrical Housing and a cylindrical rod used, according to an advantageous further new proposal the diameter of the rod forming the heat sensor is as follows is dimensioned that it is in the unpowered state with a sliding fit is arranged in the housing.

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 wirdA stop that can be adjusted relative to the housing can be arranged at the opposite end of the engagement of the heat sensor with the switching mechanism be because, as the innovation also suggests, this stop can be a had-screw. This will

der Vorteil geschaffen, daß zum Aufbringen der Vorspannung lediglich die Schraube, nicht aber das Schaltwerk relativ Wärmefühler verstellt zu werden brauchen.The advantage is created that for applying the bias only the screw, but not the switching mechanism relative Need to be adjusted.

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 KraftFurthermore, the innovation proposes as a support for the end of the heat sensor that is in engagement with the switching mechanism to use a leaf spring, its lever arm and force

der gewünschten Vorspannung entsprechend bemessen ist^is dimensioned according to the desired preload ^

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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.It is also useful with the new heat sensor, between one end of the heat sensor and the Blattifödsr to arrange a pin that transfers the thermal expansion of the sensor.

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.Another advantage of the heat sensor after the innovation is, that between it and the housing lubricant is arranged, it being particularly advantageous according to a further feature is !, a solid lubricant should be used, as this is the case with Assembly and an eventual Reconditioning is easier to handle and, unlike liquid lubricants, does not evaporate still possibly leak through a leak in the housing. The problem of sealing is also eliminated, how it involves the use of liquid lubricants.

Es wird ferner vorgeschlagen, einen Schmierstoff mit Graphit-Basis zu verwenden, oder einen solchen mit Molybdänsulfit-Basis.It is also proposed to use a graphite-based lubricant to use, or one with a molybdenum sulfite base.

Weitere Vorschläge beziehen sich auf die Auswahl des Werkstoffs für den stabförmigen Wärmefühler selbst. Er soll zweckmäßig eine möglichst große "Wärmedehnzahl und einenFurther suggestions relate to the selection of the material for the rod-shaped heat sensor itself. It should expediently as large as possible "thermal expansion coefficient" and one

möglichst kleinen Verformungswiderstand wenigstens in der Anzeigerichtung aufweisen. Ein Werkstoff bei dem diese Eigenschaften in optimaler Weise verkörpert sind,- ist Silikongummi. have the smallest possible deformation resistance at least in the display direction. A material for which this Properties are embodied in an optimal way, - is silicone rubber.

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Verwendung finden kann aber als Werkstoff für den stabförmigen Wärmefühler ebenfalls ein thermoplastischer Kunststoff v/ie Polyäthylen, Polytetrafluorethylen oder dgl.But can be used as a material for the rod-shaped Heat sensor also a thermoplastic plastic v / ie polyethylene, polytetrafluoroethylene or the like.

Am zweckmäßigsten wird aus Kostengründen für Temperaturen Most conveniently for cost reasons for temperatures

ο
bis etwa zu 80 C- thermoplastischer Kunststoff verwendet, dann Silikongummi bis etwa zu 180 C, darüberhinaus bis ca. 300 C Polytetrafluorethylen oder Polyäthylen.ο
up to about 80 C thermoplastic material is used, then silicone rubber up to about 180 C, beyond that up to about 300 C polytetrafluoroethylene or polyethylene.

Nachfolgend wird die Neuerung anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The innovation is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with the aid of schematic drawings. Show it:

Fig. 1 Den Wärmefühler nach der Neuerung im ungespannten Zustand,Fig. 1 The heat sensor after the innovation in the untensioned State,

Fig. 2 den Wärmefühler nach Fig. 1 in vorgespanntem Zustand. FIG. 2 shows the heat sensor according to FIG. 1 in a pretensioned state.

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.In the drawings, the 'material whose thermal expansion is to be used for the display is denoted by 1. It is designed as a cylindrical rod and can be made of silicone rubber, thermoplastic materials such as polyethylene or polytetrafluoroethylene. The material 1 is arranged in a cylindrical housing 2, which in longitudinal section is shown. The housing is designed to be open on both sides and has an internal thread at the lower end in the drawing 3 on. The external thread of a hadon screw 4, which has a threadless extension 5, is in engagement with it.

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Dieser Fortsatz steht mit der einen Stirnfläche des Stabes 1 in Eingriff.This extension is with one end face of the rod 1 in Intervention.

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.At the opposite end of the rod is supported on a bolt 6 which he « The outer end is engaged with a leaf spring 7. The leaf spring 7 is fixed to the left end at 8 in the drawing connected to the switch housing. At the right end in the drawing it has a pressure pin 9, for example with the leaf spring 10 of a snap contact mechanism is in engagement.

Der Durchmesser der Teile 5 und 6 ist so gewählt, daß sie mit Schiebesitz in das Gehäuse 2 passen.The diameter of the parts 5 and 6 is chosen so that they with The sliding seat fits into the housing 2.

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.If the diameter of the rod 1 is dimensioned as shown in FIG. 1, namely that it does not cover the walls of the housing 2 touched, it will initially expand in the width direction when heated, before even one to indicate the thermal expansion longitudinal expansion serving to increase the temperature can take place «This results in a preference for the display of the temperature increase, which is undesirable.

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. DieIf, on the other hand, the rod 1, as shown in FIG. 2, is pretensioned by tightening the load screw 4 so that its outer surface the. Touches the inner wall of the housing 2, so he can at Do not expand the heating at right angles to the direction of viewing, so that the increase in volume is only parallel to the direction of display can affect. The inducement is thus avoided. the

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Auslenkung der Blattfeder 7 und damit die Einwirkung auf die Blattfeder 10 des Schalters erfolgt daher bei Temperaturerhöhung sofort.The deflection of the leaf spring 7 and thus the effect on the leaf spring 10 of the switch therefore takes place when the temperature rises immediately.

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.When dimensioning the parts, the length of the bar = 1 is chosen so that that with the permissible temperature tolerance of a few degrees during the switching process and the dimensioning of the remaining, Parts of the switch involved in the switching process and of course also taking into account the V / thermal expansion value of the material a sufficient switching path is achieved.

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.Then, taking practical aspects into account, the inner diameter of the housing 2 is determined, which then also gives the diameter of the grub screw 4 and the bolt 6 .

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.The diameter of the rod 1 is determined so that it is about zv / ei third of the greatest possible preload force and the lowest temperature at which the switching process should take place, equal is the inner diameter of the housing 2.

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 sicherIf the heat sensor is therefore assembled at room temperature and it is intended for a lowest switching temperature of SO C, so the diameter of the rod 1 becomes safe at room temperature

geringer sein, als im vorgespannten Zustand für 80 C.be lower than in the pre-tensioned state for 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.The precise adjustment is then expediently carried out by heating the entire switch to 80 ° and tightening the grub screw 4 until the leaf spring 7 just begins to lift off.

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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.If the diameter of the rod 1 is a little too large, then the grub screw 4 can be screwed less far into the housing and vice versa.

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.When lowering to normal temperature, either the unstressed State or there remains a certain residual tension available. In any case, the rod diameter is 1 at an ambient temperature below the set Switching temperature is lower and the result is a picture similar to that shown in FIG. 1.

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.Of course, it is also possible to dimension the parts in such a way that the conditions shown in FIG. 2 are already present at ambient temperature. Then the switching point is approx. 20. If a higher temperature than the lowest temperature ⁴ .... Nevertheless, from the switching temperature onwards, there are of course no more idle travel and no switching delays.

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Claims (1)

Nürnberg, den 16. Juli Bu.-R.Nuremberg, July 16 Bu.-R. Betr.:Re: Gebrauchsmusteranm. in D.
J 16 554/42 i GbmUtility model no. in D.
J 16 554/42 i Gbm "Wärmefühler aus festem Werkstoff"
Änm.: Fa. Inter Control H. Köhler
Elektrik GmbH & Co. KG"Heat sensor made of solid material"
Änm .: Inter Control H. Koehler
Elektrik GmbH & Co. KG ~1~ 1 K e υ e P-** EinsprücheK e υ e P - ** Objections 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.1. Heat sensor made of solid material, deseii taking place in one direction Thermal expansion is used to display temperature changes, characterized in that the heat sensor (i) of a housing (2, 3) enclosed and free only in the display direction. 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.2. Heat sensor according to claim 1 which is rod-shaped and transversely to the display direction, and at one end of one Housing is enclosed while the other end with the rear derailleur a heat switch is engaged, characterized in that the heat sensor (i) is biased such that it completely fills the housing (2, 3) at the switching temperature in the directions perpendicular to the display direction. 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.3. Heat sensor according to claims 1 and 2, characterized in that that its diameter is dimensioned so that it is in the unstressed State with sliding fit in the housing (2, 3) is arranged. 660676110.1Z70660676110.1Z70 - 2- 2nd 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.4. Heat sensor according to claims 1 to 3, characterized in that that at the opposite end of its engagement with the switching mechanism a to the housing (2, 3) adjustable stop (4) is arranged. j δ. Wärmefühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anj δ. Heat sensor according to claim 4, characterized in that the An schlag (4) eine Madenschraube ist,impact (4) is a grub screw, 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.6. Heat sensor according to claims 1 to 5, characterized in that between the switching mechanism of the. 'Heat switch and one end of the heat sensor (l) a leaf spring (7) clamped on the heat switch is arranged. 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.7. Heat sensor according to claim 6, characterized in that between one end of the heat sensor (1) and the leaf spring a pin (6) transmitting the thermal expansion of the heat sensor is angeox.dnet. 8. Wärmefühler nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen ihm und dem Gehäuse (2) Schmierstoff angeordnet ist.8. Heat sensor according to at least one of the preceding claims, characterized in that lubricant is arranged between it and the housing (2). 9. Wärmefühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmierstoff ein fester Schmierstoff ist«9. Heat sensor according to claim 8, characterized in that the Lubricant is a solid lubricant " 660676110.1170660676110.1170