Bimetallstreifen

Ein Bimetallstreifen ist ein dünner Streifen, der aus zwei Metallen besteht, die fest miteinander verbunden sind und unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen. Bei einer Temperaturänderung dehnen sich die beiden Lagen ungleich, wodurch der Streifen sich zu einer Biegung krümmt. Die Richtung und der Grad der Krümmung hängen von der Differenz der Ausdehnungskoeffizienten, der Dicke der Lagen, der Geometrie des Streifens und der Art der Verbindung ab.

Herstellung und Materialien: Die beiden Metalllagen werden durch Diffusions-, Schmelz- oder Klebeverbindungen fest verbunden. Typische Materialpaare sind Messing mit Stahl, Kupfer mit Eisen sowie Nickel-Eisen-Legierungen wie Invar. Bimetallstreifen können in sehr dünner Ausführung hergestellt werden und eignen sich gut für schnelle Temperaturänderungen.

Anwendungen: Bimetallstreifen finden breite Anwendung in Thermostaten, Temperaturreglern und Überhitzungsschutzschaltern. In Haushaltsgeräten, Heiz- und Kühlanlagen ermöglichen sie eine kontaktgesteuerte Reaktion auf Temperaturänderungen. In der Elektrotechnik dienen sie als thermisch betätigte Kontakte in Relais und Überlastsicherungen.

Eigenschaften: Vorteile sind einfache Bauweise, Robustheit und kein externer Energiebedarf. Nachteile umfassen Hysterese, begrenzte Messgenauigkeit und potenzielle Alterung durch wiederholte Belastung sowie Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen.

Geschichte und Bedeutung: Das Prinzip des Bimetalls wurde im 19. Jahrhundert erkannt und hat seitdem eine breite Anwendung in Temperatur- und Überhitzungsschutzsystemen gefunden.