DE1673476A1

DE1673476A1 - Expansion rod heated indirectly by the heating current of an electric heater for use in temperature regulators

Info

Publication number: DE1673476A1
Application number: DE19671673476
Authority: DE
Inventors: Karl Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-12-22
Filing date: 1967-12-22
Publication date: 1971-09-16

Description

Indirekt vom Heizstrom eines Elektrowärmegeräts beheizter Ausdehnungsstab fair die Verwendung in Temperaturreglern. Es ist bekannt, bei Temperaturreglern, die eine Tempe- ratur eines Blektrowärmegeräts ansteuern, eine RUekkopplung vorzusehen, in der Weine, daß ein in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur ausbiegender Bimetallstreifen gleichzeitig elektrisch beheizt wird, so daß die angesteuerte Tempe- ratur durch eins Leistungsquantelung mit nur ganz geringen Schwankungen aufrechterhalten wird. Indirectly by the heating of an electric heating device heated expansion rod fair use in temperature controllers. It is known for temperature controllers, which temperature a temperature-a Blektrowärmegeräts drive to provide a RUekkopplung, in the wines that a ausbiegender depending on the ambient temperature bi-metal strip is simultaneously electrically heated, so that the controlled temperature-temperature by one power quantization with only very small fluctuations is maintained .

Die Verwendung von Bimetallen zu diesem Zweck hat den großen Nachteil, daß die Genauigkeit der Schaltbewegungen den Reglern von dem Querschnitt des Bimetalls, von der Stromgröße und von den zur Betätigung des Sehalters notwendigen Kräften abhängt. Hei. direkter elektrischer Beheizung des Bimetalls mit hoher, Spannungen kann der Querschnitt des Bimetallstreifens so klein ausfallen, daß die Abhängigkeit von den beim Schalten zu überwindenden Kräften erheblich ist. - Diese Nachteile lassen sich vermeidon, wenn zum Quanteln der Leistung ein baheizter Ausdehnungsstab verwendet wird. Der Ausdehnungsstab hat zwar eins verhältnismäßig nuurze Aus- länguug; dafür ringt er aber erhebliche Verstellkräfta, die exakte Bew<ungan und Übertragungen auf ein Schaltglied ge- währleisten. Dieser Vorteil ist aber im vollen Ausmaß nur dann gegeben, wenn der Stab indirekt beheizt ist, denn ein direkt beheizter, d.h. von-dem Heizstrom durchflossener, Ausdehnungsstab mtißte Im-Querschnitt so schwach bemessen werdeA, daß er zur Druckübertragung unter voller Nutzbar- machung-seiner linearen Wärmedehnung als Schaltweg nicht fähig wäre. Der divekt beheizte Ausdehnungsstab würde auch beim Ein- und Ausschalten der Heizung so rasch reagieren, daß die Schalthäufigkeit im Hinblick abf die Xontakthean- spruchungen untragbar groß wär3. bar Erfinluzg leGt ale Au?gaho zuF ounde, einen für lie Verwendun@,r. In TemperaturregJern geeigneten, Indirekt elek- erigah beheizten Auslchnungastab zu schaffen, der billig her- stellbar wAd in der Fertigure gewünschten StroniatV.rketi urzd Bapnnurtgen leicabt anpnßbar lst Dlnfie hofgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Stab einen aus Blech eines Widerstandsmaterials ge- bildeten Heizmantel hat t. der mit einem dünnen Mantel aus einem elektrisch isolierenden Material unterlegt ist. The use of bimetals for this purpose has the major disadvantage that the accuracy of the switching movements of the regulator depends on the cross section of the bimetal, on the current magnitude and on the forces necessary to operate the switch. Hey direct electrical heating of the bimetal with high voltages, the cross-section of the Bimetal strips turn out so small that the dependence of the forces to be overcome when switching is considerable. - These disadvantages can be avoided when quantifying A heated expansion rod is used for the performance. The expansion staff has one relatively brief longuug; but he struggles with considerable Verstellkräfta that exact movements and transfers to a switching element ensure. This advantage is only to the full extent given when the rod is indirectly heated, because a directly heated, i.e. through-flowed by the heating current, The expansion rod had to be dimensioned so weak in the cross-section that it is fully usable for pressure transmission Machining-its linear thermal expansion as a switching path is not would be able. The divekt heated expansion rod would also react so quickly when switching the heating on and off, that the switching frequency with regard to the Xontakthean- spruchungen prohibitively large wär3. bar Erfinluzg will find one for you every year Use @, r. Indirect elec- to create erigah heated Auslchnungastab, the manufacturing cheap adjustable wAd in the fabricator desired StroniatV.rketi urzd Bapnnurtgen leica b t adaptable lst The problem of hope is achieved according to the invention by that the rod is an overall from sheet material formed of a resistance heating mantle has t. which is underlaid with a thin jacket made of an electrically insulating material.

Die Fertigung eines solchen Heizstabes ist insofern ein- fach, als die Abwicklung des Heizmantels bei gleichen Stab- abmessungen für alle vorkommenden Spannungen gleich bemessen und also mit den gleichen Werkzeugen hergestellt werden kann. Die Spannung und die Stromstärke können durüh die Blechdicke berüct:sicht;.gt werden. The production of such a heating element is switched on times insofar as the handling of the heating jacket at the same rod dimensions equal sized and therefore can be produced with the same tools for all occurring stresses. The voltage and the amperage can be taken into account through the sheet thickness .

Mit noch günstigeren Fertigungsbedingungen. kann man den elektrischen.Leitwiderstand des Heizmantels dadurch variieren, daß min sein Blech unterschiedlich siebartig locht. Damit können aus dem gleichen Blech des Widerstandsmaterials Heizmäntel Für hohe Spannungen und kleine Leistungsaufnahme, die sonst unerwünsöht dünn bemessen werden müßten, durch einen eintaohen Stansvoreang hergestellt werden. With even more favorable manufacturing conditions. one can vary the elektrischen.Leitwiderstand of the heating jacket characterized in that punches different sieve-like sheet be min. This allows for the same sheet of resistive material heating jackets for high voltages and small power consumption, which would have to be thin unerwünsöht sized otherwise be produced by a eintaohen Stansvoreang.

Durch die unter dem Heizmantel angeordnete Isolierstoffschioht wird die Erwärmung und Abkühlung des Heizstabes nach dem Ein- und Au3sehalten des Heizstromes vprzbgert. Eine Quantelung, die sonst beispielsweise in 3 bis t Sekunden vor sich gehen würde, kann nut 10 bis 15 Sekunden erstreckt wer- den, so daB die Kontakt- und Schaltwerksteanspruchungen bis zu einem Drittel reduziert werden. Tyiese Zeitverzögerung ist im Hinblick darauf, daß die-angesteuerte Temperatur beim Ein- und Ausschalten des Heizstromes nur-langsam folgt, praktisch ohne Bedeutung. The heating and cooling of the heating rod after the heating current has been switched on and off is prevented by the insulating material layer under the heating jacket. A quantisation that would otherwise go, for example, in 3 to t seconds on, can be extended nut 10 to 15 seconds, so that the contact and Schaltwerksteanspruchungen be up to one third reduced. Tyiese time delay in view of the fact that the temperature-controlled turning on and off of the heating current only follows-slowly, with virtually no importance.

Der Heizmantel wird auf dem Ausdehnungsstab bevorzugt an seinen beiden Enden mittels Stromansehlußsehellen festgelegt. Hierdurch ist ein gleicher Stromfluß in allen Teilen des Heizmantels gewährleistet. Außerdem ist die Fertigung einfach. Der Heizstab kann in Querschnitt und Länge so bemessen werden, daß er in seiner Längsrichtung große Kräfte einwandfrei dauernd übertragen kann. Voraussetzung hierfür ist, daß die stirnseitigen Lagerflächen des Ausdehnungsstabes sich bei Dauerbelastung nicht verändern können. Das ist auf einfache und sichere Weise dadurch erreicht, daß in die Stirnflächen des Ausdehnungsstabes kleine Stahlkugeln eingepreßt werden. The heating jacket is preferably fixed on the expansion rod at both ends by means of power supply clamps. This ensures the same flow of current in all parts of the heating jacket. It is also easy to manufacture. The cross-section and length of the heating rod can be dimensioned in such a way that it can continuously transmit large forces in its longitudinal direction without any problems. The prerequisite for this is that the end-face bearing surfaces of the expansion rod cannot change under constant load . This is achieved in a simple and safe manner in that small steel balls are pressed into the end faces of the expansion rod.

Der Heizstab kann beliebig profiliert werden. Außer einem kreisrunden Querschnitt, der eine ganzfläehige Anlage des Heizmantels und des Isoliermantels ergibt, kann auch ein solches Profil gewählt werden, das mit dem Heizmantel bzw. mit dem Isolierstoffmantel mindestens an drei Stellen LinienberUhrung hat. Hierdurch kann die Einschaltdauer zusätzlich beeinflußt werden. The heating rod can be profiled as required. In addition to a circular cross-section, which results in a full- area system of the heating jacket and the insulating jacket, a profile can also be selected that has at least three lines of contact with the heating jacket or with the insulating jacket. This can also influence the duty cycle.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Diese zeigt in Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Ausdehnungsstab, teils 3n Seitenansicht und teils im Schnitt, Fig. 2 und .7 zwei verschiedene Quersohnittetormen des in starker Vergrößerung. The invention is explained below with reference to the drawing . This shows in Fig. 1 an expansion rod according to the invention, partly 3n side view and partly in section, Fig. 2 and .7 two different transverse standards of the in high magnification.

Der Aus einem Metall hoher Festigkeit und großer Wärmedehnung, z.B. Messing, Duraluminium und dergleichen, herge- stellte Ausdehnungsstab 1 kann einen beliebigen Querschnitt haben. ?1g. 2 zeigt eine kreisrunde und Fig. 3 eine dreikan- tige Querschnfttsfarm. Der Ausdehnungsstab 1 ist auf annähernd seine ganze Itärge vcn einem Heizmantel 2 aus Blech eines WiderntandsmaterIala, z.8. fhromnickelstahl, umgeben, der mit einem Mantel 3 aua einem elektrisch isolierenden Werikstoff, z.B. einer Volle eines wärmebeständigen Kunststoffee, unterlegt ist. An einen Buden ist der Heizmantel mittels Stromanschlu8-3chellen 4 uni 5 auf dem Stab 1 festgeklemmt. Consisting of a metal of high strength and high thermal expansion, for example, brass, duralumin, and the like, manufactured presented expansion rod 1 may have an arbitrary cross section. ? 1g. 2 shows a circular and FIG. 3 a three- edged cross-sectional farm. The expansion rod 1 is over almost its entire length vcn a heating jacket 2 made of sheet metal of a resistance material, e.g. fhromnickelstahl, which is lined with a sheath 3 aua an electrically insulating Werikstoff, for example a Full a heat-resistant synthetic Stoffee surrounded. The heating jacket is clamped to one of the booths on the rod 1 by means of Stromanschlu8-3chellen 4 and 5.

An den Bnden der Stabes 1 sind durch eingepreßte Stahlkugelxt 6 und ? klar definierto und verschleißfeste Lagerpunkte geschaffen. On the bands of the rod 1 are pressed steel balls 6 and? clearly defined and wear-resistant bearing points created.

Claims

A n e pr üche 1_. Expansion rod heated indirectly by the heating current of an electrical heating device for use in temperature regulators, characterized in that it (1) has a heating jacket (2) formed from sheet metal of a resistance material and underlaid with a jacket (3) made of an insulating material . 2. Expansion rod according to claim 1, characterized in that the Hefzmantei (2) is fixed at its two ends by means of Strorransahlußschellen (4,5) au f your rod. 3. Expansion rod nr.ch claim 1 and 2, characterized in that its end-face pressure surfaces are equipped with pressed-in steel balls (6, 'j) . 4. Expansion rod according to claim 1 to 3, characterized in that it is profiled so that it has line contact to the heating jacket (2) to the insulating jacket (3) at at least three points of its circumference . 5. Expansion rod according to claim 1 to 4, characterized in that the heating element (2) has a perforation that is like a sieve in its electrical conductivity.