Temperaturfühler für Thermostate. Die Erfindung bezieht sich auf Tempe raturfühler für Thermostate.
Die in jeder thermischen Anlage auftre tenden Verzögerungen zwischen der Tempe ratur der Wärmequelle und der Temperatur des Thermostaten haben Regelschwankungen zur Folge, welche durch Einbau von Rück führungen in die Thermostate dadurch herab gesetzt bezw. ausgeschaltet werden können, dass diese Rückführungen bei thermischen Regulierungsvorgängen eine Dämpfung er zeugen.
Die Erfindung betrifft nun einen Tempe raturfühler für Thermostate, der sich da durch auszeichnet, dass er zwei temperatur abhängige Organe aufweist, die einander ent gegenwirken und von denen das eine auf Temperaturänderungen rascher anspricht als das andere.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen erläutert, wobei Fig. 1 bis 6 verschiedene Ausführungs beispiele des Temperaturfühlers, Fig. 7 und 8 charakteristische Diagramme darstellen.
Bei dem Temperaturfühler gemäss Fig. 1 besteht ein temperaturempfindliches Organ, in diesem Falle der schneller ansprechende Fühler, aus einem Ausdehnungsrohr 1 aus Messing oder dergleichen, sowie aus dem innerhalb desselben angeordneten Stab 2 aus Tnvarstahl oder dergleichen, der die Längen änderungen des Ausdehnungsrohres 1 auf den Kontaktarm 3 des Steuerorganes. über trägt.
Gemäss diesem Ausführungsbeispiel ist nun der Stab 2 unten nicht bis zum Ende des Ausdehnungsrohres 1 geführt, sondern es ist ein aus demselben Material wie da.s Ausdehnungsrohr bestehendes Kompensa- tions- bezw. Verzögerungsorgan 4 (langsamer ansprechender Fühler) eingeschaltet. Seine Wirkung ist derjenigen des Ausdehnungs rohres entgegengesetzt. Das Kompensations stück 4 ist einerseits am einen Ende 5 des Stabes 2 in geeigneter Weise befestigt, wäh rend es am andern Ende 6 in geeigneter Weise mit dem Ende des Rohres 1 verbunden ist, und zwar so, dass eine innige Verbindung der befestigten Teile besteht.
Das Kompen sationsstück ist zur Aufnahme verschieden grosser Körper eingerichtet, so dass andere Verzögerungszeiten erzielt werden können.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Temperaturfühlers stellt Fig. 2 dar, bei wel chem der schneller ansprechende Fühler aus einem in Schraubenform gewundenen Bimetallstreifen 8 besteht, während der lang samer ansprechende Fühler aus einem mit ihm gekuppelten, in dessen Innern angeord neten zweiten, schraubenförmig gewundenen Bimetallstreifen 9 von entgegengesetztem Wicklungssinne und mit einer grösseren Wärmeträgheit behaftet, besteht. Seine Wir kung ist derjenigen des schneller ansprechen den Fühlers entgegengesetzt.
Hierbei ist die innere Bimetallschraube 9 mit dem einen Ende mit einem als Befestigung für das Übertragungsorgan 10 dienenden Block 11 und mit dem andern Ende mit dem Ende der äussern Bimetallschraube 8 verbunden. Für die beiden genannten Beispiele ist es wesentlich, da,ss der schneller ansprechende Fühler eine möglichst kleine Wärmeträgheit besitzt, während diejenige des langsamer an sprechenden Fühlers entsprechend gross sein muss.
Sowohl beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 als auch bei demjenigen nach Fig. 2 ist die Wärmeträgheit des langsamer anspre chenden Fühlers durch verschiedenartige Mittel veränderbar. So kann z. B. bei dem Kompensationsstück 4 nach Fig. 1 dessen Trägheit dadurch verändert werden, dass sogenannte Massenelemente aus verschieden artigen Materialien und in verschiedenartiger Form mit dem Kompensationsorgan verbun den bezw. in dieses eingesetzt werden. So können z. B. Hülsen mit verschieden dicken Wänden oder auch massive Bolzen Verwen dungen finden.
Auch kann in das Innere des Kompensationsorganes eine Pulver- oder Körnerfüllung aus Metall oder Nichtmetall eingebracht werden. Beim Ausführungsbei- spiel nach Fig. 2 kann die Trägheit des lang samer ansprechenden Fühlers (innere Bi metallschraube 9) in der vorerwähnten Weise z. B. durch einen angeschraubten Bolzen 1, oder auch durch geeignete Bemessung des Verhältnisses zwischen Volumen und Ober fläche desselben erreicht bezw. verändert werden.
Als weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 3 ein Temperaturfühler für einen Anlegethermostaten dargestellt. Das Doppelgehäuse 17 besteht samt der Grunl- platte 1.8, welche gegen eine Unterlage, z. B. eine Rohrleitung 1.9, gedrückt wird, aus einem gut wärmeleitenden Material. Der der Grundplatte näherliegende Gehäuseteil 20, enthaltend den schneller ansprechenden Füh ler 21 in Form einer Bimetallspirale, kann zwecks schneller Wärmeübertragung mit einem gut wärmeleitenden Material, beispiels weise Kupferpulver, aufgefüllt sein.
Per äussere Gehäuseteil \?2 dagegen mit dem langsamer ansprechenden und entgegen gesetzt gewickelten Fühler 23 enthält zwecks langsamerer Wärmeübertragung Luft oder irgendeine Isolierpulverfüllung. Die Trägheit des langsamer ansprechenden Fühlers kann auch durch das Querschnitt-Oberfläehenver- hä,ltnis seines Biinetallbandes verändert wer den. Der Aufbau ist im übrigen so, dass die Bewegungen der beiden Fühler wie bei den vorerwähnten Beispielen einander entgegen wirken.
In Fig.4 ist ein weiteres Beispiel eines Temperaturfühlers für einen Anlegethermo staten gezeigt. Die äussere Bimetallspirale 24 ist der schneller ansprechende Fühler; er kann ebenfalls wie beim Beispiel nach Fig. 3 in einer Kupferpulverfüllung eingebettet sein. Die innere. entgegengesetzt gewickelte Bimetallspirale ?5 ist der langsamer anspre chende Fühler, der in Luft oder in irgend einer Pulvn_-füllung angeordnet ist, de schlechter wärni.eleitet als diejenige des schneller ansprechenden Fühlers.
Die Träg heit des langsamer ansprechenden Fühlers kann auch durch das Q.uerschnitt-Ober- fläelienverhältnis seines Bimetallbandes verändert werden. Das Gehäuse 25a trennt die beiden Spiralen voneinander.
Fig. 5 stellt ein weiteres Ausführungs beispiel eines Temperaturfühlers für einen Anlegethermostaten dar, dessen Achse 26 parallel zur Anlegefläche 27 liegt. Der An fang der Bimetallschraube des schneller an sprechenden Fühlers 28 ist im gut wärme leitenden Gehäuse 29 bei 30 befestigt. Seine Drehbewegung überträgt sich bei 31 auf die Achse 26, welche bei 32 mit der entgegen gesetzt gewickelten Bimetallschraube 33 des langsamer ansprechenden Fühlers gekuppelt ist. Das freie Ende 34 desselben überträgt seine Drehbewegung über den Teil 35 auf das Steuerorgan.
Der Hohlraum des schneller ansprechenden Fühlers kann auch hier wie der mit einem gut wärmeleitenden Medium, derjenige des langsamer ansprechenden Füh lers mit Luft oder mit einem schlechter lei tenden Medium aufgefüllt sein als der Hohl raum des schneller ansprechenden Fühlers. Die Trägheit kann aber auch durch das Quer schnitt-Oberflächenverhältnis der Bimetall schraube 33 verändert werden.
Fig.6 stellt als weiteres Beispiel einen Temperaturfühler dar, der aus einem oben und unten geschlossenen Hohlzylinder 36 und einem innerhalb desselben angeordneten Kolben 37 besteht. Beide Körper sind mit der gleichen oder mit verschiedenen Aus dehnungsflüssigkeiten oder mit leicht ver- dampfbarer Flüssigkeit vollständig oder teilweise angefüllt. Sie stehen je durch ein getrenntes Kapillarrohr 38, 39 und den Federkörpern 39a, 40 über das Gestänge 41 mit dem Steuerorgan 42 des Thermostaten in Verbindung. Der Hohlzylinder 36 stellt den schneller, der Kolben 37 den langsamer an sprechenden Fühler dar.
Die Wärmeübertra gung auf den langsamer ansprechenden Füh ler kann durch sein Querschnitt-Volumen- verhältnis, durch grossen Luftzwischenraum oder eine schlechtwärmeleitende Pulverfül lung des Hohlzylinders verändert werden. Das Prinzip dieses konstruktiven Vorschlages ist wiederum dasselbe wie bei den bisherigen Vorschlägen, indem durch einen kombinier- ten Temperaturfühler, bestehend aus einem schneller und einem langsamer ansprechenden Fühler, die gleiche Rückführwirkung erzielt wird.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Temperaturfühler ist folgende: Wird beispielsweise der Temperaturfühler nach Fig. 1 einer Temperaturänderung aus gesetzt, so erfährt vorerst nur das Ausdeh nungsrohr 1 (schneller ansprechender Fühler) eine Längenänderung, während der am Stab 2 als Verlängerung befestigte langsamer an sprechende Fühler 4 infolge seiner Ausbil dung und Anordnung innerhalb des schneller ansprechenden Fühlers zunächst keine Län genänderung erfährt. Der schneller anspre chende Fühler arbeitet somit anfänglich wie ein um den Teil A verlängerter Fühler und schliesst einen der beiden Kontakte k oder<B>-tu</B> des Steuerorganes. Erst nach einer gewisser. Zeit erfährt auch der langsamer ansprechende Fühler 4 eine Längenänderung.
Die Tempe ratur des langsamer ansprechenden Fühlers 4 wird somit je nach der Temperaturänderungs- geschwindigkeit mehr oder weniger derjeni gen des schnellen Fühlers 1 nacheilen. Im Beharrungszustand des Temperaturfühlers ist ein Teil der vorangegangenen Dehnung des längeren, schneller ansprechenden Fühlers entsprechend den Dehnungen .des in entgegen gesetzter Richtung wirkenden, langsamer an sprechenden Fühlers kompensiert. Es. bleibt somit nur noch die Dehnung eines Teilstückes des schneller ansprechenden Fühlers bestehen, welches durch den langsamer ansprechenden Fühler nicht kompensiert wird.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 tritt die .gleiche Wirkung in Erscheinung. Je nach der Temperaturänderungsgeschwin- digkeit, welcher der Temperaturfühler aus gesetzt wird, eilt die Temperatur des lang samer ansprechenden Fühlers 9 derjenigen des schneller ansprechenden Fühlers nach. Im Beharrungszustand ist ein Teil der voran gegangenen Drehbewegung desselben durch den langsamer ansprechenden Fühler kom pensiert. Es bleibt daher nur noch die Dreh bewegung eines Teilstückes bestehen, welches durch den langsamer ansprechenden Fühler nicht kompensiert wird.
Die sinngemäss gleiche Wirkungsweise ist den weiteren Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 bis 6 eigen.
Die thermische Rückführung ist bei den genannten Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 6 dadurch gegeben, dass der schneller ansprechende Fühler normalerweise möglichst trägheitslos auf das Steuerorgan einwirkt, während infolge des nacheilend zur Wirkung kommenden langsamer ansprechen den Fühlers beispielsweise der Kontakt 7e resp. 2v entsprechend der Temperaturände- rungsgeschwindigkeit um einen bestimmten Betrag vor Erreichen des Sollwertes schliesst.
Bei geeigneter Bemessung des langsamer an sprechenden Fühlers entspricht dieser Betrag der Grösse der in einer thermischen Anlage auftretenden Regelverzögerung, so dass eine Überregelung resp. eine zu grosse Regel schwankung vermieden werden kann.
Die Wirkung der Nacheilung des lang samer ansprechenden Fühlers gegenüber dem schneller ansprechenden Fühler kommt, wie leicht einzusehen ist, einer Sollwertfälschung gleich, und zwar ist diese Wirkung abhängig von der Temperaturänderungsgeschwindig-. keit. In dem 14lasse, wie sich die Temperatur des genannten langsamer ansprechenden Füh lers derjenigen des schneller ansprechenden Fühlers nähert, reduziert sich die Fälschung des Sollwertes. Sie wird im Endzustand bei vollständigem Temperaturausgleich des Tem peraturfühlers wieder aufgehoben.
Die Wir kung des langsamer ansprechenden Fühlers kommt einer doppelseitigen elastischen Rück führung bei zu- und abnehmender Tempera tur gleich.
Die technische Besonderheit der beschrie benen Beispiele liegt also darin, dass der Temperaturfühler ohne Fremdenergie eine Rückführwirkung ausübt.
Fig.7 stellt graphisch den Temperatur verlauf für irgendein Ausführungsbeispiel des Temperaturfühlers dar, und zwar einzeln für den schneller und den langsamer anspre chenden Fühler für eine konstante Tempe- raturänderungsgeschwindigheit des zu regu lierenden Mediums. Die Kurve dTl stellt in Funktion der Zeit den Verlauf der Tempe ratur des schneller ansprechenden Fühlers und 8T2 denjenigen des langsamer ansprechen den Fühlers dar. Die beliebig aus den dazu gehörigen Ordinaten, z. B.
OB und<B>O A,</B> zur Zeit t auf den beiden Kurven bTl und ÖT2 gebildeten Differenzen 8T1-8T, zwischen den Temperaturen des schneller und des langsamer ansprechenden Fühlers stellen ein Mass für die Voreilung des Steuerorganes dar.
Die Kurve O'Tll , die man durch Addition der Differenz ÖTi - aT2 <I>= AB =</I> BC zum Tem peraturverlauf bTi <I>= OB</I> des schneller an sprechenden Fühlers erhält, stellt die vor getäuschte Temperatur irr = 0C dar, das heisst der Gesamttemperaturfühler wirkt so auf das Steuerorgan, wie wenn seine Tem peratur nach der fiktiven Kurve ör, verlau fen würde.
Der Verlauf dieser Kurve ist durch verschiedene Bemessung des Längen verhältnisses zwischen dem schneller und dem langsamer ansprechenden Fühler ver änderbar. Die genannte Differenz dTl-8T2 ist die Grösse der in Erscheinung tretenden Temperatur-Sollw ertfälschung, welche im praktischen Fall das Erreichen eines be stimmten Sollzustandes vortäuscht.
Aus diesen Erläuterungen ist leicht ein zusehen, dass sich die Charakteristik der Schaltdifferenz eines Thermostaten, welcher mit einem der genannten Temperaturfühler versehen ist, in Abhängigkeit der Tempera- turänderungsgeschwindigkeit T' je nach der Trägheit des langsamer ansprechenden Füh lers verändern lässt.
In Fig. 8 sind die Verhältnisse an Hand eines Diagrammes dargestellt. Für alle Varianten des langsamer ansprechenden Füh lers bildet die Schaltdifferenz bei unendlich langsamer Temperaturänderung, das heisst die statische Schaltdifferenz (0-P in Fig.8) den Ausgangspunkt.. Die Gerade a in Fig. 8 stellt den Verlauf der Schaltdifferenz in Funktion der Tempera.turänderungsgeschwin- digkeit T' für einen üblichen Temperatur fühler ohne das zusätzliche Kompensations- stück dar.
Bei Einbau eines solchen Kom pensationsstückes (langsam ansprechender Fühler) nimmt die Neigung der Geraden a ab und kann beispielsweise den Verlauf ent sprechend den Geraden<I>b, c, d</I> und e nehmen. Bei besonderer Dimensionierung des langsam ansprechenden Fühlers., unter Berücksichti gung des Quotienten
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(Zeitkonstante des schnell ansprechenden Fühlers = T5, Zeit konstante des langsam ansprechenden Füh lers = T1), gelingt es beispielsweise, die dynamische Schaltdifferenz, das heisst die Schaltdifferenz bei irgendeiner Temperatur- änderungsgeschwindigkeit unabhängig von dieser Geschwindigkeit stabil und .gleich gross wie die statische Schaltdifferenz zu halten,
wobei dann die entsprechende Gerade den Verlauf nach c nimmt. Bei diesem Verlauf erreicht man, dass der Thermostat unab hängig von der Temperaturänderungs- geschwindigkeit des Mediums arbeitet, das heisst so wie wenn er trägheitslos wäre. Die Gerade e schneidet die Abszisse bei der Temperaturänderungsgeschwindigkeit v', das heisst die Schaltdifferenz wird für diesen Zu stand gerade aufgehoben. Im schraffierten Bereich unterhalb der Abszisse erfolgen die Vorabschaltungen von solcher Grössenord nung, dass sie mehr als den Betrag der sta tischen Schaltdifferenz ausmachen.
Aus dem Diagramm gemäss Fig.8 ist ferner zu ent nehmen, dass sich der Sollwert für Tempera- turänderungsgeschwindigkeiten bei Tempera turzunahme gleich derjenigen bei Tempera turabnahme nicht verändert. Ist sie bei Tem peraturzunahme grösser, so fällt der Sollwert, und umgekehrt, ist sie bei Temperatur zunahme kleiner, so steigt der Sollwert.
Einer Überregelung, das heisst einem Pendeln der Temperatur wird bei den be schriebenen Ausführungsbeispielen also da durch entgegengewirkt, dass durch die er wähnten belastungsabhängigen (temperatur- änderungsgeschwindigkeitsabhängigen) Soll wertfälschungen die Regulierung bei rascher Temperaturänderung jeweils schon vor Er- reichen des Sollwertes betätigt wird (Vorab- Schaltung).
Ausserdem kann die Unempfindlichkeit eines Thermostaten in Abhängigkeit der Temperaturänderungsgeschwindigkeit stabil gewählt werden oder sogar so, dass sie bei zunehmender Geschwindigkeit abnimmt. Die letztgenannte Eigenschaft stellt gegenüber den bisher gebräuchlichen Thermostaten ebenfalls eine Neuerung dar, welche .geeignet ist, die Steuerung von Reguliervorgängen zu fördern.
Die Erfindung ist nicht auf die dar gestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist es möglich, die Länge des langsamen Fühlers beliebig zu wählen, z. B. so, dass der langsamer ansprechende Fühler im wesentlichen die gleiche Dehnung besitzt wie der schneller ansprechende Fühler. Der Temperaturfühler reagiert dann nicht mehr auf verschiedene statische Temperatur zustände, sondern nur noch auf Temperatur- änderungsgeschwindigkeiten.
Temperature sensors for thermostats. The invention relates to Tempe temperature sensor for thermostats.
The delays occurring in any thermal system between the tempe temperature of the heat source and the temperature of the thermostat result in control fluctuations, which by installing feedback in the thermostats thereby reduced or. it can be switched off that these feedbacks produce a damping during thermal regulation processes.
The invention now relates to a temperature sensor for thermostats, which is characterized by the fact that it has two temperature-dependent organs that counteract each other and of which one responds to temperature changes more quickly than the other.
Embodiments of the invention are explained in the following description with reference to the drawings, with FIGS. 1 to 6 different embodiment examples of the temperature sensor, FIGS. 7 and 8 represent characteristic diagrams.
In the temperature sensor according to FIG. 1, there is a temperature-sensitive element, in this case the faster responding sensor, from an expansion tube 1 made of brass or the like, as well as from the rod 2 made of Tnvar steel or the like, which is arranged within it and which changes the length of the expansion tube 1 the contact arm 3 of the control unit. over carries.
According to this exemplary embodiment, the rod 2 is not guided down to the end of the expansion tube 1, but rather a compensation or expansion tube made of the same material as the expansion tube. Delay device 4 (slower responding sensor) switched on. Its effect is opposite to that of the expansion tube. The compensation piece 4 is on the one hand attached to one end 5 of the rod 2 in a suitable manner, while it is connected at the other end 6 in a suitable manner to the end of the tube 1, in such a way that there is an intimate connection of the fastened parts.
The compensation piece is set up to accommodate bodies of different sizes so that other delay times can be achieved.
Another embodiment of the temperature sensor is shown in Fig. 2, in wel chem the faster responsive sensor consists of a helically wound bimetallic strip 8, while the slower responsive sensor consists of a second, helically wound bimetal strip 9 coupled to it and arranged inside it of opposite winding sense and afflicted with a greater thermal inertia exists. Its effect is opposite to that of the faster responding feeler.
Here, the inner bimetal screw 9 is connected at one end to a block 11 serving as a fastening for the transmission element 10 and at the other end to the end of the outer bimetal screw 8. For the two examples mentioned, it is essential that the faster responding sensor has the lowest possible thermal inertia, while that of the slower responding sensor must be correspondingly large.
Both in the embodiment of FIG. 1 and that of FIG. 2, the thermal inertia of the slower responding sensor can be changed by various means. So z. B. in the compensation piece 4 according to FIG. 1 whose inertia can be changed in that so-called mass elements made of different materials and in different forms with the compensation organ verbun the respectively. be used in this. So z. B. sleeves with walls of different thicknesses or massive bolts are used.
A powder or grain filling made of metal or non-metal can also be introduced into the interior of the compensation device. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the inertia of the slower responsive sensor (inner bi-metal screw 9) in the aforementioned manner, for. B. by a screwed bolt 1, or by appropriate measurement of the ratio between volume and upper surface of the same achieved or. to be changed.
As a further embodiment of the invention, a temperature sensor for a contact thermostat is shown in FIG. The double housing 17 is made up of the base plate 1.8, which is secured against a base, e.g. B. a pipe 1.9, is pressed, made of a highly thermally conductive material. The housing part 20 closer to the base plate, containing the faster responsive Füh ler 21 in the form of a bimetal spiral, can be filled with a highly thermally conductive material, for example copper powder, for the purpose of faster heat transfer.
By contrast, the outer housing part 2 with the more slowly responding and oppositely wound sensor 23 contains air or some kind of insulating powder filling for the purpose of slower heat transfer. The inertia of the sensor, which responds more slowly, can also be changed by the cross-section-surface ratio of its bi-metal strip. The structure is otherwise such that the movements of the two sensors counteract each other as in the examples mentioned above.
In Figure 4, another example of a temperature sensor for a Anlegethermo is shown. The outer bimetallic spiral 24 is the faster responding sensor; it can also be embedded in a copper powder filling, as in the example according to FIG. 3. The inner one. oppositely wound bimetallic spiral? 5 is the slower responding sensor, which is placed in air or in some kind of powder filling, which conducts heat less well than that of the faster responding sensor.
The inertia of the more slowly responding sensor can also be changed by the cross-section-surface ratio of its bimetal strip. The housing 25a separates the two spirals from one another.
5 shows a further embodiment example of a temperature sensor for a contact thermostat, the axis 26 of which is parallel to the contact surface 27. At the beginning of the bimetal screw of the faster speaking sensor 28 is fixed in the housing 29 with good thermal conductivity at 30. Its rotary movement is transmitted at 31 to the axle 26, which is coupled at 32 to the oppositely wound bimetal screw 33 of the more slowly responding sensor. The free end 34 of the same transmits its rotary movement via the part 35 to the control member.
The cavity of the faster responding sensor can be filled with air or with a poorer conducting medium than the cavity of the faster responding sensor like that with a good heat conducting medium, that of the slower responding Füh lers with air. The inertia can also be changed by the cross-sectional surface ratio of the bimetal screw 33.
As a further example, FIG. 6 shows a temperature sensor which consists of a hollow cylinder 36, which is closed at the top and bottom, and a piston 37 arranged inside the same. Both bodies are completely or partially filled with the same or with different expansion liquids or with easily evaporable liquid. They are each connected to the control element 42 of the thermostat via a separate capillary tube 38, 39 and the spring elements 39a, 40 via the linkage 41. The hollow cylinder 36 represents the faster, the piston 37 the slower speaking sensor.
The heat transfer to the more slowly responding sensor can be changed by its cross-section-volume ratio, by a large air gap or by a poorly heat-conducting powder filling of the hollow cylinder. The principle of this constructive proposal is again the same as in the previous proposals, in that the same feedback effect is achieved by a combined temperature sensor consisting of a faster and a slower responding sensor.
The mode of operation of the temperature sensors described is as follows: If, for example, the temperature sensor according to Fig. 1 is exposed to a temperature change, only the expansion tube 1 (faster responding sensor) experiences a change in length, while the sensor 4 attached to the rod 2 as an extension is slower to speak As a result of its training and arrangement within the faster responding sensor, no length changes initially. The faster responding sensor thus initially works like a sensor lengthened by part A and closes one of the two contacts k or <B> -tu </B> of the control element. Only after a certain one. Time also the more slowly responding sensor 4 experiences a change in length.
The temperature of the more slowly responding sensor 4 will thus lag more or less that of the fast sensor 1, depending on the rate of temperature change. In the steady state of the temperature sensor, part of the previous expansion of the longer, faster responding sensor is compensated for in accordance with the expansion of the slower speaking sensor acting in the opposite direction. It. thus only the stretching of a section of the faster responding sensor remains, which is not compensated by the slower responding sensor.
In the embodiment according to FIG. 2, the same effect occurs. Depending on the rate of temperature change to which the temperature sensor is exposed, the temperature of the more slowly responding sensor 9 lags behind that of the faster responding sensor. In the steady state, part of the previous rotational movement is compensated by the slower responding sensor. There is therefore only the rotary movement of a section, which is not compensated by the slower responding sensor.
The similar mode of operation is inherent in the further exemplary embodiments according to FIGS. 3 to 6.
The thermal feedback is given in the mentioned embodiments according to FIGS. 1 to 6 in that the faster responding sensor normally acts on the control element with as little inertia as possible, while the sensor, for example, the contact 7e resp. 2v closes according to the rate of temperature change by a certain amount before the setpoint is reached.
With a suitable dimensioning of the slower speaking sensor, this amount corresponds to the size of the control delay occurring in a thermal system, so that an overregulation resp. too large a rule variation can be avoided.
The effect of the lag of the slower responding sensor compared to the faster responding sensor is, as is easy to see, tantamount to falsifying the setpoint, and this effect is dependent on the rate of temperature change. speed. The falsification of the setpoint is reduced by the fact that the temperature of the said more slowly responding sensor approaches that of the faster responding sensor. In the final state, it is canceled again when the temperature sensor is completely equalized.
The effect of the more slowly responding sensor is equivalent to a double-sided elastic return with increasing and decreasing temperature.
The special technical feature of the examples described is that the temperature sensor has a feedback effect without external energy.
7 graphically shows the temperature profile for any embodiment of the temperature sensor, specifically for the faster and the slower responding sensor for a constant rate of change in temperature of the medium to be regulated. The curve dTl represents as a function of time the course of the tempe temperature of the faster responding sensor and 8T2 that of the slower responding the sensor. The arbitrary from the associated ordinates, z. B.
OB and <B> O A, </B> at time t on the two curves bT1 and ÖT2 formed differences 8T1-8T between the temperatures of the faster and slower responding sensor represent a measure of the advance of the control element.
The O'Tll curve, which is obtained by adding the difference ÖTi - aT2 <I> = AB = </I> BC to the temperature curve bTi <I> = OB </I> of the faster speaking sensor, represents the pretended one Temperature irr = 0C, i.e. the overall temperature sensor acts on the control unit as if its temperature were to run according to the fictitious curve ör.
The course of this curve can be changed by varying the length ratio between the faster and the slower responding sensor. The above-mentioned difference dT1-8T2 is the size of the falsification of the temperature setpoint which, in the practical case, simulates that a certain setpoint has been reached.
From these explanations it is easy to see that the characteristic of the switching differential of a thermostat, which is provided with one of the named temperature sensors, can be changed as a function of the temperature change rate T 'depending on the inertia of the more slowly responding sensor.
In Fig. 8 the relationships are shown on the basis of a diagram. For all variants of the more slowly responding sensor, the switching differential for infinitely slow temperature change, i.e. the static switching differential (0-P in Fig. 8), forms the starting point. The straight line a in Fig. 8 represents the course of the switching differential as a function of the temperature .tur change speed T 'for a conventional temperature sensor without the additional compensation piece.
When installing such a compensation piece (slowly responding sensor), the slope of the straight line a decreases and can, for example, take the course corresponding to the straight lines <I> b, c, d </I> and e. With special dimensioning of the slowly responding sensor., Taking into account the quotient
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(Time constant of the rapidly responding sensor = T5, time constant of the slowly responding sensor = T1), it is possible, for example, to keep the dynamic switching differential, i.e. the switching differential at any rate of temperature change independent of this speed, stable and of the same size as the static switching differential to keep,
where the corresponding straight line then takes the course to c. With this curve, one achieves that the thermostat works independently of the temperature change rate of the medium, that means as if it were inertia. The straight line e intersects the abscissa at the rate of temperature change v ', that is, the switching difference is just canceled for this state. In the hatched area below the abscissa, the pre-shutdowns are of such magnitude that they make up more than the amount of the static switching difference.
From the diagram according to FIG. 8 it can also be seen that the setpoint value for the rate of temperature change does not change when the temperature increases, equal to that when the temperature decreases. If it is greater when the temperature rises, the setpoint falls, and vice versa, if it is smaller when the temperature rises, the setpoint increases.
An overregulation, i.e. a fluctuation of the temperature, is counteracted in the exemplary embodiments described by the fact that the aforementioned load-dependent (temperature change rate-dependent) setpoint falsifications trigger the regulation in the event of a rapid temperature change before the setpoint is reached (preliminary - circuit).
In addition, the insensitivity of a thermostat can be selected to be stable as a function of the rate of temperature change or even so that it decreases with increasing speed. The latter property is also a novelty compared to the previously used thermostats, which is suitable for promoting the control of regulation processes.
The invention is not limited to the exemplary embodiments presented. In particular, it is possible to choose any length of the slow probe, e.g. B. so that the more slowly responding probe has essentially the same expansion as the faster responding probe. The temperature sensor then no longer reacts to various static temperature states, but only to the rate of temperature change.