Anwendungsgebiet und Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Silikonöl für einen Thermostat, ein Verfahren zum Voraltern eines Arbeitsfluids für einen Thermostat sowie die Ver¬ wendung eines solchen Arbeitsfluids in einem Thermostat.

Aus der EP 962 951 A und aus der DE 30 33 843 A1 sind Thermostate bekannt, wie sie beispielsweise für die Regelung von Heizleistung ver¬ wendet werden. Dabei ist ein geschlossenes System mit einem Vorrat von Arbeitsfluid, beispielsweise Silikonöl, gefüllt und führt über eine flüs¬ sigkeitsleitende Verbindung zu einer Schalterauslösung oder derglei¬ chen. Durch Temperaturänderung erfolgt eine Änderung der Volumen¬ ausdehnung des Arbeitsfluids bzw. des Silikonöls, welches sich in eine Wegänderung umsetzen lässt, die einen Schalter auslöst. Dabei besteht jedoch häufig das Problem, dass die Lebensdauer sowie die Genauig¬ keit des Thermostaten über längere Zeiträume hinweg von der Qualität des Arbeitsfluids abhängt.

Ändert sich das Wärmeausdehnungsverhalten des Arbeitsfluids über längere Zeit hinweg durch Verändern bzw. Verschlechtern der Eigen¬ schaften des Arbeitsfluids, so kann dies dazu führen, dass sich die ein¬ gestellten Schalttemperaturen von den tatsächlichen Schalttemperatu¬ ren entfernen. Daraus resultierende Probleme bei der Leistungseinstel¬ lung von Heizeinrichtungen oder dergleichen können beispielsweise dar¬ in bestehen, dass der Thermostat bereits bei zu niedrigen Temperaturen schaltet und somit nicht gewünschte Leistung erreicht wird. Ebenso können Sicherheitsprobleme dadurch auftreten, dass der Thermostat erst bei zu hohen Temperaturen schaltet. Aufgabe und Lösung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Ar- beitsfluid zu schaffen bzw. herzustellen sowie einen damit gefüllten Thermostat, um Nachteile des Standes der Technik vermeiden zu kön¬ nen und insbesondere eine Altersbeständigkeit und Temperaturbestän¬ digkeit des Arbeitsfluids und somit des gesamten Thermostaten zu ver¬ bessern.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Silikonöl mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , eine Verwendung eines vorgealterten Arbeitsfluids mit den Merkmalen des Anspruchs 6, ein Verfahren zum Behandeln eines Ar¬ beitsfluids für einen Thermostaten mit den Merkmalen des Anspruchs 8 sowie einen Thermostaten mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Be¬ vorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprü¬ chen enthalten und werden im folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht. Merkmale, die für das Silikonöl als solches so¬ wie für Herstellungsverfahren oder Verfahren zum Altern sowie auch für den Thermostaten selber gelten, werden im folgenden teilweise nur einmal beschrieben. Sie gelten jedoch unabhängig davon für jeden die¬ ser Gegenstände auch eigenständig.

Erfindungsgemäß wird dem Silikonöl für die Verwendung in einem Ther¬ mostaten ein Stabilisator zugesetzt. Dieser dient dazu, altersbedingte oder temperaturbedingte Veränderungen des Silikonöls zu reduzieren und vor allem die Wärmestabilität zu verbessern. Nach diesen Gesichts¬ punkten wird ein Stabilisator ausgesucht. Durch einen solchen Zusatz bzw. einen solchen Stabilisator können die negativen Folgen, wie zuvor beschrieben, vermieden werden. Das mit dem Stabilisator versetzte Sili¬ konöl weist langzeitbeständige, gleichbleibende Eigenschaften auf. Ins- besondere ändern sich seine Wärmeausdehnung bzw. sein Wärmeaus¬ dehnungsverhalten nicht. Ein mögliches Silikonöl ist beispielsweise Po- lydimethylphenylsiloxan.

Ein Stabilisator kann beispielsweise danach ausgesucht werden, dass er im Silikonöl potentielle Reaktionspartner oder Reaktionsprodukte bindet, so dass diese die Eigenschaften des Silikonöls nicht verschlechtern. Ebenso kann er freie Radikale binden. Auch diese könnten ansonsten mit dem Silikonöl selber reagieren bzw. dieses verändern und insbeson¬ dere seine Eigenschaften verschlechtern. Vor allem kann ein Stabilisator beispielsweise im Silikonöl gelöste Sauerstoffpartikel binden.

Der Anteil des Stabilisators am Silikonöl hängt zum einen natürlich von der Art des Stabilisators ab, unter Umständen auch von dem Einsatz¬ zweck des Silikonöls bzw. des Thermostaten. Des weiteren sollten bei der gesamten Mischung die Eigenschaften des Silikonöls bestimmend bleiben. So kann beispielsweise der Anteil des Stabilisators maximal 5% betragen, vorteilhaft sogar noch darunter liegen, beispielsweise bis zu 3%.

Als Stabilisator kann vorteilhaft ein Oxidationsmittel verwendet werden. Dieses kann ein Metalloxid sein. Als Metalloxid bietet sich bevorzugt Ti¬ tandioxid an, wobei insbesondere pyrogenes Titandioxid verwendet werden kann. Dieses kann durch Flammenhydrolyse von Titantetrachlo¬ rid hergestellt werden.

Ein Metalloxid bzw. das vorgenannte Titandioxid kann selber wiederum dotiert sein zur Verbesserung seiner Eigenschaften. Eine Möglichkeit ist eine Dotierung mit Eisenoxid, beispielsweise bis zu einem Prozentanteil von 5%. Hierzu kann dem vorgenannten Material FeCI3 zugegeben werden, so dass man beispielsweise ein mit 2% Fe2O3 dotiertes Titan¬ dioxid erhält. Bei diesem Titandioxid liegen die Primärteilchen nicht in isolierter Form vor, sondern als Aggregate bzw. Agglomerate. Es sind außergewöhnlich kleine Primärteilchen vorhanden, welche eine relativ große spezifische Oberfläche von etwa 50m2/g bedingen.

Die Zugabe des Titandioxids, ob dotiert oder undotiert, bewirkt durch die oxidierenden Eigenschaften der Metallionen eine Wärmestabilisierung beim Silikonöl. Es können Elektronen aufgenommen werden und dabei freie Radikale unschädlich gemacht werden, die bei der thermischen Be¬ lastung des Silikonöls entstehen. Unkontrollierte Reaktionen bzw. Poly¬ merisationen sowie Oxidationsreaktionen werden stark eingeschränkt.

Um das Arbeitsfluid für einen Einsatz in einem Thermostaten, der eine gute und gleichbleibende Langzeitfunktion bietet, vorzubereiten, kann es durch Erwärmen vorgealtert werden. Dies weist den Vorteil auf, dass zum einen oftmals gerade zu Beginn der Alterung die Veränderungen in Relation zur verstrichenen Zeit relativ starke Auswirkungen zeigen. Inso¬ fern ist es bei einem solchen Voralterungsprozess von Vorteil, diesen vor dem Einsatz in dem Thermostaten durchzuführen. Des weiteren kann beispielsweise eine Erwärmung mit einer Temperatur durchgeführt werden, welche deutlich, vorteilhaft sogar sehr deutlich, über der abseh¬ baren Einsatztemperatur liegt. Es sollte jedoch vermieden werden, dass das Arbeitsfluid durch eine zu hoch gewählte Temperatur zu stark verän¬ dert wird oder sozusagen funktional zerstört wird. So kann eine Voralte¬ rungstemperatur unter Umständen sogar das Doppelte der maximalen Einsatztemperatur erreichen, vorteilhaft zwischen 20% und 50% darüber liegen.

Neben dem vorgenannten Silikonöl, welches für eine Voralterung be¬ sonders gut geeignet ist, können auch andere bislang eingesetzte Ar- beitsfluide vorgealtert werden. Zum Teil ist auch hier die Zugabe von Stabilisatoren von Vorteil, beispielsweise auch der vorgenannten Stabili¬ satoren. Ein Ausführungsbeispiel umfasst ein Silikonöl, nämlich Polydimethyl- phenylsiloxan, dem 2% pyrogenes Titandioxid zugesetzt werden. Das pyrogene Titandioxid ist mit 2% Eisendioxid dotiert. Ein solches Ar- beitsfluid wird in einem Behälter für mehrere Stunden, beispielsweise 6 bis 10 Stunden, bei einer Temperatur von 3700C vorgealtert. Dadurch stellt sich eine gewisse Veränderung der Eigenschaften, insbesondere des Wärmeausdehnungsverhaltens, ein, die nach dieser Zeit nur noch sehr gering ist bzw. kaum noch wahrnehmbar ist. Danach ändert sich das Wärmeausdehnungsverhalten im Einsatz bzw. in dem Thermostat bei dessen Einsatz kaum noch.

Das so behandelte Arbeitsfluid wird in einen Thermostaten eingefüllt und dieser abgeglichen vor dem Einbau. Der Thermostat kann beispielswei¬ se in einem Backofen eingebaut werden, um dort eine Art Temperatur¬ messung und -regelung zu bewirken.