DE1539287B1

DE1539287B1 - Zum einmaligen Gebrauch bstimmtes Thermoelement

Info

Publication number: DE1539287B1
Application number: DE19661539287
Authority: DE
Inventors: Marvin J Lowdermilk
Original assignee: Electro Nite Engineering Co
Current assignee: Electro Nite Engineering Co
Priority date: 1965-07-26
Filing date: 1966-07-05
Publication date: 1970-10-01
Also published as: GB1091646A; BE684549A; US3427208A

Description

Es sind bereits zum einmaligen Gebrauch be- ίο einem Stück besteht und der über der Endstimstimmte Thermoelemente dieser Art bekannt, bei fläche 16 liegt. Der Flansch 20 endet in einer in welchen eine Thermoelementeinheit auf eine Lanze axialer Richtung verlaufenden Lippe 22, die, wie aufsteckbar ist (USA.-Patentschrift 3 038 951, USA.- gezeigt, einen dem Außendurchmesser des Rohres 14 Patentschrift 3 055 961), Bei den bekannten Thermo- entsprechenden Durchmesser aufweist. Der Außenelementeinheiten ist jedoch nachteilig, daß die Lage 15 durchmesser des Körpers 18 besitzt eine hinreichende des U-förmigen Rohres gegenüber dem Lanzenende Größe derart, daß ein guter Klemmsitz mit dem Innicht festliegt, sondern von Thermoelementeinheit zu nendurchmesser des Rohres 14 sichergestellt ist.
Thermoelementeinheit verschieden ist. Eine Massen- Der Körper 18 ist mit einem abnehmbaren Ver-

produktion gleichartiger Thermoelementeinheiten ist schlußdeckel versehen, welcher eine Bodenwand 28 daher bei den bekannten Thermoelementeinheiten 20 von ausreichendem Durchmesser derart aufweist, nicht möglich. daß er die danebenliegende Stirnfläche des Körpers

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die 18 überdeckt. Die Bodenwand 28 weist einen in Nachteile bekannter zum einmaligen Gebrauch be- axialer Richtung verlaufenden Ring 24 auf, der mit stimmter Thermoelemente zu vermeiden und insbe- der Bodenwand 28 aus einem Stück besteht. Der sondere eine Halterung des U-förmigen Rohres in 25 Ring 24 ist an seinem frei stehenden Ende mit einer einer bestimmten Stellung in der Thermoelementein- abgeschrägten Stirnfläche 26 versehen. Die Stirnfläche 26 ist derart nach außen abgeschrägt, daß sie zur Ebene der Basis28 hin zusammenläuft. Die Stirnfläche 16 erleichtert das Einsetzen des Ringes 24 in 30 den Körper 18, in dem er durch einen Klemmsitz gehalten wird.

Die Bodenwand 28 ist weiterhin mit Vorsprüngen 30 und 34 ausgestattet, die ebenfalls zusammen mit der Bodenwand 28 aus einem Stück bestehen. Die

verbundene Halterungsvorrichtung vor, welche zur 35 Vorsprünge 30 und 34 ragen in axialer Richtung aus gleichmäßigen Festlegung des Krümmungsteils des der Bodenwand 28 heraus, aber in umgekehrter U-förmigen Rohres von der benachbarten Endstirn- Richtung zu dem hervorspringenden Ring 24. Die fläche des zum einmaligen Gebrauch bestimmten Vorsprünge 30 und 34 sind hohl, und ihr Inneres Rohres dient. steht mit dem Innenraum des Körpers 18 durch eine

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung 40 öffnung in der fluchtenden Bodenwand 28 in Verergeben sich aus den Unteransprüchen. bindung.

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeich- Der Vorsprung 30 endet an seinem freien Ende in

nung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläu- einer Aussparung 32. Der Vorsprung 34 ist in ähntert. Es zeigt licher Weise mit einer Aussparung 36 versehen. Die

Fig. 1 eine Seitenansicht des eintauchbaren Lan- 45 einander gegenüberliegenden Flächen der Vorsprünge zenteils eines zum einmaligen Gebrauch bestimmten 30 und 34 sind konkav, wie insbesondere in Fig.4 Thermoelements, deutlich zu erkennen ist. Die Aussparung 32 ist längs

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der F i g. 1, der konkaven Wand des Vorsprungs 30 ausgebildet, und zwar in einem stark vergrößerten Maßstab, Die Aussparung 36 ist diametral entgegengesetzt zu

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der F i g. 2, 50 der konkaven Wand am Vorsprung 34 ausgebildet. Fig. 4 eine Ansicht in Richtung der Linie4-4 in Der hohle Innenraum der Vorsprünge30 und 34

verjüngt sich in Richtung auf die Ebene des Basisteils 28. Der Sinn der Aussparungen 32 und 36 wird im folgenden erläutert.

Eine Haltungsvorrichtung, wie beispielsweise eine Stange 38, ist mit der Endwand aus einem Stück hergestellt und ragt in axialer Richtung parallel zu der Längsachse des Ringes 24 hervor. Die Stange 38 ist zwischen ihren Enden mit einem verringerten Querschnittsteil 40 versehen. Das von der Bodenwand 28 entfernt liegende Ende der Stange 38 endet in zwei Klemmbacken 42 und 44. Die Bodenwand 28 und die Stange 38 sind aus einem flexiblen Polymerwerkstoff, beispielsweise Polypropylen, herge-

ist; das Rohr 14 weist eine Endstirnfläche 16 auf und 65 stellt. Demgemäß können die Stange 38, die Bodenkann aus einem im Handel verfügbaren Werkstoff, wand 28 und die Vorsprünge 30 und 34 als eine aus beispielsweise aus Pappe od. dgl., hergestellt sein. einem Stück bestehende Einheit mit guter Stabilität

Die Einheit 12 weist einen äußeren, zylindrischen der Abmessungen geformt werden.

heit zu gewährleisten, so daß die Thermoelementeinheiten schnell und mit großer Gleichförmigkeit hinsichtlich der Lage der heißen Lötverbindung durch Massenproduktion herstellbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine aus dem einen Ende des Körpers aus keramischem Werkstoff zum Krümmüngsteil des U-förmigen Rohres herausragende und mit dem Krümmungsteil

Fig. 2,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Zwischen-Unteranordnung, wie sie bei der Herstellung der Thermoelementeinheit verwendet wird.

In F i g. 1 der Zeichnung, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile bezeichnen, ist ein gemäß der Erfindung ausgebildetes eintauchbares Endteil eines zum einmaligen Gebrauch bestimmten Thermoelements gezeigt und im ganzen mit 10 bezeichnet.

Die Anordnung 10 weist eine im ganzen mit 12 bezeichnete Thermoelementeinheit auf, welche stramm in das eintauchbare Ende eines leichten, zum einmaligen Gebrauch bestimmten Rohrs 14 eingepaßt

3 4

Die Klemmbacken 42 iiiid 44 am Ende der Stange JB 53 und 60 umschließen. Die beiden Enden der Leiter 38 sind in einem solchen Ausmaß hinreichend ^, 58 und 60 sind dann in dem keramischen Zement

flexibel, daß sie auseinandergespreizt werden und h'. 62 eingebettet. Die Art des Zements 62 ist dem

derart angeordnet werden können, daß sie den Ii' Fachmann bekannt und braucht deshalb nicht im

Krümmungsteil eines U-förmigen Glasrohrs oder 5 einzelnen beschrieben zu werden. Der Zement 62

glasartigen Rohrs umfassen können. Das U-förmige ist ein elektrischer und ein Hitze-Isolator; ferner

Rohr weist Schenkel 48 und 50 auf. Das U-förmige sollte ein schnelltrocknender Zement Verwendung

Rohr kann aus einem Werkstoff wie beispielsweise finden.

Quarz, Glas usw. hergestellt sein. Weiterhin ist eine tassenförmige Kappe 66 vorge-

Innerhalb des U-förmigen Rohrs sind übliche io sehen, die aus einem leichten Stahl oder Kupfer oder Thermoelementschenkel 52 und 54 vorgesehen. Je- irgendeiner anderen gewünschten Legierung hergeweils eines der Enden der Thermoelementschenkel stellt sein kann. Die Kappe 66 umgibt das U-förmige 52 und 54 sind miteinander verbunden und bilden Rohr, und sie ist an ihrer Basis mit einer Öffnung 68 eine heiße Lötstelle 56 in üblicher Weise. Die heiße versehen. Der Innenumfang des Gehäuses 18 ist mit Lötstelle 56 ist in dem Krümmungsteil 46 des Rohrs 15 einer Bohrung 70 zur Ausbildung einer Schulter verangeordnet. Die anderen Enden der Thermoelement- sehen. Bevor der Zement 62 aushärtet, wird die schenkel 52 und 54 verlaufen durch die freien Enden Kappe 66 in den Zement eingeführt, bis sie auf der der Schenkel 48 und 50. Der Thermoelementschenkel obenerwähnten Schulter aufliegt. Die Bohrung 70 52 ist mit dem einen Ende eines Leiters 58 fest bildet dabei eine Führung und einen Halt für die verbunden, während der Thermoelementschenkel 54 20 Kappe 66 derart, daß die Kappe von der End-Stirnmit dem einen Ende eines Leiters60 fest verbunden seite der Einheit 12 in gleichmäßigem Abstand her-ist. Der Leiter 58 verläuft durch eine Öffnung in der vorragt.

Bodenwand 28 und dann längs der konkaven Wand Der keramische Zement 61 überdeckt den Flansch

am Vorsprung 30; Sodann ist eiii Teil des Leiters 58 20. Die Niveauhöhe des Zements 62 ist derart aus-

derart umgebogen, daß es dureh die Ausnehmung 32 25 gewählt, daß der Zement einen Teil des verminder-

und durch den hohlen Vorsprung 30 verläuft. Der ten Querschnittsteils 40 umschließt. Die Länge der

Leiter 58 weist eine ausreichende Lange derart auf, Stange 38 ist derart ausgewählt, daß das Teil 40

daß er vorzugsweise mit seinem freien Ende inner- teilweise im Zement 62 und teilweise in axialer Rich-

halb des Körpers 18 liegt. tuiig aus dein Zement 62 herausragt. Ebenso ist die

Der Leiter 60 verläuft durch eine Öffnung in der 30 Länge der Stange 38 derart gewählt, daß die heiße Bödenwand 28 und diametral gegenüber der kon- Lötverbindung 46 gleichmäßig mit einem Abstand kaven Wand längs der Wand des Vorsprungs 34. zwischen 0,952 cm (% Zoll) und 1,27 cm (V2 Zoll) Der Leiter 60 ist derart umgebogen, daß er dureh die von der End-Stirnfläche der Lippe 22, die einen beAussparung 36 verläuft, von wo er sich im wesent- stimmten Abstand von der Stirnfläche 16 des Papplichen axial durch den Vorsprung 34 erstreckt. Der 35 rohres 14 aufweist, angeordnet wird. Leiter 60 besitzt in ähnlicher Weise eine derart aus- Die Art der Verwendung der Thermoelementreichende Länge, daß seine Enden innerhalb des einheit 12 erleichtert die Herstellung derselben als Gehäuses 18 angeordnet sind. Unter anordnung zum Versenden an entfernte Plätze,

Die Schenkel 52 und 54 des Thermoelements kön- wo sie mit dem Rohr 14, wenn erforderlich, zusam-

nen von der hierzu üblicherweise verwendeten Fein- 40 mengebaut werden kann. Die Art und Weise, in der

draht-Bauart sein. Zur Veranschaulichung sei er- das zum einmaligen Gebrauch bestimmte Thermo-

wähnt, daß der Schenkel 52 aus Platin und der element verwendet wird, ist dem Fachmann bekannt

Schenkel 54 aus Platin-Rhodium bestehen kann. Dem und bedarf deshalb keiner ins einzelne gehenden

Fachmann ist bekannt, daß dann, wenn der Sehen- Beschreibung. Die Kappe 66 schmilzt im allgemeinen

kel52 aus Platin besteht, der Leiter 58 aus einer 45 dann, wenn die Einheit durch Schlacke hindurchge-

handelsüblichen Kupfer-Nickel-Legierung und der ^ führt wird, und sie bietet auf diese Weise für die

Leiter 60 aus Kupfer hergestellt wird. Wenn der || U-förmige Röhre einen Schutz. Das Teil 40 auf der

Werkstoff der Thermoelementschenkel geändert Jp Stange 38 verringert die Wärmeübertragung in das

wird, wird eine entsprechende Änderung in der Be- # Innere des keramischen Zements 62. Die konkaven

schaffenheit des Werkstoffs für die Leiter 58 und 60 50 Wände an den Vorsprüngen 30 und 34 erleichtern die

in ähnlicher Weise vorgenommen, um das ge- Aufnahme eines kreisförmigen oder zylindrischen

wünschte Endergebnis zu erhalten. Verbindungselements an der Lanze, welches Ver-

In F i g. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer im bindungen zwischen den frei liegenden, gegenüberganzen mit 64 bezeichneten Unteranordnung dar- liegenden Teilen der Drähte 58 und 60 herstellt. Der gestellt. Die Unteranordnung 64 weist die oben be- 55 Vorsprung 34 ist derart orientiert, daß er von einem schriebenen Bestandteile auf, die hier vorweg zu- zylindrischen oder ringförmigen Kontakt an der sammengebaut werden können. Sodann kann die Lanze aufgenommen werden kann. Der ringförmige Unteranordnung 64 in den zylindrischen Körper 18 Kontakt an der Lanze ist dazu geeignet, mit dem mit einem Klemmsitz zwischen dem Innenumfang gegenüberliegenden frei liegenden Teil des Leiters 60 des Körpers 18 und dem Außenumfang des Ringes 60 zusammenzuarbeiten. Die Vorsprünge 30 und 34 und 24 eingesetzt werden. Sodann kann ein keramischer die Art, in der sie frei liegende Teile der Leiter 58 Zement in den Körper 18 bis zu einer derart aus- und 6Ö vorsehen, ermöglichen einen richtungsabhänreichenden Höhe eingegossen werden, daß er mit gigen Kontakt. Das heißt, der richtige elektromechadem freien Ende der Lippe 22 abschließt. Der kera- nische Kontakt wird unabhängig von der Winkelmische Zement 62 wird dann sowohl die freien 65 orientierung der Einheit 12 bezüglich der Kontakte Enden der Schenkel 48 und 50 des U-förmigen am Ende der Lanze geschaffen. Da beide Enden der Rohres als auch die kalte Lötverbindung zwischen Drähte 58 und 60 im keramischen Zement 62 einden Schenkeln des Thermoelements und den Leitern gebettet sind, ist es weniger wahrscheinlich, daß die

Drähte sich lösen können und die Leichtigkeit des Hersteilens und des Unterbrechens des Kontaktes mit der Lanze verhindern. Zudem bietet das nicht richtungsabhängige Verbindungsstück keine freien Enden von Drähten od. dgl., die sich von ihrem Platz entfernen könnten tmd auf eine gute elektromechanische Verbindung einwirken könnten.

Claims

Patentansprüche:

1. Zum einmaligen Gebrauch bestimmtes Thermoelement, bei welchem ein leichtes zum einmaligen Gebrauch bestimmtes Rohr an seinem einen Ende eine Thermoelementeinheit trägt, die einen Körper aus keramischem Werkstoff aufweist, der die Enden eines U-förmigen Rohres aus glasartigern Material trägt, innerhalb dessen die miteinander verbundenen Thermoelementschenkel angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine aus dem einen Ende des Körpers (62) aus keramischem Werkstoff zum Krümmungsteil (46) des ao U-förmigen Rohres (46, 48, 50) herausragende und mit dem Krümmungsteil (46) verbundene Halterungsvorrichtung (38), welche zur gleichmäßigen Festlegung des Krümmungsteils (46) des U-förmigen Rohres (46, 48, 50) von der benachbarten Endstirnfläche (16) des zum einmaligen Gebrauch bestimmten Rohres (14) dient.

2. Thermoelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsvorrichtung (38) in dem Bereich, wo sie aus dem Körper (62) aus keramischem Werkstoff herausragt, einen Teil (40) mit vermindertem Querschnitt aufweist.

3. Thermoelement nach Anspruch I₅ dadurch

gekennzeichnet, daß die Halterungsvorrichtung (38) an ihrem einenEnde den Krümmungsteil (46) des U-förmigen Rohres (46, 48, 50) umfassende Klemmbacken (42, 44) aufweist.

4. Thermoelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsvorrichtung (38) mit ihrem nicht mit dem Krümmungsteil (46) des U-förmigen Rohres (46, 48, 50) verbundenen Ende zusammen mit einer Bodenwand (28) ein Stück bildet, wobei die Bodenwand (28) die Ausdehnung des Körpers (62) aus keramischem Werkstoff innerhalb des zum einmaligen Gebrauch bestimmten Rohres (14) begrenzt.

5. Thermoelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Tragen der Endteile der Zuleitungsdrähte (58, 60) zu den Thermoelementschenkeln (52, 54) innerhalb des zum einmaligen Gebrauch bestimmten Rohres (14) Vorsprünge (30, 34) derart vorgesehen sind, daß jedes Ende eines jeden Zuleitungsdrahtes (58, 60) innerhalb des Körpers (62) aus keramischem Werkstoff angeordnet ist.

Ö.Thermoelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (62) aus keramischem Werkstoff von einem Plastikrohr (18) umgeben ist, welches einen Flansch (20) aufweist, der über einer Endstirnfläche (16) des zum einmaligen Gebrauch bestimmten Rohres (14) liegt, wobei der Flansch (20) eine Lippe (22) aufweist, die eine Fortsetzung des zum einmaligen Gebrauch bestimmten Rohres (14) bildet und wobei der Körper (62) aus keramischem Werkstoff den Flansch (20) überdeckt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen