"~ Anze iger for Sch idlingskunde. Vl. Jahrgang1930.

Wie man sich einfache Thermostaten selbst herstel len kann. Von

K. Friederichs und P. Steiner. (Mit 6 Abbildungen.)

Bei Gelegenheit der Versammlung der Deut- der ebenfalls ,nit Masehendraht fiberspannt ist. Es schen Gesellschaft f(ir angewandte Entomologie in hat unten 4 Ffigehen, mit denen es auf den beiden Rostock zeig'te sich, dab die Thermostaten, die wir seitlichen Grundleisten des Thermostaten ruht. selbst hergestellt haben, das lebhafte Interesse Die Ri~ckwand des Thermostaten wird dutch mancher Besucher fanden. In der Tat mag es 2 Tiiren gebildet, deren obere den Kfihlraum ab- ffir Institute, die mit geringen Mitteln arbeiten, sehliegt, die untere den Versuehs- und Heizraum.

wertvoll sein, sieh ohne groge Kosten Apparate, Die I s o l i e r u n g des T h e r m o s t a t e n . die den bisher fibliehen Ansprfiehen genfigen, selbst beschaffen zu kSnnen, und wir lassen daher Um in unseren Thermostaten aueh mit Tages- eine ins einzelne gehende Beschreibung folgen, licht arbeiten zu k6nnen, haben wir die vordere

Wand des Versuehsraumes naeh augen dureh die teils auf den Erfahrungen beruht, die der "r S erstgenannte \erfas~er in Amerikamaehte, teils auf zwei im gegenseitigen Abstand yon 10 mm in

den Holzrahmen eingelassene, nach augen und denen, die der zweitgenannte als Werkstudent in tier Elektrotechnik erwarb, endlieh auch auf Versuehen. innen verkittete Glasseheiben abgesehlossen. Die

Das Gerf is t (Abb. 2) des Thermostaten be- Glasseheiben und die dazwisehen befindliche Luft- schieht bewirken eine genfg'end starke Isolierung steht aus Holzleisten von 30 mm 2 St~irke, die

einen nutzbaien Raum yon 400 x 34~0x700 mm und gestatten auger Experimenten mit licht- umschlieBen. Der Innenraum des Thermostaten bediirftigen Versuchstieren ein 1Jberwachen des besteht aus drei Etagen, deren untere zur Auf- Versuchs yon augen ohne Offnen der Tfire. Alle nahme der Witrmequelle bestimmt ist; darfiber fibrigen W~inde des Thermostaten, auch Deeke befindet sieh der groge Versuehsraum und oben und Tfir, bestehen aus Isolierplatten, welche dem ein Kiihlraum, in welchem Beh~lter mit Eis hNzernen Grundgerfist lest aufgesehraubt sind.

Als Isolierplatten verwendeten wir mit gleieh untergebmehtwerden k~nnen, die bei hoher Augen- temperatur die Temperatur des Versuchsraumes gutem Erfolg bezfiglieh der isolierenden Wirkung

das deutsche Fabrikat To r fo l eum, das, wie der auf ein gewfinsehtes Maf~ herabdr~ieken k~nnen. Name besagt, ein Torfpraparat ist und ein ausl/indi- Der Kfihlraum hat eine HShe yon 200 ram,

der Versuchsraum eine solehe von 400 mm, der sehes: I n s u l i t e , ein Holzfaserpr/iparat. Zu be- Heizraum 100. Der Kfihlraum wird vom Ver- ziehen ist Torfoleumdurch d i e T o r f o l e u m w e r k e , suehsraum dureh eine 1 mm starke Bleehplatte P o g g e n h a g e n b. N e u s t a d t a. Rf ibenberge abgesehlossen; sie ruht auf 4 Leisten, die in ent- (Hannover), Insulite dureh: I n s u l i t e - G e n e r a l -

v e r t r i e b J. F. Mfiller & Sohn A.-G., Hamburg , spreehender HShe in den ftolzrahmen eingelassen Vierl~inderstraBe 300. sind. Die Bleehplatte wird mit Schrauben auf den Querleisten befestigt. In halber HShe des Die von tins verwendeten Isolierplatten hatten Versuehsraumes befinden sieh ebenfalls 2 Quer- eine St~rke yon 30 mm (Torfoleumplatte) oder leisten, yon denen eine zur Befestigung des 15 mm (Insuliteplatte). Das IsolierungsvermSgen Regulators dient; bei Bedarf kann man auf beide ist bei beiden unter diesen Bedingungen gleieh Leisten einen Holzrost auflegen, dureh welehen gut. Insulite ist fester, lggt sieh daher besser der Versuehsraum in 2 Etagen unterteilt wird, bearbeiten und ist weniger empfindlieh gegen was bei Arbeiten mit einer grSgeren Anzahl von Druek und Stog. Die Isolierw~tnde werden zweek- kleinen Versuehsbehaltern zweekm~,fiig ist. Heiz- m~gig noeh mit einer 3 mm starken Pappe fiber- raum und Versuehsraum sind dureh eine Holz- zogen, wodureh die Isolierung erhSht wird und platte voneinander getrennt, welehe den Isolier- der Thenuostat ein besseres Aussehen erh~lt. platten der Seitenwande lest anliegt, dagegen in Die Pappe wird mit denselben Sehrauben, die Riehtung der Vorder- und Rfiekwand (Tiir) des Ver- aueh die Isolierplatten an dem Holzgergt be- suehsraumes dureh einen Masehendraht von 1 mm festigen, auf diesen festgehalten. Masehenweite die genannten R~tume gegeneinander Die Hei zung absehliegt (Abb. 3). Das IIolzbrett hat zweeks Dureh- (Abb. 4) erfolgt auf elektrisehem Wege. Als lassens der Wgrme an der Seite, wo aueh der Re- Heizwiderstand verwendeten wir einen 10 m gulator h~ngt, einen Aussehnitt yon 80 >< 30 mm, langen emaillierten Niekelindraht von 0,2 into

Anzeigor fiir Schiidlingskundo. VI . Jahrgaag . 11. Heft. 11

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Quersehnitt. 1) Zur Montage des Widerstands- drahtes dient ein Holzbrett yon 300 mm L~tnge und Breite, auf welehem an zwei R~ndern im Abstand yon ca. 10 mm je 60 di~nne N~gel ein- gesehlagen sind. Der Draht soll etwa 10 mm iiber dem Holzbrett an den N~geln aufgespannt sein. Unter dem Draht liegt eine das Brett be- deekende Ast,estplatte, die das Hotzbrett vor zu starker Erw'Xrmung seh~itzt. Der Widerstands- draht wird an seinen beiden Enden mit 2 gut isolierten Klingeldrahten x-erbunden und diese werden an ein ,,Verbindungsst~ick" angesehlossen, welches mit dem vorhandenen Stromkreis yon 110 bezw. 2'_)0 Volt verbunden wird.

~Vie man sich einfache Thermostaten usw. 1-15. 11. 193o L Heft 11.

diese Weise mggliehst sehnell die Temperatur des Versuehsraums vermittelt wird.

Die T h e r m o r e g u l i e r u n g gesehieht dureh einen Toluol-Queeksilberregulator (Abb. 6) 1) in Verbindung mit einem Sehwaeh- stromrelais. Der Regulator ist folgendermallen gebaut: Eine Kapillarr/Shre mit einer liehten WeRe yon 2--2,5 toni wird ]JakenfSrmig gebogen und der ]dirzere Sehenkel zugesehmolzen. Letzterer wird zu einer 12--15 mm im Durehmesser starken und 100 mm langen Erweiterung aus- gel-,lasen. Die Erweiterung wird mit Toluol, der untere U-Bogen mit Queeksilber gefiillt. Etwa in gleieher tf~)he mit der unteren Verengung des

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Abb. 1. Zwei Thermostaten yon vorne (Glaswand). Das Heizg'itter l iegt in dem linken Thermostaten quer (wie in Abb. 4), in dem reehten [~ing's. In der 3Iitte hiingt ein Thermometer herab, an der \Vand

reehts ist der Thermoregulator angebraeht.

Ist der Heizstrom gesehlossen, so erhitzt sich der Widerstandsdraht sehr sehnell und gibt in- folge seiner geringen Sl~rke die W~rme sehr sehnell ~vieder ab; wird der Stromkreis unter- broehen, so erkaltet der Draht augenblieklieh. In seiner Anwendung liegt der groge Vorteil, dag die Warmequelle mit einer augerordentlieh geringen Tragheit arbeitet, d. h. die gewiinsehte W~rmemenge im Augenbliek liefert und, sobald diese erreieht ist, nieht noeh eine ~iberseh~issige, in der Heizquelle gespeieherte hinzuf(igt. Die erzeugte W~rme steigt dutch das Drahtgitter sehnell in den Versuehsraum. Dutch den unter dem Regulator befindliehen Spalt strSmt die er- w~rmte Luft an dem Regulator vorbei, dem auf

~) Der Draht ist gewShnlich in Radiogeseh/iften er- h~tltlich und wird yon ,.Bastlern" zur Herstellung yon Rheostaten verlangt

Abb. 2. Das Holzgeriist.

Toluolbeh~lters wird in das Kapillarrohr ein Platinstift eingesehmolzen, der naeh innen in das Quecksilber hereinragt, und aul~en mit einer Messingschlaufe verl6tet, die eine Klemmschraube zur Befestigung eines Leitungsdrahtes tr~gt. Von oben wird in die KapiilarrShre ein Eisen- oder Stahlstab eingefiihrt, der augen ebenfalls dureh eine zweite Messingsehlaufe mit dem anderen Ende der Schwaehstromleitung verbunden wird. Auf tier Queeksilberkuppe bilden sieh dutch den Unterbreehungsfu:nken bei Luftzutritt leicht Oxy- dationsprodukte. Um dies naeh ~i6g'liehkeit zu vermeiden, bringt man in das Kapillarrohr einige Tropfen Petroleum, welches sieh auf dem Queek- silber absetzt. Der Unterbreehungsfunken ent- steht in der Petroleumsehieht, wobei die Ver- sehmutzung des Queeksilbers stark reduziert wird. Bei l~ngerem Gebraueh des Regulators l~gt sie

~) Regulatoren dieser Art liefert die Firma F. W. Ktthner , :Rostock, Buchbinderstrafle 25.

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sieh allerdings nicht ganz vermeiden und man reinigt den Regulator dann in der Weise, daft man einen Bindfaden in das Kapi l larrohr ein- schiebt, welcher das Petroleum und Oxydations- produkte des Quecksilbers in sich aufsaugt, l~ach erfolgter Reinigung wird frisches Petroleum nach- gefiillt. Die Schaltung yon Regulator und Relais und Widerstandsdraht geht aus dem beigegebenen S c h a l t u n g s s c h e m a hervor.

Als Schwachstromquelle benutzen wir einen Akkumu]ator yon 4 Volt Spannung. Der eine Pol desselben steht mit der unteren Schraube des Regulators in Verbindung. Wen~ der Eisen- stab in der GlasrShre das Quecksilber beriillrt, geht dcr Strom dul:ch diesen zur zweiten, oberen Klemmschraube, yon hier zu einem Pol des Relais, welcher mit den Magnetspulen verbunden ist, lliuft durch diese hindurch zum zweiten Pol, tier mit dem Akkumulator in Verbindung steht. Der Stromkreis ist geschlossen. ~bera l l dort, wo man Wechselstrom zur Verfiigung hat, wird man zweckm~iBig an Stelle des Akkumulators den Sehwachstrom aus einem Klingeltransformator entnehmen, den man an die Starkstromleitung

Drahtyale

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Tdr~ite Abb. 3. Boden des Versuchsraumes.

anschliegt, und der jederzeit den zur Thermo- regulierung notwendigen Schwachstrom liefert. Man wird dadurch der Mfihe des sonst sti~ndig notwendigen Nachladens der Akkumulatoren fiber- hoben. Zudem ist der Klingeitransformator viel billiger (ca. 5 RM) als ein guter Akkumulator (10--12 RM). Hat man nur Gleichstrom zur Verfiigung, so ist man auf die Verwendung yon Akkumulatoren angewiesen. Um eine Unter- brechung der Versuche wahrend tier Aufladung der Akkumulatoren zu vermeiden, schafft man sich 2 Akkumulatoren an, yon denen der eine aufgeladen wird, wenn der andere in Gebrauch ist. Die Kosten fiir die Aufladung der Akku- mulatoren, die bei s tarker Inanspruehnahme fast alle ]0 Tage notwendig ist, erspart bezw. ver- bill igt man sich, wenn man sie selbst an der Lichfleitung aufladet. 1)

K. FRIEDERICHS und P. STEINER. Wie man sich einfache Thermostaten usw. 127

D a s R e l a i s (Abb. 5), nach der Art des Telegraphenrelais, be- besteht im Prinzip aus einem Elektromagneten, vor welchem ein Eisenstiick federnd aufgebaut ist, welches einen Stromkreis 5ffnen und schlieBen kann. Seine Funktion sei an der Hand der Ab- bildungen besprochen. Sie zeigt rechts die beiden Spulen (Sp) mit den Eisenkernen (Ek) im Innern. Die Spulen stehen mit dem Regulator und Akku- mulator dutch die beiden Klemmschrauben in Verbindung. Vor den beiden Spulen l iegt das bei X federnd bewegliche Eisenstiick, der so- genannte Hammer. welcher in der Ruhelage durch die Spiralfeder (SpF) gegen die Kontakt- spitze (K) gezogen wird. Die beiden linken Klemmschrauben sind mit den Enden der Heiz- stromleitung verbunden. In der Ruhelage des Relais ist also der Heizstromkreis geschlossen. Bei Unterbrechung des Heizstroms entsteht bei K normalerweise ein s tarker Unterbrechungsfunke,

') Das Laden der hkkumulatoren erfolgt bekannter- weise mit GIeichstmm. Man sucht zuaiichst an der Steckdose der Gleichstromleitung die beiden Pole zu er- kennen, indem man zwei ausschliei~lich ihrer Enden gut isolierte Leitungsdr~ihte in die Klemmen der Steck- dose einfiihrL Die beiden freien Enden halt man dann in einiger Entfernung auf mit Wasser angefeuchtetes Polsucherpapier. Durch elektrolytischen Vorgang wird

Nickel/ndraM

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~la~ #o/zbrett ; ~/ /lerbindun#ratSclr

Abb. 4. Das Heizgitter.

der Draht, der mit dem negativen Pol der Steckdose in Verbindung steht, das Polsucherpapier rSten (,,or schreibt"), wfihrend der andero einen sehwarzen, durch elektrischen Funken verursachten Verbrenmmgsfleck zurfickl~i~t. Man verbindet dann den bekannten - -Pol der Leitung mit dem -- Pol des hkkumulatoz~. Der andere P o l d e r Leitung wird mit einem Widerstand (man nimmt zweckm/illig hochkerzige Lampen, wir ver- wenden eine 200-kerzige Metallfadenlampe) verbunden~ der wiederum mit dem + Pol des Akkumulators in Ver- bindung steht. Bei kleineren Lampen verl/ingert sich die Ladungszeit, bei grSl]eren verkiirzt sie sieh. Wann die Ladung beendet ist bezw. wann sie vorgenommen werden mull, ist auf den hkkumulatoren angegeben. Die Spannung wird mit einem Taschen-Voltmeter (kostet 5--6 RM) abgelesen. Ein Voltmesser gehSrt unbedingt als ZubehSr zu unserem Thermostat, da man jeden Tag den im Gebrauch befindlichen Akkumulator auf seine Spannung kontrol/ieren sollte. - - Aueh boi I/ingerem Nich~ebrauch sind die hklmmulatoren im geladenen Zustand aufzubewahren bezw. von Zeit zu Zeit nach- zuladen, da dies zur Erhaltung der hkkumulatoren not- wendig ist.

11"

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der augerordentlieh stOrt (weil er die Platin- kontakte versehmort) und bei entspreehend groBer Stromstarke so grog werden kann, dab der Heiz- strom nieht unterbroehen wird. Zur Vermeidung eines grOBeren LSsehfunkens sehaltet man an die beiden Starkstromklemlnsehrauben noeh einen Radiokondensator yon 1000 ecru, der ftir die Heizquelle unseres Thermostaten genfigt und den Unterbreehungsfunken auf ein 5Iindestmag redu- ziert. Bei der Handhabung des Relais sind selbst- verst~ndlieh atle die nieht isolierten unter Stark- strom stehenden Armaturen mit besonderer Vor- sieht zu behandeln. Das Relais kostet etwa 10 R3I.

An der Hand des S e h a l t u n g s s e h e m a s (Abb. 5) sei nunmehr die

F u n k t i o n der T h e r m o r e g u l a t i o n

besproehen. Der Heizstrom wird eingesehaltet

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m- 5chwach~tPom- Zufl)'hrun]

Abb. 5. Das tlelais

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Hammer frei, der nun vonder Spiralfeder (SpF) wieder an die Kontaktspitze herangerissen wird. Damit wird automatiseh der Heizstrom ein- gesehaltet, der Thermostat erwttrmt usf. Dutch Versehieben des Stahldrahtes im Regulator kann man die gewiinschte Temperatur im Thermostat erreichen. Im Durchsehnitt arbeiten unsere Thermostaten mit Temperaturschwankungen von ! 0,5 o C. Sie werden notwendig grSger und die Warme weniger gleiehmttl~ig im Raum verteilt, wenn die Beheizung, -,vie es im allgemeinen fiblieh ist, dtirch eine Glahbirne erfolgt.

Da der Eisverbrauch im Sommer nicht un- erheblieh ist, wenn man mehrere Thermostate in Gebrauch hat, so wird bier beabsichtigt, sie in einem besonders dazu gebauten Raum aufzustellen, der zwar durch Fenster direktes'Tageslieht emp- fangt, yon dem aber die Sonne durch die ihn umgebenden Oeb~tude abgehalten wird, so dal3 zu

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Toluol Ill " Felais ~ ,

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Abb. 6. Der Thermoregulator und das Schaltungsschema.

und liiuft durch das Relais und den Widerstand. Der Thermostat erwi~rmt sieh und gleichzeitig der Regulator. Das Toluol dehnt sich aus und driiekt das Queeksilber in dem Kapillatrohr hoeh. Bei der Ausdehnung des Queeksilbers beriihrt dieses bei der gewfinschten Temperatur die Spitze des Stahldrahtes. in diesem Augenblick wird der Sehwachstrom eingeschaltet, welcher den Elektromagneten erregt. Dieser zieht den Hammer an und unterbrieht gleiehzeitig den Heizstrom. Die Warmequelle im Thermostat erkaltet und langsam kfihlt sich der Thermostat ein wenig ab. Das Toluol zieht sieh dabei zusammen, und das Queeksilber sinkt im Kapillarrohr. Dutch die Trennung yon Quecksilber und Spitze des Stahl- drahtes wird der Sehwachstrom unterbroehen, tier Elektromagnet wird stromlos und gibt den

erwarten ist, dab er sich nicht sehr erwarmen wird. Zu diesem Zweck wird er auBerdem mit Torfoleum und einer Hohlwand doppelt isoliert und aullerdem unterkellert. Die in tier .'~itte des Raumes gelegene Kellerluke kann dann, wenn es kfihler Luft bedarf, geSffnet werden.

Die Regulierung der Feuchtigkeit in einem solchen Thermostat geschieht in tier ~iblichen Weise mit Schwefelsaure oder Salzl6sungen, wie in dem Buehe von F r i e d e r i c h s fiber die ,•rund- fragen" nachgelesen werden kann. Sie kann abet nicht in dieser Weise reguliert werden, wenn viel pflanzliehes Material oder far eine eingetopfte Pflanze hineingestellt wird. Dazu bedarf es einer welt komplizierteren Form des Thermostaten, an tier wit gearbeitet haben ohne bisher zu einem befliedigenden Ergebnis gekommen zu sein.